Очесывающая технология уборки урожая: от абсурда до реальной необходимости.

У Альберта Эйнштейна есть высказывание: «Если в первый момент идея не кажется абсурдной, она безнадежна». Мысль, об уборке только зерновой части урожая методом обмолота растений на корню без срезания стеблей (очесывающая технология), первоначально воспринимается как нечто надуманное, ненужное и неосуществимое. По мере знакомства с ней и принципом действия очесывающих жаток, кажущаяся абсурдность сменяется здравым смыслом, приходит понимание проблем растениеводства, которые можно решать с помощью очеса. Возникает желание опробовать технологию, проверить ее результаты на собственном опыте и убедиться, что очесывающие жатки реально необходимы в растениеводстве.

1. Пять ключевых особенностей очесывающей технологии.

Выделим из того, что известно об очесывающих жатках

[1, 2], только те особенности, которые позволяют решать современные проблемы растениеводства.

1.1 При очесе убирается преимущественно зерновая часть урожая. Стеблестой остается в поле не скошенным. Это обеспечивается принципом действия очесывающих жаток.

1.2 Хлебная масса после очесывающей жатки содержит 80% свободного зерна, 10-15% не обмолоченных колосков и 5-10% соломы, половы. Из-за изменившегося соотношения зерна и соломы молотильный аппарат комбайна загружен частично. Его полная загрузка обеспечивается увеличением скорости движения комбайна в 1,5-2 раза и ширины захвата жатки (см. видео

уборка пшеницы очесывающей жаткой «Славянка»).

Благодаря этому средняя производительность комбайна с очесывающей жаткой в 1,7 раза больше чем со штатной.

1.3 Отсутствие затрат мощности двигателя на кошение, транспортировку, деформацию и сепарацию стеблестоя приводит к экономии топлива на тонну убранного зерна. В среднем расход топлива уменьшается на 40%.

1.4 Повышенная влажность стеблестоя убираемой культуры и сорных растений не оказывает отрицательного влияния на работу комбайна в силу того, что стеблестой в комбайн при уборке не поступает.

1.5 Гребневидные рабочие органы очесывающей жатки являются естественными стеблеподъемниками, что позволяет убирать поля со сложным стеблестоем.

2. Проблемы растениеводства и очесывающая технология.

2.1 Потери урожайности зерна от перестоя на корню и ухудшение его качества.

Ухудшение качества зерна, например, пшеницы связано с уменьшением содержания белка и клейковины, а также показателя качества клейковины. Эти характеристики влияют на класс зерновой культуры, и как следствие на ее закупочную цену. Различия в стоимости зерна в зависимости от его класса могут составлять 40% и более. Поэтому улучшение качества это одна из существенных статей дохода от производства зерна.

Потери урожайности зерна от перестоя на корню (безотносительно к способу уборки) выражаются в виде:

— уменьшения массы 1000 зерен и натуры;

— самоосыпания зерен.

Оба вида потерь увеличивают разрыв между биологической и фактической урожайностью, что влечет за собой существенные экономические потери.

В первом случае, потери от перестоя, связаны с уменьшением сухих веществ в зерне. Количественная оценка этих потерь для озимой пшеницы дана в работе [

3

]. Принимая урожайность зерна в фазе полной технической спелости за исходную, авторы установили, что 10-дневный перестой на корню приводит к 5% потери урожая, а 15-дневный — к 10%.

Во втором случае, потери от перестоя вызваны ослаблением связи зерна с колосом и его осыпанием от естественных природных причин. Потери зерна от самоосыпания за пределами полной технической спелости согласно [

4

] можно оценить по следующей формуле:

g = (1.6*t – 4) %,

где t – число дней, которое зерно находится в колосе на корню после наступления полной спелости. Эта величина изменяется в пределах (3 ≤ t ≤ 25) дней.

Простые вычисления показывают, что потери от самоосыпания при 10-дневном перестое на корню составляют 5 % от исходного урожая, а 15-дневном – 9 %.

В современном растениеводстве эта проблема решается двумя путями:

— сокращением сроков уборки до 5-7 дней, начиная ее в фазе полной технической спелости при влажности 17 %. Уборка ведется способом прямого комбайнирования;

— расширением сроков уборки на 3-5 дня, начиная ее в период средней восковой спелости при влажности 35-25 %. В этот период развития культуры биологическая урожайность зерна достигает максимума

[3].

Уборка ведется способом раздельного комбайнирования.

Обоим подходам присущи серьезные недостатки. Для прямого комбайнирования – это ограниченность сроков уборки без потерь 5-7 дней, а также невозможность уборки засоренных полей. Потери урожая при раздельном комбайнировании напрямую связаны с природно-климатическими условиями. Поэтому проблема потерь урожая от перестоя на корню остается актуальной и в настоящее время.

Может ли быть решена обсуждаемая задача с помощью очесывающей технологии? Мы разработчики и изготовители очесывающих жаток «Славянка» отвечаем на этот вопрос утвердительно

.

Наше утверждение, проверенное в реальных условиях действующих предприятий, основывается на следующих соображениях.

При прямом комбайнировании площадь, убранная за 15 дней страды зерноуборочным комбайном агрегатированным штатной жаткой, будет убрана тем же комбайном, но с очесывающей жаткой «Славянка» в 1,7 раза быстрее, т.е. за 8,8 дней. Это следует из второй ключевой особенности очесывающей технологии. Другими словами, сроки уборки, когда могут возникнуть потери, сокращаются с 8-10 дней до 2-3 дней. Понятно, что в первые дни перестоя потерь меньше, чем в последние.

Четвертая ключевая особенность указывает на то, что начинать уборку можно не с полной технической спелости при влажности 17 %, а в период средней восковой спелости при влажности 30-25 %, осуществляя подсушку убранного зерна в сушилках. При таком подходе время уборки за пределами полной технической спелости сократится до 5 дней.

Многочисленные исследования указывают, что если сроки уборки не превышают 5 дней, начиная с полной технической спелости, то потери урожайности зерна от перестоя на корню и снижение его качества практически отсутствуют.

Проиллюстрируем, за что шла борьба. Зерноуборочный комбайн «ACROS» 530 при уборке колосовых культур с биологической урожайностью 35 ц/га уберет порядка 600 га без превышения 15-ти дневного срока уборки. Пусть при этом уровень потерь урожайности зерна от перестоя на корню составляет 15%. Тогда расчет показывает.

Согласитесь, такие результаты использования очесывающей жатки делают ее реально необходимой в каждом растениеводческом предприятии.

2.2 Снижение затрат на топливо.

Доля горючесмазочных материалов в себестоимости продукции растениеводства составляет 10-20 %. Непрерывный рост стоимости ГСМ при относительном постоянстве цен на сельхозпродукцию уменьшает доходность от деятельности. Поэтому уменьшение затрат на топливо является приоритетной задачей в работе любого сельхозпредприятия. В настоящее время проблема энергосбережения в растениеводстве решается использованием в производстве ресурсосберегающих технологий и экономичных образцов техники. Очесывающая технология и используемые в ней жатки «Славянка» подтверждение тому.

Экономия как минимум 40 % топлива на тонну убранного зерна является одной из ключевых особенностей технологии. Поясним физическую сущность феномена, используя результаты следующего исследования

[5].

При эксперименте убиралась озимая пшеница урожайностью 75 ц/га. Уборку производили способом прямого комбайнирования комбайном с двигателем мощностью 405 л.с, агрегатированного традиционной жаткой с шириной захвата 9,1 м. Скорость движения комбайна в процессе работы составляла 6,8 км/ч. В таких условиях расход топлива двигателем распределился следующим образом:

В пересчете на гектар и тонну убранного зерна значения удельного расхода топлива составят соответственно 14,67 л/га и 1,96 л/т. Полученные показатели, как следует из работы [

4

], соответствуют современному уровню традиционной зерноуборочной техники, у которой, согласно работе [

6

], 80% затрат энергии в комбайне расходуется на разрыв, расщепление, изгиб, скручивание и перемещение соломы.

Однако они могут быть улучшены за счет применения очесывающих жаток «Славянка».

Обратим внимание на следующее. Расход топлива на первые две позиции (движение и холостой ход) зависит от конструктивных особенностей комбайна и составляет порядка 20 % от номинального расхода топлива, декларируемого изготовителем. С известной степенью упрощения этот расход топлива можно считать постоянным.

Расход топлива на выполнение основных технологических операций при номинальной загрузке комбайна составит 80 %. Этот расход топлива меняется с изменением условий уборки.

При очесывающей технологии расход топлива на движение комбайна и холостой ход технологических приводов такой же, как и при традиционной технологии, а вот расход топлива на собственно уборку урожая существенно (на 50-60%) меньше. В рассматриваемом эксперименте он составит не 72,1 л/ч, а 36 л/ч. При этом общий расход и экономия топлива будут равны 51,7 л/ч и 39,1 л/ч соответственно. Такое уменьшение объясняется следующим:

— при очесе отсутствует операция кошение;

— обмолот зерна очесыванием на корню не связан с деформированием стеблестоя;

— хлебная масса содержит всего лишь 20 % не зерновой части урожая, что уменьшает затраты энергии при транспортировании, домолоте, сепарации и измельчении.

Эти данные подтверждаются результатами эксплуатации очесывающих жаток «Славянка». Механизм образования экономии топлива представлен на графике рис.1.

Рис. 1. Механизм образования экономии топлива: 1 – расход топлива на движение комбайна и холостой ход технологических приводов; 2 – расход топлива на уборку при традиционной технологии; 3 – расход топлива на уборку при очесывающей технологии.

Относительный показатель экономии топлива, возникающей при выполнении технологических операций, определяется выражением:

ρ = ∆Q/(Q2-Q1).

В рассматриваемом примере он равен 50%. Относительный показатель общей экономии топлива от применения очесывающей технологии вычисляется по формуле:

q = ∆Q/Q2

и изменяется в зависимости от подачи хлебной массы в молотильный аппарат комбайна. Его среднее значение составляет 40%. Насколько это существенно?

Вот почему в машинном парке предприятия реально необходимы очесывающие жатки «Славянка».

2.3. Уборка пониклых, полегших и засоренных стеблестоев.

Наряду с сохранением урожайности зерна и экономией топлива прямые экономические выгоды от использования очесывающей технологии возникают при уборке пониклых, полегших и засоренных хлебов.

Пониклые хлеба. Проблема возникает, прежде всего, при уборке ячменя. У этой культуры стебли прогибаются так, что колосья располагаются близко к поверхности поля в зоне действия режущего аппарата традиционной жатки. Из-за этого при кошении некоторые колосья подрезаются и падают на поверхность поля. По той же причине при неправильно отрегулированном мотовиле, когда его лопасти касаются стеблей ниже центра тяжести, часть из них не попадает в шнек, а остается в поле. Потери зерна возникают и при использовании стеблеподъемников. Величина потерь от пониклости стеблестоя может достигать 5-10 %.

Полегшие хлеба. В работе

[7]

указывается, что при уборке традиционными способами полеглых зерновых колосовых культур, потери урожая составляют 25-30 %. Такие высокие потери обусловлены тем, что установленные на классических жатках стеблеподъемники не в состоянии поднять все полегшие стебли выше уровня режущего аппарата. Из-за этого часть колосков остается в поле не срезанными или срезанными частично. Кроме того, сама техника уборки полеглых хлебов требует от комбайнера высокой квалификации. В противном случае потери зерна могут существенно превышать указанные значения.

Рис. 2. Геометрия гребенок очесывающей жатки «Славянка»

Засоренные хлеба.

При традиционной технологии уборка засоренных полей с высоким и густым стеблестоем производится раздельным способом, а при низких и редкостебельных хлебах – прямым комбайнированием на высоком срезе. Понятно, что и в первом и во втором случае уборка сопровождается потерями зерна, особенно при высоком срезе. Почему сорные растения не должны поступать в комбайн?

В действенности очесывающих жаток «Славянка» при уборке полегших и засоренных полей можно убедиться, посмотрев видео с их работой (см. видео

уборка пшеницы со сложным стеблестоем

,

уборка риса очесывающей жаткой «Славянка»

).

Никто не застрахован от случаев полеглости и засоренности полей, но избежать их последствий может каждый. Для этого реально необходимо иметь в хозяйстве жатки «Славянка».

2.4 Влагообеспечение.

Решение, рассмотренных выше, проблем растениеводства путем применения очесывающей технологии дает прямой эффект. Как говорится здесь и сразу. Однако не в меньшей мере способ обмолота растений на корню без срезания стеблей способствует повышению урожайности полей в будущие периоды.

Рис. 3. Снегозадержание высоким стерневым фоном

Рис. 4. Высота снежного покрова

Влагообеспечение.

Существенным признаком очесывающей технологии уборки урожая, следующим из первой ее ключевой особенности, является создание благоприятных условий для влагообеспечения плодородного слоя почвы. Для засушливых регионов эта особенность становится наиболее значимым преимуществом рассматриваемой технологии в сравнении с традиционными подходами к уборке урожая. Условия для влагосбережения в осенний период и накопления влаги в зимне-весенний период обеспечиваются, по крайней мере, за счет трех факторов, напрямую связанных с высокой стерней, которая остается в поле после уборки, а именно:

— высокий стерневой фон защищает почву от нагрева солнечным излучением, тем самым уменьшая испарение влаги за счет ее нагрева;

— прямостоящая высокая стерня в разы снижает скорость ветра (по данным Костанайского национально-исследовательского института сельского хозяйства — в 10 раз) над почвой, уменьшая испарение влаги обдувом. По этой же причине в зимнее время происходит существенное накопление снега без его сдувания ветром (Рис. 3, Рис. 4);

— очесанные стебли растений остаются целыми и имеющиеся вдоль стебля узлы предотвращают испарение влаги, поступающей в стебель из корневой системы.

Следует отметить, что известные приемы накопления влаги: глубокое безотвальное рыхление и щелевание почвы; высев кулисных растений; механизированное снегозадержание с помощью снегопахов – требуют существенных финансовых и трудовых затрат. Это приводит к повышению себестоимости выращенного урожая.

Таким образом, решение проблемы влагосбережения и влагонакопления в засушливых регионах с помощью высокого стерневого фона делает наличие очесывающих жаток «Славянка» в агропредприятии реальной необходимостью.

2.5 Восстановление плодородия почвы.

Использование почвы для выращивания продуктов приводит к снижению ее плодородия. Это происходит из-за биологической, химической, физической и механической форм деградации плодородного слоя почвы. Проблема рекультивации почвы в растениеводстве носит многоплановый характер. В силу этого и решается она большим числом разнообразных способов. Применение очесывающей технологии для целей рекультивации почвы – это одна из возможных, но существенных альтернатив.

Биологическая форма деградации почв зависит от объема отчуждаемой с урожаем биомассы. Чем выше урожай, тем больше с ним из почвы выносится элементов питания. Это в свою очередь сдерживает течение процессов гумусообразования и приводит к уменьшению в почве гумуса и как следствие снижению урожайности.

В настоящее время наряду с естественным разложением соломы применяют ферментные препараты, полученные микробиологическим путем, которые ускоряют этот процесс. Благодаря препаратам пожнивные остатки разлагаются за очень короткие сроки (1-1,5 месяца).

Механическая форма деградации почв выражается в выносе тонкоилистых и коллоидных частиц из поверхностных горизонтов почв. Вынос частиц может происходить как под воздействием ветра (ветровая эрозия), так и под воздействием поверхностного стока воды. Дефляция (ветровая эрозия) и водная эрозия возникают обычно на почвах, лишенных растительного покрова. Это в большинстве случаев распаханные почвы.

Позитивное воздействие очесывающей технологии на восстановление плодородия почвы подтверждает реальную необходимость в использовании очесывающих жаток «Славянка» при уборке урожая зерна.

Теперь, когда актуальные проблемы растениеводства, при решении которых целесообразно применять очесывающую технологию и жатки «Славянка», рассмотрены можно ответить на следующий вопрос.

3. Почему в растениеводческом предприятии должны быть очесывающие жатки «Славянка»?

3.1 Неустойчивые климатические условия приводят к увеличению сроков уборки и потерям 10-19% урожайности от перестоя зерна на корню. Очесывающие жатки «Славянка» позволяют начать уборку урожая в период средней восковой спелости и завершить его до начала самоосыпания.

3.2 В условиях непрерывно растущей стоимости топлива и относительно постоянных ценах на сельхозпродукцию экономия 40% топлива от применения жаток «Славянка» существенно снижает себестоимость продукции.

3.3 Полеглость более 50% хлебов, приводящая к 25-30 % потерь урожая, стала обычным явлением. От него никто не застрахован. Жатки «Славянка» убирают такие поля с потерями на порядок меньшими, чем классические жатки.

3.4 Зерноуборочный комбайн с классической жаткой не способен убирать прямым комбайнированием сильно засоренные поля из-за высокой влажности сорных растений. Этой проблемы не существует, если уборка ведется очесывающей жаткой «Славянка».

3.5 В засушливых регионах благодаря высокому стерневому фону, создаваемому жаткой «Славянка», удается без дополнительных затрат сохранить и накопить влагу, которая позволяет получать дополнительно 2,5-5 ц/га.

3.6 Все пожнивные остатки после уборки урожая очесывающими жатками «Славянка» остаются в поле. Их естественное разложение или разложение под воздействием ферментных препаратов восполняют потери гумусообразующего органического вещества. За счет этого восстанавливается плодородие почвы.

3.7 Высокий стерневой фон, оставляемый очесывающей жаткой «Славянка», защищает почву от водной и ветровой эрозии, предотвращая механическую деградацию плодородного слоя почвы.

Литература

1. Статья Википедии «Очесывающая жатка» https://ru.wikipedia.org/wiki/Очёсывающая_жатка

2. Шварцман М.Е., Тимченко А.В. Уборка урожая методом обмолота растений на корню двухбарабанной жаткой очёсывающего типа «Славянка УАС» http://ukragroserv.com.ua/ru/статьи/уборка_урожая_методом_обмолота_растений_на_корню

3. Сухарев А.А., Игнатьева Н.Г. Влияние сроков и способов уборки на урожайность и качество зерна озимой мягкой пшеницы. http://www.rusnauka.com/1_NIO_2014/Agricole/5_154764.doc.htm

4. Маслов Г. Г., Ткаченко В. Т. Проблемы повышения качества механизированных работ. Научный журнал КубГАУ, №107(03), 2015 года. http://ej.kubagro.ru/2015/03/pdf/21.pdf

5. Шпокас, Л., Степановичюс, Д., Булгаков, В. Исследование расхода топлива при уборке пшеницы аксиальным зерноуборочным комбайном. Науковий вісник НУБіП України, 144 (4). http://elibrary.nubip.edu.ua/6943/1/10sl.pdf

6. Ловчиков А. П., Иксанов Ш. С., Путрин А. С. Обоснование совершенствования процесса прямого комбайнирования зерновых колосовых культур. https://docviewer.yandex.ua/?url=http%3A%2F%2FCyberLeninka.ru%2Farticle%2Fn%2Fobosnovanie-sovershenstvovaniya-protsessa-pryamogo-kombaynirovaniya-zernovyh-kolosovyh-kultur.pdf&name=obosnovanie-sovershenstvovaniya-protsessa-pryamogo-kombaynirovaniya-zernovyh-kolosovyh-kultur.pdf&lang=ru&c=5641eacf5633

7. Кузнецов Л. В. Новые технологические способы и технические средства для уборки полеглых хлебов в условиях Сибири. Журнал «Достижения науки и техники АПК» Выпуск№ 10 / 2009. http://cyberleninka.ru/article/n/novye-tehnologicheskie-sposoby-i-tehnicheskie-sredstva-dlya-uborki-poleglyh-hlebov-v-usloviyah-sibiri

8. Двуреченский В.И., Нугманов А.Б., Гилевич С.И., Тулькубаева С.А. Рекомендации по технологии снегозадержания. Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан, АО «КазАгроИнновация». http://zarechnoe.ucoz.kz/publ/rekomendacii_po_tekhnologii_snegozaderzhanija/1-1-0-49

Важно!Копирование и использование материалов разрешается только в случае указания ссылки на

ООО «Укр.Агро-сервис», как на источник получения информации.