Розпізнавання рослин та їх селекція щодо бур’янів — механічним методом

Не викликає ніяких сумнівів твердження О. Соломахи, що розпізнавання рослин та їх селекція щодо бур’янів — дуже важлива і водночас нелегка в науково-технічному розв’язанні проблема (“Пропозиція”, 2001, №6, с. 100). У пропонованому матеріалі на основі науково-технічних досліджень і виробничої перевірки обгрунтовується, як розпізнати рослини та виконати їхній корисний для сільськогосподарського виробництва відбір завдяки механічним діям сільськогосподарських машин і знарядь. Гіпотеза. Агротехнічний метод боротьби з бур’янами застосовують поруч із хімічним, а в перспективі він може забезпечити повну відмову від застосування гербіцидів. Втім, для реалізації цього напрочуд складного завдання потрібно, щоб робочі органи сільськогосподарських машин і знарядь були наділені актуальною характеристикою — вибірковістю їхньої дії на рослини. Таку вибірковість, на нашу думку, слід назвати механічною. Так, наприклад, механічна вибірковість видалення сходів рослин полягає в тому, щоб за мінімального видалення сходів культурних рослин максимально знищувати сходи бур’янів. А для виконання цього завдання слід знайти агротехнічні чи/та фізико-механічні відмінності між культурними рослинами, наприклад, цукровими буряками та бур’янами. Виходимо з того, що відмінності обов’язково існують, їх потрібно виявити. Ознайомлюючися з основами біології та агротехніки, виявляємо, що такі відмінності спостерігаються в розвитку кореневої системи сходів буряків і бур’янів. Так, у фазі вилочки — першої пари справжніх листочків, тобто тоді, коли потрібно видаляти з бурякових плантацій сходи бур’янів, довжина кореневої системи буряків становить від 4 до 30 см, завдяки чому така рослина вважається добре укоріненою. А первинна коренева система таких злісних бур’янів, як куряче просо, лобода, розвинута слабко, довжина корінця становить 0,8—2 см, і така рослина вважається слабко укоріненою. На цій фазі сходи курячого проса зламуються і вириваються не лише зубом борони, а й при переміщенні шару грунту чи навіть грудочок. Отже, можна зробити припущення, що опір вириванню із землі сходів буряків має бути більшим, ніж опір вириванню бур’янів, — тобто припущення про існування передумов механічної вибірковості видалення сходів рослин. Відмінності між рослинами. Для перевірки цієї гіпотези було проведено пошуковий дослід щодо визначення зусилля виривання з грунту сходів буряків і бур’янів — курячого проса і лободи з напрямком прикладання зусилля паралельно поверхні грунту. Точка прикладання зусилля — стебло рослини на рівні поверхні грунту. Характер прикладання зусилля — статичний і динамічний. Величина вибірки — по 150 сходів рослин буряків, курячого проса і лободи. Для проведення дослідження були розроблені та виготовлені прилади. У приладі для статичного прикладання зусилля передбачено дискретне прикладання зусилля — по 0,1 Н. У приладі для динамічного прикладання зусилля, виконаного у вигляді копра, передбачено також дискретне прикладання зусилля, виражене через кут підйому маятника копра, ціна поділки якого становить 1°. Результати досліджень наведені в таблиці 1. Як видно з таблиці, за статичного прикладання зусилля виривання сходів буряків майже у 2,4 раза більше від зусилля виривання сходів курячого проса і майже в 3 — лободи, а за динамічного прикладання зусилля виривання сходів буряків у 1,6 раза більше від зусилля виривання курячого проса і в 2,3 — лободи. Отже, така характеристика сходів буряків і бур’янів забезпечує добрі передумови створення знаряддя, наділеного механічною вибірковістю. Підсилення у зуба ефекту механічної вибірковості дії. Відомо, що невисоку вибірковість видалення сходів рослин має жорсткий зуб борони. Втім, це вкрай недостатній ступінь вибірковості, набагато нижчий від того рівня, якого потребують нині новітні технології вирощування, наприклад, цукрових буряків. Виникає запитання: які ж технічні рішення дадуть змогу значно підняти цей ступінь? Напрям удосконалення в цьому плані дає науково-технічна інформація, яка свідчить: робочі елементи, наділені певною гнучкістю, наприклад, пружинні зуби, здатні обминати перешкоди в грунті. Проте ця проблема не досліджена і не розроблена. Нами висунуто передбачення, що перешкодами, які може обминати в грунті пружинний зуб, можуть бути добре укорінені сходи цукрових буряків, на відміну від значно гірше укорінених сходів бур’янів. Це передбачення одержало підтвердження в наших дослідженнях. На основі цих досліджень Інститут цукрових буряків УААН, Волинський інститут агропромислового виробництва УААН і Національний аграрний університет розробили борону з пружинними зубами, тобто пружинну борону. Волинським інститутом агропромислового виробництва та Луцьким державним технічним університетом розроблено машину для раннього догляду за сходами рослин із ланцюговими робочими органами з пружинними зубами. Виробнича перевірка. Обробіток сходів буряків пружинною бороною та машиною з ланцюговими робочими органами порівняно з райборінкою із жорсткими зубами забезпечує зменшення кількості видалених рослин буряків і збільшення кількості знищених бур’янів, тобто чітко проявляється ефект механічної вибірковості видалення сходів рослин. Ступінь механічної вибірковості у Волинському інституті агропромислового виробництва запропонували оцінювати коефіцієнтом механічної вибірковості при видаленні сходів Км, який являє собою відношення процентної частини знищених сходів бур’янів до процентної частини видалених сходів буряків. Порівняльну оцінку знарядь для поверхневого розпушування грунту з пружинними і жорсткими зубами наведено в таблиці 2. Як свідчать дані таблиці 2, технічні рішення, закладені в пружинну борону та в ланцюговий робочий орган з пружинними зубами, дали змогу збільшити коефіцієнт механічної вибірковості Км порівняно з жорсткими зубами у 2,2—2,4 раза для борони та в 4,7—5,3 — для ланцюгового робочого органа. Такий порівняно високий рівень механічної вибірковості може бути придатним для виробництва. Це підтвердили результати виробничої перевірки у Волинському інституті агропромислового виробництва та Інституті цукрових буряків УААН. З лабораторії — у виробництво. Промислове виробництво пружинної борони БПЛ-9 (борона пружинна легка дев’ятиланкова), в якій використані пружинні зуби з циліндричною пружиною, налагоджено на заводі “Кам’янець-Подільськсільмаш”. Готується до промислового виробництва машина для раннього догляду за сходами рослин з ланцюговими робочими органами, в яких використані пружинні зуби з конічною пружиною. Пружинну борону БПЛ-9 почали купувати та використовувати аграрії бурякосіючих областей. Машина з ланцюговими робочими органами може знайти застосування на полях приватних господарств, фермерів і навіть у підсобних господарствах. Вона може зацікавити також зарубіжних землевласників, адже, судячи з попередніх випробувань, це проста універсальна ефективна машина з широким фронтом застосування. А фронт застосування знарядь з пружинними зубами справді широкий — він не обмежується цукровими буряками, а містить зернові, овочеві, кормові та інші культури. Висновки. Отже, наділення робочих органів сільськогосподарських машин і знарядь такою актуальною характеристикою, як механічна вибірковість дії, є важливою і водночас цілком здійсненною проблемою. Перші результати розв’язання цієї проблеми, а саме: створення і перші кроки впровадження робочих органів на базі пружинного зуба, вселяють оптимізм. Вважаємо, що вони дають підставу запропонувати науковцям, конструкторам створювати нові робочі органи, наділяючи їх механічною вибірковістю дії. Тобто забезпечувати роботу сільськогосподарських машин і знарядь з такими результатами, щоб досягти спочатку часткової, а в перспективі — повної відмови від застосування пестицидів. М. Хелемендик, д-р техн. наук, проф., Волинський інститут агропромислового виробництва, Луцький державний технічний університет