Влияние густоты насаждения на технологические характеристики маточной свеклы и качество механизированной уборки

Актуальность исследований: Сахарная свекла является единственной технической культурой в Российской Федерации, из которой вырабатывается сахар. Для достижения экономической самостоятельности в обеспечении населения этим ценнейшим продуктом питания, страна должна выращивать ежегодно не менее 40 млн. тонн сахарной свеклы и производить 3,5−4 млн. тонн сахара.

В решении этой проблемы большое значение имеет создание и внедрение в производство высокопродуктивных сортов и гибридов сахарной свеклы, хорошая организация семеноводства этой культуры. Урожай семян, их качество обуславливается всей системой агротехнических мероприятий по выращиванию семенных растений в первом и втором годах их жизни. При культуре маточной свеклы большое значение имеет норма высева семян, густота стояния растений и способ уборки.

В последние годы одним из узких мест в семеноводстве сахарной свеклы является малый выход посадочного материала. Практически во всех семеноводческих хозяйствах Центрально Черноземного Региона густота стояния растений ко времени уборки не превышает 100 — 120 тыс. шт./га, и, соответственно, коэффициент выхода посадочного материала, в лучшем случае, составляет 1:2. В настоящее время во ВНИИСС и другими научными организациями установлено, что выращивать маточную свеклу необходимо с густотой насаждения 220 — 250 тыс.шт./га, это позволяет поднять коэффициент выхода посадочных корнеплодов до 4 (Гизбуллин Н.Г. и Нагорный Г. М., 1984; Удовидченко Н. М., 1992; Чернышов А. Т. 1999). Сдерживающим фактором внедрения интенсивного семеноводства (густота стояния растений ко времени уборки 160 — 280 тыс.шт./га) являются несовершенные способы уборки. Для разработки новых способов уборки необходимо комплексно исследовать технологические характеристики маточных корнеплодов и компонентов гибридов, выращенных при загущенном посеве. В исследование технологических характеристик входит изучение морфологических и физико-механических свойств маточной свеклы. Исследования данных параметров проводились на фабричной свекле (П.Ф. Вовк, 1936; И. И. Манжелий, 1941; Н. В. Роик, В. А. Борисюк, Н. М. Зуев, 1998).Отсутствие подобных исследований на маточной свекле, выращенной при загущенном посеве, делает затруднительным разработку новых принципов и способов уборки.

В связи с этим, исследование технологических характеристик маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов с густотой насаждения ко времени уборки 160 — 280 тыс.шт./га, и разработка способа уборки, позволяющего снизить потери и повреждения маточной свеклы и, как следствие, повысить коэффициент выхода посадочного материала, является актуальной задачей.

Цели исследования: Целью диссертационной работы является изучение морфологических и физико-механических характеристик маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы, выращенных с густотой насаждения 160 — 265 тыс. шт./га, массой от 50 до 300 г с обоснованием технических параметров и режимов выкапывающих устройств и их рабочих органов, позволяющих производить уборку с минимальными потерями и повреждениями.

В задачи исследований входит:

1) дать анализ и провести исследования морфологических и физико-механических параметров маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой от 50 до 300 г;

2) разработать исходные требования на устройство для уборки маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой до 300 г;

3) разработать технологическую схему извлечения маточных корнеплодов массой до 300 г из почвы, на основании морфологических и физико-механических свойств;

4) обосновать, теоретически и экспериментально, параметры и режимы рабочих органов для извлечения мелких корнеплодов из почвы;

5) на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований изготовить опытный образец для выкопки корнеплодов массой до 300 г;

6) провести агротехническую и экономическую оценку разработанного устройства для выкапывания маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой до 300 г в сравнении с существующими уборочными комплексами.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые изучены морфологические и физико-механические признаки маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой до 300 г и определены оптимальные параметры и режимы рабочих органов для их уборки.

Изучено влияние различных способов уборки маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой до 300 г на коэффициент выхода посадочного материала.

Выявлена возможность использования новых выкапывающих устройств и их рабочих органов для уборки маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой от 50 до 300 г.

Решена многокритериальная задача оптимизации параметров рабочих органов, их расстановки в зависимости от размера и массы маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы.

Практическая ценность работы в том, что внедрен в систему интенсивного семеноводства новый способ уборки маточных корнеплодов сахарной свеклы, с густотой насаждения 230 — 265 тыс.шт./га, массой от 50 до 300 г. Применение нового способа уборки и выкапывающего устройства с рабочими органами, разработанного на основании морфологических и физико-механических признаков маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы массой от 50 до 300 г, по сравнению с существующим способом, (применением свеклоуборочных машин РКС-6), позволяет получить следующие результаты:

1) увеличить выход маточных корнеплодов сортов и компонентов гибридов сахарной свеклы на 60%;

2) уменьшить повреждаемость маточных корнеплодов сахарной свеклы массой на 80%;

3) повысить коэффициент выхода посадочного материала в производственных условиях до 6 раза;

4) снизить себестоимость посадочного материала на 40%.

На основании проведенных исследований сформулированы следующие научно-теоретические положения, выносимые на защиту:

1. с увеличением густоты насаждения растений до 265 тыс.шт./га происходит существенное изменение морфологических и физико-механических параметров маточной свеклы, как сортов, так и гибридов;

2. корнеплоды массой от 50 до 300 г менее стойки к физическому воздействию, чем корнеплоды более крупной фракции;

3. убирать маточные корнеплоды массой 50 — 300 г необходимо с минимальными физическими воздействиями, что нельзя достичь современными уборочными комплексами;

4. уборку маточной свеклы необходимо осуществлять при поэтапном разрушении связей корнеплодов с почвой.

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском НИИ сахарной свеклы и сахара.

ВЫВОДЫ.

Экспериментальные и теоретические исследования технологических характеристик маточных корнеплодов и компонентов гибридов и способов их уборки позволяют сделать следующие выводы:

1. Установлено, что при увеличении густоты насаждения растений до 265 тыс.шт./га корнеплоды получаются более выровненные по форме и размерно-массовым характеристикам, что облегчает настройку выкапывающих рабочих органов;

2. Исследования показали, что при увеличении густоты насаждения растений до 265 тыс.шт./га приводит к тому, что основной фракцией являются корнеплоды массой 50 — 300 г, которые в силу своих морфологических признаков менее пригодны для механизированной уборки существующими уборочными комплексами;

3. Анализ морфологических признаков маточной свеклы показал, что, с увеличением густоты насаждения растений до 265 тыс.шт./га, развитие корнеплода происходит более интенсивно, чем розетки листьев, масса корнеплода составляет 72%, а длина 38% от всего растения;

4. Исследование физико-механических характеристик маточных корнеплодов, выращенных при густоте насаждения 160 — 265 тыс.шт./га показало, что корнеплоды массой 50 — 300 г имеют более хрупкую структуру ткани, что и приводит к их травмированию во время уборки;

5. Сравнительные исследования существующих свеклоуборочных комплексов показали, что они способны убирать фабричную свеклу с густотой насаждения ко времени уборки до 120 тыс.шт./га, но убранная маточная свекла, с густотой насаждения до 265 тыс.шт./га и с корнеплодами, имеющими другие морфологические и физико-механические признаки, не отвечает требованиям, предъявляемым к посадочному материалу;

6. Производить непосредственное извлечение маточных корнеплодов массой 50 — 300 г, выращенных при густоте насаждения до 270 тыс.шт./га, из почвы комбинированным выкапывающим рабочим органом, разработанным во ВНИИСС;

7. Исследованиями установлено, что применение способа уборки маточной свеклы, разработанным во ВНИИСС, позволяет снизить потери и повреждения посадочного материала на 80%;

8. С целью снижения уплотнения почвы и повышения качества работы свеклоуборочных машин, целесообразно проводить уборку ботвы и корнеплодов за один проход.

Предложения производству.

1. Выращивать маточную свеклу, компоненты гибридов с густотой насаждения растений до 265 тыс.шт./га, при этом повышается выравненность корнеплодов по форме и размерно-массовым характеристикам, что положительно влияет на процесс механизированной уборки;

2. Уборку маточной свеклы, выращенной при густоте насаждения до 265 тыс. шт./га, необходимо производить специализированным комбайном, разработанным во ВНИИСС, обеспечивающим минимальное механическое воздействие на маточные корнеплоды;

3. Убирать маточную свеклу следует за один проход и ботву и корнеплоды, что должно повлечь за собой внедрение в производство специализированного свеклоуборочного комбайна;