Підготовка насіннєвого матеріалу

Вирощування зерна – багатогранне і складне виробництво, в якому важливе значення мають усі етапи. Але стартова роль належить посівному матеріалу.

Аграріям давно відома аксіома, що саме сильне і повноцінне та разом з тим урожайне (тяжке) зерно формується в середній частині колосу, початку, (лише соняшник розташовує своє сильне зерно на наружній стороні кошика). Це зерно має сильний зародок і максимальну питому вагу. Наприклад, крупна, більш виконана і повноцінна фракція насіння у озимої пшениці формується, як правило, в середній частині колоса і питома вага такого зерна становить 1,09-1,21 г/мл. У нижній і верхній його частині формується зерно значно слабкіше. Однак, після обмолоту колосків все отримане зерно - перемішане, внаслідок чого уже неможливо по зовнішньому вигляду визначити його місце формування в колосі, а значить – і його біологічну цінність. Однак, при підготовці такого зерна до посіву та виділити з нього найбільш якісну фракцію за існуючими технологіями дуже важко. Тому, якщо ми «зважимось» висіяти такий умовно «насіннєвий» матеріал ми повинні чітко знати, що він становить суміш насіння із різних частин колоса і високої урожайності досягти буде вкрай важко.

Механічні характеристики зерна як визначальний фактор очищення та розділення зерна на плоских решетах

До основних відмінностей фізико-механічних властивостей зерна і не зернових домішок слід віднести:

• розміри (довжина, ширина, товщина);
• аеродинамічні властивості (швидкість витання), форма і станом поверхні (фрикційні властивості);
• густину (гравітаційні властивості);
• магнітні властивості;
• колір.

Але перед тим як перейти до відокремлення сильного зерно його обов’язково слід попередньо очистити до необхідних кондицій. А потім очищене зерно сортують по розмірам, а інколи і по іншим ознакам (в залежності від призначення). Сортування насіннєвого зерна дає змогу сформувати для посіву однорідну, вирівняну партію, яка разом з якісним очищенням посівного матеріалу забезпечить високий урожай.

Якщо фізико-механічні властивості зерна і домішок різні - їх можна розділити на відповідних зерноочисних машинах. Наприклад, пшениця і кукіль мають однакову товщину, ширину, густину, але різні за довжиною. Значить, кукіль від пшениці можна відділити в зерноочисних машинах, де відділяють домішки, які різняться довжиною (кукіль - коротший). Вівсюг також можна відділити від пшениці, так як він довший за пшеницю.

Зерно основних культур і між собою має деякі відмітності. Тому зерно сортують в зерноочисних машинах, де також використовують фізико-механічні відмінності та властивості зерна.

За принципом дії зерноочисні машини діляться на такі групи: решітні, повітряні і повітряно-решітні сепаратори, трієри та машини спеціального призначення для видалення домішок. Найбільша кількість конструктивних розробок належить решітним сепараторам – 40 %. Для порівняння: пневмосепаратори становлять 30 %, вібропневмо-сепаратори – 15 %, трієри – 12 %, спеціальні машини – 3 %. Як правило, кожна група машин має типорозмірний ряд різної продуктивності.

Прості решітні сепаратори призначені для видалення домішок, які відрізняються від зерна основної культури лінійними розмірами - шириною та товщиною. Аналіз свідчить, що в основі їх конструкції – плоскі пробивні решета та відсутність принципово нових техніко-технологічних рішень. Основними складовими частинами сепаратора є станина, кузов з решітними рамками, балансирний механізм і привод. При роботі сепаратора зерновий ворох – продукт, що підлягає очищенню через приймальний патрубок поступає на верхнє (сортувальне) решето. Завдяки коливанням кузова продукт рухається по решету і ділиться на дві фракції: крупні домішки і зерно в суміші із дрібними та легкими домішками. Крупні домішки рухаються сходом вздовж решета і по лотку виводяться із сепаратора, а зерно з дрібними і легкими домішками проходом поступає на нижнє (підсівне) решето. Дрібні домішки проходом попадають на днище кузова і по лотку виводяться із сепаратора. Очищене зерно через нижній збірник також виводиться із сепаратора. Прості розділяють зернову суміш на дві фракції за однією визначальною ознакою. В результаті просіювання через решето вихідний матеріал розділяється на фракції, які мають різні за розмірами частинки. Отвори решіт в залежності від призначення можуть бути різної форми: округлі, прямокутні, трикутні, воронкоподібні, жолобчасті, ромбовидні, шестикутні, зірчасті, котушкові.

До недоліків таких машини слід віднести незначне механічне пошкодження зерна, яке в подальшому обумовлює ослаблення його проростання в ґрунті або й навіть повну втрату. Побачити таке зерно неможна, воно проходить в одну фракцію із непошкодженим, так як їх розмір фактично не змінивсь. Тобто, відібравши посівний матеріал при допомозі решітного обладнання потрібно розуміти, що кількість умовно непридатного для використання у посівних цілях насіння в загальній масі може досягати 30%. Вилучити ж таке насіння можна тільки при допомозі калібрування по вазі, знизивши його кількість при цьому до 2-5%.

Складні решітні сепаратори об’єднують в своїй конструкції декілька простих сепараторів, які виконують декілька функції попереднього очищення зернової суміші та її розділення за різними ознаками на три і більше фракцій. В більшості випадків складні зерноочисні сепаратори об’єднують три і більше розподільчих робочих органів, які в той же час є простими сепараторами. Визначальним представником машин такого призначення є пневмовібростіл Фадєєва «ПВСФ». Його основним завданням є:

• - відокремлення сторонніх домішок від зерна або насіння культурних рослин;
• - сортування насіннєвого матеріалу згідно маси насіння;
• - виділення з насіннєвого матеріалу травмованих, уражених комахами і інфікованого насіння;
• - відокремлення палички від насіння соняшнику;
• - відокремлення легких фракцій зерна (без насіннєвої оболонки, не повністю сформованих), рису, проса і вівса від важких зерен (з насіннєвими оболонками, повноцінних);
• - відокремлення від зерна колосових культур важких (камінчики, пісок і т.д.) і легких компонентів (проросле насіння, екскременти гризунів, споринья, дика редька), тобто – відокремлення із зернового сипучого вороху насіння або зерна більшої щільності та складної форми, які мають однакові розміри але різну питому вагу – насіння зернових, бобових та олійних культур, а також інших зернових, з питомою вагою 250-850 кг/м³, вологістю – не більше 14 %, і засміченістю – не більше 5 %.

По суті це одна із небагатьох машини, яка дає змогу якісно розділити зернову масу за питомою вагою. Також до позитивних особливостей пневмовібростілу «ПВСФ» слід незаперечно віднести наступне:

• - пневмовібростіл завдяки оригінальній робочій поверхні деки, в противагу звичайним плоским пробивним решетам, забезпечує специфічне калібрування;
• - перевага технологічного принципу роботи пневмовібростола перед іншими машинами аналогічного призначення обумовлюється більшим терміном дії (впливу) псевдорозрідженого шару повітря на зерно: він в десятки-сотні разів більше, ніж у машин, де зерно взаємодіє з потоком повітря у вільному падінні. В процесі такого руху, зерно на деці пневмовібростола сотні разів змінює своє положення в потоці повітря. Завдяки цьому досягається висока якість розподілу зерна на фракції згідно питомої ваги;
• - електроприводи вентиляторів і коливання деки – розділені, що дає змогу плавно регулювати режими їх  роботи за рахунок частотного перетворювача;
• - імпульсні коливання деки – збалансовані, що дає змогу встановлювати пневмовібростіл без масивної підставки (фундамента), що обумовлює йому високу мобільність.

Наступним досить простим та поширеним типом машин є аеродинамічні сепаратори, які дають змогу виділити насіння зі збільшеною питомою масою, по 3-6 фракціям. Тут досить сильно представлені машини вітчизняного виробництва з новим принципом розділення зерна на значну кількість фракції.. Використовуються вони при калібруванні гібридного і сортового насіння різних культур і при відділенні домішок, які відрізняються від зерна основної культури аеродинамічними властивостями. Розділене по вазі насіння має високу енергію проростання і схожість, і як наслідок – високу потенційну урожайність. Цим аеродинамічні сепаратори є дуже привабливими з точки зору калібрування зерна на фракції.

Фізичні властивості зерна – як передумова для калібрування зерна в аеродинамічних сепараторах. В основі роботи всіх аеродинамічних сепараторів лежить один і той же принцип: по-ступеневе розділення в повітряному потоці часток зерносуміші по вазі і парусності. Їх головна відмінність від решітних сепараторів - розділення зерносуміші по вазі, тоді як решітні сепаратори - по розміру.

Зернова маса однієї культури має ряд фізичних властивостей, які важливі при її технологічній переробці з метою отримання посівного матеріалу: вага 1000 зернин, сипкість, самосортування, шпаруватість, парусність і ряд інших. Знання і врахування їх набувають особливого значення у зв'язку з механізацією й автоматизацією процесів розділення зерна на фракції при його переміщенні в повітряному рухомому (аеродинамічному) потоці. І тут особливого значення набуває показник «парусність» (від слова «парус»). Завдяки цій властивості зерно, як і парус корабля, сприймає на себе дію повітряного потоку. Але воно, на противагу парусу – не закріплене і тому може переміщатися в повітряному потоці. Паралельно із цим показником важливе значення для переміщення однієї зернини в загальному рухомому – аеродинамічному потоці має вага такого об’єкта переміщення (зернини). Тому, для практичного насінництва має значення не тільки величина насіння, але й наскільки воно повноцінне - «тяжке», так як парусність – геометричний показник і ні в якій мірі не може бути причетним до посівних якостей. Термін «крупність насіння» також відноситься тільки до розмірних понять і тому його не слід ототожнювати з вагою насіння. Більш визначальним показником якості та і повноцінності однофракційного зерна є питома вага насіння.

Нині на ринку України розділення по вазі насіння виконують аеродинамічні сепаратори типу «САД» та «ІСМ». Принцип їхньої роботи однаковий хоча вини мають деякі конструктивні відмінності, особливо у принципі створення повітряного потоку. Наприклад, процес налаштування сили повітряного потоку у сепараторах ІСМ відбувається шляхом зміни частоти обертання електродвигуна. Це можливо завдяки використанню частотного конвертера. В аналогічних сепараторах для зміни сили повітряного потоку потрібно закрити повітряною заслінкою вхідні жалюзі, однак при цьому двигун продовжує працювати на повну потужність.

До переваг таких машин слід віднести:

• просту конструкцію та легке налаштування;
• універсальність;
• можливість здійснення як попереднього очищення збіжжя від сторонніх домішок так і калібрування зерна без потреби заміни робочих елементів;
• відносно низька вартість обладнання.

Якісний насіннєвий матеріал — основа отримання високих врожаїв. Наявний парк техніки дає змогу виконати цілий технологічний комплекс по повному очищенню, сепарації і калібруванню посівного матеріалу та отримати якісний посівний матеріал з високими посівними якостями.

А. Сухина, a.sukhina@univest-media.com