Картофелекопатель с калибратором в органическом земледелии

Картофелекопательс калибратором в органическом

земледелии

К артофель является важным пищевым продуктом, и спрос, по данным FAO ООН, на него растет. Большую товарную ценность имеет ранняя продукция. С целью снижения повреждаемости выкапываемых при уборке клубней, и особенно крупных, при прямом вывозе раннего картофеля с поля потребителю или в торговую сеть, авторами предложено усовершенствовать картофелекопатель.

Экспериментальная машина, проходя по гряде, образует два параллельно уложенных рядка, в одном из которых – клубни крупной фракции. Закладка полевого опыта, учеты и наблюдения проведены в соответствии с требованиями методики полевого опыта и «Методики исследований по культуре картофеля». Проведена сравнительная оценка экспериментального картофелекопателя с КТН-2В по повреждению клубней картофеля сорта Жуковский ранний, чистоте вороха и производительности подбора клубней.

Сравнительные испытания экспериментального копателя показали, что картофелекопатель, выполняющий операции калибровки и уборки, соответствует агротехническим требованиям по чистоте вороха и по повреждениям клубней на разных типах почв.

Усовершенствованный картофелекопатель позволяет увеличить производительность подбора на 20…30%, снизить повреждаемость клубней на 25…30% и упрощает технологию прямой поставки картофеля с поля потребителю.

Клубни картофеля являются важным пищевым продуктом, и спрос по данным FAO ООН на него растет. При этом возрастает спрос на органическую продукцию. С каждым годом изменяются требования к потребительским и столовым качествам продовольственного картофеля и структуре целевого использования клубней. Технология машинного производства картофеля включает в себя сорта, технологические приемы и технические средства. В связи с тем, что получение органической продукции связано со значительными ограничениями по технологическим воздействиям (исключение использования минеральных удобрений и химических средств защиты), более рационально и менее рискованно возделывать органический картофель на небольших площадях.

О рентабельности посадок картофеля в грядах говорится в работах многих авторов. Котовой и др. В грядах значительно снижается, а зачастую полностью исключается озеленение клубней и появление чечевичек при пере- увлажнении, повреждение клубневых гнезд картофеля колесами тракторов, дольше удерживается оптимальный температурно-влажностный режим почвы, увеличивается количество клубней в гнезде и их масса.

При широкорядной технологии удлиняется период ухода за растениями и значительно снижается засоренность посадок и поражение растений фитофторозом. Урожайность картофеля при широкорядной технологии возделывания возрастает на 10…26% по сравнению с гребневой посадкой.

Обычно применяют два способа уборки:

• •    уборка комбайнами с бункером-накопителем (комбайн бункерного типа) с периодической выгрузкой клубней в транспортные средства или с выгрузным конвейером (комбайн элеваторного типа), который подает выкопанные клубни в транспорт, следующий рядом с комбайном;

• •    подкапывание клубней картофелекопателем, укладка их на почву гряды, подбор клубней вручную.

Клубни раннего картофеля легко получают механические поврежде-

Таблица 1. Параметры, определяющие совокупность качественных показателей технологического процесса (вектор-функция Y)

Параметр	Величина для супесчаных почв	Параметр	Величина для суглинистых почв
Qk(t)→ ≥	97%Q	Qk(t)→ max ≥	93%Q
Qп(t)→ min ≤	7%Q	Qп(t)→ min ≤	7%Q
Qр(t)→ min ≤	0,2%Q	Qр(t)→ min ≤	0,2%Q
n(t)→ min ≤	5%Q	n(t)→ min ≤	10%Q
nк(t)→ min ≤	3%Q nк	(t)→ min ≤	3%Q

Таблица 2. Сравнительные испытания экспериментального копателя

Повреждения клубней, %	Чистота вороха, %	Производительность подбора клубней, кг/смена
Подбор клубней сразу после выкапывания: почвы супесчаные
3,8…4,5	94,2…96,8	875…910
Подбор клубней через 1 час после выкапывания: почвы супесчаные
2,1…3,6	97,2…99,4	1100…1150
Подбор клубней сразу после выкапывания: почвы суглинистые
5,3…6,8	86,2…92,8	697…736
Подбор клубней через 1 час после выкапывания: почвы суглинистые
3,4…4,2	88,6…94,5	770…860

ния даже при относительно небольших статических и динамических нагрузках, из-за этого его убирают преимущественно копателями. Механические повреждения клубней ухудшают товарные качества картофеля, что приводит к значительным потерям урожая при хранении.

Одной из важных технических задач является качественная уборка ранней продукции и крупных клубней.

Технология уборки раннего картофеля предусматривает прямой вывоз картофеля с поля потребителю или в торговую сеть. Для решения этой задачи необходима соответствующая техника.

Сорта картофеля обладают различной устойчивостью к механическим воздействиям. «Провяливание» на воздухе (выдержка на почве в течение 1-2 часов перед подбором вручную) свеже-выкопанных клубней позволяет сделать их более устойчивыми к механическим воздействиям, улучшить товарный вид. Одним из важных преимуществ подбора и погрузки клубней после провяливания является возможность поставки убранного картофеля в торговую сеть. При этом важным является размер клубней. С целью исключения дополнительной операции по сортировке клубней в поле предложен копатель, который калибрует клубни в процессе уборки на две фракции.

Авторами предлагается технология уборки органической продукции, позволяющая получать урожай с низким уровнем повреждений, включающая возделывание на грядах, выкапывание специальным копателем с калибратором, технологический промежуток 1-1,5 часа между выкапыванием клубней и подбором, поставку потребителю картофеля с поля.

Цель исследований – провести сравнительную оценку экспериментальной машины на разных почвах и в разных условиях подбора клубней по основным показателям: повреждению клубней, чистоте вороха и производительности подбора клубней.

Условия проведения исследований. Исследования выполнены в 20142017 гг. во ВНИИКХ на базе Коре-нево (Люберецкий район Московской области), сорт картофеля Жуковский ранний. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднеокульту-ренная, супесчаная (Апах: содержание гумуса по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91) – 1,99%; подвижный фосфор по Кирсанову (ГОСТ 26207-91) – 380…653 мг/кг; обменный калий по Кирсанову (ГОСТ 26207-91) – 125… 223 мг/кг).

В СПК «Элитный картофель» на суглинистых почвах выращивали картофель в грядах (150 см).

Методика. Полевые испытания проводились в соответствии с требованиями методики полевого опыта (Доспехов Б.А., 1985) и «Методики исследований по культуре картофеля» (НИИКХ, 1967).

Предлагаемый картофелекопатель для уборки клубней имеет особенность: сепарирующие рабочие органы выполнены как сочетание основного пруткового сепарирующего элеватора с колеблющимся грохотом-сепаратором (рис.).

Под грохотом установлены прутковые лотки с бортами, у которых можно регулировать угол скатывания почвенных комков и клубней. При этом дополнительно установлены скатные щитки-отражатели под грохотом-сепаратором и за ним с противоположных сторон от лотков. Скатные щитки-отражатели можно закрепить под разными углами

наклона. Технологический процесс работы картофелекопателя осуществляется следующим образом: копатель, двигаясь вдоль убираемых рядков, подкапывает лемехом клубненосный пласт и передает на прутковый элеватор 2 .

Перемещаемая элеватором почва просеивается между его прутками, а оставшиеся комки почвы и клубни поступают на грохот-сепаратор 3 . При этом клубни мелкой фракции при прохождении грохота-сепаратора 3 просыпаются между его прутками, затем лотками направляются на отсепарированную почву с правой стороны ширины захвата грохота-сепаратора. Вторая половина клубней мелкой фракции падает на прутковый лоток сепаратора 3 с левой половины, затем на прутковые лотки 4 и 5 и скатные щитки 6 и 7 , установленные под грохотом-сепаратором 3 , и скатывается по его наклонным пруткам вниз. При случайном изменении траектории падения мелкие клубни отражаются скатным щитком 7 и падают в общую массу с мелкими клубнями.

Клубни крупной фракции после прохождения по грохоту-сепаратору

aб

Рис. Схема машины для уборки корнеклубнеплодов:

а – вид сверху; б – вид сзади по А-А;

1 – подкапывающий лемех; 2 – прутковый сепарирующий элеватор; 3 – грохот-сепаратор; 4 – прутковый лоток с бортами; 5 – прутковый лоток с бортами для улавливания крупной фракции клубней; 6 – скатные щитки; 7 – скатные щитки для ограничения разбрасывания мелкой фракции

3 падают на почву с левой стороны на половину ширины захвата. Крупные клубни, оказавшиеся на правой половине сепарирующего грохота 3 , падают на прутковый лоток 5 и направляются в зону падения клубней крупной фракции. Скатный щиток 6 ограничивает разбрасывание крупных клубней.

Результаты и обсуждение. Машину для уборки клубней картофеля можно представить как многомерную динамическую систему со многими входными и выходными переменными. Входные параметры зависят от условий работы уборочной машины, которые в свою очередь зависят от агрофизических свойств убираемой культуры, технологии возделывания, типа и состояния почвы и других факторов. При этом наряду с вполне определенными внешними факторами, влияние которых на выходные параметры оценивается детерминистическими методами, определенное влияние на конечные показатели машин оказывают случайные факторы. Для анализа и синтеза таких систем применимы комбинированные (механикостатистические) методы, основанные на совместном использовании аналитических (механико-математических) и вероятностно-статистических методов. В основе вероятностно-статистических методов исследования процесса уборки картофеля лежит построение математических моделей, имитирующих функционирование реальных объектов.

Чтобы разработать математическую модель технологического процесса картофелеуборочной машины для уборки картофеля была составлена ее структурная схема функционирования. Вектор-функция Y представляет совокупность качественных показателей технологического процесса:

Qk(t) - масса картофеля; Q^t) - масса почвенных примесей; Qр(t) – масса растительных остатков, n(t) - повреждения клубней; nk(t) - потери клубней (табл. 1). Посредством управляющего воздействия параметры технологического процесса на выходе должны соответствовать агротехническим требованиям для суглинистых и супесчаных почв.

После прохода картофелекопателя за машиной образуются два параллельно уложенных рядка с клубнями крупной и мелкой фракций. Результаты исследований по чистоте вороха и по повреждениям клубней на разных типах почв представлены в таблице 2.

Применение предложенного способа уборки позволяет при подборе клубней вручную повысить производительность подбора на разных типах почв по сравнению с нормативным показателем (700 кг/смена) на 20…30%.

Выводы

О Для снижения повреждаемости крупных клубней раннего картофеля в процессе уборки, предусматривающей прямой вывоз картофеля с поля потребителю или в торговую сеть, целесообразно использовать картофелекопатель с калибровкой.

@ Предлагаемая технология с калиброванием клубней в процессе уборки позволяет увеличить производительность подбора на 20…30% и снизить повреждаемость клубней на 25…30%.

Старовойтова О. А., канд. с.-х. наук, Старовойтов В. И., докт. техн. наук,

ФГБНУ ВНИИКХ;

Манохина А. А., докт. с.-х. наук, РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева f

Источник:

Техника и технологии АПК