CC BY
107
Сроки и техническая оснащённость уборочного процесса в технологии производства плющеного кормового зерна
М.М. Константинов, д.т.н., профессор, Оренбургский ГАУ; А.П. Ловчиков, д.т.н., профессор, В.П. Ловчиков,
к.т.н, А.В. Корытко, магистр, Челябинская ГАА
Для повышения продуктивности животных в качестве корма рекомендуется использовать зернофураж, который получают путём безобмо-лотной уборки зернофуражных культур [1]. При скармливании такого корма, полученного в поздние фазы спелости созревания, не переваривается до 25% зерна. В связи с этим была разработана технология раздельной уборки зернофуражных культур в фазе начала восковой спелости (влажность 24—35%) с содержанием сухого вещества в зерне от 65 до 70% с последующим его плющением и консервированием, поскольку в таком зерне (ячмень) повышается содержание сахара в 1,7 раза, снижается содержание клетчатки на 22,5% и крахмала на 26,0%, что отражается на продуктивности (удоях и привесах) животных [2].
Во всех способах производства влажного зернокормового сырья плющение производят при влажности зерна от 24—32 до 30—40% (финский способ) [3, 4]. В предложенном нами способе [5] производства плющеного зерна уборку зернофуражных культур осуществляют прямым комбайнированием при влажности зерна 30—35%, что соответствует фазе восковой спелости. Широкое применение данного способа уборки урожая сдерживается рядом причин. Нет ответа на следующие вопросы: как изменяется созревание зерна в зависимости от срока уборки урожая в различных природно-климатических условиях, какова оценка состояния зерна по качественным показателям в момент определения фаз спелости: одно- или многокритериальная? если возможна более ранняя уборка урожая, то какой должна быть техническая оснащённость уборочного процесса и др.
В качестве объекта в нашем исследовании приняты процессы созревания зерна злаковых
культур и образования потерь зерна за комбайнами.
Целью исследования является обоснование возможности ранней уборки зернофуражных культур и технической оснащённости комбайнами уборочного процесса в технологии производства плющеного кормового зерна.
Для реализации поставленной цели предусматривается решение таких задач, как определение фаз развития спелости зерна в условиях зоны Южного Урала и потерь зерна за комбайнами при обмолоте хлебной массы.
В основу методик были положены общепринятые классические приёмы определения фаз развития спелости зерна и потерь зерна за комбайнами [6].
Известно, что созревание в процессе зерно-образования условно подразделяют на периоды: начало, середина и конец восковой спелости; начало полной и полная спелость, которые характеризуются влажностью (табл. 1) [6, 7].
Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что этапы формирования и налива зерна характеризуются повышенным содержанием влаги, которая существенно уменьшается на этапе созревания. Процесс образования зерна представляет собой постепенный переход от студенисто-жидкого состояния к молочному, затем в тестообразное состояние. К концу фазы молочной спелости в зерне накапливается 60—70% сухих веществ, а в полной — 90—92%. С биологической точки зрения прирост пластических веществ в зерне заканчивается при влажности 36—40%, то есть в фазе начала восковой спелости [6—8].
Общепринято, что, когда наступает фаза середины восковой спелости зерна (влажность 35—25%), рекомендуют начинать уборку урожая раздельным способом, а когда 95% стеблей достигли полной спелости зерна (влажность 20% и менее), то целесообразно прямое ком-байнирование. Рациональным сроком уборки
1. Общие закономерности процесса зернообразования злаковых культур
Этап образования зерна Фаза развития зерна Период созревания зерна Влажность зерна, %
Формирование студенисто-жидкое состояние - 80-65
молочное состояние - 65-50
Налив тестообразное состояние - 50-40
восковая спелость начало восковой спелости 40-36
середина восковой спелости 35-25
конец восковой спелости 24-21
начало полной спелости 20-18
Созревание полная спелость полная спелость 17 и менее
2. Влажность зерна (культура — пшеница Саратовская 38), %
Показатель 1 Повторность 2 3 Дата замера
Брединский район, Челябинская область
На корню: в среднем 35,9 32,0 36,1 3.08.2000 г.
коэффициент вариации 3,8 3,0 3,7
На момент скашивания: в среднем 25,8 27,1 26,1 9.08.2000 г.
коэффициент вариации 4,9 2,4 4,4
3. Состояние спелости зерна (культура — пшеница Саратовская 38)
Показатель шт. 100 зёрен Дата взятия проб
опыт
поле № 1 поле № 2 поле № 3
Брединский район (южная зона), Челябинская область
На момент скашивания: 9.08. 2000 г.
восковая: начало 18 - 10
середина 62 63 69
конец 20 37 21
4. Состояние спелости и влажность зерна на корню (культура — пшеница Саратовская 38)
Дата замера Густота, Влажность, % Фаза спелости, шт. из 100 зёрен
шт/м2 зерно солома молочно-во сковая восковая полная
Троицкий район (центральная зона), Челябинская область
26.08.2000 г. 329 35,7 45,1 5 75 20
27.08.2000 г. 252 36,2 45,1 7 73 20
28.08.2000 г. 295 22,0 31,1 2 29 69
1.09.2000 г. 399 23,6 21,6 1 40 59
1.09.2000 г. 394 34,4 42,6 7 64 29
на продовольственное, семенное и кормовое зерно считают период его созревания от конца молочной до середины восковой спелости [6—8].
Для обоснования сроков уборки зернофуражных культур с последующим плющением кормового зерна нами были проведены экспериментальные исследования по определению изменения фаз развития спелости и влажности зерна в зависимости от сроков наблюдения и продолжительности созревания в производственноклиматических условиях Челябинской области зоны Южного Урала (табл. 2, 3).
Данные таблиц 2 и 3 свидетельствуют, что в первой и во второй декадах августа в производственно-климатических условиях Челябинской области состояние спелости зерновых культур на момент их свала характеризуется восковой фазой.
Из таблиц 2 и 3 (с учётом данных таблицы 1) видно, что через 6 дней наблюдения молочное и тестообразное состояния зерна переходят в восковую фазу, которая выпадает на третью декаду августа в производственно-климатических условиях Челябинской области зоны Южного Урала (табл. 4).
В результате многолетних наблюдений (1989— 2002 гг.) фаз спелости зерна злаковых культур установлено, что скашивание зернофуражных культур в раздельном способе уборки урожая в производственно-климатических условиях Челя-
бинской области зоны Южного Урала чаще всего производят в фазах конца восковой спелости и полной, то есть при изменении влажности зерна от 24 до 21%.
Изменение фаз спелости зерна в зависимости от продолжительности созревания в производственно-климатических условиях Челябинской области свидетельствует о том, что через трое суток наблюдения восковая фаза спелости зерна постепенно переходит в полную, когда целесообразно прямое комбайнирование зернофуражных и других культур (табл. 5).
Данные таблиц 4, 5 показывают, что зерноуборочные процессы у сельхозтоваропроизводителей Челябинской области зоны Южного Урала сориентированы на получение товарного и кормового зерна по традиционной схеме организации уборочных работ. Кроме того, фазы развития спелости зерна указывают на то, что влажность зерна 30—35% наступает в первых числах (первой декаде) августа, что позволяет организовывать уборку зернофуражных культур на 2—4 недели раньше по сравнению с принятой организацией уборки урожая и подтверждает другие исследования.
Уборка зернофуражных культур раньше обычных сроков, то есть в фазе середины восковой спелости зерна (влажность 30—35%), увеличивает выход сухого вещества с одного гектара на 30%. Такое зерно имеет повышенное содержание про-
5. Фаза спелости зерна в зависимости от продолжительности созревания в условиях Челябинской области зоны Южного Урала
ра ет О Ё К 5 Дата замера Фаза спелости, шт. из 100 зёрен Влажность зерна, %
восковая полная
культура - мягкая пшеница
1 21.08.2000 г. 78 22 -
26.08.2000 г. 36 63 19,5
2 21.08.2000 г. 78 0 -
26.08.2000 г. 68 23 23,6
3 21.08.2000 г. 74 0 -
26.08.2000 г. 50 19 -
4 21.08.2000 г. 87 0 -
26.08.2000 г. 57 20 32,0
5 20.08.2000 г. 60 0 -
25.08.2000 г. 44 9 32,9
6 20.08.2000 г. 46 0 -
28.08.2000 г. 48 52 20,0
7 23.08.2000 г. 76 0 -
27.08.2000 г. 65 13 27,0
культура - твёрдая пшеница
1 23.08.2000 г. 0 0 -
12.09.2000 г. 25 74 22,0
2 23.08.2000 г. 8 0 -
12.09.2000 г. 1 99 18,0
3 23.08.2000 г. 0 0 -
12.09.2000 г. 0 100 18,0
6. Недомолот зерна в колосе при прямом комбайнировании зернофуражных культур (влажность зерна — 22,7%)
Показатель В 100 колосьях, шт. Вес зерна, г
комбайн «Дон-1500Б»
В среднем 61 1,77
Коэффициент вариации, % 36,1 43,5
комбайн СК-5М «Нива»
В среднем 175 5,05
Коэффициент вариации, % 6,3 4,9
теина, большое количество питательных веществ и сахара и низкий уровень крахмала [2—4].
Известно, что с увеличением влажности растительной массы снижаются производительность зерноуборочного комбайна и показатели качества обмолота хлебной массы [8]. Снижение производительности — это рост сроков уборки урожая, а следовательно, и увеличение сезонных потерь урожая, как количественных, так и качественных, и затрат на его уборку. Поэтому к выбору технической оснащённости комбайнами уборочного процесса в технологиях производства плющеного кормового зерна необходимо подходить более обоснованно и взвешенно, поскольку влажность хлебной массы и показатели качества обмолота урожая взаимосвязаны. Так, экспериментальные исследования обмолота хлебной массы (влажность зерна 22,7%) комбайнами «Дон-1500Б» (класс 4) и СК-5М «Нива» (класс 3) прямым комбайнированием свидетельствуют об изменении потерь зерна недомолотом колоса в зависимости от диаметра барабана молотилки (табл. 6).
Экспериментальные данные в таблице 6 показывают, что в комбайнах, оснащённых молотилкой с барабаном диаметром 800 мм («Дон-1500Б», «Дон-Вектор» и «ЛСЯ08-530»), наблюдается уменьшение потерь зерна при недомолоте колоса по сравнению с комбайнами СК-5М «Нива», «Енисей» и другими, в которых установлена молотилка с барабаном диаметром 600 мм.
Расчёт вероятности недомолота зерна из колоса в молотильном аппарате комбайнов с диаметром барабана молотилки 800 мм показывает уменьшение её в 2,1—5,6 раза по сравнению с комбайнами, в которых диаметр барабана молотилки равен 600 мм. Так, результаты статистической обработки экспериментальных данных говорят о том, что вероятность невымолота одного и двух зёрен из колоса в первом случае составляет 21,6 и 5,0%, а во втором 45,0 и 28,3%.
При большой влажности зерна и хлебной массы затрудняется выделение зерна из вороха и, самое главное, наблюдается повышенное его механическое повреждение в комбайнах, что негативно отражается на технологических свойствах продовольственного и семенного зерна. Однако данная проблема опускается в технологиях уборки с последующим плющением кормового зерна. При этом остаётся открытым вопрос: как будет протекать технологический процесс очистки комбайнов в связи с обмолотом зернофуражных культур при влажности зерна 30—35%?
Выводы. Многолетние полевые наблюдения фаз развития спелости зерна в производственноклиматических условиях Челябинской области зоны Южного Урала свидетельствуют о том, что
уборку зернофуражных культур с последующим плющением кормового зерна возможно начинать на 2—4 недели раньше, чем традиционно.
В технологии производства плющеного кормового зерна при контроле качества важнейшее значение имеет наличие в сухом веществе сахара, а не крахмала. В связи с этим при определении фаз развития спелости зерна перед уборкой целесообразно одновременно отслеживать и такой показатель, как наличие сахара.
При уборке зернофуражных культур (влажность зерна 22,7% и выше) с последующим плющением целесообразно использовать зерноуборочные комбайны с диаметром барабана молотилки 800 мм, так как в этом случае существенно снижаются потери зерна в виде недомолота колоса.
При этом остаются открытыми вопросы, как будет протекать технологический процесс очистки комбайнов в связи с обмолотом зернофуражных культур при влажности зерна 30—35%
и как будут изменяться потери зерна. Все эти вопросы требуют дальнейшего исследования.
Литература
1. Константинов М.М., Ловчиков А. П., Кушнир В.Г. и др. Рекомендации по настройке и регулировке техники на осенних полевых работах. Оренбург: МСХ Оренбургской области, 2011. 60 с.
2. Попов В. Корма из зернофуражных культур: новые решения в повышении качества // Аграрное обозрение. 2010. № 6. С, 12-15.
3. Агнятзянов С. Как экономно подготовить корма для КРС // Комбикорма. 2004. № 5. С. 21—23.
4. Плющилка для влажного зерна // Комбикорма. 2004. № 2. С, 17-19.
5. Ловчиков А.П., Ловчиков В.П. Патент № 2 286664 С-1, А 01 О 91/ 04. Способ раздельной уборки зерновых культур и производства зернокормового сырья для животноводства / Изобретения. Заявки и патенты. Опубл. в бюл. № 31. 10. 11. 2006.
6. Пугачев А.П. Контроль качества уборки зерновых культур. М.: Колос, 1980. 235 с.
7. Коренев Г.В. Биологическое обоснование сроков и способов уборки зерновых культур. М.: Колос, 1971. 159 с.
7. Алесейчик НА. Поточная уборка зерновых. Минск: Ураджай, 1967. 150 с.
8. Ловчиков В.П. Совершенствование уборки зерновых культур при обмолоте хлебной массы в стационарных условиях: дис. ... канд. техн. наук. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1990. 160 с.
