Очёсывающие жатки – разговор по существу.

Публикации газеты «АгроИнфо» находят отклик не только среди фермеров и ученых Казахстана. Сегодня на наших страницах статья главного инженера машиностроительного
предприятия ООО «Укр.Агро-сервис» Шварцмана М. Е., подготовленная им специально
для наших читателей в ответ на предыдущие публикации об очесывающих жатках.

Еще недавно уборка урожая методом обмолота растений на корню с помощью очесывающих жаток воспринималась как нечто диковинное и фантастичное. Сегодня эта технология применяется во многих хозяйствах республики Казахстан, подтверждая свою эффективность на деле. Об очесывающих жатках пишут ученые, предприятия-изготовители и фермеры. В целом, информация объективная и правдивая, но встречается и такая, которая, мягко говоря, является полуправдой или вообще не соответствует действительности.

Будучи убежденным сторонником прогрессивной технологии и посвятив разработке очесывающих жаток и их внедрению в растениеводстве Казахстана, России, Украины более двенадцати лет жизни, считаю недопустимым присутствие в публикациях об очесывающих жатках полуправды, вымыслов и недосказанностей. Это обстоятельство и предложение газеты «АгроИнфо» побудило меня написать статью о возможностях и ограничениях данной технологии и очесывающих жатках, представленных на рынке Казахстана.

Излагая материал, я исхожу из того, что читатель уже знаком с технологией уборки урожая методом очеса растений на корню и принципом действия очесывающих жаток, по крайней мере, в объеме статьи «Очесывающая жатка» из Википедии.

1. Функциональные возможности и ограничения очесывающих жаток

Очесывающие жатки не являются универсальными уборочными устройствами и с их помощью можно убрать только вполне определенные зерновые культуры. Колосовые и метелочные культуры очесываются исключительно хорошо, без существенных потерь. Бобовые и им подобные культуры могут очесываться с вероятными потерями до 10% и их уборку очесывающими жатками можно назвать условной. Пропашные культуры, такие как, подсолнечник и кукуруза, очесывающими жатками нельзя убирать в принципе. В чем тут дело?

Рисунок 1. Очёс колосовых и метелочных культур

Рисунок 2. Очёс бобовых культур

Принцип действия очеса предусматривает, что качественный обмолот растений (очесывание) происходит в открытом пространстве (см. рис. 1). В этом случае отделившиеся после очеса зерна (семена) не сталкиваются со стеблестоем и перемещаются в открытом пространстве в заданном направлении, при этом потери очесанных зерен минимальны. Такие условия очеса возможны только в том случае, когда соцветия растений компактны и расположены на конце верхней части стебля, т.е. в зоне, близкой к открытому пространству. Таким требованиям отвечают прежде всего колосовые и метелочные культуры, такие как пшеница, ячмень, рожь, овес, тритикале, рис, сорго, лен и многие другие подобные им культуры.

Если соцветия растений расположены вдоль всего стебля (бобовые культуры) или некомпактно (рапс), отделившиеся после очеса зерна из нижней части стебля при полете сталкиваются со стеблестоем (см. рис. 2) и могут значительно отклоняться от заданного направления, что приведет к существенным потерям зерна.

6Описанное явление представляет для очесывающей технологии принципиальное ограничение, в связи с чем уборка таких культур очесывающими жатками относится к условной, т.е. она может применяться в тех случаях, когда иные способы уборки сопровождаются ещё большими или равными по величине потерями. Понятно, что те поставщики жаток, которые декларируют уборку очесывающими жатками гороха, сои и подобные им культуры, лукавят (говорят полуправду). Несмотря на указанное ограничение, очесывающие жатки нельзя называть узкоспециализированными, т.к. колосовые и метелочные культуры в общем зерновом клине существенно превосходят все остальные зерновые культуры, а в структуре зерноводства Казахстана составляют более 90%.

Очесывающие жатки устойчиво работают в большом диапазоне влажности убираемых культур. Верхний предел влажности ограничивается только биологической зрелостью зерна и поэтому очесывающие жатки хорошо убирают зерно и с 30% влажностью. Нижний предел влажности ограничен равновесной влажностью хранения зерна, который составляет 12-15%. При более низкой влажности связь зерна с колосом ослабевает и при механическом воздействии жатки на стеблестой могут происходить дополнительные потери зерна. Несмотря на это, благодаря более раннему началу уборки на 3-5 дней, общая продолжительность использования очесывающей жатки в уборочной кампании больше, чем у традиционных жаток.

Здесь же следует отметить, что нельзя путать биологическую влажность растений с поверхностной влагой от дождя или росы. В этом случае связь корневой системы с почвой ослабевает и при очесе часть растений может вырываться вместе с корнями. Поэтому после дождя почве дают просохнуть, но в любом случае уборку можно начинать на 2-3 часа раньше, чем обычной жаткой.

В публикациях упоминается об использовании очесывающих жаток по иному назначению, в частности в качестве подборщика при раздельном комбайнировании. Такая практика может привести к серьезным повреждениям зерноуборочного комбайна и вот почему. Пропускная способность очесывающей жатки по вороху, уложенному в валок, в разы больше, чем пропускная способность транспортера наклонной камеры и молотильного аппарата. Как только подача вороха (зависит от скорости движения комбайна) превысит пропускную способность наклонной камеры, последняя мгновенно забивается уплотненной массой, а возникающие при этом механические нагрузки могут привести к разрушению металлоконструкций комбайна. Поэтому не стоит использовать очесывающую жатку как подборщик.

2. Феномен очесывающей жатки

Все авторы публикаций совершенно верно указывают на рост производительности зерноуборочного комбайна, агрегатированного очесывающей жаткой и экономию топлива, не раскрывая суть феномена, который состоит в следующем.

Производительность зерноуборочного комбайна определяется пропускной способностью молотильного аппарата, т.е. количеством скошенной хлебной массы, поступающей в молотильный аппарат в единицу времени (килограмм/секунду).

Хлебная масса, убранная традиционной жаткой с единицы площади поля, в среднем состоит из одной массовой части зерна и полуторной массовой части соломы, тогда как убранная хлебная масса очесывающей жаткой с той же единицы площади поля в среднем состоит из одной массовой части зерна и всего лишь четверти массовой части соломы. Таким образом, уменьшение поступающей хлебной массы в комбайн в 2 раза за счет уменьшения количества соломы в хлебном ворохе приводит к тому, что молотильный аппарат комбайна работает в недогруженном режиме, т.е. возникает резерв в пропускной способности молотильного аппарата. Это позволяет увеличивать скорость движения комбайна, что и реализовывается при использовании очесывающих жаток, позволяющих комбайну при уборке двигаться в 1,5-2 раза быстрее, чем со штатной жаткой.

Механизм экономии топлива объясняется следующим. Если допустить, что комбайн при полной загрузке молотильного аппарата хлебной массой затрачивает одну и ту же мощность независимо от соотношения в ней зерна и соломы (фактически чем больше в хлебной массе зерна, тем меньше потребляемая мощность), то даже в этом случае расход топлива на тонну убранного зерна будет меньше. Меньше настолько, насколько больше зерна в поступающей в комбайн хлебной массе, т.е., как отмечалось ранее, в 1,5-2 раза.

Отсюда следует, что уборка урожая очесывающими жатками не только высокопроизводительна, но и позволяет сэкономить до 40% топлива на тонну убранного зерна.

3. К вопросу о стерне

Технология обмолота растений на корню демонстрирует свою эффективность не только в процессе уборки урожая, но и в создании благоприятных условий для получения больших урожаев в будущие периоды. В этом вопросе все авторы публикаций единодушны и мне хотелось бы коснуться только темы обработки стерни (пожнивных остатков) после уборки урожая очесывающими жатками.

Суть технологии уборки урожая методом обмолота на корню состоит в том, что очесанный стеблестой остаётся в поле и многих, кто не использовал этой технологии, интересует, что делать со стерней после уборки. Особенно это актуально для тех, кто применяет традиционные методы земледелия, предполагающие вспашку или обработку дисковыми боронами. В этих случаях при подготовке к севу озимых культур стеблестой запахивается или заделывается тяжелыми дисковыми боронами и вносится азот. Норма вносимого азота зависит от климата, почвы, количества соломы и колеблется от 8 до 10 кг действующего вещества на одну тонну соломы. Азот добавляется в виде аммиачной селитры и мочевины. Из-за большого содержания в почве неразложившихся растительных остатков для сева используют сеялки прямого посева, которые применяются в технологиях no-till и mini-till.

В тех случаях, когда посевные работы предполагаются производить весной, то стеблестой лучше всего оставить нетронутым, внеся в почву азот в описанных выше нормах. При таком подходе решаются вопросы влагосбережения и влагонакопления. Влагосбережение обеспечивается тем, что стеблестой защищает почву от разогрева солнечными лучами и испарения влаги. Влагонакопление происходит за счет задержания снежного покрова в высоком стеблестое. Для районов, где норма осадков невелика, этот прием является ключевым.

4. Современные очесывающие жатки.

В настоящее время очесывающие жатки изготавливаются всего лишь четырьмя компаниями:

• «Shelbourne Reynolds Inc.», Великобритания;
• «Maizco», Аргентина;
• «Укр.Агро-сервис», Украина;
• «Пензмаш», Россия.

Очесывающие жатки компании «Maizco» — точная копия жаток «Shelbourne», поэтому можно говорить лишь о трех типах жаток.

Как бы неожиданно это не прозвучало, но все три жатки непосредственно связаны с именем талантливого ученого и инженера, доктора технических наук Шабанова Петра Антоновича. Несмотря на то, что в восьмидесятые годы обмолотом растений на корню занимались многие ученые, создать механико-технологические основы этого процесса и найти работоспособную конструктивную схему жатки удалось именно этому ученому и его ученикам, когда они работали в лаборатории уборочных машин Мелитопольского института механизации сельского хозяйства (ныне ТГТАУ).

Я не отношусь к его ученикам, так как ко времени нашего знакомства уже был состоявшимся инженером-конструктором и руководителем машиностроительного предприятия, но разработку очесывающих жаток «Славянка» мы осуществили под его научным руководством. В одной из частных бесед Петр Антонович упоминал, что результаты его научных исследований передавались в Великобританию. Этим обстоятельством объясняется, почему жатка «Shelbourne» по геометрическим и кинематическим соотношениям полностью соответствует параметрам, полученным в результате его исследований.

Очесывающий барабан с гребенками в жатке «Озон» производства «Пензмаш» в точности соответствует барабану, предложенному Шабановым П. А. (завод располагал документацией на барабан Шабанова П. А.), а в остальном ей присущи конструктивные особенности жатки «Shelbourne».

Первые научные работы и изобретения Шабанова П. А. были связаны с однобарабанными очесывающими жатками (такими как жатки «Shelbourne» и «Озон»). Но уже в конце 90-х годов прошлого столетия он пришел к пониманию ограниченности этой конструктивной схемы и разработал конструктивную схему двухбарабанной очесывающей жатки. Эти жатки были предметом его научной деятельности до последних дней жизни.

В чем отличие двухбарабанной и однобарабанной очесывающих жаток?

Рисунок 3. Очес растений двухбарабанной жаткой

Рисунок 4. Очёс растений однобарабанной жаткой

В процессе очеса растений основная масса очесанного вороха перемещается в пространстве в заданном направлении. Однако при этом неизбежно часть вороха движется в направлении, отличном от основного потока, а именно летит вперед по ходу движения комбайна, и если ее не вернуть, то эта часть зерновой массы будет потеряна.

Поэтому в двухбарабанной и однобарабанной жатках перед очесывающим барабаном расположен еще один рабочий орган, который выполняет функцию возврата вперед летящих частиц вороха в основной поток. В двухбарабанной жатке это активный битер-отражатель, в однобарабанной – пассивная отражающая поверхность.

Как говорилось в начале статьи, наиболее эффективное очесывание стеблей растений происходит в свободном пространстве, когда воздействие соседних стеблей друг на друга минимально.

При работе двухбарабанной жатки зазор между очесывающим барабаном и битером-отражателем позволяет распрямиться стеблям растения и они очесываются в относительно свободном пространстве, а та малая часть очесанного вороха, которая все же полетела вперед, успешно возвращается в основной поток битером-отражателем (см. рис. 3). При этом именно активный битер-отражатель позволяет одинаково хорошо взаимодействовать как с отдельно летящими зернами, так и с целыми колосьями.

Работа пассивной отражающей поверхности однобарабанной жатки основана на отскоке от нее летящих вперед частиц очесанного вороха. При этом если эта поверхность будет расположена относительно далеко от очесывающего барабана, часть летящих вперед зерен и колосьев может значительно терять скорость после отражения и осыпаться на землю. Поэтому отражающую поверхность в однобарабанных жатках стараются расположить максимально близко к очесывающему барабану. Однако это приводит к тому, что стебли растений не имеют возможности распрямиться должным образом и очесывание происходит в плотном слое (см. рис. 4), при котором часть очесанного зерна из нижних слоев наклоненного стеблестоя будет сталкиваться с соседними стеблями, что приведет к дополнительным нескольким процентам потерь.

Данное явление имеет место при работе даже при незначительной густоте стеблестоя (урожайность поля 15-20 ц/га), а при больших урожайностях потери могут возрасти до экономически неприемлемых.

Эта проблема частично решена в жатках «Shelbourne» за счет применения гребенок специальной конструкции, как раз и предназначенных для уборки хлебов с большой урожайностью (свыше 25 ц/га). Однако на малых урожайностях, а в особенности на полях с разновысоким стеблестоем, уборка однобарабанными жатками сопровождается потерями в виде недоочесанных стеблей и свободного зерна на земле.

Двухбарабанные жатки в значительно меньшей степени зависят от состояния стеблестоя и успешно убирают хлеба различной урожайности и высоты стеблей, хотя за это и приходится расплачиваться несколько увеличенной массой жатки.

В настоящей статье я постарался объективно осветить все те аспекты очесывающих жаток, которые необходимы для правильного понимания их работы и применения. Надеюсь, что эта информация окажется востребованной аграриями.

Главный инженер машиностроительного предприятия ООО «Укр.Агро-сервис» Шварцман М. Е.

Статья взята с сайта информационно-рекламной аграрной газеты «Агро Инфо» http://agroinfo.kz