CC BY
20УДК 635.21: [631.52+631.53.02]:631.17
СОСТОЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ И ОРИГИНАЛЬНОГО СЕМЕНОВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ
С.Н. Петухов ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Москва, Россия
Аннотация. В материале проанализировано техническое и технологическое обеспечение селекции и первичного семеноводства картофеля в стране. Выявлено, что за годы перестройки, Российская Федерация практически полностью потеряла отечественную базу селекционно-семеноводческих машин. В настоящее время вся селекция и оригинальное семеноводство России базируются на ручном труде.
Показана эволюция посадочных машин для семеноводства картофеля.
Для получения качественного семенного материала отечественных сортов необходимо разработать на современном уровне два комплекта машин, отдельно для селекции (с энергетическим средством класса тяги 0,6 кН) и для оригинального семеноводства (с энергетическим средством класса тяги 1,4 кН).
На пути механизации селекционных и семеноводческих работ много нерешенных проблем.
В комплексе машин для селекции и первичного семеноводства картофеля ведущее положение занимают посадочные машины, т.к. посадка определяет технологию ухода и уборки
Рассмотрены конструкции посадочных машин различных фирм. Анализ конструкций показал, что наибольшее распространение получили дисковые высаживающие аппараты с вертикальной осью вращения (фирмы «Cramer», «Stoll» и др.).
Производство высококачественного семенного материала картофеля - стратегическая задача отечественного сельского хозяйства. В настоящее время Россия ежегодно импортирует 500 тыс. тонн семенного картофеля, что составляет почти 80% всего посадочного материала, используемого сельхозпредприятиями и крестьянско-фермерскими хозяйствами. Как правило, это сорта зарубежной селекции. Одной из причин такого положения явилось то, что за годы «реформ», Российская Федерация практически полностью потеряла отечественную базу селекционно-семеноводческих машин.
Ключевые слова: техническое обеспечение, картофель,
селекция, оригинальное семеноводство, комплект машин.
Разработка средств механизации для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства на научной основе началась со второй половины 19-го столетия - это самая молодая отрасль сельскохозяйственной науки. Многие научно-исследовательские учреждения и опытные станции пытались приспосабливать для механизации селекционных, семеноводческих и опытных работ общепроизводственные машины. Однако переоборудование их проводилось кустарно. Такие попытки отдельных институтов и опытных станций механизировать наиболее трудоемкие процессы этих важнейших работ не приносили желаемых результатов [1].
Начало систематических работ по созданию средств механизации в селекции и семеноводстве в нашей стране было положено созданием в 1962 г. в ВИМе специализированной лаборатории, на которую была возложена задача унифицировать требования, предъявляемые к селекционно-семеноводческим машинам, организовать их проектирование и наладить серийное производство необходимой для селекционеров и семеноводов техники. Позднее соответствующие лаборатории или группы были организованы во Всесоюзном селекционно-генетическом институте, в зональных институтах Центральных районов Нечерноземной полосы и Сибири, в Всесоюзных научно-исследовательских институтах зернобобовых, льна, масличных и эфиромасличных культур, в 1968 г. - во ВНИИ кормов, ВНИИ сахарной свеклы и на Грибовской селекционно-опытной станции.
Результатом проделанной работы вновь организованных лабораторий явилось то, что в «Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1971-1975 гг.» впервые были включены машины для механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве. Разработанные межреспубликанские технические условия (МРТУ) явились первым шагом по упорядочению требований селекционеров к технике опытного дела. В дальнейшем были разработаны ОСТы того же назначения, в которых нашли отражение как опыт применения МРТУ, так и возросший уровень требований, предъявляемых к технике и технологии проведения селекционно-семеноводческих работ. Советский проект Системы селекционно-семеноводческих машин в 1981 году был принят Постоянной комиссией по сельскому хозяйству Совета Экономической Взаимопомощи в рамках «Международной системы машин для комплексной механизации сельского и лесного хозяйства».
На пути механизации селекционных и семеноводческих работ
много нерешенных проблем. Если по зерновым и зернобобовым культурам в значительной степени ликвидирован утомительный ручной труд и ведутся работы по созданию автоматизированных рабочих органов для селекционно-семеноводческих машин, то по картофелю пока этого сказать нельзя. Изначально в селекции картофеля создавались машины для механизации наиболее трудоемких ручных работ. Параллельно с этим, лабораторией механизации селекционно-семеноводческих работ, организованной в НИИ картофельного хозяйства в 1974 г., велись планомерные работы по созданию комплекса машин для селекционно-семеноводческих и опытных работ в картофелеводстве. Была разработана Система машин на 1981-1985 и до 1990 г., реализация которой должна была в селекции и первичном семеноводстве картофеля механизировать основной непроизводительный ручной труд и автоматизировать наиболее трудоемкие, монотонные технологические операции.
В разрабатываемом общем комплексе машин для селекции и первичного семеноводства картофеля ведущее положение занимают сажалки, т.к. посадка определяет технологию ухода и уборки [2,9]. Создание селекцонно-семеноводческих машин для посадки картофеля, как в нашей стране, так и за рубежом, началось с переоборудования серийных машин путем замены высаживающих аппаратов. Например, в Германии поначалу переоборудовали рассадопосадочные машины путем замены высаживающего механизма трубами и установкой бункеров для семенного картофеля. Процесс посадки при этом осуществлялся следующем образом: рабочие, обслуживающие машину, брали из ящиков клубни и клали в высаживающую трубу, через которую клубни попадали в борозду, образованную сошником. Клубни вбрасывались в трубу по сигналу, поэтому равномерность шага посадки зависела от навыка обслуживающего персонала. Естественно, такие машины не могли удовлетворять селекционеров, поэтому впоследствии в ФРГ появилось ряд патентов на полуавтоматические картофелепосадочные машины.
Фирмы «Gruse», «Hassia», «Cleine» и др. создали полуавтоматические машины, оборудованные высаживающими аппаратами в виде ковшовых или ячеистых транспортеров. Верхняя ветвь ячеистых транспортеров открыта и перемещается около стола, на котором находится посадочный материал. Рабочие берут со стола клубни картофеля и вручную закладывают их в ячейки транспортера. Ячейками клубни переносятся в выводные рукава, а из них картофель попадает в борозду, образованную сошником.
Фирмы «Lowe» и «Gruse - Gr.berkel» разработали сажалки с высаживающими аппаратами в виде дисков с горизонтальной осью вращения. По окружности диска установлены карманы для закладки в
них клубней. Клубни закладываются вручную. При вращении диска, карманы перемещаются по окружности вниз и укладывают клубни в борозду.
Большое распространение получили дисковые высаживающие аппараты с вертикальной осью вращения (фирмы «Cramer», «Stoll» и др.). Поначалу они представляли собой диск с ячейками, образованными радиальными лучами и выбросным окном для выпадения клубней. Клубни в ячейки закладывались вручную. Равномерность раскладки клубней в борозде таким аппаратом была неудовлетворительной, особенно это сказывалось при посадке клубнями разных размеров. Поэтому впоследствии, под каждой ячейкой высаживающего аппарата стали устанавливать ложечку-клапан. При пересечении кромки выбросного окна клапана поворачивались на 90о и клубни через одинаковый промежуток времени падали в борозду.
В Англии долгое время картофель высаживали вручную под маркер, который представляет собой колесо с размещенными на его ободе конусообразными шпорами. Когда колесо катится, шпоры образуют в почве конусообразные углубления, в которые затем укладывают картофель. Широкое распространение нашли маркеры-лункообразователи немецкого типа, представляющие собой звездочки с радиально размещенными лопатками. При вращении звездочек лопатки образуют лунки, в которые и укладывают клубни картофеля при посадке. Сажалка фирмы «Ирвен Тернер» представляла собой двухрядное приспособление, монтируемое на навесном окучнике. Приспособление состояло из 2-х сошников с трубами, двух сидений для обслуживающих рабочих и бункера для семенного картофеля. Клубни вручную сбрасывались через трубы по сигналам звонка, производимым специальным интервальным колесом, которое катилось в борозде сзади корпуса окучника.
В нашей стране с 1968 г. на Черниговской и Брянской опытных станциях для посадки клонов картофеля стали переоборудовать сажалку СН-4Б. Вместо ложечек на высаживающие диски устанавливали металлические стаканы, а вместо бункеров изготавливали деревянную площадку с сидениями для сажальщиков. В институте картофельного хозяйства к тому времени была создана селекционная картофелесажалка СНК-4В с дисковыми высаживающими аппаратами, вертикальной осью вращения и прямыми ложечками. В сажалке СН-4Б-К, созданной НИИКХ в 1973 г. установлены дисковые высаживающие аппараты с вертикальной осью вращения и ложечками чашечного типа.
С целью выбора схемы сажалки, наиболее полно отвечающей требованиям селекции и первичного семеноводства в 1973 году
НИИКХ провел сравнительные испытания картофелесажалок КСМ-4 (Болгария), СНК-4В и СН-4Б-К (НИИКХ), а также переоборудованных сажалок «Accord» и «Parkman» (Англия) [3].
Все сажалки (рис.1) предназначались для рядовой посадки клубней гибридов и клонов картофеля и агрегатировались с колесными тракторами класса 14 кН. Состояли сажалки из следующих основных узлов и механизмов: рамы, платформы для клубней, высаживающих аппаратов, сошниковых групп, заделывающих дисков, опорных и копирующих колес, редукторов и сидений для сажальщиков. Привод механизмов клоновых сажалок СНК-4В, СН-4Б-К и «Accord» осуществлялся от синхронного ВОМ трактора, а клоновых сажалок КСМ-4 и «Parkman» - от ходовых колес. У клоновых сажалок СНК-4В, СН-4Б-К, «Accord», КСМ-4 высаживающие аппараты дискового типа с вертикальной осью вращения, а у сажалки «Parkman» - чашечно-дискового типа с горизонтальной осью вращения.
Технологический процесс, выполняемый машинами, протекал следующим образом. Клубни гибридов укладывали в ящики и устанавливали на платформу сажалки. При работе клоновых сажалок СНК-4В, СН-4Б-К, «Accord» и КСМ-4 сажальщики брали клубни из ящиков и раскладывали их в чашечки высаживающих аппаратов. При вращении высаживающих барабанов клубни перемещаются вместе с чашечками и подаются в проем клубненаправителя. В проеме клубненаправителя чашечка опрокидывается вокруг своей оси и происходит сбрасывание клубня в борозду, образованную сошником. В борозде клубни закрываются заделывающими рабочими органами. При работе сажалки «Parkman» сажальщики из ящиков раскладывали клубни в чашечки дисков с горизонтальной осью вращения. При вращении дисков клубни перемещаются в чашечках и в момент выхода их из направляющих щитков выпадают на дно борозды. Борозда закрывается вращающимися дисками.
По комплексу агротехнических показателей клоновая сажалка СН-4Б превосходила остальные машины, поэтому было решено доработать ее с учетом преимуществ сажалок КСМ-4 и «Parkmen». По итогам государственных испытаний в 1979 году сажалка СН-4Б-К была рекомендована в производство.
Однако у сажалки СН-4Б-К, равно как и у всех машин, приспособленных для посадки гибридов и клонов картофеля, клубни закладывают в высаживающие аппараты вручную, а это ограничивает производительность агрегата и требует больших затрат ручного труда.
Технологический процесс, выполняемый машинами, протекал следующим образом. Клубни гибридов укладывали в ящики и устанавливали на платформу сажалки. При работе клоновых сажалок
СНК-4В, СН-4Б-К, «Accord» и КСМ-4 сажальщики брали клубни из ящиков и раскладывали их в чашечки высаживающих аппаратов. При вращении высаживающих барабанов клубни перемещаются вместе с чашечками и подаются в проем клубненаправителя. В проеме клубненаправителя чашечка опрокидывается вокруг своей оси и происходит сбрасывание клубня в борозду, образованную сошником. В борозде клубни закрываются заделывающими рабочими органами. При работе сажалки «Parkman» сажальщики из ящиков раскладывали клубни в чашечки дисков с горизонтальной осью вращения. При вращении дисков клубни перемещаются в чашечках и в момент выхода их из направляющих щитков выпадают на дно борозды. Борозда закрывается вращающимися дисками.
J^W Л
Рисунок 1. Технологические схемы картофелесажалок
Создание автоматических высаживающих аппаратов для посадки оригинальных семян картофеля позволит исключить напряженный ручной труд и существенно повысить рабочую скорость, а, следовательно, и производительность посадочного агрегата. Однако такие высаживающие аппараты не могут быть использованы в селекционном процессе и на других мелких опытных делянках в силу их размерности (от нескольких штук клубней до нескольких десятков иногда сотен клубней в делянке). К тому же полуавтоматические картофелесажалки могут использоваться для высаживания широкого
спектра клубнеобразных культур (топинамбура и др.) и все большее применение находят на приусадебных участках сельских жителей [4].
Производство высококачественного семенного материала картофеля - стратегическая задача отечественного сельского хозяйства. В настоящее время Россия ежегодно импортирует 500 тыс. тонн семенного картофеля, что составляет почти 80% всего посадочного материала, используемого сельхозпредприятиями и крестьянско-фермерскими хозяйствами. Как правило, это сорта зарубежной селекции. Одной из причин такого положения явилось то, что за годы «реформ», Российская Федерация практически полностью потеряла отечественную базу селекционно-семеноводческих машин. Свершился поворот в возделывании семенного картофеля от механизированных технологий к лопате и мешку.
Так за годы перестройки ОКБ НИИ картофельного хозяйства, где велись планомерные работы по созданию комплексов машин для селекционно-семеноводческих и опытных работ в картофелеводстве, прекратило существование. Те опытные партии экспериментальных машин (сажалка клоновая, сажалка кассетная [5], барабан повреждений для оценки пригодности гибридов картофеля к механизированной уборке [6], копатель селекционный [7], подрезающая скоба, комбайн однорядный и др. [8]) за прошедшие годы устарели и пришли в негодность. Конструкции тех машин и оборудования обеспечивали выполнение технологических процессов на должном уровне. В настоящее время необходимо выпускать такую технику, но на новом уровне, с использованием современных материалов, автоматических систем контроля за технологическими процессами, использованием систем навигации.
В настоящее время практически вся селекция и оригинальное семеноводство России базируются на ручном труде.
Для получения качественного семенного материала отечественных сортов необходимо разработать на современном уровне и организовать производство:
- комплекта машин (базирующегося на полуавтоматической сажалке клонов) для работы в селекции, сортоиспытании и других мелкоконтурных участках включая крестьянско-фермерские и личные подсобные хозяйства с энергетическим средством класса тяги 0,6 кН;
- комплекта автоматических машин для работы в оригинальном семеноводстве картофеля с энергетическим средством класса тяги 1,4 кН.
Список использованных источников: 1. Зернов В.Н. Изыскание и разработка кассетного высаживающего аппарата для посадки гибридов и клонов картофеля
на селекционно-семеноводческих делянках: Дисс. к.т.н. - Москва: МИИСП, 1987. - 144 с.
2. Тимофеев А.И., Зернов В.Н. Механизация посадки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1983. - № 7. -С. 19-23.
3. Кузьмин Б.О. Сравнительная оценка работы селекционных картофелесажалок. // Науч. тр. НИИКХ. - 1976. - Вып. 27. - С. 143150.
4. Зернов В.Н., Колчин Н.Н., Ясникова Н.П. Картофелесажалки для личных подсобных хозяйств // Сельский механизатор. - 2015. - № 9. - С. 18-19.
5. Кузьмин Б.О., Зернов В.Н. Кассетная картофелесажалка клубней клонов СКК-4. - Рекламный проспект № 7972: ЦНТИПР Москва, 1987. - 5 с.
6. А.С. 1232998 СССР: МКИ G 01 N 3/32. Устройство для определения повреждаемости корне-клубнеплодов / Н.А. Скверский, В.Н. Зернов, Б.О. Кузьмин, П.Б. Кузьмин, И.П. Вялов (СССР). № 3794017/30-15. Заявлено 24.09.84. Опубл. 23.05. 86. Бюл. № 19.
7. Кузьмин Б.О., Зернов В.Н. Для уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках // Земледелие. - 1979. - № 9. - С. 57-58.
8. Кузьмин Б.О., Зернов В.Н., Кузьмин П.Б., Вялов И.П., Фурина Т.А. Машины и оборудование для механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве картофеля. -Каталог. Москва, 1988 ЦНТИПР.
9. Пономарев А.Г., Колчин Н.Н., Зернов В.Н., Петухов С.Н. Селекции и семеноводству картофеля необходима механизация // Картофель и овощи. 2017. № 3. С. 22-24.
Петухов Сергей Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, Россия, Москва, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», [email protected]
THE STATE OF TECHNICAL AND TECHNOLOGICAL SUPPORT OF BREEDING AND ORIGINAL POTATO SEED PRODUCTION S.N. Petukhov
FGBNU FSAC VIM, Moscow, Russia
Abstract. The material analyzes the technical and technological support of breeding and primary seed potatoes in the country. It is revealed that during the years of perestroika, the Russian Federation has almost completely lost the domestic base of breeding and seed machines. Currently, all breeding and original seed production in Russia are based on manual labor.
The evolution of planting machines for potato seed production is
shown.
To obtain high-quality seed material of domestic varieties it is necessary to develop at the present level of two sets of machines, separately for breeding (with power tool class thrust 0,6 kN) and for the original seed (with the power means of the class thrust of 1.4 kN).
On the way of mechanization of breeding and seed works there are many unsolved problems.
In the complex of machines for breeding and primary seed potatoes leading position is occupied by planting machines, as planting determines the technology of care and cleaning.
The design of the landing machines of different companies. Analysis of the structures showed that the most common were disk landing machines with a vertical axis of rotation (firm "Cramer", "Stoll", etc.).
The production of high - quality potato seed material is a strategic task of domestic agriculture. Currently, Russia annually imports 500 thousand tons of seed potatoes, which is almost 80% of all planting material used by agricultural enterprises and peasant farms. As a rule, these are varieties of foreign selection. One of the reasons for this situation was the fact that over the years of "reforms", the Russian Federation has almost completely lost the domestic base of breeding and seed machines.
Keywords: technical support, potatoes, breeding, original seed production, set of machines.
Petukhov Sergey Nikolayevich, the candidate of agricultural sciences conducting the scientific employee, Russia, Moscow, OrEHY «Federal scientific agroengineering centre VIM», [email protected]
FGBNU FSAC VIM (Federal scientific agroengineering centre VIM), 109428, Russia, Moscow, 1st Institute journey, d. 5, ph. 8 (499) 171 43 49, [email protected]
