Особливості збирання й доробки кукурудзи і соняшнику

Кукурудза і соняшник належать нині до культур, які стали найвигіднішими сільгоспвиробникові. Їхні переваги - широкий ринок збуту і позитивна економіка виробництва. Особливо відчутно це щодо кукурудзи: за рахунок упровадження нових її гібридів і агротехнологій аграрії отримують високі врожаї і валові збори зерна. Наприклад, минулого року було зібрано 22,78 млн т зерна кукурудзи з площі посіву близько 3,54 млн га за середної врожайності 6,43 т/га.

М. Кирпа, д-р с.-г. наук,
Інститут сільського
господарства
степової зони НААНУ,
Дніпропетровськ

Нинішнього року внаслідок несприятливих погодних умов, насамперед у зоні Степу, очікуються нижчі показники щодо площі збирання і врожайності кукурудзи, але все ж прогнозують отримання не менше 16 млн т зерна, що є найбільшим урожайним показником у групі зернових культур.
Під час вирощування кукурудзи й соняшнику слід враховувати їхні особливості і дотримуватись комплексу техніко-технологічних регламентів. Нині це стосується регламентів збирання й доробки врожаю, які мають бути максимально оптимізовані й узгоджені з науково обгрунтованими положеннями.
Найперше це стосується вибору оптимальних строків і способів збирання кукурудзи і соняшнику. Ці культури відносно пізньостиглі, тому збирання за нижчої їхньої вологості значно зменшує витрати палива на подальше досушування і здешевлює собівартість зерна. Однак пізнє збирання з метою природного підсихання зерна може призвести до втрати частини врожаю і погіршення його якості внаслідок несприятливих умов, які складаються на час збирання. Тому збирання культур розпочинають за визначеної для кожної культури допустимої вологості, за якої закінчується накопичення сухої речовини, а отже, і формується максимальна кількість урожаю.

Особливості збирання соняшнику
Особливість цієї культури - нерівномірне дозрівання, а саме: посів у своєму масиві містить рослини з жовтими, зеленими і бурими кошиками. Тому і надто раннє, і пізнє збирання призводить до зниження врожаю: у першому випадку - через низьку продуктивність ще зелених кошиків, у другому - внаслідок осипання стиглих важких сухих насінин із кошика. Вважається, що розпочинати збирання соняшнику краще за вологості 15-16%, коли в соняшниковому масиві - близько 75% рослин із бурими і сухими кошиками, 25% - із жовтими. Збирання в пізніші строки може призвести до втрат урожаю на рівні 1,5-2 ц/га і більше. Окрім кількісних втрат, знижується також вміст олії (в інститутських дослідах вона знижувалась на 0,8-2,6%).
Перестоювання рослин на корені особливо небезпечне, коли в період дозрівання-збирання встановлюється волога погода: кошики уражуються білою і сірою гнилями. У цьому разі слід застосовувати більш раннє збирання з наступним термічним досушуванням або ж хімічне підсушування - десикацію рослин на корені (опис цього заходу подано в цьогорічному журналі «Пропозиція», №8).

Особливості збирання кукурудзи
Особливістю кукурудзи є тривалий період дозрівання, який змінюється залежно від строків сівби, групи стиглості гібридів, погодних і грунтово-кліматичних умов. Біологічна стиглість зерна більшості гібридів настає за вологості 30-40%, тобто воно вже містить максимальну кількість сухої речовини і придатне для збирання. Однак для сушіння такого зерна потрібно збільшувати витрату палива - до 7-10 м3 газу на кожну планову тонну залежно від конструкції зерносушарки (планова тонна характеризує зменшення вологості на 6%). Тому розпочинати збирання треба за нижчої вологості, але слід скорочувати період збирання, аби не допустити втрат урожаю. За даними Інституту, втрати на десятий день збирання становлять до 4%, на 20-й - збільшуються до 10%, на 30-й - до 17%.
Не варто також затримуватись і з початком збиральних робіт, особливо якщо прогнозується настання надто низьких або ж мінусових температур. Помічено, що за зниження середньодобової температури повітря до 5...6°С та підвищення його відносної вологості до 80-90% вологовіддача зерна кукурудзи практично припиняється.
Ще гірше трапляється, якщо незібрана кукурудза підпадає під вплив приморозків. У промороженому стані її збирати досить легко, але в процесі відтавання зерно зволожується, самозігрівається, що погіршує його якість і потребує негайного сушіння.
Розпочинати збирання слід із ранньостиглих гібридів, з тим щоб пізніші мали більше часу для зниження вологості зерна. Календарні строки збирання кукурудзи цього року, порівняно з минулорічними, будуть більш ранніми внаслідок інтенсивного природного дозрівання і підсихання зерна. Наприклад, станом на 10 серпня 2012 р. вологість зерна гібридів різних груп стиглості була нижчою на 8,6-16,8% порівняно з 2010-2011 рр. (табл. 1). Як буде надалі складатись ситуація щодо рівня вологості, можна спрогнозувати, виходячи із середньодобової вологовіддачі кукурудзи, яка, за даними Інституту, становить: 0,8-1,2%; 0,5-0,7% і 0,3-0,4% за вологості зерна, відповідно, 35-40, 30-35 і 25-30%. Мірою підсихання зерна його вологовіддача закономірно уповільнюється залежно від температури і відносної вологості навколишнього середовища.
Слід ще зважати й на те, що отримати в полі кукурудзу із сухим зерном досить проблематично. Так, у минулому, 2011, році Інститутом було проведено моніторинг щодо збирання зерна кукурудзи у різних зонах України, який показав, що навіть у винятково сприятливих для дозрівання умовах збиральна вологість була в межах 14-30%, причому більшість площ збирали за підвищеної вологості зерна. Частина площ, особливо в зоні Лісостепу-Полісся, внаслідок затримки зі збиранням зазнала впливу приморозків, тому якість зерна погіршувалась.

Особливості доробки соняшнику і кукурудзи
Свіжозібране насіння соняшнику і зерно кукурудзи містять підвищену кількість вологи, органічні і мінеральні домішки, тож є нестійким матеріалом під час зберігання, а це, звісно, диктує потребу негайної доробки. Доробка включає такі операції: очищення смітного зерна (насіння), його сушіння, вентилювання, у разі потреби - сортування.
За вмістом вологи свіжозібрану кукурудзу і соняшник поділяють на різні категорії, залежно від чого спрямовують їх на доробку чи зберігання (табл. 2). Насіння і зерно у сухому стані та середньої сухості спрямовують на зберігання, у вологому стані їх потрібно сушити чи вентилювати, у сирому - тільки сушити.
Сушіння
Це найвідповідальніша операція, що значним чином впливає на вихід і якість продукції. В ході сушіння проходять біолого-біохімічні перетворення простих хімічних речовин на складніші, накопичуються білки, вуглеводи (переходять в жири), змінюються фізичні параметри і показники якості.
Процес сушіння має свої загальні техніко-технологічні правила, а також специфічні, які пов'язані з особливостями певної культури та конструкцією зерносушарки. До загальних належать такі: добір партій з однаковою вологістю; очищення свіжозібраної маси від грубих домішок; дотримання температурно-вентиляційних режимів; закінчення сушіння за оптимальної вологості; охолодження просушеної маси. Під час сушіння соняшнику потрібно 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 й міцний 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: з попереднім нагріванням насіння; чергуванням періодів нагрівання-охолодження; м'якими температурами нагрівання насінини й агента сушіння залежно від вологості соняшнику (табл. 3-4).
Насіння соняшнику продовольчого призначення сушать у сушарках прямоточних і рециркуляційних за таких умов: витримують 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 80°С; у разі наявності в насінні смітних і олійних домішок (понад 5%) знижують температуру агента сушіння на 10°С в кожній зоні та на 20°С - в камері нагрівання з падаючим шаром насіння. У рециркуляційних сушарках з камерою нагрівання, встановленою над тепловологообмінником, підтримують рівень насіння таким чином, щоб відстань від нижнього пружка камери до поверхні насипу була не меншою ніж 1,2 м, при цьому не допускають зниження подавання рециркулюючого насіння в камеру нагрівання за працюючої топки.
Під час сушіння кукурудзи також слід враховувати будову зернівки і особливості її вологовіддачі. Основна частина зернівки - ендосперм, який може бути борошнистим або склоподібним залежно від хімічного складу кукурудзи, порівняно нещільний зародок і зовнішні оболонки - всі ці частини характеризуються різним вологовипаровуванням і усиханням у процесі сушіння. Тому, внаслідок швидкого сушіння і нерівномірного усихання, 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, внаслідок швидкого нагрівання зерна, особливо сирого, зовнішні оболонки загартовуються, що різко знижує швидкість сушіння.
Тому в процесі сушіння кукурудзи застосовують здебільшого м'які температурні режими, не допускаючи нагрівання зерна понад 50°С для тієї, що призначена на кормові цілі, 45°С - для крохмале-патокового виробництва, 30-35°С - для харчоконцентратного (табл. 3-4). Температура агента сушіння має бути постійною або низхідною, тобто знижуватися мірою підсихання зерна. Перед сушінням кукурудзи здійснюють такі заходи з метою зменшення травмування і подрібнення зерна: скорочують кількість переміщень зерна до мінімуму; всі поверхні, що контактують із зерном, обшивають еластичним матеріалом (стінки бункерів, норії тощо); знижують висоту і швидкість падіння зерна.
Окрім оптимального температурного режиму сушіння, варто також дотримувати режиму вологовіддачі, тобто зниження вологи зерном під час проходження через сушарку. Для цього в сушарках прямоточних 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 за кілька пропусків. На практиці це краще виконувати за допомогою двох спарених зерносушарок, перша з яких працює у режимі сушіння, друга - у режимі досушування-охолодження. За такого сушіння зберігається висока якість зерна, забезпечується продуктивність сушарок, знижуються енерговитрати.
У сушарках рециркуляційних зерно висушується за одне пропускання шляхом неперервного руху суміші різної вологості з її нагріванням - відлежуванням - досушуванням і випусканням частини сухого зерна з сушарки. Рециркуляційні сушарки не потребують добору партій зерна, однакових чи близьких за вологістю.
Фермери - сільгоспвиробники відносно невеликих обсягів зерна - можуть ще практикувати терморадіаційне (сонячно-повітряне) сушіння. Таке сушіння розпочинається практично на стадії збирання врожаю, в процесі розміщення зернових мас на майданчиках, під час очищення, в ході навантаження-розвантаження. Природний спосіб сушіння особливо ефективний в умовах сухої і теплої погоди, яка нині спостерігається в осінній період. У низці фермерських господарств свіжозібране насіння соняшнику з вологістю 10-12% розміщують у вигляді буртів заввишки 0,8-1 м з 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. Як показує дослід, унаслідок природного сушіння вологість насіння за добу знижується на 1,5-2% залежно від температури й інтенсивності провітрювання.
Насіння соняшнику та зерно кукурудзи підсихають також завдяки пропусканню їх 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 досягнення певної вологості зерна (насіння) залежно від напряму використання. Для кукурудзи і соняшнику встановлено норми вологості для зерна, що спрямовується на переробку чи зберігання (табл. 5).
Очищення
Свіжозібрана маса соняшнику і кукурудзи має надто неоднаковий фізико-механічний склад, містить основне зерно різної якості, органічні й мінеральні домішки. Особливо небажаний компонент - органічні домішки, які складаються із решток рослин основної культури та дикорослих видів - бур'янів. Органічні домішки, як правило, значно сиріші, ніж основне зерно, їхня вологість під час збирання становить 50-70% і вище. Тому свіжозібрана маса підлягає негайному очищенню, насамперед, від органічних грубих домішок рослинного походження: часток стебел, листя, кошиків соняшнику, качанів кукурудзи тощо.
За вмістом домішок виділяють три категорії чистоти насіння соняшнику і зерна кукурудзи (табл. 6). Водночас, згідно з чинною регламентацією, щодо соняшнику враховують олійну і смітну домішки, щодо кукурудзи - зернову і смітну. До олійної відносять насіння бите, поїдене шкідниками, 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. Основна очищувальна машина - повітряно-ситовий сепаратор, який містить аспіраційні канали і комплект сит різного типорозміру. Якість очищення залежить, насамперед, від добору сит та режиму їхньої роботи (табл. 7).
Рекомендований типорозмір сит можна змінювати залежно від фізико-механічних властивостей зібраного врожаю, його умов і технологій вирощування. Тому в кожному конкретному разі регламент очищення слід уточнювати, з тим щоб забезпечити оптимальний вихід і якість очищувальної культури.
Вентилювання
Ефективний захід, який дає змогу знижувати температуру і вологість зерна (насіння), прискорити післязбиральне дозрівання, підвищити стійкість продукції в процесі зберігання. Виходячи з цього, вентилювання виконують у режимі 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, якщо фактична вологість зерна перевищує рівноважну. Цей режим ефективний для обробки зерна з дещо підвищеною вологістю (на 1-5%) порівняно з регламентною нормою.
У режимі охолодження використовують атмосферне повітря (переважно в нічні години). Його температура має бути нижчою на 5°С і більшою порівняно з температурою зерна, а в дощову погоду - не менш як на 8°С. Цей режим особливо ефективний для охолодження свіжозібраного зерна, яке засипають у зерносховище.
У режимі проморожування зерно продувають холодним повітрям у зимовий період, коли настають морози на рівні -5°С. 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.
Контроль якості. В процесі збирання та доробки врожай кукурудзи і соняшнику доводять до норм якості, встановлених державними стандартами. Для кукурудзи якість зерна має відповідати технічним умовам ДСТУ 4525:2006, для насіння соняшнику - ДСТУ 7011:2009 (табл. 8-9). Показники якості можуть дещо варіювати у разі укладання відповідного договору (контракту) між постачальником і покупцем.
Контролюється також ступінь ураження кукурудзи і соняшнику комірними шкідниками і хворобами. Для зерна кукурудзи зараженість узагалі не допускається, виняток становить лише те, що призначене для виробництва крупи, борошна, крохмалю, патоки і для кормових потреб (обмеження стосуються лише його ураження кліщем на рівні не вище І ступеня). Для насіння соняшнику 1 класу ураження не допускається, окрім 2-3 класу та призначеного для виробництва кондитерських виробів та олеїнової кислоти - кліщем (ураження не вище ІІ ступеня).
Отже, технології збирання й доробки кукурудзи і соняшнику мають базуватись на дотриманні науково обгрунтованих техніко-технологічних норм, які дають змогу не тільки зберігати увесь урожай, а й підвищувати його якість. Інформацію щодо вибору оптимальних техніко-технологічних норм та визначення якості кукурудзи і соняшнику може надати Інститут сільського господарства степової зони НААН України.