Обработка семян перед севом – обязательный шаг к высокому урожаю.

02.08.11

Дорогой читатель, рад очередной встречи с тобой. В этой фразе нет лукавства – я никуда не избираюсь. А рад потому, что получил возможность поделиться с тобой мыслями, в надежде узнать, что может не только я так думаю.

Двадцать лет назад, как сейчас говорят: при «товарищах», в плановой системе экономики огромная армия чиновников занималась организацией работы государственного механизма. История перевернула эту страницу. Сегодня, при «господах» (дай бог, чтобы и ты оказался в этой категории), фермер, в силу своих умственных, профессиональных, волевых, организационных способностей под полную личную ответственность организует и ведет дело, начав его практически с нуля. И вот парадокс – такая же по численности (а по сути даже и большая) армия чиновников получила право надзора за прибылью твоего дела. Это было бы как-то оправданно, если бы их решения уменьшали трудности в борьбе за выживание малого и среднего агробизнеса, а не наоборот – отсутствие кредитования, наводнение рынка трейдерами - одни по сговору обрушивают закупочные цены на зерно, другие к посевной и уборочной повышают цены на дизтопливо, бензин, минеральные удобрения.

Так будет и далее, пока мы, налогоплательщики, не поймем, что чиновников нанимаем мы, и нанимать их должны в таком количестве и такого профессионального качества, чтобы отдача от их деятельности выражалась в росте прибыли твоего дела. Только тогда будут оправданны затраты на содержание чиновничьего аппарата, включая президента и депутатов всех мастей. А чтобы дожить до такого уровня гражданской зрелости нашего избирателя (т.е. нас с вами) надо выжить сегодня и завтра. Очевидно, что для фермера одна из составляющих условий этого выживания – высокий урожай.

Многочисленные исследования показывают, как травмируется зерно при его уборке и взаимодействии с машинами послеуборочной обработки, и аграрии с этим вынуждено мирились как с неизбежностью. Но сегодня, можно сказать, лед тронулся – разработаны, производятся и успешно эксплуатируются щадящие нории (не травмируют зерно), сита (решета) без заусенец и каких-либо углов, очищающе-калибрующие машины без шнеков. В разработке и испытании находятся такие машины как щадящий протравитель, сотовый виброаспиратор, щадящий подборщик с бурта и другие.

Понятно, что замена травмирующих машин, которые выпускались десятилетиями, выпускаются и будут еще выпускаться какое-то время (человеческое мышление чрезвычайно инертно), на не травмирующие произойдет не так быстро, как это требуется. Но сегодня имеются возможности без замены машин уменьшить ущерб, обусловленный травмированием зерна. Вот некоторые из них – обеззараживание зерна с целью сохранности его в послеуборочный период хранения, и второй – инкрустация семян совместно с протравливанием, с целью снижения их зараженности и покрытия их защитной пленкой от проникновения микроорганизмов через поврежденную машинами природную защиту. К перспективным способам обеззараживания зерна перед закладкой его на хранение относятся микроволновая обработка и озонирование. Об этих технологиях в данной статье речь не пойдет. Рассмотрим только влияние протравливания и инкрустации на посевные качества и урожайность травмированных семян и машины, применяемые для такой обработки.

Системные и достаточно полные исследования на эту тему выполнены в 70-х годах прошлого века. Научная и практическая значимость этих исследований не вызывает сомнений. Ниже приведенные гистограммы (рис.1 – рис.3) построены по материалам ученых института им. В.Я.Юрьева.[1]

Рис. 1. Влияние протравливания на всхожесть целых и травмированных семян пшеницы.
Влияние протравливания на всхожесть, урожайность и снижение степени поражения грибами приведены на рисунках 1-3.

По рис. 1 видно, что даже лабораторная всхожесть заметно повышается при протравливании, особенно травмированных семян. Характерно, что полевая всхожесть целых семян составляет не более 80% (рис.2), это как раз тот случай, когда микротравмирование семян не определяется обычными методами и не проявляется лабораторными анализами, а проявляется в условиях поля.

Рис. 2а. Влияние протравливания на полевую всхожесть и поражения грибами семян пшеницы.
Рис. 2б. Влияние протравливания на полевую всхожесть и поражения грибами семян ржи.

 

Кроме того, рис. 2 наглядно показывает, как протравитель успешно справляется с грибами, особенно на семенах ржи.

Понятно, что посевные качества, развитие растений в вегетативный период сказываются на урожайности (рис. 3).

Рис. 3. Влияние протравливания на урожайность кукурузы.
Сегодня достижения науки в области селекции растениеводства, агроземледелия позволяют получать гарантированно высокие урожаи при условии строгого выполнения современных технологий возделывания. При этом ставка на естественное плодородие давно канула в лета.

Ниже приводится график роста урожайности зерновых культур в европейских странах за последние сто лет (рис.4).

Рис. 4.

Нет никакого желания комментировать такой график, а есть пожелание, чтобы он каждую ночь снился нашим чиновникам и политикам, особенно тем, которые при каждом удобном случае кичатся украинским черноземом, будто они его сотворили. Но все-таки позволю один комментарий. Начало будущего высокого урожая – семена, нетравмированные, сильные, с высоким потенциалом, защищенные от болезней и вредителей, упакованные в оболочку из всего того, что обеспечит мощное начало растению – сбалансированное комплексное удобрение из макро- и микроэлементов.

Именно эту последнюю часть подготовки семян и выполняет протравливание и инкрустация.

Эффективность протравливания обусловлена не только влиянием собственно протравителя, но и его способностью образовывать защитную пленку на поверхности семян, что предотвращает доступ почвенных микроорганизмов к зерну. Такую технологию защиты семян в 80-х годах назвали инкрустированием.

Инкрустирование – это нанесение на поверхность семян жидкого состава, состоящего, прежде всего, из пленкообразующего вещества с добавлением органических и минеральных фунгицидов, инсектицидов и стимуляторов роста, микроэлементов и красящего состава. По результатам исследований института им. В.Я.Юрьева именно такая инкрустация является обязательной составляющей интенсивной технологии растениеводства, ибо позволяет получить прибавку к урожаю зерновых культур на 15-20%, сахарной свеклы на 5-10%, кукурузы на 7-12%. [2]

Большая доля в этом результате приходится на собственно инкрустацию как средство защиты пленкой травмированных мест зерна.

Так по данным исследований специалистов института им. В.Я.Юрьева только нанесение пленкообразующего красителя повышало энергию прорастания и всхожесть на 3-5%. Особенно заметен результат обработки некондиционных семян. Так обработка некондиционных семян рапса повысило энергию прорастания до 11%, а всхожести до 8%. [2]

Большую роль при инкрустации играет пленкообразующая способность наносимого вещества и способ его нанесения. Инкрустация должна надежно закрепить на поверхности зерна наносимый состав, а способ нанесения должен обеспечивать равномерность нанесения его на поверхность.

За счет высокого качества инкрустации возможно: существенно (до 50%) снизить расход препаратов, предотвратить отслоение препарата от поверхности и осыпания нанесенного вещества, тем самым удержать высокие семенные показатели семян и обезопасить окружающую среду и людей при пересыпании, транспортировке, загрузке протравленных семян, при севе.

Выше сказанное определяет ряд требований к машинам для протравливания (инкрустации) основными из которых являются:

1. Обеспечивать полноту и равномерность нанесения состава;

2. Не превышать оптимально-необходимую норму наносимого препарата для каждого типа семян.

Но главное требование - не травмировать семена. Как можно, после огромного труда и затрат на производство семян высоких репродукций, затолкать их в машину для протравливания нашпигованную шнеками.

По результатам исследования за один проход семян через шнек травмирование различных семян лежит в пределах от 1.2 до 6(!)% [3].

Отмечается, что именно шнек является основным травмирующим устройством в известных зерноочистительных машинах.

«Внешнее повреждение в пределах 2-3% в машине вторичной очистки МВО-20 происходит в шнековом распределителе». [4]

«Повреждение семян в триерном блоке (около 2% за один проход) обусловлено шнеками для выгрузки материала». [4]

В связи с этим, анализировать преимущества и недостатки поставляемых сегодня на рынок машин для протравливания, в которых единственным механизмом вымешивания семян является шнек, не имеет никакого смысла – с позиций, оценивающих вред от травмирования семян это поколение машин типа ПСШ, ПНШ, ПС, ПК и т.п. как отечественного, так и зарубежного производства не имеют перспективы.

Даже в таких машинах непрерывного действия как СТ 2-10 известного зарубежного бренда вопросы травмирования не решены (рис.5).

Во-первых, качество распыла препарата на тарельчатых форсунках тем выше, чем выше обороты, но при этом высокие обороты рассеивания диска зерна приводят к травмированию семян при их ударе о стенку корпуса камеры протравливания.

Во-вторых, в таких машинах вымешивание семян с целью равномерного распределения препарата выполняется вращающимися лопатками по принципу того же шнека. С позиций щадящего воздействия на семена и эффективность нанесения покрытия в лучшую сторону относятся стационарные протравители роторно-статорного принципа типа СТ 50 Petkus и СС 50 HELD-Cimbria.(см. рис.6)

Рис. 5.

Рис. 6.

Воздействие центробежных сил на препарат при его взаимодействии с непрерывно пересыпающимся зерном и программное управление обеспечивают: точное дозирование препарата и семян, высокое качество обработки, возможность обрабатывать семена разных культур.

К недостаткам относятся: сложная конструкция, возможность использования только в стационарных линиях обеззараживания семян. А что касается травмирования, то уязвимое место у таких машин – центрифуга, ибо выход зерна из камеры протравливания под действием центробежных сил возможен при оборотах в секунду не менее 2-х, при этом линейная скорость около 3 м/с, а у машин большой производительности и того выше.

Кроме того, в камере протравливания такого типа ворошение зерна обусловлено соотношением двух сил – центробежной и гравитационной, а поскольку семена различных культур (кукуруза, рапс, пшеница, подсолнечник) сильно отличаются по форме и коэффициенту трения, то и режим ворошения должен соответствовать каждому типу семян, а это предполагает регулирование частоты вращения центрифуги или времени ворошения, чего в данных машинах не предусмотрено.

Об агрессивности шнековых подборщиков с бурта будем говорить в следующих статьях, а пока скажу только то, что при работе на зерноочистительной машине СМ-4, 5 (машина вторичной очистки) со шнековым подборщиком с бурта, через 20 мин работы зазор между кожухом и винтовой поверхностью забивается голым ядром (работали на семенах подсолнечника «Ранок», суперэлита). К слову, все передвижные машины по протравливанию семян имеют именно такой шнековый подборщик.

Всю глубину противоречия читатель может сам оценить, глядя на рис.7, где приведена схема рабочего процесса передвижного протравителя камерного типа П-10А.

В протравителях инерционно-фрикционного типа ПНУ (рис.8) ставка сделана на смачивание зерна при его инерционном движении под действием центробежных сил по поверхности чашеобразной центрифуги, покрытой пленкой жидкого препарата [5]. При этом стремление снизить расход препарата, получить тонкую смачивающую пленку протравителя вынуждает повышать обороты центрифуги, что, в свою очередь, ускоряет движение семян, и они с большой скоростью ударяются о неподвижный сферический уловитель камеры протравливания. В данной схеме это противоречие неразрешимо.

Так, в предлагаемой конструкции скорость движения семян при выходе их из центрифуги составляет около 25 м/с (ø 313 мм; обороты 1500 об/мин).

Исследования, проведенные М.М.Тухватулиным [6] по влиянию удара семян показали, что уже при ударе со скоростью 6 м/с травмирование семян пшеницы существенно (рис.9).

Характерно, что удар семян с высокой скоростью даже о резину не решает вопрос.

Используемые в настоящее время в составе протравителей пленкообразующие компоненты накладывают еще одно требование к машинам по протравливанию семян – быстрая и эффективная очистка от оставшихся на стенках препаратов и семян.

В силу вышеизложенного перед разработчиками протравителя ПСФ: была поставлена задача разработать нетравмирующий, эффективный, легкоочищаемый протравитель непрерывного действия для семян любых с/х культур.

Рабочий процесс такой машины выглядит следующим образом (рис.10, 11).

Зерно поступает дозируемым непрерывным потоком через входной канал (1) во внутреннюю полость вращающегося шестигранного барабана камеры протравливания. К граням барабана с определенным шагом по нормам крепятся ориентаторы (2) под углом к оси вращения. Ориентаторы в процессе свободного пересыпания зерна обеспечивают его движение от входа к выходу. Изменение углов крепления ориентаторов позволяет регулировать время нахождения семян в камере протравливания. Жидкий препарат дозировано подается через две форсунки (3), факелы распыла которых направлены на поток падающего зерна. Мелкодисперсность распыла формирует аэрозольный процесс смачивания непрерывно пересыпающегося зерна, чем и обеспечивается полнота и равномерность покрытия семян препаратом при малых его расходах.

Зерно в процессе ворошения дополнительно смачивается той частью препарата, которая попадает на стенку барабана в верхней его части. Граненая форма обуславливает двухэтапный процесс ворошения – скольжение зерна по грани и последующее его переворачивание, что улучшает процесс самосмачивания за счет многоточечного контакта. Протравленное зерно через выходное устройство высыпается из камеры протравливания.

С целью уплотнения рабочего объема камеры протравливания между подвижными и неподвижными элементами машины выполнены лабиринтные уплотнения.

Именно такое, взятое за основу устройство камеры протравливания (инкрустации) позволит создать линейку машин как стационарных, так и передвижных отвечающих всем указанным выше требованиям.

Таким образом, мы рассмотрели все машины, обеспечивающие щадящую обработку зерна после комбайна и производство высокопродуктивных семян.

В следующей статье рассмотрим щадящую технологию на примере технологической линии.

Список использованной литературы:

  1. Н.Г.Строна «Травмирование семян и его предупреждение» Москва 1972г., издательство «Колос».
  2. Лабораторія насінництва та насіннєзнавства ІР ім.. В.Я. Юр’єва УААН. Звіт за 2010 рік на тему «Оцінити ефективність дії барвника для інкрустації насіння на прикладі соняшнику, кукурудзи, ріпаку озимого та пшениці озимої». Харків 2010р.
  3. Станкевич Г. (журнал «Аграрное решение» №5 2010г.).
  4. В.М.Дрынча «Исследование сепарации семян и разработка машинных технологий их подготовки». Воронеж. Издательство НПО «МОДЭК» 2006г.
  5. «Какой протравитель лучший» Санин В.А., Вечера О.М., журнал «Семеноводство» №2 2010г.
  6. М.М.Тухватуллин «Повышение качества и обеспечение сохранности зерна при обработке и хранении путем применения полимерных материалов в оборудовании, силосах и бункерах». (Официальный адрес сайта: www.agropolimer1993.ru)

С уважением, к.т.н. доцент Фадеев Л.В.

  Скачать статью "Обработка семян перед севом - обязательный шаг к высокому урожаю" в формате pdf.