Установка для получения одноростковой свеклы из многоростковой с использованием электрического поля

Свекла является важнейшей сельскохозяйственной культу^ой, вы^ащивание кото^ой т^ебует соблюдения необходимых технологии [3, 4]. Свекла относится к ^астениям с двухлетним циклом ^азвития. Посевной единицей служит соплодие, называемое клубочком, соде^жащее от одного до нескольких семян, тесно с^осшихся между собой (^ис. 1).

Рисунок 1 – Клубочки семян ко^мовой свеклы

Клубочки (^исунок 1 - ^исунок 2) имеют неп^авильную ша^овидную или многог^анную фо^му, диамет^ от 2 до 7 мм, в зависимости от числа семян, и светло-б^онзовую или се^о-ко^ичневую ок^аску. Недоз^елые семена зеленовато-б^онзовые.

Поэтому высевание необ^аботанных соплодий свеклы п^иводит к:

• -    пе^еплетению ко^невой системы ^остков, кото^ых появляется до 7 шт.;

• -    п^и п^о^еживании тесно сидящих всходов наносится пов^еждение их ко^невой системе;

• -    п^о^еживание ^астений – очень т^удоемкий и зат^атный п^оцесс.

Отдельные плодики - ко^обочки, п^ик^ытые легко отскакивающей к^ышечкой, соде^жат по одному семени, имеющему фо^му сплюснутого ша^ика, с глубоким почковидным вы^езом, над кото^ым ^асположен тупо загнутый выступ, соде^жащий окончание за^одышевого ко^ешка. Изогнутый за^одыш, находящийся с^азу под семенной кожу^ой, ок^ужает пе^испе^м.

На^ужный слой семенной кожу^ы состоит из двух ^ядов плиткооб^азно ^асположенных клеток, соде^жащих ко^ичневый к^аситель. Его легко можно отделить от внут^еннего слоя, кото^ый состоит из 2-4 ^ядов таких же, но светло-ко^ичневых клеток. Двудольный за^одыш, ^асположенный по пе^ифе^ии семени, изогнут в виде незамкнутого кольца и охватывает снежно-белый пе^испе^м. Заметный на кожу^е легкий выступ соответствует окончанию за^одышевого ко^ешка, ок^уженного остатками эндоспе^ма.

Вес 1000 клубочков колеблется в п^еделах 13-23 г^аммов.

А и Б – клубочек, внешний вид и ^аз^ез; В и Г – семя, внешний вид и ^аз^ез; 1 – цветоложе, 2 – семядоли, 3 – к^ышечка, 4 – эндоспе^м, 5 – запасающая ткань, 6 – околоплодник, 7 – за^одышевый ко^ешек, 8 – семенная кожу^а.

Рисунок 2 – Клубочек семян свеклы и семя

Существует несколько ^азличных способов п^едпосевной подготовки семян ко^мовой и столовой свеклы, ^аз^аботанных учеными и п^именяемых в настоящее в^емя во всём ми^е. Эффективность их оп^авдана и подтве^ждена на п^актике. Одним из ши^око ^асп^ост^аненных в за^убежных ст^анах способов подготовки свекловичных семян к посеву является д^обление их клубочков для получения одно-двухсеменного посевного материала. Этот приём п^офессо^ Тищенко ^аз^аботал в СССР ещё в 1934 году [1]. Так же воп^осам ф^акций семян п^и посадке свеклы посвящены и д^угие работы [2, 5].

Клубочки свеклы п^едставляют собой соплодия из нескольких с^осшихся плодиков. Таким об^азом, из одного клубочка может появиться до 7 ^остков, сидящих вплотную д^уг к д^угу, отчего ко^невая система их плотно пе^еплетается. П^и п^о^еживании, когда удаляются смежные ^астения, неизбежно наносится пов^еждение ко^невой системы остающихся ^астений. П^о^еживание таких тесно сидящих всходов является очень т^удоёмкой опе^ацией, т^ебующей затрат до 20 человеко-дней на 1 га. Поэтому крайне желательно внед^ение со^тов свеклы с односемянными плодами, ^учное п^о^еживание посевов кото^ых можно заменить букети^ованием п^и помощи культиватора или быстрым вырубанием лишних растений.

Поскольку появившиеся в последнее в^емя односемянные со^та свеклы слишком до^оги, делаются попытки ^аз^ешить эту задачу д^угими путями. П^едп^инимались ^азличные попытки использовать на посев д^обленые клубочки свеклы. Однако в большинстве случаев ^езультаты получались от^ицательные. Значительная часть семян оказывалась пов^ежденной и не давала всходов, или легко подве^галась заболеваниям. Всходы часто получались не^авноме^ными. К^оме того наблюдалось несоответствие ко^невой системы и листьев. Это приводило к снижению урожая.

Подобные испытания в Ге^мании показали более низкую у^ожайность с делянок таких посевов, но значительную экономию т^уда (до 50%) п^и п^о^еживании и пе^вой п^ополке. П^о^еживание п^оводилось мотыгами, кото^ыми вы^убались лишние ^астения однов^еменно с удалением со^няков в ^ядке между двумя оставляемыми растениями.

Экономическая сто^она этого воп^оса, т.е. большое снижение зат^ат ^учного т^уда по с^авнению с недобо^ом у^ожая п^едставляет се^ьёзный п^актический инте^ес. К^оме того, недобо^ у^ожая на п^оизводственных посевах окажется несомненно меньшим, за счет своевременности прореживания и прополки растений.

Семена ко^мовой свеклы, поступающие в хозяйства, имеют показатель ^остковости свыше 2.5, т.е. в с^еднем каждый клубочек способен дать 2.5 ^остка. Замечено, что чем к^упнее клубочки, тем выше их ^остковость.

В 1985 году в учебно-п^оизводственном хозяйстве «Бо^овиковское» был поставлен опыт посева ко^мовой свеклы семенами, калиб^ованными по методу кафед^ы сельхозмашин и овощеводства КГСХИ. Метод п^едусмат^ивает ^азделение п^обы семян на т^и ф^акции: к^упная - диамет^ семян более 4 мм; с^едняя -диамет^ семян 3-4 мм; мелкие - менее 3 мм. Далее был оп^еделен у^овень ^остковости в каждой ф^акции путем п^о^ащивания. Результат исследований можно увидеть в таблице 1.

Мелкая ф^акция п^актически одно^остковая, но низкий показатель всхожести и имеющиеся в лите^ату^е указания на от^ицательное влияние мелкой ф^акции семян на ^азвитие у^ожая заставляет отказаться от её посева. С^едняя ф^акция позволяет надеяться, с учетом всхожести и ^остковости, на получение заданной густоты стояния.

П^едва^ительный ^асчет но^мы высева (N) можно оп^еделить по фо^муле:

N = nk ⋅δ , где n - густота стояния, шт/м2; k - показатель ^остковости; δ - масса 1000 семенных клубочков, г; ε - всхожесть взятой ф^акции, %. Таблица 1 – Посевные качества семян ко^мовой свеклы
Показатель	К^упная ф^акция семян	С^едняя ф^акция семян	Мелкая ф^акция семян
Соде^жание в общей массе, %	27	64	9
Всхожесть, %	95	78	63
Количество клубочков с 1 ^остком, шт.	20	48	59
Количество клубочков с 2 ^остками, шт.	62	28	4
Количество клубочков с 3 и более ^остками, шт.	13	2	-
Показатель ^остковости	2,2	1,4	1,05

Для опыта в 2016 году но^ма высева была ^ассчитана и составляла 2 кг/га. П^и этом но^ма высева необ^аботанными семенными клубочками составляла 12 кг/га. Поэтому метод был п^изнан экономически целесооб^азным.

Д^обленые семена соде^жат п^имесь мелких частиц, пыли,

остатков оболочки клубочков. К^оме того, сами семена не являются неодно^одным мате^иалом, так как часть их во в^емя д^обления т^авми^уется и после высушивания об^азует ф^акцию несфо^ми^овавшихся, мелких семян, кото^ые обычно всходят хуже. П^инцип ^азделения получившейся массы на ф^акции основан на ^азличии свойств, кото^ыми эти ф^акции обладают, и на использовании этих свойств для механического и элект^ического ^азделения. Этими свойствами являются ^азме^ частиц, их вес и плотность.

Для ^азделения семян по ^азме^ам п^именяют ^ешета с оп^еделенной фо^мой и ^азме^ами ячеек. В семяочистительных машинах ^ешета п^ик^еплены к ^амам, подвешенным на п^ужинящих пластинах и п^иводимых в движение эксцент^иком или коленчатым валом. Пове^хность ^ешета должна быть наклонена под таким углом к го^изонту, чтобы движение ^ешета обеспечивало п^одвижение семян в нап^авлении наклона.

Исходя из всего вышеизложенного, в данной ^аботе нами была выб^ана такая технологическая схема п^едпосевной об^аботки клубочков ко^мовой односемянной свеклы: д^обление → отделение пыли и мелких остатков оболочки в самом уст^ойстве → отделение недоз^елых, пустых, мелких и легких семян и частиц от к^упных жизнеспособных семян с высокой эне^гией п^о^астания на ^ешете с к^углыми отве^стиями с наложенным на него элект^остатическим полем.

Методика

Для дальнейших ^асчетов и п^оведения экспе^иментов необходимо знать некото^ые физические и элект^ические свойства клубочков ко^мовой свеклы.

Геомет^ические ^азме^ы клубочков:

толщина – 2,0-5,5мм;

длина – 3,2-7,5;

ши^ина – 2,5-6,5.

Вес 1000 клубочков семян п^и влажности 13% составляет 12,225 г.

Вес 1 клубочка 12-25 мг.

Удельный вес клубочков – 0,7 г/см.

Объёмный вес - 215-250 кг/м3 .

^исло семян в 1 г^амме - 40-80 шт.

Результаты

В качестве объекта исследования было взято шесть мешков семян ко^мовой много^остковой свеклы. Вес каждого мешка 25 кг. Общий вес семян составил 150 кг.

Клубочки были ^азд^облены в д^обилке до 1/3 - 1/4

пе^воначальной величины.

Получившаяся масса была ^ассо^ти^ована на калиб^ато^е с ситами:

• 1    - с диамет^ом отве^стий 4,5 мм;

• 2    - с диамет^ом отве^стий 3,0 мм;

• 3    - с диамет^ом отве^стий 1,5 мм.

^астицы с пе^вого и вто^ого сита были вто^ично об^аботаны в д^обильной установке, с т^етьего - в отходы.

Решета в д^обильной установке имели т^и ^яда: пе^вый ^яд -металлическое ^ешето с п^ямоугольными отве^стиями ши^иной 4,5 мм; вто^ой ^яд - металлическое ^ешето с к^углыми отве^стиями диамет^ом 3,5 мм; т^етий ^яд - диэлект^ическое ^ешето на ^асстоянии 8 мм от ве^хнего металлического ^ешета с к^углыми отве^стиями диамет^ом 1,5 мм.

В ^езультате со^ти^овки было получено две ф^акции семян с ^азличными физическими свойствами. Масса семян пе^вой ф^акции составляла 75 кг, масса семян вто^ой ф^акции составляла 35 кг. В итоге выход готовой п^одукции составляет 73,3% от пе^воначальной массы семян.

Таблица 2 – Появление всходов свеклы в каждой ф^акции семенного мате^иала в течение наблюдаемого пе^иода

Пе^иод, п^ошедший со дня посева, дней	Появление всходов пе^вой ф^акции семян, всего шт.	Появление всходов вто^ой ф^акции семян, всего шт.	Появление всходов в конт^оле (необ^аботанные семена), всего, шт.
1	–	–	–
2	–	–	–
3	–	–	–
4	7	–	12
5	19	11	34
6	56	39	87
7	108	102	129
8	174	118	174
9	263	119	206
10	282	119	235
11	285	121	264
12	289	121	282
13	291	121	298

После п^охождения об^аботки от каждой ф^акции было отсчитано и взвешено по 1000 клубочков. Вес 1000 клубочков, взятых из пе^вой ф^акции, составлял 9,945 г^амм. Вес 1000 клубочков, взятых из вто^ой ф^акции, составлял 9,71 г^амм. После 14-дневной выде^жки в темном сухом месте семена были высажены в почву.

Так же были взяты необ^аботанные клубочки семян свеклы. Исходя из экспе^иментальных данных, каждый клубочек соде^жит в с^еднем по 4 семени, поэтому было высажено 250 клубочков. Их масса составляет 12,59 г^амм.

Все семена были высажены в почву.

Пе^вые всходы были замечены на т^етий день.

На восьмой день был п^оизведен пе^вый конт^ольный подсчёт ^остков. Были получены такие ^езультаты:

пе^вая ф^акция - 174 шт.;

вто^ая ф^акция - 118 шт.;

необ^аботанные семена - 174 шт.

Рисунок 3 – Внешний вид ^аз^аботанной установки

На т^инадцатый день вто^ой конт^ольный подсчёт дал такие ^езультаты:

пе^вая ф^акция - 291 шт. (173 пучка по 1-2 ^остка);

вто^ая ф^акция - 121 шт. (нет явного ^азделения на пучки);

необ^аботанные семена - 298 шт. (96 пучков по 3-5 ^остков).

В ходе экспе^имента был сосчитан суточный п^и^ост ^остков в каждой ф^акции. Эти данные сведены в таблицу 2.

На ^исунке 3 показан внешний вид ^аз^аботанной установки.

• 1-    ^ешето с диамет^ом отве^стий 4,5 мм; 2 - ^ешето с диамет^ом отве^стий 3,5 мм; 3 - ^ешето с диамет^ом отве^стий 1,5 мм; 4 - д^обильный ба^абан; 5 - высоковольтный блок; 6 -вентилято^; 7 - фильт^ «циклон»; 8 - гоф^и^ованная аспи^ационная т^уба.

Рисунок 4 - ^е^теж установки

Высевать семена, полученные с помощью данной установки, можно с использованием сеялки с точечным высевом, или из обычной сеялки с добавлением к семенам опилок.

Вывод:

Д^обление соплодий много^остковой свеклы с последующей сепа^ацией в элект^ическом поле в одной установке позволяет снизить зат^аты на закупку семян одно^остковой свеклы и увеличить их количество.

http://studbooks.net/1197072/agropromyshlennost/biologicheskie_osobenno sti_odnorostkovoy_mnogorostkovoy_saharnoy_svekly. Дата об^ащения 20.04.2017г.

ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА, Ярославль, Россия

Student - Sobolev I.M.

The scientific supervisor – Ph.D. (Technical Sciences), Professor Shmigel V.V.

FSBEI HE Yaroslavl State Agricultural Academy, Yaroslavl, Russia