Cучасні технології знезаражування насіння та їхнє технічне забезпечення

Знезаражування дає змогу захистити висіяне насіння і молоді рослини від шкідників і хвороб за мінімальних витрат засобів захисту рослин, що сприяє зменшенню кількості наступних хімічних обробок рослин у полі та зниженню витрат на пестициди.

В. Ра­туш­ний, канд. техн. на­ук,
Ю. Ге­ра­сим­чук, канд. техн. на­ук,
І. Ко­лес­ник, на­ук. співробітник,
ННЦ «ІМЕСГ»

Зне­за­ра­жу­ван­ня насіння сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур від шкідників і збуд­ників хво­роб є за­ключ­ним ета­пом йо­го підго­тов­ки до сівби. Аналіз ба­га­торічних да­них свідчить про знач­не інфіку­ван­ня насіння па­то­ген­ною мікро­ф­ло­рою, то­му об­роб­ка йо­го от­ру­тохіміка­та­ми на сьо­годні є ос­нов­ною і обов’яз­ко­вою опе­рацією. Од­но­час­но із ви­ко­ри­с­тан­ням про­труй­ників ши­ро­ко­го спе­к­т­ра дії для об­роб­ки насіння ре­ко­мен­дується за­сто­со­ву­ва­ти і ре­гу­ля­то­ри рос­ту рос­лин та мікро­е­ле­мен­ти.
Пе­ред­посівна хімічна об­роб­ка на­сіння сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур поділяється на зви­чай­не про­тру­ю­ван­ня, інкру­с­ту­ван­ня та дра­жу­ван­ня. За тра­диційно­го про­тру­ю­ван­ня насіння ва­га йо­го мо­же збільшу­ва­ти­ся на 0,1–2%, а за по­вно­го по­крит­тя плівко­у­тво­рю­валь­ни­ми роз­чи­на­ми (інкру­с­ту­ван­ня) — на 3–20%. Після цієї опе­рації фор­ма насіння, як і за зви­чай­но­го про­тру­ю­ван­ня, прак­тич­но не змінюється. У про­цесі дра­жу­ван­ня насіння ва­га йо­го мо­же збільши­ти­ся у 10–25 разів, насіння на­бу­ває фор­му кулі або на­бли­же­но­го до неї еліпсоїда. Зви­чайні нор­ми за­сто­су­ван­ня ро­бо­чих роз­чинів про­труй­ників ста­нов­лять від 1 до 15 л/т. Рівномірне по­крит­тя пре­па­ра­том кож­ної насіни­ни за низь­ких норм ви­т­ра­ти ро­бо­чо­го роз­чи­ну — пер­шо­чер­го­ва ви­мо­га до за­сто­со­ву­ва­них технічних за­собів про­тру­ю­ван­ня.
Якість об­роб­ки насіння знач­ною мірою за­ле­жить від підго­тов­ки посівно­го ма­теріалу до зне­за­ра­жу­ван­ня. Ду­же важ­ли­во ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти насіннєвий ма­теріал із ви­со­ки­ми сор­то­ви­ми та посівни­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми: із ве­ли­ки­ми за ма­сою та розміром зернівка­ми, очи­ще­ним від дрібно­го, би­то­го насіння та інших дрібних домішок, оскільки з ог­ля­ду на знач­ну за­галь­ну їхню по­верх­ню во­ни відби­ра­ють на се­бе знач­ну ча­с­ти­ну пре­па­ратів, унаслідок чо­го про­труй­ник ви­т­ра­чається не­ефек­тив­но.
По­каз­ни­ки якості об­роб­ки насіння та ефек­тив­не ви­ко­ри­с­тан­ня от­ру­тохімі-катів у ціло­му знач­ною мірою за­ле­жать від до­с­ко­на­лості за­сто­со­ву­ва­них тех­но­логій зне­за­ра­жен­ня насіння і технічних за­собів для їхньої ре­алізації.
В Ук­раїні ос­нов­ни­ми тех­но­логіями зне­за­ра­жу­ван­ня насіння сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур є інкру­с­ту­ван­ня насіння хімічни­ми пре­па­ра­та­ми цен­т­ралізо­ва­но — на насіннєоб­роб­них чи калібру­валь­них за­во­дах та в спеціалізо­ва­них рай­он­них чи міжрай­он­них пунк­тах або де­цен­т­ралізо­ва­но — без­по­се­ред­ньо у гос­по­дар­ст­вах.
Зне­за­ра­жу­ван­ня насіння у кон­крет­но­му гос­по­дарстві виз­на­чається, в ос­нов­но­му, умо­ва­ми зберіган­ня насіння і на­яв­ною технікою для йо­го об­роб­ки. За­зви­чай йо­го про­во­дять на спеціаль­них май­дан­чи­ках за до­по­мо­гою ви­со­ко­про­дук­тив­них пе­ре­сув­них ка­мер­них про­тру­ю­вачів ПК-20 та їхніх мо­дифікацій (Львіва­г­ро­ма­ш­про­ект, Ук­раїна), ПС-10А (Гат­чинсільмаш, Росія), Mobitox-Super (Farmgep, Угор­щи­на) із за­ван­та­жен­ням про­труєно­го насіння в ав­то­за­ван­та­жу­вачі сіва­лок та шне­ко­ви­ми про­тру­ю­ва­ча­ми ти­пу ПНШ-5 і ПНШ-3 (Львіва­г­ро­ма­ш­про­ект), або Gramax-V (Farmgep) із за­та­рю­ван­ням насіння у мішки.
За цен­т­ралізо­ва­но­го зне­за­ра­жу­ван­ня насіння пе­ре­важ­но за­сто­со­ву­ють тех­но­логії хімічної йо­го об­роб­ки на стаціонар­них пунк­тах у тех­но­логічних лініях із підго­тов­ки насіння. У та­ко­му разі ви­ко­ри­с­то­ву­ють ком­плек­ти стаціонар­но­го об­лад­нан­ня ПКС-20 (Львіва­г­ро­ма­ш­про­ект), роз­роб­лені на базі ка­мер­но­го про­тру­ю­ва­ча ПКС-20 і при­зна­чені для зне­за­ра­жен­ня насіння зер­но­вих куль­тур вод­ни­ми роз­чи­на­ми і су­с­пензіями фунгіцидів із по­даль­шим та­ру­ван­ням. На цьо­му об­лад­нанні ви­роб­ник ре­ко­мен­дує ви­ри­с­то­ву­ва­ти си­с­те­му ав­то­ма­тич­но­го ре­гу­лю­ван­ня ріди­ни, яка у про­цесі про­тру­ю­ван­ня са­мостійно підтри­мує вста­нов­ле­ну про­порцію кількості ро­бо­чої ріди­ни до ма­си насіннєво­го ма­теріалу і за по­тре­би ко­ре­гує ви­т­ра­ту ро­бо­чо­го пре­па­ра­ту відповідно до фак­тич­ної про­дук­тив­ності до­за­то­ра насіння без зу­пин­ки ма­ши­ни.
 Се­ред імпорт­но­го об­лад­нан­ня для зне­за­ра­жу­ван­ня насіння у лініях для об­роб­ки насіння пе­ре­важ­но ви­ко­ри­с­то­ву­ють ро­таційні про­тру­ю­вачі серії СС (Сimbria Heid) про­дук­тивністю від 1,8 до 50 т/год, ка­мерні чи ро­таційні про­тру­ю­вачі серії СТ (Petkus) про­дук­тивністю від 2 до 25 т/год або ка­мерні про­тру­ю­вачі серії WN (Niklas) на мобільній плат­формі про­дук­тивністю від 1 до 36 т/год.
Відзна­чи­мо, що уп­равління про­це­са­ми до­зу­ван­ня рідких і по­рош­ко­подібних ма­теріалів, а та­кож інши­ми ме­ханізма­ми за­ван­та­жен­ня-ви­ван­та­жен­ня на су­час­них імпорт­них пунк­тах про­тру­ю­ван­ня та інкру­с­ту­ван­ня насіння повністю комп’юте­ри­зо­ва­но, що дає мож­ливість лег­ко та гнуч­ко зміню­ва­ти ре­цеп­ту­ру в про­цесі об­роб­ки насіння і за­без­пе­чує якісне на­не­сен­ня за­хис­но-сти­му­лю­ю­чих ре­чо­вин на по­верх­ню насіння та сприяє уник­нен­ню втрат пре­па­ратів.
Так, у про­тру­ю­ва­чах порційної дії уп­равління про­це­сом зне­за­ра­жен­ня насіння відбу­вається ав­то­ма­тич­но. Про­грам­не за­без­пе­чен­ня дає змо­гу за­да­ва­ти всі опе­рації і вста­нов­лю­ва­ти ча­сові інтер­ва­ли за до­по­мо­гою сен­сор­ної па­нелі ша­фи уп­равління. Комп’ютер­на про­гра­ма має цілу низ­ку «вікон» для уп­равління та кон­тро­лю ро­бо­тою про­тру­ю­ва­ча, зо­к­ре­ма це інтер­фей­си: ав­то­ма­тич­но­го ре­жи­му ро­бо­ти, руч­но­го ре­жи­му ро­бо­ти, су­мар­них по­ка­зань кількості насіння і про­тру­ю­валь­них за­собів із мо­мен­ту ос­тан­нь­о­го ски­дан­ня по­ка­зань, а та­кож із мо­мен­ту вве­ден­ня про­тру­ю­ва­ча в ек­сплу­а­тацію, уп­равління на­яв­ни­ми про­гра­ма­ми об­роб­ки насіння та ство­рен­ня но­вих про­грам, виз­на­чен­ня ос­нов­них па­ра­метрів та ре­жимів ро­бо­ти про­тру­ю­ва­ча, спи­с­ку не­по­ла­док, що ви­ни­ка­ють у про­цесі ро­бо­ти про­тру­ю­валь­ної ма­ши­ни.
Кож­не та­ке «вікно» скла­дається із ме­ню уп­равління та ро­бо­чої об­ласті. Ме­ню уп­равління містить кноп­ки пе­ре­ми­кан­ня між ос­нов­ни­ми «вікна­ми» уп­равління про­тру­ю­ва­ча. Ро­бо­ча об­ласть слу­гує для ке­ру­ван­ня ро­бо­тою про­тру­ю­ва­ча і вве­ден­ня кількісних і ча­со­вих па­ра­метрів.
В ав­то­ма­тич­но­му ре­жимі на ек­рані відо­б­ра­жається інфор­мація про по­точні ета­пи об­роб­ки насіння і кількісна інфор­мація. Ав­то­ма­тич­ний ре­жим за по­тре­би мож­на відклю­чи­ти на будь-яко­му етапі ви­ко­нан­ня за­мов­лен­ня (у та­ко­му разі про­цес про­тру­ю­ван­ня зу­пи­няється). За по­втор­но­го вклю­чен­ня ав­то­ма­тич­но­го ре­жи­му ви­ко­нан­ня про­гра­ми за­мов­лен­ня по­нов­люється з то­го ета­пу, на яко­му бу­ло пе­ре­рва­но ро­бо­ту про­тру­ю­ва­ча.
У руч­но­му ре­жимі мож­на уп­рав­ля­ти кож­ним вуз­лом про­тру­ю­ва­ча ав­то­ном­но за до­по­мо­гою відповідних кно­пок. Для ке­ру­ван­ня на­со­сом-до­за­то­ром про­тру­ю­валь­ної ріди­ни і шне­ком-до­за­то­ром про­тру­ю­валь­но­го по­рош­ку до­дат­ко­во за­да­ють­ся зна­чен­ня ве­ли­чин по­да­ван­ня про­тру­ю­валь­них за­собів.
У «вікні» су­мар­них по­ка­зань кількості насіння і про­тру­ю­валь­них за­собів (рідин та по­рош­ку) на ек­рані відо­б­ра­жається за­да­не і по­точ­не зна­чен­ня кі-лькості ос­танніх за по­точ­ним за­мов­лен­ням із мо­мен­ту ос­тан­нь­о­го ски­дан­ня по­ка­зань, а та­кож по­каз­ник їхньої пи­то­мої ви­т­ра­ти на по­точ­не за­мов­лен­ня. У «вікні» уп­равління на­яв­ни­ми про­гра­ма­ми об­роб­ки насіння мож­на пе­ре­гля­ну­ти, зміни­ти або ство­ри­ти нові ре­цеп­ти зне­за­ра­жен­ня насіння та за­ван­та­жи­ти ре­цеп­ту­ру із за­да­ним но­ме­ром або збе­рег­ти по­точ­ну ре­цеп­ту­ру під відповідним но­ме­ром.
«Вікно» виз­на­чен­ня ос­нов­них па­ра­метрів слу­гує для відповідних на­ла­ш­ту­вань ро­бо­ти до­зу­валь­них при­ст­роїв і ре­ле за­хи­с­ту еле­к­т­ро­дви­гунів. Усі потрібні па­ра­ме­т­ри про­тру­ю­ва­ча за­да­ють­ся і відо­б­ра­жа­ють­ся у ви­гляді таб­лиць.
 Тоб­то у тех­но­логічно­му ас­пекті ви­со­ка якість об­роб­ки насіння на пунк­тах про­тру­ю­ван­ня до­ся­гається на­сам­пе­ред точ­ним до­зу­ван­ням пре­па­ра­ту і насіння. Для про­тру­ю­ван­ня насіння на стаціонар­них пунк­тах Національ­ний на­уко­вий центр «Інсти­тут ме­ханізації та еле­к­т­рифікації сільсько­го гос­по­дар­ст­ва»(ННЦ «ІМЕСГ») про­по­нує універ­сальні про­тру­ю­вачі насіння ПНУ-4, ПНУ-10 та ПНУ-10-1 та їхні мо­дифіко­вані мо­делі про­дук­тивністю від 3 до 20 т/год. Ці про­тру­ю­вачі насіння ре­алізу­ють за­па­тен­то­ва­ний ННЦ «ІМЕСГ» спосіб, який за­без­пе­чує ви­со­ко­якісне зне­за­ра­жен­ня рідки­ми пре­па­ра­та­ми, в т. ч. інкру­с­тацію, насіння прак­тич­но всіх сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур. До то­го ж він за­побігає трав­му­ван­ню насіння та пе­ред­ба­чає са­мо­очи­щен­ня ро­бо­чих ор­ганів про­тру­ю­вачів від за­лишків пре­па­ра­ту та домішок до насіння.
Усі про­тру­ю­вачі ти­пу ПНУ мо­жуть ком­плек­ту­ва­ти­ся роз­роб­ле­ною в ННЦ «ІМЕСГ» си­с­те­мою ав­то­ма­тич­но­го ке­ру­ван­ня тех­но­логічним про­це­сом, яка за­без­пе­чує уз­го­д­же­не до­зу­ван­ня насіння та ро­бо­чої ріди­ни у про­цесі їхньо­го по­да­ван­ня у ка­ме­ру про­тру­ю­ва­ча.
Логічний блок си­с­те­ми ке­ру­ван­ня ба­зується на мікро­кон­т­ро­лері STM32F4 Discovery, що ке­рує еле­к­т­ро­при­во­да­ми до­за­то­ра насіння та ро­бо­чої ріди­ни. Під час ро­бо­ти си­с­те­ми ке­ру­ван­ня відбу­вається син­хрон­не пе­реміщен­ня ро­бо­чих ор­ганів до­за­торів зі збільшен­ням або змен­шен­ням їхньої про­пу­ск­ної здат­ності. Та­ким чи­ном відбу­вається ку­то­ве пе­реміщен­ня ос­танніх із син­хрон­ною плав­ною зміною по­да­ван­ня насіння та ро­бо­чої ріди­ни у ка­ме­ру про­тру­ю­ва­ча. Вод­но­час за до­по­мо­гою зво­рот­нь­о­го зв’яз­ку, яким об­лад­нані еле­к­т­ро­при­во­ди до­за­торів, за­без­пе­чується кон­троль їхньо­го пе­реміщен­ня у ре­жимі ре­аль­но­го ча­су.
Ал­го­ритм ро­бо­ти роз­роб­ле­ної си­с­те­ми ке­ру­ван­ня пе­ред­ба­чає кон­троль па­ра­метрів та вве­ден­ня та­ких на­ла­ш­ту­вань:
   вибір ти­пу про­тру­ю­ва­но­го насіння;
   по­да­ван­ня насіння та ро­бо­чої ріди­ни;
   швидкість обер­тан­ня ро­бо­чо­го ор­га­на про­тру­ю­ва­ча;
   та­ру­ван­ня до­за­торів із мож­ливістю пе­ре­про­гра­му­ван­ня їхніх ха­рак­тери­с­тик під кон­кретні сор­ти насіння та вид пре­па­ра­ту;
   за­хист від не­по­вно­фаз­но­го ре­жи­му ро­бо­ти, ко­рот­ко­го за­ми­кан­ня та пе­ре­ван­та­жен­ня еле­к­т­ро­об­лад­нан­ня.
Ал­го­ритм ро­бо­ти си­с­те­ми ке­ру­ван­ня та­кож пе­ред­ба­чає зу­пин­ку тех­но­логічно­го про­це­су за ви­ник­нен­ня аварійної си­ту­ації — у та­ко­му разі відбу­вається пе­ре­ве­ден­ня до­за­торів у вихідне по­ло­жен­ня. По­даль­ший пуск про­тру­ю­ва­ча в ро­бо­ту здійснює опе­ра­тор після усу­ну­нен­ня при­чин ви­никнен­ня аварійної си­ту­ації.