«Операції» з ярими пізніми культурами
На черзі — роботи зі збирання, обробки і збереження врожаю основних пізньостиглих культур — кукурудзи та соняшнику. Під час збирання та обробки цих культур слід, насамперед, враховувати особливості їхнього дозрівання.
Біологічна зернова стиглість більшості гібридів кукурудзи настає за вологості зерна 30–40%. За такого її показника у зерні накопичується максимальна кількість сухої речовини, завершуються процеси, пов’язані із формуванням урожаю. Соняшник закінчує біологічне дозрівання за вологості насіння 25–28% залежно від погодно-кліматичних умов. У подальшому рослини лише підсихають, втрачаючи вільну вологу, зерно набуває стану повної технічної стиглості.
Збирання пізніх ярих культур: соняшник
Особливістю цієї культури є строкатість посіву, оскільки для його масиву характерна наявність рослин водночас із жовтими, зеленими і бурими кошиками. Тому як надто ранній термін збирання, так і пізній призводять до зниження врожаю: за першого — через низьку продуктивність ще зелених кошиків, за другого — через осипання стиглих важких сухих насінин із них.
Вважається, що розпочинати збирання соняшнику краще за вологості 15–16%, коли у масиві близько 75% рослин із бурими і сухими кошиками, 25% — із жовтими. Збирання у пізніші строки може призвести до втрат врожаю на рівні 1,5–2,0 ц/га і більше. Окрім кількісних втрат, знижується також вміст олії: як свідчать дані дослідів інституту, за пізнього збирання повністю сухих кошиків олійність насіння знижувалась на 0,8–2,6%. Перестоювання на корені особливо небезпечне, коли у період дозрівання—збирання встановлюється волога погода і кошики уражуються білою і сірою гнилями. У такому разі слід застосовувати більш ранні строки збирання вологого насіння із подальшим термічним його досушуванням або ж хімічним — десикацією рослин на корені.
Збирання пізніх ярих культур: кукурудза
Основним способом збирання врожаю товарної кукурудзи є комбайнове обмолочування качанів, який можна розпочинати за вологості 30–32%. Такий спосіб збирання кукурудзи економічно доцільніший, ніж збирання її в качанах, оскільки в 1,8–2 рази зменшуються затрати праці та на 20–25% — витрати пального. Насіннєву кукурудзу збирають тільки у качанах із подальшим обов’язковим термічним сушінням їх у кукурудзосушарках. Збирання товарної кукурудзи з обмолочуванням качанів проводять зернозбиральними комбайнами (СК-5А, «Нива», «Дон») із приставками ППК-4, КМД-6 та комбайнами зарубіжних фірм Сlaas-domiпаtог, «Джон Дір» та іншими. Посіви зі звуженими міжряддями (45 см) збирають зернозбиральними комбайнами, обладнаними спеціальними жатками.
Задля правильної організації робіт i ефективного збирання врожаю кукурудзи у господарствах слід вести моніторинг процесу достигання зерна на кожному конкретному полі з урахуванням строків сівби та груп стиглості гібридів, щоб завчасно дібрати відповідну збиральну техніку, визначити технологічну схему збирання врожаю, підготувати базу для післязбиральної доробки і зберігання зерна.
Аналіз минулих років показує, що фізіологічної стиглості у межах 35–40% кукурудза може досягати у серпні залежно від групи стиглості гібридів і технології вирощування. Але технічної стиглості, на рівні 22–32%, придатної для комбайнового збирання, кукурудза, як правило, досягає у вересні (табл. 1).
У процесі дозрівання зерно кукурудзи підсихає з різною швидкістю залежно від групи стиглості гібридів, їхніх морфологічних ознак та типу зерна. Для правильного визначення строків збирання доцільно враховувати середньодобову вологовіддачу, яка, за даними IСГСЗ НААН, становить 0,8–1,2; 0,5–0,7 i 0,3–0,4% за вологості зерна, відповідно, 35–40; 30–35 i 25–30%. Інтенсивна вологовіддача зерном кукурудзи практично припиняється за зниження середньодобової температури повітря до 5оС та підвищення його відносної вологості до 80–90%. Також слід враховувати додаткове зволоження зерна через випадання опадів, вологість від яких може підвищуватись на 1,5–2%.
Внаслідок додаткового зволоження зерно у качанах може інтенсивно дихати, витрачаючи таким чином суху речовину і знижуючи масу 1000 зерен (табл. 2). Витрата залежить ще від особливостей гібридів (у минулі роки вона становила від 3 до 12%).
Зазначимо, що оптимальна тривалість збирання гібрида однієї групи стиглості не має перевищувати п’ять-сім днів, гібридів різних груп стиглості — 15–18 днів — запізнення зі збиранням призводить до істотних втрат урожаю. За даними IСГСЗ НААН, втрати зерна кукурудзи на 10-й день від початку збирання можуть становити до 4%, на20-й — збільшуються до 10, на 30-й — до 17, а на 35-й день — до 23% залежно від потенціального врожаю і стану посіву.
Не слід орієнтуватись на збирання зерна кукурудзи після заморозків із метою його підсихання. У промороженому стані кукурудза збирається досить легко, але в процесі відтавання зерно зволожується, самозігрівається, погіршує якість і потребує негайного сушіння.
Обробка і збереження врожаю пізніх ярих культур
Свіжозібране насіння соняшнику і зерно кукурудзи містять підвищену кількість вологи, органічні і мінеральні домішки, тому є нестійким об’єктом під час зберігання, що потребує негайної додаткової його доробки. Доведення до прийнятної кондиції насіння і зерна цих культур включає такі операції, як очищення від смітних домішок, сушіння, вентилювання, сортування у разі потреби.
За вмістом вологи свіжозібрану кукурудзу і соняшник розподіляють на різні категорії, залежно від чого спрямовують їх на доробку чи зберігання (табл. 3). Насіння і зерно у сухому стані та середньої сухості відправляють на зберігання, у вологому стані — досушують чи вентилюють, у сирому — його потрібно тільки сушити.
Сушіння продовольчо-кормового i технічного зерна кукурудзи та насіння соняшнику
Для сушіння використовують різні сушарки: шахтні, колонкові, бункерні — головне, щоб вони забезпечували технологію сушіння із урахуванням особливостей культури, її якості за найменших витрат енергоресурсів (пального, електроенергії). Кращі результати показують сушарки, які працюють у рециркуляційному режимі, тобто висушують зерно шляхом постійної циркуляції і випускання сухого зерна. Рециркуляційні сушарки не потребують добирання партій зерна однакових чи близьких за вологістю. Прямоточні сушарки за кожне пропускання зернового матеріалу знижують вологість зерна на 5–8% і потребують однорідних за вологістю зернових партій. Тому за високої вологості зерно у прямоточних сушарках варто пропускати декілька разів через шахти сушарки.
Під час сушіння соняшнику слід враховувати анатомічну будову насінини і фізичні властивості її окремих частин. Так, ядро насінини і плодова оболонка (лузга) мають різну гігроскопічність, тож по-різному випаровують вологу. На вологовипаровування впливає ще міцний зовнішній панцирний шар, у результаті чого під час сушіння периферійна частина насінини (лузга) швидше підсихає, ущільнюється і чинить опір випаровуванню вологи із внутрішньої частини (ядра).
Для підтримання вологовипаровування на високому рівні застосовують різні режими сушіння: із попереднім нагріванням насіння; чергуванням періодів нагрівання-охолодження; м’якими температурами нагрівання насінини і агента сушіння залежно від вологості соняшнику (табл. 4, 5).
Насіння соняшнику продовольчого призначення сушать у сушарках прямоточних і рециркуляційних за таких умов: витримують висоту насипу насіння у надсушильному бункері не нижче 1 м; очищують сушарку від сміття та продувають її атмосферним повітрям не рідше одного разу в три дні; починають сушіння за температури не вище 80оС; у разі наявності у насінні понад 5% сміттєвих і олійних домішок знижують температуру агента сушіння на 10оС у кожній зоні та на 20оС — у камері нагрівання із падаючим насіннєвим шаром. У рециркуляційних сушарках із камерою нагрівання, встановленою над тепловологообмінником, підтримують висоту насипу насіння таким чином, щоб відстань від нижнього пружка камери до поверхні насипу становила не менше ніж 1,2 м, водночас не допускають зниження обсягу подавання рециркульованого насіння у камеру нагрівання в режимі роботи топки.
Під час сушіння кукурудзи також потрібно враховувати будову зернівки і особливості її вологовіддачі. Основною частиною зернівки є ендосперм, який може бути борошнистим або склоподібним залежно від хімічного складу кукурудзи, порівняно пухкий зародок і зовнішні оболонки — всі ці частини характеризуються різним вологовипаровуванням і всиханням у процесі сушіння. Тому внаслідок швидкого сушіння і нерівномірного всихання у зоні ендосперму та зародка з’являються сили напруги — виникає так звана внутрішня тріщинуватість, яка різко знижує міцність зернівки і призводить до її подрібнення. Також через швидке нагрівання зерна, особливо сирого, зовнішні оболонки загартовуються, що різко знижує швидкість сушіння.
Тому під час сушіння кукурудзи застосовують здебільшого м’які температурні режими, не допускаючи нагрівання зерна понад 50оС — для зернового матеріалу, призначеного на кормові цілі, 45оС — для крохмале-патокового виробництва, 30…35оС — для харчоконцентратного. Температура агента сушіння має бути постійною або низхідною, тобто знижуватись у міру підсихання зерна. Перед сушінням кукурудзи здійснюють такі заходи задля зменшення травмування і подрібнення зерна: скорочують число переміщень досушуваної маси до мінімуму; всі поверхні контактування із зерном обшивають еластичним матеріалом (стінки бункерів, самопливи, норії тощо); знижують висоту і швидкість падіння зерна.
Окрім оптимального температурного режиму сушіння, потрібно також витримувати режим вологовіддачі, тобто зниження вологи зерном під час проходження через сушарку. Для цього в прямоточних сушарках витримують такі норми вологовіддачі за один пропуск: 4,5–5,5% — для кукурудзи; 5–6% — для соняшнику. Коли зерно за один пропуск не висушується, його сушать повторно. На практиці це краще виконувати за допомогою двох спарених зерносушарок, перша із яких працює у режимі сушіння, друга — досушування-охолодження. За такого сушіння зберігається висока якість зерна, забезпечується продуктивність сушарок, знижуються енерговитрати.
Особливо ефективне використання двох спарених зерносушарок типу ДСП. Вони дають змогу проводити сушіння за різними техніко-технологічними схемами залежно від вологості зерна. Наприклад, під час збирання насіння соняшнику із вологістю до 12% дві сушарки мають працювати за паралельною схемою, кожна із них — у режимі сушіння-охолодження. Насіння висушується за один пропуск через шахти сушарки. За вологості до 20% дві сушарки працюють послідовно за таким режимом: перша — сушіння-відлежування, друга — сушіння-охолодження. Вентилятор охолодження першої сушарки у такому разі відключають.
За вологості понад 20% обидві сушарки працюють також послідовно у режимі: перша — сушіння-сушіння, друга — сушіння-охолодження.
Спарені сушарки також ефективні за сушіння сирого зерна кукурудзи. Їхня продуктивність підвищується за застосування нової техніко-технологічної схеми, яка включає, окрім зерносушарок, підігрівачі зерна та очисні машини барабанного типу. Таким чином, маємо очищувально-сушильний комплекс, який виконує такі операції: попереднє підігрівання зерна; первинне очищення підігрітого зерна; сушіння у рециркуляційному режимі; охолодження зерна у зерносушарці; повне охолодження й очищення на очищувальних машинах.
За допомогою підігрівача досягається не тільки зниження вологості сирого зерна, а також його краще переміщення на ситах та в норіях. Підігріте зерно менше травмується та подрібнюється, швидше рухається шахтами зерносушарки.
Обов’язковою умовою роботи комплексу є розміщення зерносушарок біля зерноочисних машин. Перша сушарка сушить зерно трьома зонами, друга — двома, а нижньою (третьою) частково охолоджує матеріал.
Рухається зерно у рециркуляційному режимі із середньою вологістю 16–20%.
Фермери-сільгоспвиробники за збирання відносно невеликих обсягів зерна у своїх господарствах можуть ще практикувати терморадіаційне (сонячно-повітряне) сушіння. Таке сушіння розпочинається, практично, на стадії збирання врожаю, у процесі розміщення зернових мас на майданчиках, під час очищення, навантаження-розвантаження. Природний спосіб сушіння особливо ефективний в умовах сухої і теплої погоди.
У низці фермерських господарств свіжозібране насіння соняшнику із вологістю 10–12% розміщують у вигляді буртів заввишки 0,8–1 м орієнтацією із півдня-сходу на північ-захід для кращого нагрівання і провітрювання. Вологіше насіння розсипають тонким шаром (15–20 см), регулярно перемішують, а на ніч підгортають у бурти і за потреби вкривають. За даними досліду, завдяки природному сушінню вологість насіння за добу знижується на 1,5–2% залежно від температури й інтенсивності провітрювання. Насіння соняшнику та зерно кукурудзи підсихає також шляхом пропускання через навантажувачі, очищувальні машини, зерносепаратори: після проходження через різні механізми вологість може знижуватись на 0,5–0,8%.
Сушіння, особливо термічне — в зерносушарках, має закінчуватись за певної вологості зерна (насіння) залежно від напряму використання. Для кукурудзи і соняшнику встановлено різні норми вологості зерна, що спрямовується на переробку чи зберігання (табл. 6). Чинними нормами забороняється пересушувати зерно нижче встановлених стандартами значень. Відповідальність за пересушування несуть зерносушильщик, сушильний майстер і начальник виробничо-технологічної лабораторії. Після сушіння у зерносушарках зерно має високу температуру, тому його обов’язково охолоджують i лише після цього засипають у сховище. Температура, з якою допускається засипати зерно, не має перевищувати температуру навколишнього середовища більш ніж на 8…10°С.
Задля скорочення енерговитрат під час сушіння слід вирощувати гібриди кукурудзи, які характеризуються швидкою вологовіддачею зерна. До таких належать гібриди селекції IСГСЗ НААН: Днiпровський 181 СВ, Оржиця 237 МВ, Батурин 287 МВ, Чумак, Немирiв та інші.
Очищення зерна
Свіжозібрана маса соняшнику і кукурудзи має надто неоднаковий фізико-механічний склад, містить основне зерно різної якості, органічні й мінеральні домішки. Особливо небажаним компонентом є органічні домішки — рослинні рештки основної культури та бур’янів. Вони, як правило, значно сиріші, ніж основне зерно, їхня вологість під час збирання становить 50–70% і вище. Тому свіжозібрана маса підлягає негайному очищенню, у першу чергу — від органічних грубих домішок рослинного походження: частинок стебел, листя, кошиків соняшнику, качанів кукурудзи тощо.
До олійної відносять насіння бите, поїдене, проросле, ушкоджене, недозріле, морозобійне, повністю або частково обрушене, пошкоджене клопами; до зернової — зерно бите, плюскле, здавлене, проросле, морозобійне, ушкоджене, поїдене, недозріле; до смітної — мінеральну, органічну і шкідливу домішки, зіпсоване зерно (насіння).
Очищення може бути попереднім, первинним і вторинним залежно від чистоти та призначення врожаю. Попереднє застосовують для очищення смітної свіжозібраної маси, а також вологої перед сушінням. Первинне — для відокремлення всіх видів домішок і виділення основної фракції. Вторинне — для сепарування маси зерна (насіння) на окремі, різні за якістю, фракції.
Для очищення використовують різні види очищувально-сортувальних машин — повітряні і повітряно-ситові сепаратори, трієрні установки, пневмогравітаційні столи. На повітряних сепараторах (аспіраторах) відбирають переважно легкі органічні домішки, на повітряно-ситових — дрібне та надто крупне зерно, на трієрах — важковідокремлювані домішки різні за довжиною, на гравітаційних столах — важковідокремлювані домішки однакового розміру із основним зерном.
Основною машиною є повітряно-ситовий сепаратор, який містить аспіраційні канали і комплект сит різного типорозміру. Якість очищення, у першу чергу, залежить від вибору сит та режиму їхньої роботи.
Рекомендований типорозмір сит може змінюватись залежно від фізико-механічних властивостей зерна зібраного врожаю, умов і технологій його вирощування. Тому в кожному конкретному випадку регламент очищення необхідно уточнювати з тим, аби забезпечити оптимальний вихід і якість основної культури.
На сьогодні для очищення–сортування–калібрування зерна пропонуються різні марки вітчизняних і зарубіжних машин. Традиційно високою якістю сепарування зерна відрізняється обладнання фірми PETKUS (Німеччина), особливо для очищення–сортування насіння у фермерських господарствах із порівняно невеликими обсягами обробки. Останнім часом фірма виготовляє більш потужні зерносепаратори, призначені для роботи у потокових лініях, із продуктивністю очищення до 100–150 т/год, сортування — до 20 т/год. Високу ефективність і точність сепарування на різних культурах демонструють також машини фірми CIMBRIA (Австрія), зокрема трієри, пневмосортувальні столи.
У вітчизняному виробництві на особливу увагу заслуговує обладнання ПАТ «Хорольський механічний завод»: зерносепаратори марки БСХ, аспіратори, гравітаційні столи, норії, у тому числі із пластиковими ковшами.
Вентилювання
Є ефективним заходом зниження температури і вологості зерна (насіння), прискорєння післязбирального дозрівання, підвищення стійкості продукції в процесі зберігання. Вентилювання виконують у режимах підсушування, охолодження чи проморожування.
У режимі підсушування зерно чи насіння продувають атмосферним теплим або підігрітим повітрям. За продування атмосферним повітрям підсушування відбуватиметься лише за умови, що фактична вологість зерна перевищує рівноважну (на 1–5% порівняно з регламентною нормою).
У режимі охолодження використовують атмосферне повітря, переважно в нічні години. Його температура має бути нижчою на 5оС і більше, порівняно з температурою зерна, а в дощову погоду — не менше як на 8оС. Цей режим є особливо ефективним для охолодження свіжозібраного зерна, яке засипають у зерносховище. Останнім часом для охолодження зерна його у холодну пору року пропускають через зерносушарки з виключеною зоною сушіння. Завдяки цьому забезпечується швидке рівномірне охолодження усіх шарів зернового насипу. Режими охолодження встановлюють залежно від вологості зерна, температури повітря та тривалості самого процесу.
У режимі проморожування зерно продувають у зимовий період, коли настають морози не менше -5оС. Цей режим має важливе практичне значення для організації надійного тривалого зберігання врожаю, у тому числі резервних і страхових фондів.
Для вентилювання використовують установки активного вентилювання в зерноскладах, бункери та зерносховища, обладнані засобами вентиляції. Оскільки техніко-технологічне забезпечення вентилювання досить просте, його можна застосовувати практично в кожному фермерському господарстві, забезпечуючи таким чином збереження врожаю за значної економії грошових витрат і енергоресурсів.
Консервування вологої кормової кукурудзи
За цією технологією обробляють i зберігають кормове зерно кукурудзи, яке знаходиться у вологому стані, у вигляді подрібненої маси чи зернострижньової сумішки. Технологія має низку суттєвих переваг, а саме: можливість розпочати збирання на два-три тижні раніше, зменшення витрати пального, яке необхідне для сушіння.
Кукурудзу консервують різними способами, у тому числі з використанням хімічних консервантів та всіляких добавок. Інститутом розроблена i пропонується технологія без застосування будь-яких добавок чи хімічних речовин з метою одержання безпечної, екологічно чистої продукції. Вона заснована на самоконсервуванні, яке виникає у процесі дихання вологого зерна у герметичному стані.
Технологія включає такі основні операції i вимоги: консервують тільки свiжозiбрану кукурудзу; качани чи зерно подрібнюють i ущільнюють; подрібнену масу вкривають з максимальною герметичністю. Особливе значення мають строки консервування, ступінь подрібнення i ущільнення, від яких залежить якість i тривалість збереження корму.
Час заповнення сховища — до 6–8 діб, розмір подрібнених часток — не більше 2–4 мм, щільність укладання корму — 0,8–1,0 т/м3. Оптимальна вологість для консервування качанів становить 35–45%, зерна — 22–35%.
Для консервування i зберігання кукурудзи використовують різні сховища — траншеї, башти, бункери. Найпростішим i доступним типом сховища є траншея наземного чи напівзаглибленого типу, викладена із залізобетонних плит.
Оптимальна місткість траншеї становить 400–1200 т залежно від обсягу консервування.
Значний науково-практичний досвід щодо консервування зерна кукурудзи було свого часу накопичено в господарствах Днiпропетровського, Новомосковського, Солонянського, Криничанського районів Дніпропетровської області. За допомогою такої технології господарства забезпечували себе дешевим поживним кормом та заощаджували пальне, яке б було необхідно витратити на сушіння вологої кукурудзи.
В 1 кг консервованого зерна містилось 1,10–1,20 к. од. та 60–70 г перетравного протеїну, в 1 кг подрібнених качанів — 0,7–0,8 к. од. i 40 г протеїну.
Зберігання сухого зерна
Зерно зберігають із урахуванням його вологості, призначення i тривалості зберігання. Під час зберігання кукурудзи вологість має бути, %: 15–16 — для зерна, призначеного для переробки в комбікорми; 14–15 — для вироблення продовольчих i технічних продуктів; 13–14 — за зберігання до одного року; 12–13 —за тривалого зберігання (понад один рік). Насіння соняшнику зберігають за вологості 6–8% залежно від напряму використання і тривалості зберігання.
Зерно продовольчо-кормове i технічне зберігають насипом у зерноскладах, силосах елеваторів, бункерних сховищах. Висота насипу сухого зерна обмежується технічними можливостями сховища і повинна забезпечувати нормальне обслуговування i контроль за якістю продукції.
Отже, під час зберігання в металевих силосах слід вести постійний контроль за температурою зерна, звертати особливу увагу на стан верхніх шарів насипу. В першу чергу потребує ретельного контролю насіння соняшнику, оскільки воно є менш стійким під час зберігання.
Також контролюють температуру, вологість, ураженість шкідниками i хворобами, колір, запах, чистоту зерна. У партіях кукурудзи харчового i крохмале-патокового призначення визначають схожість i життєздатність зерна.
Сухе зерно можна ще зберігати в полімерних зернових рукавах. При цьому слід неухильно дотримувати всі вимоги, встановлені спеціальною Інструкцією для такої технології. Протягом усього періоду зберігання проводять систематичний контроль за показниками якості зерна i загальним станом сховищ.
Контроль якості
Якість зерна продовольчо-кормової i технічної кукурудзи має відповідати показникам, встановленим ДСТУ 4525:2006, якість насіння соняшнику — згідно з вимогами ДСТУ 7011:2009. Стандарт ДСТУ 4525:2006 беруть до уваги лише зі зміною №1.
У партіях, призначених для експортування, якість встановлюють відповідно до вимог контракту. У таких партіях кукурудза повинна мати добрий запах та колір, бути не зараженою шкідниками, інші показники узгоджуються окремо між постачальником i покупцем зерна.
Якість консервованої кукурудзи контролюють за зовнішнім станом корму (колір, запах, смак) та за кислотністю, яка для зерна допускається до 4,2–4,5, а для зернострижньової сумішки — 4,5–5,0 град. Природна втрата зерна, яка пов’язана із його консервуванням (дихання, ферментація), не повинна перевищувати 4–5% загальної маси кукурудзи, закладеної у сховище.
Отже, технології збирання й доробки кукурудзи та соняшнику мають грунтуватись на дотриманні науково обгрунтованих та нормативно-технічних вимог, що дає змогу не тільки зберегти увесь урожай, а й підвищити його якість. Нормативно-технічні вимоги щодо повного технологічного процесу встановлюються Технічним регламентом зберігання зерна, який має бути замінено на Технічний регламент зернового складу.
М. Кирпа, д-р с.-г. наук, ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН