УДК 631.3
Н.Н. Колчин, С.С. Туболев, А.Г. Аксенов, С.Н. Петухов, В.Н. Зволинский
Даны основные параметры разработанных отечественных моделей капустоуборочных машин и пункта для послеуборочной доработки кочанов. Рассмотрены два основных направления перспективного развития производства овощей в стране – в крупных предприятиях и агрохолдингах и в хозяйствах малых форм, для которых необходима серьезная государственная поддержка. Отмечены проблемы в производстве лука-севка. Технику, выпускаемую ООО «Колнаг» в сотрудничестве с рядом зарубежных фирм (комплекс машин для картофеля с приспособлениями для овощей, семейство морковоуборочных комбайнов теребильного типа и комплекс машин для уборки лука), используют в производстве картофеля, столовых корнеплодов и лука.
Ключевые слова: овощеводство, картофелеводство, механизация, технология, агрохолдинг, фермерское хозяйство, капуста, лук.
По посевным площадям и валовому сбору овощей Россия входит в первую десятку стран мира [1, 2]. Овощи выращивают практически во всех агроклиматических зонах нашей страны, в разнообразных природных условиях. Объемы производства и урожайность овощей растут (табл. 1).
Овощные культуры занимают в стране площади до 700 тыс. га. Основные их производители (около 70%) – сравнительно небольшие хозяйства населения с низким уровнем платежеспособности. Эти хозяйства выращивают овощи в первую очередь для обеспечения собственных потребностей и лишь частично для продажи излишков на рынках. Такой тип производства базируется в основном на ручном труде и не способствует формированию устойчивых заказов на изготовление средств механизации.
В целом для хозяйств малых форм характерен низкий уровень механизации производственных процессов при высокой доле ручного труда, особенно на операциях уборочного этапа. Во многих регионах возникают серьезные риски ведения эффективного производства, связанные с природно-климатическими факторами и ограниченным вегетационным периодом [3].
Эти особенности в значительной степени определяют сравнительно небольшие объемы выпуска специальной техники для механизации работ в овощеводстве, а в некоторых случаях создают трудности при организации ее производства.
В доперестроечный период в нашей стране для механизации производства столовых корнеплодов и лука-репки создали и освоили производство ряда специальных машин для уборки, послеуборочной доработки и механизации хранилищ овощей.
При схожести многих физико-механических свойств, за исключением капусты, и аналогичных технологических операций при машинном производстве овощей борщевой группы и картофеля, например, при подготовке почвы к посадке, при уходе за посадками и др., в технологиях их выращивания имеются определенные различия.
Это вызвано широким перечнем выращиваемых видов и сортов овощных культур с различными агрофизическими свойствами. При этом ряд технологических операций машинного производства овощей: посев семян и посадка рассады, уборка и послеуборочная доработка по сравнению с картофелем более сложен. Поэтому номенклатура технических средств для механизации процессов овощеводства шире, что видно из таблицы 2. [4].
Сегодня в отечественном овощеводстве отмечают два основных направления его развития. Одно из них – образование крупных хозяйств и агрохолдингов, в которых на основе высокопродуктивных сортов, машинных технологий и современной техники в больших объемах производят основные виды овощей (столовые корнеплоды, капуста, лук, томаты и др.). Во многих таких хозяйствах в значительных объемах выращивают также картофель. При этом вся продукция, за исключением сравнительно небольших осенних продаж, хранится на местах. Подчас там же проходит товарная подготовка выращенной продукции и/или ее перерабатывают. Второе направление – средне- и мелкотоварное производство (КФХ и ЛПХ).
Использование современных машинных технологий и машин позволяет достигнуть урожайности капусты до 80 т/га, моркови – 50–60, свеклы столовой – 40–50, лука в однолетней культуре – до 40 т/га и получать овощную продукцию с минимальными затратами ручного труда со снижением ее себестоимости на 15–20% [5].
Для комплексной механизации производства овощей, в основном столовых корнеплодов, применяют специальные машины картофельного комплекса и сменные узлы, а также приспособления к ним для уборки столовых корнеплодов и лука. Их производит завод ООО «Колнаг» (г. Коломна, Московская обл.) в сотрудничестве с рядом зарубежных фирм. Их основные параметры представлены в таблице 3. Перечень и основные параметры технических средств для механизации послеуборочной доработки и механизации хранилищ картофеля и столовых корнеплодов были представлены в журнале «Картофель и овощи» ранее [6].
В современных технологиях подготовки почвы, формирования гряд и гребней для посева овощных культур на тяжелых или средних почвах широкое распространение получили фрезерные культиваторы – гребне- и грядообразователи.
Для предпосевной подготовки почвы мелкосемянных культур, моркови, в засушливых условиях используются двухбарабанные фрезы Simon Cultirateau (Франция) (рис. 1, табл. 4) с обратным направлением вращения одного из барабанов (обычно заднего). При этом второй барабан работает на глубине 3–4 см, по сравнению с передним – 10–12 см, обеспечивающим образование крупноструктурного слоя. Такая схема позволяет при достаточно высоком удержании влаги на глубине обработки получить мелкокомковатую структуру почвы и работать машинам при небольшом засорении почвы мелкими и средними камнями.
Для работ по возделыванию овощей на легких почвах используют культиваторы-гребнеобразователи с пассивными рабочими органами AVR Speed Ridger или КЛ-4,2–01/00 (табл. 4), предлагаемые ООО «Колнаг», работающие в разных условиях с грядоформирователями, окучниками и подкармливающими приспособлениями.
Культиватор КЛ-4,2 предназначен для работы на посевах овощных культур и обеспечивает рыхление почвы и уничтожение сорняков механическим способом или окучивание растений с одновременным внутрипочвенным или поверхностным внесением пестицидов, а также корневой или некорневой подкормкой растений в жидкой форме.
Для междурядной обработки средних и легких почв пассивными рыхлящими рабочими органами с одновременным формированием гребней ООО «Колнаг» предлагает четырехрядный культиватор – гребнеобразователь КГП-4 (рис. 2, табл. 4). Базовая комплектация позволяет перенастроить его для обработки культур, возделываемых на гребнях с междурядьями 70 или 80 см. По особому заказу может быть изготовлена модификация для обработки культур, возделываемых на гребнях с расстоянием между ними 90 см. Он также может поставляться с комплектом приспособлений для удаления сорняков, который используется, в основном, на посадках моркови, возделываемой по грядовой технологии [6].
Предприятие ООО «Колнаг» также предлагает морковоуборочные комбайны различных типов с теребильными рабочими органами фирмы Simon (Франция). Их основные параметры представлены в таблице 5.
Все машины имеют однотипные секции теребильного типа по числу убираемых рядков. На однорядном навесном комбайне имеется переборочный стол для ручного отбора примесей, что позволяет получить в таре товарную продукцию. При использовании прицепного комбайна на уборке в узких междурядьях теребильные секции могут быть установлены в шахматном порядке. Самоходные модели комбайнов с целью снижения давления на почву поля имеют уникальное трехколесное шасси со специальными шинами. На них установлены системы курсовой устойчивости и компьютеризованные системы управления. Имеется шестирядная модификация самоходного комбайна на гусеничном ходу [6].
Белокочанная капуста в России – одна из основных овощных культур [7]. Основная и трудоемкая операция в производстве среднеспелых и поздних сортов – уборка. Капусту убирают специальными комплексами машин по двум технологиям, отличающимися заключительными операциями:
- доработка срезанных кочанов до товарного вида вручную на комбайне и погрузка их в рядом идущее транспортное средство навалом или в контейнеры;
- погрузка срезанных комбайном кочанов с зеленым листом в рядом идущее транспортное средство навалом с последующей доработкой их на стационарном пункте и закладкой на хранение. При работе по данной технологии на комбайне можно вручную отбирать некондиционные кочаны и удалять их из общей массы.
Эти технологии можно эффективно использовать только на сортах капусты, пригодных к механизированной уборке, отвечающих определенным требованиям по размерам кочерыги и кочана, соотношению его массы и розеточных листьев и др.
Основной рабочий орган капустоуборочной машины, определяющий качество ее работы – это механизм, отделяющий путем среза кочаны с розеточными листьями от кочерыг. Первой отечественной машиной, в котором обеспечивалось приемлемое качество обрезки кочерыг, был однорядный капустоуборочный комбайн МСК–1 (рис. 3). Он может быть использован по названным выше технологиям.
Дальнейшей модификацией этой машины стал комбайн МСК-1М. Он имеет более совершенный срезающий клавишный механизм, дополнительную систему отделения свободного листа от стандартных кочанов и бункер для отобранных нестандартных кочанов. Предусмотрена кабина для оператора и механизм направления машины на убираемый рядок. Была также разработан самоходный комбайн МСК-3. Основные технические данные названных отечественных капустоуборочных комбайнов показаны в таблице 6 [8].
При использовании сортов, пригодных для механизированной уборки, на выровненных, чистых от сорняков полях машина МСК–1 обеспечивает уборку капусты и погрузку ее в транспортное средство с 1 га за смену при качестве уборки, близкой к ручной. Обслуживают комбайн тракторист и двое рабочих. Затраты труда при этом снижаются в 4–5 раз.
Для выборочной уборки капусты и других овощей разработан агрегат АВУ-7,5. Он выполнен на базе высококлиренсного полуприцепа. В задней части его расположены два поперечных транспортера для сбора и доставки продукции и наклонный транспортер. Он подает продукцию на переборочный стол, оборудованный держателем сеток или подставкой для ящиков. Агрегат обслуживают 5–10 рабочих на сборе продукции и 1–2 на ее фасовке. Агрегатируется с трактором класса 1,4 с ходоуменьшителем [9]. Применяют также разные типы уборочно-сортировальных агрегатов.
Разработан отечественный комплекс машин для уборки и доработки кочанов капусты. Он включает капустоуборочные машины, стационарный пункт доработки убранных кочанов и хранилища. Сезонная выработка – до 4 тыс. т, снижение затрат труда в 2–2,5 раза. При этом уменьшаются потери продукции, утилизируется побочная продукция и улучшаются условия труда. Основные технические данные пункта доработки капусты в двух модификациях для работ в полевых условиях и в хранилищах представлены в таблице 7 [9]. На рис. 4 показан опытный образец стационарного пункта доработки кочанов капусты, убранных машинным способом, на испытаниях в одном из хозяйств Московской области.
Сегодня для выращивания лука в России используют две технологии его производства – из семян в двулетнем цикле и из севка в трехлетнем цикле. На каждую из этих технологий приходится примерно по 50% от общего объема производства. Посевные площади под ними занимают более 80 тыс. га [10].
В технологическом цикле производства луковых культур наиболее проблемно производство семенного и посадочного материала. Так, при потребности внутреннего рынка в 25 тыс. т лука-севка, собственное производство составляет не более 5 тыс. т. При этом больше половины от этого объема производят в одном хозяйстве – российско-голландской фирме ООО «Лукаморе».
Центральное звено технологии производства лука-севка, применяемой в ООО «Лукаморе» – это посев лука-чернушки. Его начинают при прогревании почвы до 8–10 градусов комбинированным агрегатом, который включает в себя, кроме сеялки, выравнивающие и прикатывающие катки, а также рыхлительные стойки. Сеялка оснащена катушечным высевающим аппаратом, телескопическими семяпроводами и сошниками, позволяющими проводить подпочвенно-ленточный посев. Ширина ленты составляет 6–7 см. На полосе 1,5 м располагаются 10 лент, стыковые ленты загущают. Норма высева – 70 кг/га.
По нашему мнению, перспективная схема посева – сплошной посев на полосе 1,2 м. Однако машины для реализации этой технологии не разработаны.
Для разделения луковиц на фракции используют роликовые сортировки. Машина данного типа показывает хорошую работу при работе с луковицами севка округлой формы (сорт Штуттгартер Ризен). Но при работе с овальными и веретенообразными луковицами качество сортирования значительно снижается, а как показывают исследования, доля сортов и гибридов лука именно с такой формой в последние годы увеличивается [11]. Аналогичный недостаток присущ и машинам решетного типа.
В связи с этим необходимо адаптировать сортировальные машины к работе с сортами, имеющими овальную и веретенообразную луковицу, разрабатывать рабочие органы нового типа.
Для уборки лука фирма Simon выпускает комплекс из трех машин: навесного ботводробителя Simon TO и навесного валкоукладчика Simon AAO и прицепного подборщика Simon CHO (рис. 5). Основные показатели этих машин представлены в таблице 8 [6].
Из особенностей конструкций машин комплекса следует отметить датчик автоматического контроля высоты среза ботвы навесного ботводробителя и электрогидравлическую систему регулирования скорости движения, режима работы встряхивателя и высоты выгрузки транспортера подборщика.
В современных с. – х. машинах широко используют сложные и разнообразные механические, гидравлические, электрические, электронные и различные комбинированные системы для передачи энергии, управления, обеспечения условий труда операторов и др., что требует для их разработки, производства и эксплуатации специалистов с высокой инженерной подготовкой. Необходимо совершенствование организационных форм использования у потребителей новой высокопроизводительной и усложняющейся с. – х. техники [12].
Другое основное направление развития отечественного овощеводства – расширение объемов и развитие производства различных видов овощей в хозяйствах малых форм – небольших фермерских и личных подсобных хозяйствах населения. В таких хозяйствах в России, как видно из табл. 1, выращивают значительные объемы овощей. Их производство пока еще остается одним из трудоемких и энергоемких процессов в нашем сельском хозяйстве.
Ряд зарубежных фирм производит достаточно широкий ассортимент специальной техники для таких производителей, что позволяет минимизировать использование ручного труда и повысить качество продукции. В числе изготовителей подобной техники фирмы EURO – Jabelmann (Германия), F.LLISPEDO и IMAC (Италия), Krukowiak (Польша), Sanei Industry Cо и Toyo Agricultural Machinery Manufacturing Co (Япония) и др. [13].
С учетом растущих потребностей населения в продовольствии, высоких требований к его качеству и растущих цен на энергоресурсы, малым производителям овощей нужны простые по конструкции, надежные в эксплуатации, менее металло- и энергоемкие универсальные машины. Однако отечественная техника для хозяйств малых форм в необходимых объемах не выпускается.
Заключение
В нашей стране с ее обширным разнообразием природных условий объемы производства продукции овощеводства устойчиво растут. Разработаны и внедрены отечественные перспективные технологии овощеводства. В их числе технологии производства столовых корнеплодов на грядах и в гребнях, белокочанной капусты безрассадным способом и ряд других.
Создан ряд современных специальных машин (сеялки, культиваторы, уборочные машины и др.) для работ в овощеводстве по современным технологиям. Они успешно прошли приемочные испытания. Но разработанные машины отечественная промышленность не изготавливает, а новые машинные технологии применяют далеко не везде и подчас на основе импортной техники.
По имеющимся оценкам, вклад селекции в повышение урожайности овощных культур может доходить до 30–40%. Одно из важнейших направлений повышения эффективности овощеводства – развитие в стране селекции и семеноводства, расширение сортового состава выращиваемых овощных культур.
Задачи развития отечественного овощеводства следует решать путем увеличения объемов товарного производства овощей в крупных с. – х. предприятиях и агрохолдингах, оснащенных современным технологическим оборудованием, в сочетании с хозяйствами малых форм с их достаточной государственной поддержкой и с интенсификацией труда в них на основе высокопродуктивных сортов овощных культур и современных технологий. При этом должно быть обеспечено высокое качество производимой овощной продукции, снижение затрат энергии и выполнение требований по охране окружающей среды.
Библиографический список
1.Литвинов С.С. Овощеводство России и его научное обеспечение // Картофель и овощи. 2013. № 10. С. 2–5.
2.Литвинов С.С., Разин А.Ф., Иванова М.И., Мещерякова Р.А., Разин О.А. Состояние, проблемы, перспективы и риски развития овощеводства России в условиях санкций. // Картофель и овощи. 2016. № 2. С. 25–29.
3.Глеба О. В. Состояние и основные проблемы развития малых форм хозяйствования на селе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2014. Т. 20. С. 1281–1285 [Электронный ресурс] URL: http://e-koncept.ru/2014/54520.htm.
4.Туболев С.С., Колчин Н.Н. Развитие отечественного сельскохозяйственного машиностроения на примере производства специальной техники для картофелеводства и овощеводства. М. ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. 68 с.
5.Литвинов.С.С. Состояние отрасли овощеводства в РФ. Сб. Современные технологии и новые машины в овощеводстве. ГНУ ВНИИ овощеводства, 2007. С.3–15
6.Колчин Н.Н., Туболев С.С. // Технологии и техника для производства картофеля // Картофель и овощи. 2017. № 1. С. 21–25.
7.Разин А.Ф., Сурихина Т.Н. Экономическая эффективность производства овощей в Российской Федерации и ее среднесрочная перспектива / Селекция на адаптивность и создание нового генофонда в современном овощеводстве. М.: ООО «Полиграф-Бизнес». 2013. С. 269–279.
8.Хвостов В.А., Рейнгарт Э.С., Колчин Н.Н. Справочник конструктора машин для уборки и послеуборочной обработки овощей и корнеплодов. М.: Изд-во СНИИМЭСХ, 1998. 200 с.
9.Романовский Н.В., Ирков И.И., Широлоев С.О.Механизация выборочной уборки. Картофель и овощи. 2016. № 7. С. 12–13.
10.Аксенов А.Г., Прямов С.Б., Сибирёв А.В. Современное состояние производства лука в России и перспективы развития // Картофель и овощи. 2016. № 1. С. 16–17.
11.Аксенов А.Г., Сибирёв А.В. Исследование размерно-массовых характеристик лука-севка гибрида Геркулес F1 // Вестник Казанского ГАУ. 2016. № 2 (40). С.5–10.
12.Колчин Н.Н. Возрождение отечественного сельскохозяйственного машиностроения – неотложная и важная государственная задача. // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 10. С. 3–7.
13.Специальная техника для производства картофеля в хозяйствах малых форм / Н.Н. Колчин, Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский, Г.К. Рембалович // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. С. 48–53.
Об авторах
Колчин Николай Николаевич, доктор техн. наук, профессор. г. н.с. Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФНАЦ ВИМ).
E-mail: kolchinnn@mail.ru
Туболев Сергей Семенович, генеральный директор ООО «Колнаг». E-mail: info@kolnag.ru
Аксенов Александр Геннадьевич, канд. техн. наук, с. н.с., ФНАЦ ВИМ. E-mail: vim@vim.ru
Петухов Сергей Николаевич, канд. с. – х. наук главный специалист, ФНАЦ ВИМ. E-mail: vim@vim.ru
Зволинский Виктор Николаевич, с. н.с., ФНАЦ ВИМ. E-mail: vim@vim.ru
Mechanization of the domestic vegetable growing: state and main directions of development
N.N. Kolchin, DSc., professor, chief research fellow, Federal Scientific Agrarian Engineering Centre VIM (FSAEC VIM).
E-mail: kolchinnn@mail.ru
S.S. Tubolev, director general of KOLNAG company. E-mail: info@kolnag.ru
A.G. Aksenov, PhD., senior research fellow, FSAEC VIM. E-mail: vim@vim.ru
S.N. Petukhov, PhD., chief specialist, FNAC VIM. E-mail: vim@vim.ru
V.N. Zwolinskiy, senior research fellow, FSAEC VIM. E-mail: vim@vim.ru
Summary. The main parameters of the developed domestic models of cabbage harvest machine and point for post harvest treatment of cabbage are given. Two main directions of perspective development of vegetable production in the country – in large enterprises and agricultural holdings and farms of small forms, which require substantial state support, are considered. There are problems in the production of onion sets are noted. The equipment, produced by KOLNAG company in collaboration with a number of foreign firms (a complex of machines for potatoes with adaptations for vegetables, a family of top-lifting machines for the harvesting carrots and range of machines for harvesting onions) is used in the production of potatoes, root crops and onions.
Keywords: vegetable, potato, mechanization, technology, agricultural holding, farm, cabbage, onions.
