ОГУРЦЫ
Для одноразовой уборки огурцов единой схемы размещения растений пока не установлено. В СССР рекомендуются ленточные посевы 50+90, 30+110 см, т. е. схемы, рассчитанные на расстояние между осями лент 140 см. Частота размещения растений в ряду зависит ют сортовых особенностей огурца, но обычно применяется загущенный посев, обеспечивающий к моменту уборки не менее 100 тыс. растений на 1 га. Растений короткоплетистых и кустовых сортов огурца должно быть 150—200 тыс/га. Для многоразовой механизированной уборки расстояние между рядами должно быть 1,5—1,8 м.
На одном, растении может одновременно развиваться 2—4 плода, а при загущенных посевах — 1—2, что может обеспечить при одноразовой уборке урожай до 150 ц/га товарных плодов.
Чтобы урожай огурцов при машинной уборке был сопоставим с урожаем плодов при ручной уборке, рекомендуется применять машину после предварительных одного-двух ручных сборов огурцов, или там, где позволяют климатические условия, на одном и том же участке выращивать огурцы дважды за сезон и оба урожая снимать машиной.
В период уборки высота растений составляет 24—27 см. Средняя длина стеблей у отечественных сортов огурца для одноразовой уборки при загущенных посевах колеблется в пределах 70—100 см.
Согласно ГОСТ 1726—68 свежие огурцы по длине делятся на пикули 3—5 см, корнишоны первой группы 5—7 см и второй группы 7—9 см, зеленцы 9—12 см. Диаметр плодов для консервирования допускается не более 5 см, а для потребления в свежем виде — не более 6 см. Огурцы больше указанных размеров, пожелтевшие, а также сильно изогнутые (крючки) или утолщенные (кубари) считаются нестандартными.
У пикулей диаметр плодов составляет 1,2—1,7 см, а средняя масса 3—7. г, у корнишонов первой группы соответственно 1,7—2,4 см и 8—25 г, у корнишонов второй группы 2,4—3,5 см и 26—50 г, у зеленцов 3,5—5 см и 50—130 г. Товарные плоды диаметром до 6 см могут иметь массу до 220 г. Плотность огурцов равна 0,955—0,996 г/см3. Радиус закругления плода у плодоножки 13,5±4,5 мм. Длина плодоножки в зависимости от сорта составляет 1—5 см.
Средние усилия теребления растения огурца из почвы колеблются в пределах 22—80 Н, а разрывное усилие стебля у основания 80—100 Н, в середине 60—70 Н и у вершины 20—45 Н. Средние усилия отрыва плодов от стебля зависит в большей степени от их зрелости, чем от сорта: для пикулей 18—23 Н, для корнишонов 22—28 Н, для зеленцов 25—32 Н. Наибольшее усилие отрыва составляет 47 Н.
Коэффициент трения скольжения плодов по сухой гладкой стальной поверхности 0,63, по гладкой резине 0,78, по рифленой резине 0,90. Коэффициент трения по смоченной поверхности на 0,02—0,03 меньше. Коэффициент трения скольжения листьев по этим поверхностям соответственно 0,68; 1,13; 1,60, а стеблей 0,66; 0,94; 1,74.
МАШИНЫ ДЛЯ УБОРКИ ОГУРЦОВ
Огурцы, как и томаты, — неодновременно созревающая овощная культура. Но в отличие от томатов на одном растении огурца может расти одновременно не более четырех-пяти плодов, которые быстро развиваются и через 10—15 дней после завязи теряют товарность. Они желтеют, продолжают расти, достигая биологической зрелости, т. е. у огурцов, в отличие от томатов, товарная зрелость не совпадает с биологической. Для получения высокого урожая товарных огурцов необходимы многократные сборы плодов через 2—3 дня. Этой биологической особенностью культуры огурца объясняется более медленное распространение механизированной уборки урожая огурцов, несмотря на широко развернутые исследования, проводимые селекционерами, агротехниками и инженерами, как в СССР, так и за рубежом. В настоящее время выведены сорта и разработана технология возделывания огурцов, позволяющие при одноразовой уборке получить урожай в 120— 150 ц/га товарных плодов, который считается экономически выгодным. Для повышения урожая перед машинной уборкой рекомендуется проводить один-два ручных сбора.
Рис. 1. Схема огуречноуборочной машины VU (ВНР)
Для механизации уборки огурцов в настоящее время применяют те же машины, что и для уборки томатов, облегчающие труд при ручном сборе плодов (платформы и транспортеры), и уборочные машины, полностью механизирующие основные процессы уборки (сбор, и погрузку плодов в транспортные средства). Для одноразовой уборки огурцов разработаны прицепные, навесные и самоходные машины.
В ВНР для уборки огурцов созданы прицепные машины VU, VUE шириной захвата 1 м и VUT шириной захвата 1,6 м. Машина VU (рис. 1) включает подрезающие ножи, подбирающие транспортеры, плодоотделитель, плодособирающий и выгрузной транспортеры. В процессе работы машины растения огурцов подрезаются на глубине 3—5 см лезвиями ножей 1, захватываются гофрированными транспортерами 2 и направляются ими к плодоотделяющим вальцам 4. При сходе с транспортеров 2 плети подхватываются воздушным потоком от вентилятора 3 и захватываются вальцами. Плоды отрываются перед вальцами и падают вниз на поперечный плодособирающий транспортер 6, а стебли удаляются в поле. Выгрузным элеватором 5 плоды подаются в рядом идущее транспортное средство. Машина работает на участках, где огурцы посеяны по схеме 20+80 см.
Рис. 2. Схема огуречноуборочной машины КОУ-1,5
Огуречноуборочная машина VUT имеет следующие конструктивные отличия от машины VU: подрезающий аппарат состоит из колеблющегося плоского ножа с двумя дисковыми ножами по бокам подборщика; верхний захватывающий транспортер плавающий и значительно короче нижнего; имеется ускоряющий гофрированный транспортер; 16 плодоотделяющих вальцов расположены горизонтально и сблокированы по четыре (два передних и два задних). Машина VUT выполняет такой же технологический процесс, что и машина VU.
В СССР для уборки огурцов создана прицепная машина КОУ-1,5 (рис. 2), состоящая из двух вертикальных дисковых ножей 1 с ребордами, двух пассивных горизонтальных ножей 2, барабанного подборщика 3 с убирающимися пальцами, подающего транспортера 4, плодоотделителя 6, поперечного транспортера 7, доочищающих вальцов 8, шнека 9 для удаления стеблей, прошедших доочищающие вальцы, и выгрузного элеватора 10.
Машина выполняет такие же технологические операции, что и предыдущие машины. В отличие от них на машине КОУ-1,5 в конце поперечного транспортера 7 установлены дополнительные доочищающие вальцы 8, которые удаляют стебли, не захваченные плодоотделителем 6. Ширина захвата машины 1,5 м. Обслуживают ее тракторист и оператор. Рабочая скорость 1,5 км/ч, глубина подрезания 4—5 см. Привод рабочих органов от гидромоторов. Для этого на машине установлена насосная станция с приводом от ВОМ трактора. Машиной управляет оператор с рабочего места 5.
Ворох плодов, поступающий от уборочных машин, содержит плоды различных размеров и степени зрелости, почвенные и легкие примеси. Его необходимо доработать, удалив примеси и разделив плоды на фракции по размерам. Для этого в СССР и ВНР разрабатываются линии для послеуборочной доработки огурцов, состоящие из приемного бункера с подвижным дном, очистителя, инспекционных столов, агрегата для калибровки плодов по толщине с ременной калибрующей поверхностью.
Для усиления селекционной работы по созданию новых сортов огурца для механизированной уборки и ускорения разработки агротехники их возделывания в СССР был создан малогабаритный деляночный огуречноуборочный комбайн КОД-1,4, имитирующий основные процессы механизированной уборки огурцов.
Комбайн КОД-1,4 (рис. 3) включает следующие основные рабочие органы: опорно-копирующие колеса 1 с режущими дисками, подкапывающую скобу 2, подбирающий гофрированный транспортер 4 и прижимной барабан 3, плодоотделитель 5. Плоды собираются в ящики 6. Комбайн навешивается сзади трактора МТЗ-80. Привод механический от ВОМ трактора. Ширина захвата комбайна составляет 1,4 м, рабочая скорость 1,6 км/ч, диаметр передних вальцов 60 мм, задних 100 мм, частота вращения передних вальцов до 530 об/мин. Положение вальцов относительно подающего транспортера можно изменять по горизонтали и вертикали.
Как следует из описания и технической характеристики комбайна, он выполняет те же основные операции, что и производственные огуречноуборочные машины, при сопоставимых конструктивных и кинематических параметрах.
Рис. 3. Схема деляночной огуречноуборочной машины КОД-1,4
Широко применяют механизированную уборку огурцов в США. В настоящее время машины для уборки огурцов выпускают фирмы «Уилде», «Кюк» и «Портер Уэй» (США).
У нас испытывалась машина модели RH фирмы «Уилде». Данная машина предназначена для сплошной уборки машинных сортов огурца, возделываемых на профилированной поверхности.
Машина (рис. 4) навешивается на трактор «Фар-мол 100» и состоит из подборщика, плодоотделителя, поперечного плодособирающего транспортера, продольного элеватора, очистительной горки, выгрузного транспортера-накопителя, гидросистемы.
Рабочими органами подборщика являются дисковый 1 и подрезающий 2 ножи, барабанный подборщик 5 и транспортер 6. Все они или закреплены, или шарнирно связаны с рамой 3, которая шарнирно крепится к трактору. В транспортном положении гидроцилиндр 9 поднимает раму 3, а вместе с ней все рабочие органы подборщика. Ножи 1 имеют с обеих сторон реборды, поэтому в рабочем положении они являются еще и самоустанавливающимися опорными колесами, которые служат также для регулировки глубины хода подрезающего ножа. Барабанный подборщик 5 состоит из кожуха, четырех вращающихся граблин и копира. На граблинах имеется 20 пальцев, соединенных с валами граблин через резиновую опору, что позволяет им отклоняться при встрече с твердыми предметами в поле.
Транспортер 6 представляет собой прорезиненное полотно с несколькими отверстиями, в которые вставляются резиновые пальцы.
Система плодоотделения машины включает две пары горизонтальных вальцов плодоотделителя 8 диаметром 135 мм, вращающихся с частотой 450 об/мин, и одну пару вальцов 18 диаметром 90 мм, установленных над поперечным транспортером под углом 45° к направлению движения плодов. Верхние вальцы плодоотделителя подвижны и подпружинены.
Элеватор 10 имеет сетчато-планчатую поверхность для удаления мелких примесей почвы. Очистительная горка 12 наклонена под углом 35° к горизонту, лента горки имеет невысокие рифы.
Рис. 4. Схема огуречноуборочной машины фирмы «Уилде»
Выгрузной транспортер-накопитель 16 состоит из рамы, бункера, транспортера и электрогидравлической системы автоматического управления. Справа он соединен шарнирно с рамой машины, что позволяет переводить его в наклонное положение двумя гидроцилиндрами 14 при выгрузке. Привод транспортера осуществляется двумя гидромоторами; при этом оба вала транспортера являются ведущими.
Машина выполняет следующий технологический процесс. При движении вдоль убираемых рядков вертикальные дисковые ножи 1 отрезают плети огурцов на границе ширины захвата, нож 2 подрезает растения на глубине до б см и рыхлит подкопанную почву. Барабанный подборщик 5 теребит и поднимает стебли огурцов, а вместе с ними и плоды, и подает их на наклонный транспортер 6, которым они перемещаются в плодоотделитель 8. Для улучшения передачи растений с плодами в плодоотделяющие вальцы за транспортером 6 установлен промежуточный вал 7. Вальцы плодоотделителя протягивают плети, плоды отрываются перед ними и падают на плодособирающий транспортер 19, который переносит их вправо к продольному элеватору 10. Плоды сталкиваются на элеватор нижним вальцом пары 18. При этом неотделившиеся от плодов стебли захватываются этими вальцами и удаляются на землю. Мелкие почвенные примеси сепарируются на сетчатой поверхности элеватора, а крупные комки земли и сильно поврежденные плоды удаляют двое рабочих, находящихся у верхнего конца элеватора на площадке 11. Легкие примеси удаляются на горке 12 с помощью потока воздуха от вентилятора 15. Плоды скатываются по горке на транспортер-накопитель. После наполнения накопителя огурцами машина останавливается, гидроцилиндрами 14 транспортер-накопитель из горизонтального положения переводится в наклонное; при этом левый конец его может подниматься на высоту до 2,5 м.
Под выгрузной конец подъезжает транспортное средство, включается привод транспортера, и плоды выгружаются.
При поворотах и в транспортном положении вся система подборщика, связанная с подвижной рамой 3, гидроцилиндром 9, поднимается. Комбайнер со своего места с помощью выпуклого зеркала 4 все время наблюдает за работой плодоотделителя. В случае забивания плодоотделителя стеблями он кратковременно включает реверсивный привод плодоотделителя, благодаря чему вальцы начинают вращаться в обратную сторону, и стебли выталкиваются вперед. После этого комбайнер включает прежнее вращение вальцов. Такое устройство привода вальцов значительно уменьшает число остановок машины для очистки плодоотделителя при забивании. В процессе работы комбайна сзади него должны идти рабочие для подбора потерянных плодов и возврата их в накопитель комбайна.
Накопитель заполняется автоматически. Плоды, скатившиеся с очистительной горки, падают на поверхность транспортера 16, который неподвижен. Плоды постепенно накапливаются и начинают давить на щит 13, который под действием плодов отклоняется до тех пор, пока не сработает замыкающий контакт. Электрическая цепь замыкается, и срабатывает соленоид, включающий гидропривод транспортера. Лента транспортера перемещается до тех пор, пока плоды не освободят щит 13 и он не возвратится в исходное положение. Электрическая цепь вновь размыкается, транспортер останавливается. Такие циклы заполнения накопителя повторяются до соприкосновения плодов с шарнирной дверцей 17 и отклонения ее, которая соединена с размыкающим контактом. Замыкающий и размыкающий контакты расположены последовательно в электрической цепи. Как только дверца под давлением огурцов на движущемся транспортере отклонится, электрическая цепь размыкается, и транспортер останавливается. Водителю подается сигнал о заполнении накопителя. Такая система накопления плодов позволяет водителю сосредоточить внимание на работе подборщика и плодоотделителя, что очень важно, так как плодоотделитель часто забивается стеблями, особенно на засоренных участках.
Ширина захвата машины составляет 2,04 м, рабочая скорость 1,5—1,9 км/ч, масса 4,5 т (без трактора), ширина колеи 1,65 м.
Машина фирмы «Кюк» выполняет примерно такой же технологический процесс. Но ее подборщик и плодоотделитель, в отличие от машины фирмы «Уилде», навешивают сзади трактора, а бункер — спереди. Агрегат работает при заднем ходе трактора, для чего реконструировано его управление.
Машина фирмы «Портер-Уэй» прицепная, ее плодоотделитель имеет четыре горизонтальных вальца. Растения подбираются пружинными пальцами подборщика и подрезаются сегментным колеблющимся ножом.
Фирмы FMC и «Блэкуелдер» также разработали модели самоходных огуречноуборочных машин. На этих машинах кроме перечисленных выше операций производились еще первичные калибровка и сортировка плодов, при которых удалялись переросшие и пожелтевшие плоды. Машины были более сложные и дорогостоящие. Очевидно поэтому они не получили распространения, и сейчас в США выпускают в основном навесные или прицепные огуречноуборочные комбайны.
В СССР в комплексе с уборочной машиной фирмы «Уилде» испытывалась линия для послеуборочной доработки огурцов, представленная фирмой FMC. Она включает приемный бункер, моечное устройство, калибровку. Калибровка представляет собой наклонную поверхность, образованную коническими роликами.
Результаты эксплуатации машин для одноразовой уборки огурцов показывают, что их применение возможно только в хозяйствах с высокой культурой земледелия, так как вальцовые плодоотделители, определяющие работоспособность машины, очень чувствительны к засоренности посевов огурца. Применение реверса для сообщения вальцам обратного вращения при их забивании повышает надежность работы машины. Однако при повышенной засоренности поля приходится часто включать реверс, что ухудшает качество работы машины и вынуждает комбайнера постоянно обращать внимание на плодоотделитель.
Работы по механизации выборочного сбора огурцов находятся на стадии исследований по следующим причинам: невозможности собрать все товарные плоды; низких урожаев из-за широких междурядий; невысокой производительности машины; повреждений плетей при подъемах и плодоотделении.
Однако дальнейшее совершенствование уборочных машин, сортов огурца и агротехники их возделывания не исключает возможности того, что такая машина будет экономически выгодна для уборки огурцов, предназначенных для реализации в свежем виде. Необходимость такой машины вызывается потребностью в более длительном периоде поставки огурцов для реализации в свежем виде; не всегда удается получить высокий урожай стандартных огурцов даже при загущении посевов.
Основным рабочим органом этих машин является плодоотделитель, объединенный с системой стеблеподъемников (вакуумных или механических). Принцип действия такого плодоотделителя заключается в следующем.
Стеблеподъемники приподнимают стебель над землей. Зеленцы свисают под стеблями и в процессе перемещения машины вдоль рядка сбиваются пассивными или движущимися прутками.
Рассмотрим один из таких плодоотделителей (рис. 5) экспериментальной машины, разработанный в университете штата Северная Каролина (США).
Рис. 5. Плодоотделитель огуречноуборочной машины для многоразовых сборов урожая
Лифтеры перед плодоотделителей имеют сложную конструкцию: впереди — прутки за ними шнеки 2, рядом со шнеками расположены наклонные плоскости 3, а за шнеками — поддерживающие стенки 5 из листовой стали, образующие щель вдоль оси рядка. Шнеки 2 двухопорные, составлены из секций с увеличивающимся диаметром трубы от 30 до 50 мм, на которую навит пруток диаметром 6 мм с шагом 50 мм. Длина шнеков 56 см. Они приводятся во вращение гибким валом с частотой 1150 об/мин при рабочей скорости машины 3,2 км/ч. Ось шнека может быть расположена под углом 3-8° к оси рядка и наклонена под углом 5—9° к поверхности поля. Минимальный зазор между шнеками составляет 2,2—5 см, а высота конца шнека 7,5 см.
От поддерживающей стенки 5 под углом 30° к оси рядка отходят плодоотрывающие пластины 7 из полосы 25,4x3 мм на расстоянии 30,5 см на сторону. Под пластинами расположены конвейеры 6 с каждой стороны, изготовленные из четырех полос проволочного полотна. Ширина каждой полосы 30,5 см, щель между соседними проволоками 8,9 мм, проволока из коррозионно-стойкой стали.
Над пластинами размещены шнеки 4, состоящие из труб диаметром 152 мм с закрепленными на них спирально звеньями из конвейерных ремней толщиной 8 мм, высотой 76 мм. Они образуют навивку с шагом 200 мм. Клиренс между навивкой шнека и пластинами или поддерживающей поверхностью может изменяться от 250 до 25 мм. Навивки шнеков по обе стороны от рядка имеют противоположные направления. Частота вращения шнеков составляет 360 об/мин при скорости машины 3,2 км/ч.
При движении машины по оси рядка прутки 1 подходят под стебли и приподнимают их над почвой. Затем стебель скользит по расширяющейся плоскости 3 рядом со шнеком 2. Шнеки, вращаясь один навстречу другому снизу вверх, помогают стеблям перемещаться назад и подниматься вверх. За шнеками стебли скользят по стенкам 5. Верхние шнеки 4 своей навивкой помогают стеблям перемещаться по поверхности плодоотделителя и одновременно растягивают стебли от центра в стороны.
Во время перемещения стеблей над плодоотделителей плоды свисают ниже уровня плодоотрывающих пластин 7, сталкиваются с ними, отрываются и остаются на конвейерах 6, которые выносят их на боковые элеваторы, доставляющие их в бункер. Стебли, пройдя над плодоотделителей, вновь опускаются на поверхность поля.
Плод отрывается вследствие динамического воздействия на него пластины. Удар пластины происходит вблизи от места крепления плодоножки к плоду. При этом перед соударением плод может висеть, если его длина меньше расстояния между пластиной и поперечным конвейером, или может находиться в наклонном положении, соприкасаясь с поверхностью конвейера, если его длина больше этого расстояния.
В процессе экспериментов машиной с таким плодоотделителем проводились девять сборов в течение 27 дней (сбор через 2—4 дня). Результаты экспериментов показали, что на данном плодоотделителе отрывались до 42 % плодов диаметром до 27 мм, до 46 % плодов диаметром 27—38,1 мм, до 97% плодов диаметром 38,1—50,8 мм и все плоды диаметром более 50,8 мм. Из оторвавшихся плодов 11 % были потеряны. В сопоставимых условиях при ручной уборке с 1 га собрано 15,5т плодов (стандартных—13,3 т), а при машинной — 10,7 (стандартных — 8,2 т).
Как видно из приведенных результатов исследований, с помощью нового плодоотделителя не удается собрать все товарные огурцы, что приводит в конечном счете к недобору урожая и наличию большего числа нестандартных плодов по сравнению с ручной уборкой.
Пример прицепной машины для сбора огурцов.
Машина для уборки огурцов (Австрия).
Сортировочное оборудование для огурцов.
Сеялки, высевающие семена огурцов в пленку (возможна комплектация и для других культур).
От 1 до 4 рядов.
Пленкоукладчики
