CC BY
240
МЕХАНИЗАЦИЯ
ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
УДК 630*232.32
Технология и машины для выращивания сеянцев хвойных пород без перешколивания
В. И. Казаков, Н. Е. Проказин, Е. Н. Лобанова -
Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства
и механизации лесного хозяйства
Рассматриваются особенности технологического процесса выращивания в лесных питомниках укрупненных сеянцев хвойных пород без перешколивания. Приведено описание конструктивных особенностей машин, применяемых в питомниках. Отмечено, что укрупненные сеянцы, выращенные в посевном отделении питомника, равноценны саженцам, полученным в школьном отделении.
При этом улучшается качество посадочного материала, сокращаются сроки его выращивания и снижаются затраты труда и средств.
Ключевые слова: технология, машины, оборудование, семена, сеянцы, посев, уход, мульчирование, посадочный материал, выкопка.
TECHNOLOGY AND MACHINERY FOR GROWING CONIFER SEEDLINGS WITHOUT TRANSPLANT
V. I. Kazakov, N. E. Prokazin, E. N. Lobanova - Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry
Focus on specifics of technological process to grow large-sized coniferous seedlings in forest nurseries without transplanting. Description of construction peculiarities of the machines used in nurseries. It is pointed out that large-sized seedlings produced in nursery seed bed match the seedling in transplant bed. Meanwhile growing stock quality improves, its production period decreases which cuts labour and production costs.
Key words: technology, machines, equipment, seeds, seedling, treatment, mulching, growing stock, lifting.
I
41
Создание высококачественных лесных культур во многом определяется качеством посадочного материала, выращенного в питомниках с применением прогрессивных технологий на базе комплексной механизации.
В настоящее время апробирована и подтверждена эффективность применения укрупненного посадочного материала при создании лесных культур. Преимущество такого посадочного материала заключается в более быстром наступлении интенсивного прироста после пересадки его на лесокультурную площадь, что определяет высокую сохранность культур при меньшем количестве уходов за ними.
Особенность технологии выращивания укрупненных сеянцев заключается в следующем. Для посева необходимо использовать семена I класса, предварительно отсортированные по массе с целью отбраковки пустых и недоразвитых семян, а также различных примесей. При посеве должно быть обеспечено равномерно-разреженное размещение семян в посевной строчке с минимальной (0,5-0,8 г/пог. м) нормой высева, обеспечивающей рациональное питание расте-
Рис. 1. Пневмосепаратор лесных семян ПЛС-5М
ний и выход посадочного материала в количестве 600-700 тыс. шт./га. Для получения компактной и хорошо развитой корневой системы на 3-м году роста необходимо проводить подрезку корневой системы растущих сеянцев. Почвы в питомнике должны быть легкими по гранулометрическому составу с содержанием гумуса не менее 2%. Особое внимание следует уделять своевременным агротехническим уходам с подкормкой растений минеральными удобрениями. Выполнение этих требований позволит через 4 года получить в посевном отделении питомника укрупненные сеянцы, равноценные саженцам из школьных отделений, при меньших затратах труда и средств [3, 4, 6, 7].
Одним из важнейших условий обеспечения равномерно-разреженного посева являются высококачественные семена. Для сортировки семян хвойных пород по массе и отбраковки некачественных семян применяется пневмосепаратор леснъх семян ПЛС-5М (рис. 1). Пневмосепаратор имеет аспирационный канал, в котором вентилятором создается воздушный поток. Легкие семена устремляются вверх и попадают в осадочную камеру, тяжелые полноценные семена падают вниз в ящик для сбора, а различные примеси удаляются за пределы устройства [1, 2, 4, 5].
Скорость воздушного потока в аспирацион-ном канале изменяется от 5 до 9 м/с, тем самым обеспечивается возможность сепарации семян на несколько фракций. Чистота отсортированных семян составляет не менее 90%. Потребляемая мощность вентилятора - 0,75 кВт. Производительность за 1 ч сменного времени - около 8 кг семян.
Перед посевом семян площадь питомника должна иметь хорошо выровненную поверхность. Выступающие гребни или глубина бороздок не должны превышать 3 см для обеспечения требуемой (1,0±0,5 см) глубины заделки мелких семян хвойных пород.
Для выравнивания микрорельефа поверхности поля и при необходимости поделки гряд в лесных питомниках применяется въравнива-тель-грядоделатель ВГ-3,6 (рис. 2). Он агрегати-руется с трактором МТЗ-80/82. Рабочие органы
ВГ-3,6 выполнены из неравнобоких (левого и правого) уголков, расположенных последовательно в 2 ряда под углом 30° по направлению движения [1, 2, 4, 5].
Для образования гряды используют окучники, заимствованные от сельскохозяйственных грядообразователей и установленные симметрично продольной оси агрегата. Расстояние между ними регулируется (от 1,5 до 1,6 м). Глубина хода рабочих органов изменяется путем перестановки опорных колес по высоте. Ширина захвата - 3,6 м. Рабочий процесс осуществляется при скорости движения агрегата от 4 до 9 км/ч. После прохода выравнивателя-грядоделателя ВГ-3,6 поле имеет хорошо выровненную поверхность с высокой степенью (около 80%) выравнивания.
После выравнивания поверхности поля осуществляется предпосевная обработка почвы на лентах, где будет проводиться посев семян. При рыхлении почвы на посевных лентах должна быть обеспечена мелкокомковатая структура с содержанием по массе не менее 80% фракций размером от 10 до 25 мм и плотностью верхнего слоя в пределах 1,1-1,3 г/см3.
Для предпосевной обработки почвы в лесных питомниках используют машину ротационную бесприводную МРБ-1,6 (рис. 3). Она состоит из рамы, двух планчатых катков, связанных между собой цепной передачей, рыхлителей, окучников и выравнивающего кожуха [1, 2, 4, 5].
При поступательном движении агрегата окучники формируют гряду высотой 10-12 см. Рыхлительные лапы (долотья) обеспечивают предварительное рыхление почвы на глубину 10-15 см. Передний каток с зубчатыми планками рыхлит верхний (около 8 см) слой почвы и благодаря цепной передаче в 2 раза увеличивает скорость вращения заднего планчатого катка. В результате взаимодействия зубчатых планок заднего катка с почвой происходит более тщательное ее измельчение на глубину до 6 см. Таким образом обеспечивается 3-слойная обработка почвы, причем наиболее интенсивное рыхление наблюдается в верхнем слое - зоне размещения семян при посеве. Доля фракций размером 0-25 мм в верхнем слое почвы составляет более 90%. Ши-
Рис. 2. Выравниватель-грядоделатель ВГ-3,6
рина захвата машины - 1,6 м, ширина образуемой гряды по верху -1,18 м (при ее высоте 0,1 м). Рабочая скорость в агрегате с трактором МТЗ-80/82 составляет 7-8 км/ч.
Для посева семян при выращивании укрупненных сеянцев хвойных пород без перешколи-вания предназначена сеялка лесная навесная СЛН-5 (рис. 4). На сеялке установлены штифто-
Рис. 3. Машина ротационная бесприводная МРБ-1,6
вые высевающие аппараты, применение которых позволяет обеспечить равномерно-разреженный посев как с минимальной (около 0,5 г/пог. м), так и с увеличенной (до 4 г/пог. м) нормой высева без травмирования семян [1, 2, 4, 5]. Норма высева регулируется путем изменения частоты вращения высевающих аппаратов благодаря наличию в их приводе редуктора и сменных звездочек. Для образования посевных бороздок глубиной 15-20 мм на переднем бороздообразующем катке установлено 5 реборд шириной 20 мм. В нижней части бункера размещено 5 высевающих аппаратов. Расстояние между строчками при 5-строчном посеве со-
Рис. 4. Сеялка лесная навесная СЛН-5
Рис. 5. Мульчирователь сетчатый навесной МСН-1А
ставляет 22,5 см, при глубине посевной бороздки около 2 см.
Привод высевающих аппаратов осуществляется от переднего бороздообразующего катка, снабженного почвозацепами, с помощью цепной передачи и редуктора. В качестве семяпроводов использованы резиновые трубки с внутренним диаметром 20 мм. Семяпроводы отклонены назад по ходу агрегата, что предотвращает их забивание почвой. В нижней части семяпроводы зафиксированы в отверстиях поперечной планки. Это позволяет исключить их отклонение и направлять семена строго по следу бороздок.
Для уплотнения верхнего слоя и обеспечения лучшего контакта семян с почвой сзади сеялки установлен полый каток, шарнирно присоединенный к раме, который можно заполнять водой для увеличения его массы.
Особенность конструкции сеялки СЛН-5 заключается в том, что она позволяет выполнять 3 агротехнические операции: высев семян, засыпку их почвой и ее уплотнение.
Сеялка агрегатируется с колесными тракторами класса 14 кН. Рабочий процесс осуществляется при скорости агрегата до 4 км/ч. Производительность за 1 ч сменного времени - не менее 0,35 га.
После посева в районах с недостаточным обеспечением влагой, а также при мелкой заделке семян проводится мульчирование посевной ленты субстратом (опилки, песок, торф и т. п.) Для этой цели предназначен мульчирователь сетчатый навесной МСН-1А (рис. 5). Он состоит из рамы, сетчатого барабана, опорно-приводных колес с почвозацепами, цепной передачи и кожуха [1, 2, 4, 5].
Перед работой сетчатый барабан заполняют субстратом. При движении агрегата по ленте барабан получает вращение от опорно-приводных колес и мульчирующий материал через ячейки сетки размером 20 х 20 мм ровным слоем покрывает поверхность почвы. Толщина покрытия зависит от вида субстрата и скорости движения агрегата. Мульчирователь МСН-1А можно также использовать при присыпке сеянцев для предупреждения их «выжимания» ранневесенними заморозками.
Рабочая скорость агрегата при мульчировании посевов составляет 3-5 км/ч. Толщина слоя покрытия субстратом за один проход агрегата находится в пределах 0,4-1,2 см. Ширина захвата -1 м. Производительность при мульчировании посевов - 0,21 га за 1 ч сменного времени.
Для агротехнического ухода за растениями и внесения минеральных удобрений предназначен комбинированный культиватор для питомников ККП-1.5 (рис. 6). Культиватор монтируется на самоходное шасси Т-16М и состоит из продольного бруса, присоединенного к лонжеронам шасси с помощью параллелограммного механизма. На брусе установлены опорные колеса и сменные рабочие органы в виде узкозахватных полольных лап, долотообразных зубьев и универсальных стрельчатых лап. Рабочие органы крепятся к брусу с возможностью поперечного их перемещения для настройки на любую схему посева [1, 2, 4, 5].
Для внесения минеральных удобрений используют дополнительное устройство, которое монтируют на раму шасси Т-16М. Оно состоит из 2-х туковысевающих аппаратов типа АТП-2 и 4-х подкормочных ножей с тукопроводами. Привод туковысевающих аппаратов осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ) шасси с помощью червячного редуктора и цепной передачи. Норма внесения удобрений регулируется путем замены звездочки в цепной передаче и составляет 50-100 кг/га.
Глубина хода рабочих органов и подкормочных ножей изменяется от 4 до 10 см путем перестановки опорных колес по высоте. Культиватор ККП-1,5 за один проход агрегата обеспечивает хорошее рыхление почвы и уничтожает до 80% сорных растений. Производительность культиватора при рабочей скорости от 1 до 3 км/ч составляет 0,12-0,36 га за 1 ч сменного времени.
Обязательным элементом в технологическом процессе выращивания укрупненных сеянцев без перешколивания, с целью образования компактной и хорошо развитой корневой системы в верхнем почвенном слое, является подрезка корней: у ели - боковая вертикальная, у сосны -горизонтальная. Установлено, что при 4-летнем выращивании укрупненных сеянцев ели подрез-
ку корней целесообразно проводить на 3-й год в середине вегетационного периода, после окончания прироста в высоту. В этом случае отношение массы тонких корней к массе хвои у 4-летних сеянцев составляет не менее 1 : 4, тогда как без подрезки - 1 : 7 и ниже.
Наиболее простым устройством для подрезки вертикальных корней растущих сеянцев является приспособление для подрезки корней ППК-1,2 (рис.7). Оно устанавливается на выкопочную скобу НВС-1,2 вместо демонтируемого выкопоч-ного лемеха и представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из двух вертикальных ножей-стоек, соединенных между со-
Рис. 6. Культиватор комбинированный для питомников ККП-1,5
Рис. 7. Приспособление для подрезки корней ППК-1,2
Рис. 8. Машина выкопочная МВ-1,3А
бой в нижней части горизонтальным ножом с углом заточки 25о. Для уменьшения степени рыхления почвы горизонтальный нож с толщиной лезвия 8 мм установлен под минимальным (3-5о) углом к плоскости резания [1, 2, 4, 5]. Наблюдения за работой этого приспособления показали, что при подрезке вертикальных корней происходит частичный обрыв боковых корней и, тем самым, исключается необходимость их подрезки. Глубина подрезки корней изменяется с помощью опорных колес от 8 до 16 см. Приспособление агрегатируется с трактором МТЗ-80/82. Рабочий процесс осуществляется при скорости не менее 4 км/ч. Производительность за 1 ч сменного времени - 0,3-0,6 км/ч.
Для выкопки посадочного материала предназначена машина выкопочная МВ-1,3А (рис. 8). Особенность конструкции МФ-1,3А состоит в наличии рабочего органа, выполненного в виде подкапывающей скобы с 10-ю рыхлительными
планками и 4-мя удлинителями, приводимыми в колебательное движение от ВОМ трактора посредством трансмиссии [1, 2, 4, 5]. Амплитуда колебаний планок и удлинителей составляет 90-100 мм, частота колебаний - 500 мин-1. В процессе работы планки и удлинители колеблются в противофазе, т. е. когда опускаются планки, то поднимаются удлинители, и наоборот. При этом происходит разрушение почвенного пласта и активное отряхивание почвы от корневой системы растений. Такой способ выкопки посадочного материала обеспечивает сохранность тонких, наиболее ценных корней растений и повышает качество посадочного материала. Глубина выкопки регулируется от 15 до 30 см с помощью опорных колес. Машина выкопочная МВ-1,3А агрегатиру-ется с трактором МТЗ-70/82. Рабочая скорость составляет 0,17-0,24 км/ч. Производительность за 1 ч сменного времени - 0,03-0,09 га.
Затраты труда на выращивание 1000 шт. укрупненных 4-летних сеянцев ели в посевном отделении по предлагаемой технологии на базе комплексной механизации работ по сравнению с затратами на выращивание 5 (2 + 3)-летних саженцев в школьном отделении по действующей технологии снижаются с 1,6 до 0,55 чел.-дн., т.е. в 2,9 раза. Выход укрупненных сеянцев, выращенных по новой технологии, составляет 0,66-0,83 млн шт./га.
Рассмотренные машины представляют собой завершенный технологический комплекс, который позволяет полностью механизировать выращивание посадочного материала, снизить материалоемкость технологических процессов и уменьшить затраты труда и материальных средств.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Казаков, В. И. Комплексная механизация выращивания лесопосадочного материала / В. И. Казаков // Теория, проектирование и методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин. - М. : МГУЛ, 1997. - С. 192--93.
2. Казаков, В. И. Прогрессивные агроприемы и средства механизации для выращивания посадочного материала в лесных питомниках / В. И. Казаков // Устойчивое управление лесами и сохранение биологического разнообразия в лесном фонде РФ. - Пушкино : ВНИИЛМ, 1997. -С. 44-46.
3. Казаков, В. И. Современные технологии и средства механизации для выращивания посадочного материала / В. И. Казаков, Н. А. Смирнов, Е. Н. Лобанова // Результаты опытных и НИР в ОЛХ «Русский лес» : сборник. - Серпухов : ВНИИЛМ, 1999. С. 13-16.
4. Казаков, В. И. Технология и механизация выращивания посадочного материала в питомниках лесной зоны / В. И. Казаков. - М. : ВНИИЛМ, 2001. - 186 с.
5. Казаков, И. В. Машины и оборудование для лесных питомников / В. И. Казаков. - Пушкино : ВНИИЛМ, 2004. - 60 с.
6. Смирнов, Н. А. Рекомендации по технологии и комплексу машин для выращивания укрупненного посадочного материала ели европейской без перешколивания / Н. А. Смирнов, В. И. Казаков. - Пушкино : ВНИИЛМ, 1991. - 22 с.
7. Смирнов, Н. А. Интенсивные технологии выращивания посадочного материала в лесных питомниках / Н. А. Смирнов, В. И. Казаков // Научно-технич. прогресс в лесной отрасли ЦЧР : сборник. - Воронеж : ВГЛТА, 1990. - С. 99-101.
