К обоснованию сроков уборки зернофуражных культур и технической оснащенности уборочного процесса в технологии производства плющеного кормового зерна

Для повышения продуктивности животных в качестве корма используют зернофураж, который получают путем безобмолотной уборки зернофуражных культур. При скармливании такого корма, полученного в поздние фазы спелости созревания, не переваривается до 25 % зерна. В связи с чем 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 [1].

Во всех способах производства влажного зернокормового сырья плющение производят при влажности зерна от 24–32 до 30–40 % (финский способ) [2, 3]. В предложенном нами способе [4] 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 (вопросов), на которые нет ответа. Это, прежде всего, как изменяется созревание зерна в зависимости от срока уборки урожая в различных природно-климатических условиях? Какая должна быть оценка состояния зерна по качественным показателям в момент определения фаз спелости: одно- или многокритериальная? Если возможна более ранняя уборка урожая, то какая должна быть техническая оснащенность комбайнами уборочного процесса и другие.

В связи с чем в качестве объекта в работе приняты процессы созревания зерна злаковых культур и образования потерь зерна за комбайнами.

Целью исследования является обоснование возможности ранней уборки зернофуражных культур и технической оснащенности комбайнами уборочного процесса в технологии производства плющеного кормового зерна.

Для реализации поставленной цели предусматривается решение таких задач, как определение фаз развития спелости зерна зернофуражных культур в условиях зоны Южного Урала и потерь зерна за комбайнами при обмолоте хлебной массы.

В основу методик были положены общепринятые классические приемы определения фаз развития спелости зерна и потерь зерна за комбайнами [6].

Общеизвестно, что созревание в процессе зернообразования условно подразделяют на периоды: начало, середина и конец восковой спелости, начало полной и полная спелость, которые характеризуются влажностью (табл. 1) [5, 6].

Общие закономерности процесса зернообразования злаковых культур

Таблица 1

Этап образования зерна	Фазы развития зерна	Периоды созревания зерна	Влажность зерна, %
Формирование	Студенисто-жидкое состояние	–	80–65
Налив	Молочное состояние Тестообразное состояние	– –	65–50 50–40
Созревание	Восковая спелость Полная спелость	Начало восковой спелости Середина восковой спелости Конец восковой спелости Начало полной спелости Полная спелость	40–36 35–25 24–21 20–18 17 и менее

Данные таблицы 1 свидетельствуют, 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 (влажность 65–70 %) 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 [5–7].

При уборке зернофуражных культур традиционным комбайновым способом зерно (пшеницы и других культур) созревает от начала восковой спелости до полной. 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 комбайнирование. Рациональным сроком уборки на продовольственное, семенное и кормовое считают период созревания зерна от конца молочной до середины восковой спелости [5–7].

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 природно-климатических условиях Челябинской области зоны Южного Урала (табл. 2 и 3).

Данные этих таблиц свидетельствуют, что в первой и во второй декадах августа в производственноклиматических условиях Челябинской области региона Южного Урала состояние спелости зерновых культур на момент их свала характеризуется восковой фазой.

Влажность зерна (пшеница Саратовская 38), %

Состояние спелости зерна (пшеница Саратовская 38)

Таблица 2

Показатель	Повторность			Дата замера
	1	2	3
Брединский район, Челябинская область
На корню:				3.08.2000 г.
в среднем	35,9	32,0	36,1	-
коэффициент вариации	3,8	3,0	3,7	-
На момент скашивания:				9.08.2000 г.
в среднем	25,8	27,1	26,1	-
коэффициент вариации	4,9	2,4	4,4	-

Таблица 3

Показатель	100 штук зерен			Дата взятия проб
	Поле
	№ 1	№ 2	№ 3
Брединский район (южная зона), Челябинская область
На момент скашивания восковой спелости:				9.08. 2000 г.
начало	18	-	10	-
середина	62	63	69	-
конец	20	37	21	-

Из таблиц 2 и 3 с учетом данных таблицы 1 видно, что через 6 дней наблюдения молочное и тестообразное состояния зерна переходят в восковую фазу, которая наблюдается и в третьей декаде августа в производственно-климатических условиях Челябинской области зоны Южного Урала (табл. 4).

Состояние спелости и влажность зерна на корню (пшеница Саратовская 38)

Таблица 4

Дата	Густота, шт/м2	Влажность, %		Фаза спелости, штук из 100 зерен
		зерно	солома	молочно-восковая		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
01.09.2000 г.	399	23,6	21,6	1	40		59
01.09.2000 г.	394	34,4	42,6	7	64		29

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 Челябинской области зоны Южного Урала чаще всего производят в фазах конца восковой спелости и полной, то есть при изменении влажности зерна от 24 до 21 %.

Изменения фаз спелости зерна в зависимости от продолжительности созревания в производственноклиматических условиях Челябинской области свидетельствуют о том, что через трое суток наблюдения восковая фаза спелости зерна постепенно переходит в полную, когда целесообразно прямое комбайнирова-ние зернофуражных и других культур (табл. 5).

Фаза спелости зерна в зависимости от продолжительности созревания в условиях Челябинской области зоны Южного Урала

Таблица 5

Номер опыта	Дата замера	Фаза спелости, штук из 100 зерен		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 – твердая 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

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 свидетельствуют, что влажность зерна 30–35 % наступает в первых числах (первая декада) августа, что позволяет организовывать уборку зернофуражных культур на 2–4 недели раньше в сравнении 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 протеина, большое количество питательных веществ и сахара и низкий уровень крахмала [1–3].

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. В связи с чем к выбору технической оснащенности 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).

Таблица 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

Экспериментальные данные таблицы 6 показывают, что в комбайнах, оснащенных молотилкой с барабаном диаметром 800 мм («Дон-1500Б», «Дон-Вектор» и «ACROS-530»), наблюдается уменьшение потерь зерна недомолотом колоса в сравнении с комбайнами СК-5М «Нива», «Енисей» и другими, в которых установлена молотилка с барабаном диаметром 600 мм.

Расчет вероятности недомолота зерна из колоса в молотильном аппарате комбайнов с диаметром барабана молотилки 800 мм показывает уменьшение ее в 2,1–5,6 раза в сравнении 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 зерен из колоса в первом случае составляет 21,6 и 5,0 %, а во втором 45,0 и 28,3 %.

Известно, что при большой влажности зерна и хлебной массы затрудняется выделение зерна из вороха и 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 остается 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 производственно-климатических условиях Челябинской области зоны Южного Урала свидетельствуют, что уборку зернофуражных культур с последующим плющением кормового зерна возможно начинать на 2–4 недели раньше, чем традиционного.

В технологии производства плющеного кормового зерна при контроле качества важнейшее значение имеет наличие сахара, а не крахмала в сухом веществе. В связи с чем 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.