Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Влияние способов уборки и хранения маточных корнеплодов на продуктивность семенных растений сахарной свеклы

Специальность: 06.01.09 - растениеводство

Сащенко Сергей Вячеславович

Рамонь - 2009

Диссертационная работа выполнена в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова» в 2006-2009 гг.

Научный руководитель: кандидат технических наук Бартенев Игорь Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, Ошевнев Валерий Павлович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, Федотов Василий Антонович.

Ведущая организация: ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. За последние 50 лет производство сахара в мире увеличилось в 4 раза, достигнув в 2008 году 157 млн. тонн. Сахарная свекла является основной технической культурой в Российской Федерации, из которой вырабатывается сахар.

Для достижения продовольственной безопасности в обеспечении населения этим ценнейшим продуктом питания страна должна выращивать ежегодно не менее 55 млн. тонн сахарной свеклы и производить 5,5 - 6,0 млн. тонн сахара (Апасов, 2008).

В решении этой проблемы большое значение имеет создание и внедрение в производство высокопродуктивных сортов и гибридов сахарной свеклы, хорошая организация семеноводства этой культуры.

Урожай семян и их качество обуславливается всей системой агротехнических мероприятий по выращиванию семенных растений, которая включает подготовку почвы, посев маточной свеклы, уход за посевами, уборку и хранение маточной свеклы, посадку семенников, уборку семян (Вербицкий, 1983, Добротворцева, 1986).

Из всех вышеуказанных мероприятий уборка маточных корнеплодов является наиболее важной для получения качественного посадочного материала. Однако на протяжении многих лет данная операция выполняется средствами механизации, предназначенными для уборки фабричной свеклы на высокоурожайных полях (интенсивные способы отделения примесей, особенности параметров и режимов рабочих органов). Вследствие этого при уборке маточных корнеплодов увеличивается процент потерь и повреждений, что отрицательно сказывается на хранении и коэффициенте выхода посадочного материала.

При уборке маточных корнеплодов необходимо особенно тщательно настраивать рабочие органы машин, производить дополнительное их оснащение различными устройствами, позволяющими предохранить корнеплоды от повреждений. Однако анализ литературных источников и практически получаемый в семеноводческих хозяйствах коэффициент выхода посадочного материала показал, что данные приемы не в полной мере отвечают предъявленным требованиям.

Недостатком является и то, что оценка качества уборки ведется по валовому сбору урожая с единицы площади, что недопустимо для маточной свеклы, где в первую очередь учитываются дальнейшие условия хранения посадочного материала. Поэтому изучение вопросов уборки и сохранности маточных корнеплодов сахарной свеклы, особенно компонентов гибридов на ЦМС - основе является актуальным.

Цель исследования. Цель настоящей работы заключалась в определении влияния различных способов уборки и хранения маточной свеклы на коэффициент выхода посадочного материала и урожайность семенных растений.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить различные способы уборки сахарной свеклы и дать им сравнительную характеристику по степени травмирования маточных корнеплодов.

2. Определить влияние различных способов уборки и хранения корнеплодов компонентов гибрида на ЦМС - основе:

- на выход посадочного материала;

- на развитие семенных растений и их продуктивность.

3. Разработать способ повышения сохранности посадочного материала при хранении в условиях хранилища.

4. Разработать и испытать технические средства для уборки маточной свеклы.

Научная новизна исследований. Установлена степень максимально допустимой травмированности маточных корнеплодов при механизированной уборке. Показана возможность применения рентгеновского излучения как метода экспресс-диагностики при определении внутренних повреждений маточной свеклы.

Впервые установлено влияние низкоинтенсивного когерентного излучения (НКИ) на сохранность маточных корнеплодов. Определены морфологические особенности развития растений свеклы второго года жизни, их семенная продуктивность и качество семян при различных способах уборки и хранения маточных корнеплодов.

Экспериментально доказано значительное снижение травмированности маточных корнеплодов при использовании модернизированных уборочных устройств. Разработаны элементы ресурсосберегающей технологии производства семян сахарной свеклы с приемами уборки диагностики повреждений и хранения маточных корнеплодов.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Проведена сравнительная оценка влияния различных способов уборки и хранения маточных корнеплодов сахарной свеклы на коэффициент выхода посадочного материала.

Разработана методика определения травмирования маточных корнеплодов с использованием рентгеновского излучения.

Разработан способ повышения сохранности маточных корнеплодов с использованием НКИ, снижающий израстание и препятствующий развитию фитопатогенной микрофлоры в период хранения.

Усовершенствованы и испытаны в производственных условиях устройства для удаления ботвы с гибкими рабочими органами и для уборки маточной свеклы, позволяющее повысить коэффициент выхода посадочного материала за счет снижения травмирования корнеплодов.

Разработанные в процессе исследований методические подходы, модернизированные уборочные машины могут использоваться в НИУ и семеноводческих хозяйствах, занимающихся вопросами селекции и семеноводства сахарной свеклы.

Положения, выносимые на защиту:

1.Сохранность маточных корнеплодов, морфологические особенности развития семенных растений и их продуктивность в зависимости от способов их уборки и условий хранения.

2. Метод определения внутренних повреждений маточной свеклы с использованием рентгеновского излучения и способ повышения сохранности посадочного материала, при обработке корнеплодов НКИ.

3. Усовершенствованные устройства для уборки ботвы и корнеплодов, позволяющие снизить травмированность маточной свеклы и повысить выход деловых корнеплодов.

4. Ресурсосберегающая технология производства семян сахарной свеклы с приемами уборки, диагностики повреждений и хранения маточных корнеплодов

Апробация работы. Исследования проводились согласно тематическому плану ВНИИСС в 2006-2009 годах по теме 04.08.02.02. «Разработать технологические приемы, способы, технические средства производства и подготовки высококачественных семян сахарной и кормовой свеклы, направленные на снижение потерь и затрат труда при высадочном и безвысадочном семеноводстве».

Результаты исследований диссертационной работы были апробированы на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов г. Воронеж, 2007 г, в материалах российско-германской научно-практической конференции г. Воронеж, 2009 г., ежегодных научных отчетах Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова.

Публикация результатов исследований. Основные материалы диссертации изложены в 4 печатных работах, в том числе 2 статьи в реферируемом журнале «Сахарная свекла», определенном перечнем ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 116 страницах компьютерного текста, содержит 18 таблиц и 26 рисунков. Состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Материалы и методы проведения исследований

Полевые опыты проводились в соответствии с общепринятой методикой опыта (Доспехов, 1985), методикой исследований по сахарной свекле (ВНИС, Киев, 1986).

Исходным материалом для проведения исследований служили маточные корнеплоды массой 150-300 граммов компонентов гибрида РМС-73 и РМС-90.

В качестве контроля использовались корнеплоды гибридов, убранные вручную. Опытные участки размещали в посевах яровых культур севооборотов ВНИИСС. Площадь изоляционных участков (клумбы) по вариантам опыта составляла 50 м². Повторность опытов четырехкратная.

Хранение маточных корнеплодов осуществлялось в стационарном хранилище и кагатах.

Для изучения влияния различных способов уборки маточной свеклы на сохранность ее в течение зимнего периода и семенной продуктивности растений второго года жизни, проводили следующие фенологические наблюдения:

- начало основных фаз развития растений второго года жизни компонентов гибрида;

- тип куста семенных растений;

- высота семенных растений в различные фазы развития;

- синхронность прохождения фазы цветения компонентами гибрида.

У МС - компонента гибрида отличали следующие фазы развития: появление розеток листьев, стеблевание, цветение и созревание семян. У опылителя наблюдения за развитием проводили в фазу розетки, стеблевания и цветения. Началом фазы считали тот день, когда в неё вступало 10-15 % растений, а полное наступление фазы - когда этот признак наблюдался не менее чем у 75 % растений.

Учет состава биотипов на вариантах опыта проводили во всех повторениях, выделяя следующие группы растений:

- упрямцы - растения, которые не образовывали цветоносных побегов;

- преждевременно усохшие - растения, полностью усохшие задолго до уборки;

- холостяки - растения с нормальным вегетативным развитием, но не завязавшие семена;

- недоразвитые - растения, отстающие в росте, которые находятся, как правило, в фазе стеблевания.

Урожайность семян определяли после их первичной очистки путем взвешивания по вариантам опыта. Посевные качества: энергию прорастания, схожесть, фракционный состав по ГОСТ 22617.0 - ГОСТ 22617.6 и по инструкции по определению доброкачественности сырья семян сахарной свеклы, утвержденный Госагропромом СССР 29.12.89 г.

Для обнаружения микротравм корнеплодов сахарной свеклы применяли рентгеновское излучение. Использовали аппарат «MAGNUM-C» и диапазон облучения от 10,5 до 59,8 сГрхсм². Анализ травмирования изучали на рентгеновских снимках после их проявления.

Анализ микроструктуры растительных тканей свеклы проводили на лазерном анализаторе ЛАМ-5К. Основные технические характеристики ЛАМ -5К следующие: длина волны зондирующего излучения - 650 нм, длина когерентности зондирующего излучения - более 500 мкм, регистрируемые фазовые неоднородности - более 0,3 мкм.

Источником низкоинтенсивного когерентного излучения служила установка ЛОС-25А с плотностью мощности 1,886 Вт. При определении влияния лазерной обработки на сохранность маточных корнеплодов сахарной свеклы в период длительного хранения изучали различные экспозиции обработки (15, 30 и 45 сек).

Изучение патогенной микрофлоры на корнеплодах сахарной свеклы проводилось в лаборатории иммунитета ВНИИСС согласно общепринятым методикам.

Математическая обработка полученных данных проводилась методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова (1985).

Особенности уборки маточных корнеплодов сахарной свеклы

Влияние способов уборки на сохранность маточных корнеплодов в различных условиях

Результаты проведенных экспериментов при применении энергонасыщенных корнеуборочных машин показали, что корнеплоды могут получать от воздействия рабочих органов травмы, которые по характеру повреждений условно разделили на три группы. Первая группа - это повреждения верхушечной части корнеплода, что опасно вероятностью травмирования ростовых почек, которые срезаются ботвоуборочными аппаратами при уборке свеклы вместе с частью головки. Вторая группа - повреждения нижней части корнеплода (обламывание хвостовой части). Эти повреждения грозят корнеплоду преждевременным загниванием и сокращением срока возможного хранения. Третья группа - повреждение средней части корнеплода. В этой части находятся боковые корни, и содержится большое количество проводящих пучков, повреждение которых замедляет ростовые процессы высаженных корнеплодов. Именно на среднюю часть корнеплода воздействуют копачи, а затем и сепарирующие органы корнеуборочных машин.

По типу повреждений травмы корнеплодов были разделены на два вида:

а) внешние травмы корнеплодов с нарушением покровной ткани (сдиры, сколы, трещины);

б) внутренние травмы корнеплодов без нарушения покровной ткани (вмятины, ушибы, микротрещины).

Травмы с внешним проявлением, получаемые корнеплодами маточной свеклы в процессе уборки ведут к снижению коэффициента выхода посадочного материала при его закладке на хранение.

К внешним травмам корнеплодов были отнесены сдиры и сколы боковых поверхностей корнеплодов площадью не менее 1 см², обрыв хвостовой части корнеплода с диаметром не менее 3 см.

Проведенные исследования показали, что после механизированной уборки маточных корнеплодов МС-формы и опылителя фракции 150-300 г пригодными для хранения в среднем оказалось 58,3 % материала. Наибольшее количество повреждений состояло из обрыва хвостовой части (16,8 %) и обдиров боковых поверхностей (13,2 %) (рис.1).

А Б

Рис.1. Травмирование маточных корнеплодов сахарной свеклы при ручной выборке (А) и механизированной уборке (Б).

При ручной выборке маточных корнеплодов на хранение в среднем было заложено 95,8 % убранного материала массой 150-300г.

Повреждения опылителя и МС-формы после механизированной уборки комплексом машин (БМ-6Б и РКМ-6) по своему характеру и в процентном отношении практически не отличались друг от друга.

В результате для закладки на хранение и дальнейших наблюдений были отобраны корнеплоды с допустимыми повреждениями, убранные механизированным способом из общего вороха МС - формы 60 %, опылителя 52 %, и вручную: МС- формы 94,5 %, опылителя - 91,5 %.

При изучении влияния способов уборки маточных корнеплодов на их сохранность в условиях стационарного хранилища и кагатов установлено, что в период хранения корнеплодов, убранных механизировано, в условиях корнехранилища было отмечено увеличение количества материала, пораженного гнилями. Количество корнеплодов с пораженными боковыми поверхностями доходило до 10,7 % у МС-растений и 6,7 % у опылителя от общего количества, с пораженными хвостовыми частями - до 26,8 % у МС - формы и 18,9 % у опылителя (табл.1). Большой процент повреждения гнилями был обусловлен травмированием (обломы, сколы) хвостовой части корнеплода. Такие корнеплоды интенсивнее дышат, в местах повреждения увеличиваются потери влаги, усиливается активность окислительных ферментов и деление клеток. Они легче поражаются грибными болезнями, снижается их сахаристость. Болезни прогрессируют при наличии травм, увядания, истощения корнеплодов и наличия высоких температур в хранилище. Поражение хвостовой части и боковых поверхностей маточных корнеплодов фитопатогенами на контрольном варианте (ручной выборке) составило 9,1 % у МС-формы и 4,8 % у опылителя. Следует отметить высокую степень израстания корнеплодов в период их хранения в условиях стационарного хранилища, особенно после механизированной уборки.

Резкие колебания по степени израстания корнеплодов зависели от погодных условий окружающей среды в данный период. Так, среднесуточная температура воздуха была положительной в 2006 году до третьей декады декабря, в 2008 году - до второй декады декабря.

Таблица 1 - Показатель сохранности компонентов гибридов в период хранения в корнехранилище, 2007 - 2009 гг.

Показатели	Компоненты гибрида	2007-2009 гг.	НСР05
		Ручная выборка	Механизированная уборка
Не поврежденные, пригодные к посадке, %	МС	84,8	55,6	2,82
	Оп	87,1	69,6
Повреждения гнилями боковой поверхности, %	МС	2,7	10,7	0,52
	Оп	2,2	5,7
Повреждения гнилями хвостовой части, %	МС	9,1	26,8	0,73
	Оп	4,8	18,9
Повреждения гнилями верхушечной части, %	МС	3,4	6,8	0,41
	Оп	5,3	6,0
Степень израстания, %	МС	13,5	23,1	1,53
	Оп	15,7	34,4

При вскрытии кагатов в 2008 - 2009 годах отбраковано порядка 30 % корнеплодов по причине сильного поражения кагатной гнилью и плесенью.

После хранения корнеплодов в период 2008-2009 г. было отмечено их сильное израстание, что связано с задержкой вскрытия кагатов и наступлением жаркой погоды. Корнеплоды, убранные вручную и хранившиеся в кагатах «в сетках», имели значительно лучшую сохранность (табл.2).

Таблица 2 - Показатели сохранности компонентов гибридов в период хранения в кагатах, 2008-2009 гг.

Показатели	Компоненты гибрида	2008-2009 гг.	НСР05
		Ручная выборка	Механизированная уборка
Не поврежденные, пригодные к посадке, %	МС	70,9	40,4	2,82
	Оп	70,1	47,8
Повреждения гнилями боковой поверхности, %	МС	10,0	14,6	0,52
	Оп	9,7	12,9
Повреждения гнилями хвостовой части, %	МС	13,2	34,6	0,73
	Оп	14,7	27,8
Повреждения гнилями верхушечной части, %	МС	5,8	9,5	0,41
	Оп	5,4	11,5
Степень израстания, %	МС	19,0	35,6	1,53
	Оп	22,6	40,3

Более активное развитие фитопатогенных микроорганизмов отмечалось при механизированной уборке и достигало у МС - компонента 62,8 %, у опылителя -56,5 %. Следовательно, сохранность корнеплодов маточной свеклы при различных условиях хранения зависела от степени травмированности материала.

Влияние способов уборки и хранения на биологические особенности развития растений второго года жизни

Изучение влияния способов уборки на морфологическое развитие семенных растений показало, что при ручной уборке маточных корнеплодов наступление фаз онтогенеза происходит на 2-4 дня раньше, чем при механизированной уборке. Возможно, это объясняется тем, что при наличии травм при механизированной уборке вероятно расходовалось большее количество углеводов, воды и других компонентов.

Семенные растения, полученные из корнеплодов, убранных вручную, характеризовались синхронностью вступления в фазы онтогенеза. Это особенно важно для синхронности цветения опылителя и МС-компонента. Установлено, что после механизированной уборки маточных корнеплодов развитие семенных растений опылителя опережало развитие МС-форм на 2-3 дня.

Морфологическое развитие семенных растений при различных способах уборки маточных корнеплодов существенно отличалось. Так в среднем, при механизированной уборке количество невзошедших корнеплодов увеличилось в 2 раза у МС - компонента и в 1,5 раза у опылителя, относительно ручной уборки (табл.3).

Таблица 3 - Биологические особенности развития семенных растений,

Показатели	2007-2009 гг.
	Механизированная уборка	Ручная выборка
	МС	Оп	МС	Оп
Невзошедшие корнеплоды, %	2,6	1,5	1,3	-
Упрямцы, %	6,0	2,7	3,0	2,0
Средняя высота растений к уборке, см	100,7	88,9	104,2	96,3
Тип семенника, % I тип II тип III тип	3,03	2,3	6,4	4,7
	26,6	29,1	33,0	24,4
	70,3	68,5	60,6	70,5

2007-2009 гг.

сахарная свекла уборка хранение

Количество упрямцев при механизированной уборке также превышало соответственно в 1,4 и 2 раза количество таких же биотипов при ручной уборке. При механизированной уборке наличие упрямцев доходило в среднем до 6,0 % от общего количества растений, а при ручной уборке до 3,0 %.

Повышенное количество упрямцев и невзошедших растений на вариантах с механизированной уборкой, объясняется травмированием маточных корнеплодов при уборке, а так же несовершенным способом браковки при закладке их на хранение.

Высота растений при механизированной уборке корнеплодов была несколько ниже, чем при ручной на всех этапах развития растений. В 2007-2009 годах перед срезкой она составила в среднем 100,7 и 88,9 см у МС - растений и опылителя. В то время как при ручной уборке корнеплодов высота растений составила 104,2 и 96,3 см соответственно

Преобладающее развитие семенных растений третьего типа при всех способах уборки говорит о высоком селективном отборе более продуктивных биотипов для семеноводческой работы.

Способы хранения маточных корнеплодов также оказывали влияние на развитие семенных растений. Исследования показали, что при сильном израстании корнеплодов в кагатах количество непродуктивных растений возрастало до 8,6 % у МС-компонента и 5,2 % у опылителя (рис. 2).

1- 2007 г. - хранение в кагатах

2- 2007 г. - хранение в корнехранилище

3- 2008 г. - хранение в кагатах

4- 2008 г. - хранение в корнехранилище

Рис. 2. Влияние способов хранения маточных корнеплодов на количество непродуктивных биотипов.

Значительных различий по наступлению фаз развития растений МС-компонента и опылителя при различных способах хранения отмечено не было. После хранения маточных корнеплодов в кагатах развитие растений опылителя также опережало развитие МС-растений на 2-3 дня.

Формирование семенных кустов третьего типа (в среднем 70,3 % и 68,5 % у МС и опылителя при механизированной уборке и 60,6 % и 70,5 % при ручной уборке соответственно) у компонентов гибрида говорит о генетических особенностях материала.

Однако увеличение количества кустов третьего типа при механизированном способе уборки корнеплодов, вероятно, связано с травмированием центральной почки и пробуждением боковых ростовых почек.

Таким образом, способ уборки и хранения маточных корнеплодов оказывал влияние на биоморфологическое развитие растений сахарной свеклы второго года жизни. Механизированный способ уборки повышал количество непродуктивных растений.

Семенная продуктивность растений сахарной свеклы

Анализ урожайности и качественные характеристики семян сахарной свеклы при различных способах уборки и хранения маточных корнеплодов показали, что данные показатели колебались по годам и зависели, прежде всего, от погодных условий, сложившихся в период вегетации. Так, в опытных вариантах минимальная урожайность (8,3-9,2 ц/га) и качество семян были получены в 2007 году, характеризующегося очень жаркими и сухими маем и июнем. Во все годы исследований и на всех вариантах энергия прорастания у крупной фракции семян была выше в среднем на 3,1 %, чем у семян мелкой фракции. Способ уборки и хранения маточных корнеплодов оказали непосредственное влияние на урожайность и качество семян.

При ручной уборке и хранении маточных корнеплодов в стационарном корнехранилище в 2007 и 2009 годах урожайность семян, их энергия прорастания и всхожесть превышали данные показатели, полученные при выращивании растений после механизированной уборки корнеплодов.

Хранение в корнехранилище маточного материала с вариантом ручной уборки способствовало повышению урожайности до 15,4 ц/га или на 7,2 % по сравнению с механизированной уборкой (табл. 4).

Фракционный состав семян, полученных с растений после хранения корнеплодов в условиях корнехранилища, характеризовался наличием большего количества семян фракции 3,5-4,5 мм. Выход семян фракции 3,0-3,5 мм в годы проведения исследований изменялся в пределах от 12,7 до 26,0 % при механизированной уборке и от 14,2 до 19,0 % при ручной уборке. Количество семян диаметром более 5,5 мм не превышало 5 %.

Следовательно, способы уборки и хранения маточных корнеплодов оказывали влияние на урожайность и качественные показатели семян.

Таблица 4 - Урожайность и качество семян при различных способах уборки и хранения маточных корнеплодов (2007-2009 гг.)

Способ уборки	Способ хранения	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %	Выполненость, %	Урожайность, ц/га
		Фракционный состав
		3,5-4,5 мм	4,5-5,5 мм	3,5-4,5 мм	4,5- 5,5 мм	3,5-4,5 мм	4,5-5,5 мм
2007 г.
Механи-ческий	Корнехра-нилище	75	77	77	80	92	94	8,3
Ручной		78	81	80	83	91	93	9,2
НСР05	0,58
2008 г.
Механи-ческий	Корнехра-нилище	82	87	84	89	94	97	13,8
Ручной		85	89	87	92	95	97	14,8
Механи-ческий	Кагаты	80	83	82	87	93	95	12,7
Ручной		81	86	85	89	94	95	13,9
НСР05	0,75
2009 г.
Механи-ческий	Корнехра-нилище	83	84	87	88	95	96	14,3
Ручной		86	88	89	90	94	97	15,4
Механи-ческий	Кагаты	79	83	84	87	92	95	14,1
Ручной		83	85	88	90	93	96	14,8
НСР05	0,53

При ручной уборке корнеплодов качественные показатели семян были выше, чем при механизированной. Фракционный состав семян, полученный с растений после хранения в кагатах маточных корнеплодов, характеризовался большим количеством семян фракции 3,5-4,5 мм.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ТРАВМ КОРНЕПЛОДОВ И ПОВЫШЕНИЯ ИХ СОХРАННОСТИ В ПЕРИОД ХРАНЕНИЯ

Применение рентгеновского излучения в дозах от 10,5 до 59,8 сГрхсм² позволило определить оптимальную дозу для обнаружения микротравм корнеплодов сахарной свеклы (18,6 сГрхсм²).

Имеющиеся внутренние повреждения под воздействием данной дозы рентгеновского излучения имели характерное белое свечение.

Излучение в дозах от 10,5 до 15,7 сГрхсм² давало тусклое изображение, а повышение дозы излучения от 20,5 до 59,8 сГрхсм² приводило к излишнему свечению рентгеновского снимка. Следовательно, рентгеновское излучение в дозе 18,6 сГрхсм² можно использовать как метод экспресс диагностики при определении внутренних повреждений маточных корнеплодов сахарной свеклы, полученные при механизированной уборке.

Испытание метода анализа микроструктуры растительных тканей с помощью зондирующего излучения, выполняющего функцию своеобразного конвертора информации, на сахарной свекле не дало положительного результата. Это связано с тем, что анатомическое строение корнеплода сахарной свеклы очень неоднородно и поверхность его имеет большое количество неровностей.

Основываясь на литературных данных (Гордеев, Будаговская, 1985; Будаговская, 1997; Гордеев, 1998), была предпринята попытка повышения жизнеспособности маточных корнеплодов сахарной свеклы в период длительного хранения в хранилище. Для этого перед закладкой на хранения корнеплоды были обработаны когерентным излучением (лазером) с различной экспозицией (15, 30 и 45 сек) и плотностью мощности 1,886 Вт.

Положительный эффект заключался в том, что на обработанных лазером корнеплодах наблюдалось снижение их поражения патогенной микрофлорой, особенно на поврежденных поверхностях. Загнивание хвостовой (обломанной) части корнеплодов у обработанного лазером материала (МС-формы) составляло в среднем 1425 % от общего количества, а на контрольном варианте данный показатель находился на уровне 26,8 %.

Вторым положительным моментом при обработке маточных корнеплодов лазерным излучением отмечено снижение процессов возобновления роста в период хранения, т. е. израстание корнеплодов. У обработанного лазером материала степень израстания колебалась в пределах 4,0-5,0 %, а у контрольных корнеплодов - 22 %.

Величина степени израстания у обработанных лазером корнеплодов не превышала 3 см, на контрольном варианте отрастающие листья достигали 5-10 см. В результате проведенных исследований по применению обработки маточных корнеплодов лазерным излучением при различных экспозициях количество пригодных к весенней посадке увеличилось на 12,7 %. Максимальный выход деловых корнеплодов маточной сахарной свеклы наблюдался в варианте с обработкой НКИ с 30 секундной экспозицией. Обработка посадочного материала низкоинтенсивным когерентным излучением с экспозициями 15 и 45 секунд так же позволило повысить выход деловых корнеплодов, по сравнению с контролем, но максимального значения при этих параметрах получить не удалось.

Обработка посадочного материала повлияла и на качественные показатели полученных семян. Наибольшее повышение энергии прорастания и всхожести семян наблюдалось у крупной фракции (4,5-5,5 мм) и составило 89,3 и 92,9 % соответственно. Фракционный состав посевных фракций семян с растений, обработанных НКИ, показал наличие 36-44 % семян фракции 3,5-4,5 мм и 31-34 % - фракции 4,5-5,5 мм. Максимальная урожайность так же наблюдалась в варианте обработки излучением с экспозицией 30 секунд и составила 16,8 ц/га, что превысило контроль на 3,3 ц/га или 19,6 %. На контрольном варианте (без обработки) урожайность составила 13,5 ц/га.

Таким образом, применение низкоинтенсивного когерентного излучения (лазера) способствовало повышению сохранности маточных корнеплодов в период осеннее-весеннего хранения за счет снижения поражения патогенной микрофлорой и активизации ростовых процессов (израстания корнеплодов), а так же увеличению урожайности семян.

При обработке корнеплодов маточной сахарной свеклы НКИ оптимальной экспозицией оказалась 30 сек., при которой сохранялось максимальное количество пригодных к посадке корнеплодов и наблюдался наибольший выход посевных фракций семян гибридов.

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН ДЛЯ УБОРКИ МАТОЧНОЙ СВЕКЛЫ

Проведена разработка комплекса машин для уборки маточной свеклы, состоящего из навесного ботвоуборочного устройства и полунавесной трехрядной машины для выкопки корнеплодов.

Ботвоудаляющее устройство оснащено гибкими рабочими органами, позволяющими получать необходимые качественные характеристики удаления ботвы с минимальным травмированием верхушечных почек корнеплодов. В результате сравнительных испытаний было установлено, что оптимальная длина черешков до 3,8 см наблюдалось при высоте среза 6 см. При этом количество корнеплодов, пригодных для хранения без доочистки, составляло 85,5 % у МС-формы и 91,7 % у опылителя. Количество повреждённых верхушечных почек составило 2,1 и 4,8 % соответственно. Сравнительные испытания существующего комплекса машин для уборки маточной свеклы и экспериментального комплекса устройств, приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Сравнительные испытания свеклоуборочных комплексов

Показатель	РКМ-6 + БМ-6	ККУ-2 + ботвоудаляющее устройство
	МС	Опылитель	МС	опылитель
Не поврежденные, %	68,2	62,1	82,1	79,3
Обрыв хвостовой части, %	10,5	12,9	10,2	11,6
Сколы боковой поверхности, %	9,2	8,5	3,4	5,4
Обдир боковых поверхностей, %	6,9	10,4	3,5	2,4
Повреждение головки, %	5,2	6,1	0,8	1,3

Таким образом, общее число корнеплодов пригодных для закладки на хранение составило у МС - формы 85,5 %, а у опылителя - 91,7 %.

Для выкопки корнеплодов было усовершенствовано устройство на базе картофелекопателя ККУ-2. Усовершенствование заключалось в замене на ККУ-2 активных лемешковых рабочих органов на вильчатые. Проведенные в 2007 г сравнительные испытания выявили, что вильчатые рабочие органы меньше травмируют маточные корнеплоды, чем лемешковые, а по сравнению с базовым вариантом количество нетравмированных корнеплодов увеличилось у МС - формы на 21,9 %, а у опылителя на 27,7 %.

Так, количество неповрежденных, пригодных к посадке маточных корнеплодов после уборки переоборудованным картофелекопателем ККУ-2 и экспериментальным ботвоудаляющим устройством с гибкими рабочими органами повысилось на 13,9 % у МС - компонента и на 17,2 % у опылителя.

Разработанную ботвоуборочную машину с гибкими рабочими органами и переоборудованное трехрядное уборочное устройство на базе картофелекопателя ККУ-2 возможно использовать в семеноводческих хозяйствах при выращивании маточной свеклы и семян сахарной свеклы.

Таким образом, в ходе проведения исследований были разработаны и испытаны элементы ресурсосберегающей технологии производства семян сахарной свеклы:

- создано и испытано экспериментальное скашивающее устройство с гибкими рабочими органами;

- переоборудована картофелеуборочная машина ККУ-2, оснащенная пассивными лемешковыми и активными вильчатыми рабочими органами;

- разработан и испытан при помощи рентгеновского излучения в дозе 18,6 сГрхсм² метод диагностирования, который позволяет получать информацию о внутренних травмах корнеплодов;

- обоснован и испытан метод обработки маточных корнеплодов перед закладкой на хранение низкоинтенсивным когерентным излучением.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ УБОРКИ, ДИАГНОСТИКИ И ПОВЫШЕНИЯ СОХРАННОСТИ МАТОЧНЫХ КОРНЕПЛОДОВ

На основании полученных экспериментальных данных произведен расчет прямых и приведенных затрат, на основании которых определен экономический эффект от применения разработанных элементов ресурсосберегающей технологии производства семян сахарной свеклы. Затраты при использовании экспериментальных устройств по новой технологии уборки маточных корнеплодов составили 2,56 тыс. руб./га, тогда как при существующей технологии это значение составило 4,77 тыс. руб./га, что говорит о снижении их на 2,21 тыс. руб./га или на 53,66 % (табл. 6).

Таблица 6 - Эффективность применения новых приемов уборки и хранения маточных корнеплодов

Показатели	Базовая технология	Новая технология
1. Прямые эксплутационные затраты, тыс. руб./га	3,92	2,41
2. Приведенные затраты, тыс. руб./га	4,77	2,56
3. Прибавка урожайности, ц/га	-	2,19
4. Стоимость сырья свеклосемян, ц/тыс. руб.	10,00	10,00
5. Суммарный экономический эффект, тыс. руб.	-	24,11

Экономический эффект от применения новых элементов ресурсосберегающей технологии производства гибридных семян сахарной свеклы будет складываться из снижения приведенных затрат и прибавки урожайности за счет уменьшения количества непродуктивных растений на поле и составит 24,11 тыс. руб./га.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны приемы и способы уборки и хранения маточных корнеплодов повышающие продуктивность семенных растений гибридов сахарной свеклы.

2. Определена градация травмирования маточных корнеплодов по характеру и типу повреждений, полученных при механизированной уборке, позволяющая улучшить качество посадочного материала перед закладкой его на хранение.

3. Установлено, что после механизированной уборки маточных корнеплодов МС-формы и опылителя пригодными для хранения в среднем оказалось 58,3 % материала. Наибольшее количество повреждений состояло из обрыва хвостовой части и (16,8 %) и обдиров боковых поверхностей (13,2 %). Отмечен больший показатель (в среднем 13,7 %) по травмированности боковых поверхностей у маточных корнеплодов опылителя при механизированной уборке.

4. Сохранность корнеплодов маточной свеклы, как в условиях стационарного хранилища, так и в кагатах зависела от степени травмированности материала при механизированной уборке. В период хранения корнеплодов, убранных механизировано, в условиях корнехранилища было отмечено увеличение поражений верхушечной почки (до 6,8 %) и хвостовой части корнеплода (до 26,8 %) гнилями, что обусловлено наличием травм, полученных во время уборки.

5. При механизированном способе уборки и хранении в корнехранилище отмечено увеличение количества непродуктивных растений у компонентов гибрида увеличивалось в 2 раза в сравнении с контролем. Сильное израстание корнеплодов в кагатах (из-за теплой погоды осенью и весной) оказывало влияние на развитие непродуктивных биотипов, их количество увеличилось у МС-формы до 8,6 %, у опылителя - до 5,2 %.

6. Установлено, что при ручной уборке корнеплодов качественные показатели семян выше, чем при механизированной уборке. Выход семян основных посевных фракций на варианте с механизированной уборкой маточных корнеплодов и хранением в корнехранилище был в среднем на 4,0 % ниже, чем на варианте с ручной уборкой. Фракционный состав семян, полученный с растений после хранения в кагатах маточных корнеплодов, характеризовался большим количеством семян фракции 3,5-4,5 мм.

7. Разработан метод диагностики с использованием рентгеновского излучения в дозе 18,6 сГрхсм² для определения внутренних повреждений маточных корнеплодов сахарной свеклы, полученных при механизированной уборке.

8. Применение низкоинтенсивного когерентного излучения (НКИ) способствовало повышению сохранности маточных корнеплодов в период предпосадочного хранения за счет снижения поражения патогенной микрофлорой и активизации ростовых процессов (израстания корнеплодов). Поражение хвостовой части корнеплодов гнилями у обработанного НКИ материала уменьшалось в среднем в 5,9, а степень израстания в 4 раза по сравнению с контрольным вариантом.

9. Производственные испытания экспериментальных устройств для уборки маточной свеклы показали, что их применение позволило повысить выход деловых корнеплодов МС-компонента на 13,9 %, опылителя - на 17,2 % в сравнении с вариантом, где применяли РКС-6 и БМ-6Б, за счет снижения травмированности корнеплодов.

Предложения производству

1. Для повышения коэффициента выхода посадочного материала в семеноводческих хозяйствах ЦЧР рекомендуется применение следующих технологических операций:

1.1 Проводить скашивание ботвы ботвоуборочным устройством с гибкими рабочими органами, позволяющими сократить повреждения головок корнеплодов.

1.2 Уборку маточных корнеплодов осуществлять модернизированным устройством на базе ККУ-2, позволяющим сократить потери и травмирование посадочного материала.

2. Проводить диагностику повреждений маточных корнеплодов после визуальной отбраковки с использованием рентгеновского излучения в дозе 18,6 сГрхсм².

3. Хранить маточные корнеплоды в стационарном хранилище с применением обработки низкоинтенсивным когерентным излучением (НКИ), позволяющим сократить загнивание корнеплодов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сащенко С.В. Особенности уборки маточной свеклы / С.В. Сащенко // Материалы межрегиональной научн.- практ. конф. 30-31 октября 2007 г. - Ч. I. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 2007 - С. 280-282.

2. Сащенко С.В. Влияние различных способов уборки на хранение маточной свеклы и урожайность семенников / С.В. Сащенко, И.И. Бартенев // Материалы российско-германской научн.- практ. конф. 24-25 октября 2008 г. - С. 161-164.

3. Сащенко С.В. Особенности уборки и хранения маточной свеклы / С.В. Сащенко, И.И. Бартенев // Сахарная свекла. - 2009. - №7. - С. 35-37.

4. Сащенко С.В. Влияние способов уборки и хранения на характер развития и продуктивность семенных растений / С.В. Сащенко, И.И. Бартенев // Сахарная свекла. - 2009. - №8. - С.33-34.

Размещено на Allbest.ru

...