Інститут цукрових буряків

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Курило

Василь Леонідович

УДК 633.63:631.531.12

Агротехнічні основи процесІВ

МехаНізованого вирощування НАСІННЯ

ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

Спеціальність 06.01.09 - рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Київ-2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті цукрових буряків УААН протягом 1986-2002 рр.

Науковий консультант: | доктор сільськогосподарських наук,

професор, член-кореспондент УААН ГІЗБУЛЛІН Наіль Гайфуллович,

головний науковий співробітник

Інституту цукрових буряків УААН.

.

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор,

ЕРМАНТРАУТ Едуард Рудольфович,

завідувач лабораторії математичного моделювання та інформаційних технологій Інституту цукрових буряків УААН.

?????? ????????????????????? ????, ????????,

??????????? ?лег ?ндрійович, ???????? ???????? ???????????? УкрНДІПВТ (??? „??????????????????”).

доктор сільськогосподарських наук, професор,

ПРИХОДЬКО Павло Михайлович, професор кафедри кормовиробництва і ботаніки Дніпропетровського державного аграрного університету).

Провідна установа: | ХАРКІВСЬКИЙ державнИЙ аграрнИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. В.В.Докучаєва Міністерства аграрної політики України.

?????? ?????????? ??????????? “27 ”?????? 2002 ?. ? 10 ???. ?? ????????? ??????????????? ?????? ???? ?.26.360.01 ??? ????????? ???????? ??????? ???? ?? ???????: 03141, ???, ?. ????, ???. ????????, 25.

? ??????????? ????? ???????????? ? ?????????? ????????? ???????? ??????? ???? (?????? ??????)

??????????? ????????? 23 ????????? 2002 ????

?????? ????????

спеціалізованої вченої ради Сторожик Л.І.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Існуючі технології й сучасні технічні засоби, що застосовуються для вирощування насінників цукрових буряків не забезпечують необхідної якості виконання технологічних процесів, що призводить до значних затрат праці та коштів на виробництво насіння. При вирощуванні насінників безвисадковим способом на початок збирання зберігається лише близько 20...40% рослин від кількості висіяного насіння, а за несприятливих погодних умов вирощування гинуть майже усі рослини. При висадковому способі вирощування під час закладання на зберігання та підготовки до садіння вибраковується близько 25...40% маточних коренеплодіва в період вирощування гине близько 15...20% рослин насінників. При значних затратах на виробництво насіння не забезпечуються на початок збирання насінників оптимальна густота і рівномірність розміщення насіннєвих рослин на площі поля. За сучасної технології збирання насінників не достатньо враховуються властивості насіннєвих рослин, якість збирання суттєво залежить від погодних умов. Втрати насіння при збиранні становлять 11...20%, а за несприятливих умов — інколи досягають 50 і більше відсотків.

Високі норми висіву елітного (базисного) насіння, низький вихід садивних коренеплодів, зрідженість насаджень насінників, великі втрати насіння при збиранні зумовлюють низький коефіцієнт розмноження насіння та гальмують впровадження у виробництво в широких масштабах нових високопродуктивних сортів і гібридів цукрових буряків.

У зв’язку з цим розробка нових і удосконалення існуючих технологічних процесів виробництва насіння цукрових буряків є актуальною проблемою, що має велике наукове і практичне значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково–дослідна робота, що виконана за темою дисертації, була складовою частиною тематичних планів науково–дослідних робіт Інституту цукрових буряків на 1985...1990, 1991...1995, 1996...2000 та 2001...2005 рр. і науково-технічних програм УААН “Цукрові буряки” на 1996...2000 рр. (реєстраційний №0196V12876);. та на 2001...2005 рр. (реєстраційний №0101U001246).

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень - удосконалити технологічні процеси вирощування та збирання насінників цукрових буряків і на цій основі збільшити урожай та покращити якість насіння, а також зменшити затрати праці, коштів та енергії на його виробництво.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішити такі задачі:

- визначити основні фактори, що забезпечують оптимальну густоту та рівномірність розміщення рослин на площі, підвищують продуктивність насінників і зменшують затрати праці й коштів при безвисадковому та висадковому способах виробництва насіння;

- вивчити агрофізичні властивості насінників залежно від умов їх вирощування;

- удосконалити технологічні процеси безвисадкового і висадкового способів виробництва насіння;

- обґрунтувати агротехнічні вимоги до процесів і засобів механізації для виробництва насіння цукрових буряків.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах вирощування насінників цукрових буряків безвисадковим і висадковим способами зроблено комплексну оцінку факторів, що значно впливають на урожайність та втрати насіння при збиранні, а також затрати праці, коштів та енергії.

Розроблено математичні моделі розміщення насіннєвих рослин на площі залежно від норми висіву насіння (безвисадковий спосіб вирощування) або густоти садіння маточних коренеплодів (висадковий спосіб вирощування) і зрідженості насінників протягом періоду вегетації.

Створено математичні моделі визначення маси насіння з однієї рослини і урожаю з одиниці площі, періоду дозрівання і розподілу його по висоті рослин, а також маси і вологості надземної частини рослин залежно від параметрів маточних коренеплодів, густоти рослин і нерівномірності площі живлення насінників при безвисадковому та висадковому способах вирощування. Визначені закономірності зміни сили зв’язку насіння із стеблами залежно від його стиглості.

Встановлено закономірності впливу параметрів агрофізичних властивостей насінників цукрових буряків на якість роботи машин для збирання насіння.

За безвисадкового способу вирощування насінників удосконалено процеси: сівби елітного насіння в борозни, підгортання маточних буряків на зиму ґрунтом, розкриття розеток коренеплодів весною, формування густоти насадження насіннєвих рослин, скошування стебел і укладання їх у валки. За висадкового способу вирощування насінників удосконалено процеси: передпосівного обробітку ґрунту та сівби елітного насіння, міжрядного обробітку ґрунту, підготовки маточних буряків до зберігання та садіння, садіння коренеплодів, розкриття розеток, скошування стебел і укладання їх у валки.

Про наукову новизну результатів досліджень свідчать 7 патентів України, одержаних автором на нові способи та технічні засоби для виробництва насіння цукрових буряків. Сукупність результатів досліджень, які підтверджені розрахунками економічної і енергетичної ефективності удосконалених технологічних процесів, можна кваліфікувати як перспективний напрям ресурсозберігаючих технологій виробництва насіння цукрових буряків безвисадковим та висадковим способами.

Практичне значення одержаних результатів. Основні результати досліджень використано при розробці технологічних карт перспективних ресурсозберігаючих технологій виробництва насіння цукрових буряків безвисадковим та висадковим способами, а також при розробці вихідних вимог на комплекс машин для вирощування та збирання насінників буряків, які затверджено Міністерством сільського господарства і продовольства України.

Особистий внесок здобувача. Дисертант особисто проаналізував та узагальнив наукові публікації вітчизняних і зарубіжних авторів за темою дисертації, вибрав напрям, визначив мету й задачі, розробив програму і методику досліджень; провів теоретичні, експериментальні дослідження та аналіз отриманих результатів на ЕОМ; розробив математичні моделі; проаналізував та узагальнив результати досліджень; за комплексною економічно-енергетичною оцінкою удосконалених та існуючих механізованих операцій розробив технологічні карти ресурсозберігаючих технологій виробництва насіння цукрових буряків безвисадковим та висадковим способами; безпосередньо впроваджував результати досліджень у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались, були обговорені і схвалені на наукових конференціях НВО “Цукрові буряки” та інших наукових установ: “Досягнення науково–технічного прогресу в буряківництві” (Київ: ІЦБ, 1987) і “Науково–технічний прогрес у буряківництві на сучасному етапі” (Київ: ІЦБ, 1988), координаційних нарадах з систем машин для сільського господарства України (Глеваха: ІМЕСГ, 1993, 1999), конференціях молодих вчених та спеціалістів “Наукові основи ведення сільського господарства України в сучасних умовах” і “Вчимося господарювати” (Чабани: Інститут землеробства, 1994, 1999), на засіданнях Вченої ради Інституту цукрових буряків (Київ, 1993, 1997, 1998) і Науково-методичної ради Інституту цукрових буряків (Київ, 1986…1998; 2002), ювілейній міжнародній науково–практичній конференції “Головні проблеми сучасної технології виробництва цукрових буряків і напрями їх вирішення” (Київ: ІЦБ, 1997), науковій конференції “Селекція, насінництво і технологія вирощування цукрових буряків…” (Київ: ІЦБ, 2000).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 33 статті у наукових журналах і збірниках наукових праць, 6 патентів України на винаходи, депоновано монографію.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, шести розділів, висновків та рекомендацій виробництву, списку використаної літератури і додатків. Обсяг дисертації— 446 сторінок. Основна частина роботи викладена на 294 сторінках, додатки – на 152 сторінках. Дисертація містить 144 рисунки і 30 таблиць. Список використаних літературних джерел включає 442 найменування, в тому числі 40 іноземних. Додатки містять матеріали, що підтверджують результати досліджень, а також патенти на винаходи, технологічні карти та вихідні вимоги на машини; документи, які підтверджують стан використання рекомендацій виробництву.

Основний зміст

У першому розділі „Стан досліджень технологічних процесів механізованого виробництва насіння цукрових буряків” розглянуті основні етапи розвитку досліджень з технології і засобів механізації виробництва насіння. Викладені технологічні особливості і недоліки сучасних способів вирощування і збирання маточних буряків і насінників, а також робочих органів і машин, що застосовуються для механізації основних технологічних процесів виробництва насіння.

Застосування механізованих технологій відіграло важливу роль у підвищенні продуктивності праці, зменшенні затрат праці і коштів на виробництво насіння цукрових буряків. Але до цього часу ще залишається не достатньо висока врожайність насіння, значні його втрати при збиранні і висока собівартість, особливо за умов, що склалися в сільському господарстві України в результаті підвищення цін на технічні засоби, паливно-мастильні матеріали, насіння, добрива, пестициди та інше.

одним із основних факторів, що впливають на врожайність, а також умови і якість роботи збиральних машин і, в зв’язку з цим, втрати насіння, є забезпечення оптимальної густоти і рівномірності розміщення рослин. В минулі роки визначено межі оптимальної густоти рослин за безвисадкового і висадкового способів вирощування, які забезпечують можливість отримання максимального урожаю насіння. Однак попередніми дослідженнями недостатньо вивчені інші агрофізичні властивості насінників у зв’язку з механізацією їх збирання. Зокрема недостатньо вивчено агрофізичні властивості насіннєвих рослин залежно від густоти стояння і параметрів маточних коренеплодів, що значно впливає на якість виконання технологічного процесу збирання насінників. Недостатньо вивчено вплив нерівномірності розміщення рослин на продуктивність та агрофізичні властивості насінників цукрових буряків на якість роботи збиральних машин і, в зв’язку з цим, на втрати насіння.

Отже, аналіз сучасного стану досліджень технологічного і технічного забезпечення насінництва цукрових буряків в Україні свідчить про необхідність комплексного підходу до удосконалення технологічних процесів вирощування і збирання маточних буряків та насінників на основі вивчення закономірностей динаміки густоти і рівномірності розміщення рослин протягом вегетації, а також параметрів агрофізичних властивостей насіннєвих рослин залежно від умов вирощування.

У другому розділі „Умови і методика досліджень” описано грунтово-кліматичні та технологічні умови проведення дослідів; подано методику теоретичних та експериментальних досліджень відповідно з розробленою програмою.

Дослідження закономірностей розміщення насіннєвих рослин на площі, їх агрофізичних властивостей, втрат насіння, а також технологічних операцій при вирощуванні насінників безвисадковим і висадковим способами проводили протягом 1986…2001 років за лабораторним, польовим та виробничим методами. Теоретичні дослідження велися з використанням елементів теорії ймовірностей, теорії надійності та теорії масового обслуговування за методами математичного моделювання, математичної статистики та розрахунків оптимальних варіантів на електронно–обчислювальних машинах. Програми створено у TURBO PASCAL, Excel і реалізовано на персональному комп’ютері IBM PC.

Дослідження проводили за загальноприйнятою методикою польових дослідів (Б.А.Доспехов, 1985), методикою досліджень ВНІЦ (Київ, 1986), а також методиками з вивчення посівних властивостей, агрофізичних параметрів і умов вирощування сільськогосподарських рослин; досліджень технологічних операцій щодо якості роботи різних робочих органів та машин (ВІМ, ВІСГОМ, ВНДІМОЖ) та ін.

Якість насіння визначали за методами, що викладені у відповідних стандартах. Техніко-економічні показники визначали за методичними рекомендаціями „Методика определения экономической эффективности законченных научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по сельскому хозяйству ” (ВАСХНИЛ, 1977).

Польові досліди з безвисадкового способу вирощування насінників проводили в сільськогосподарському підприємстві “Авангард” Сакського району Автономної Республіки Крим, яке належить до західного кримського сухого Степу і за грунтово-кліматичними умовами характерне для зони вирощування насінників цукрових буряків безвисадковим способом. Ґрунт — чорнозем південний карбонатний важко суглинковий; вміст гумусу в орному шарі 2,1…3,0%; рН сольової витяжки 7,7…8,1. Погодні умови за температурою повітря, кількістю опадів і розподілом їх протягом вегетації відрізнялись за роками проведення досліджень, але в основному були сприятливими для росту і розвитку рослин. У посушливі 1990 та 1992 роки проводили додаткові вегетаційні поливи. Розміщення насінників у сівозміні, агротехніку вирощування (обробіток ґрунту, режим зрошення, удобрення, сівбу елітного насіння, догляд за рослинами та захист їх від бур’янів, шкідників і хвороб) проводили відповідно до існуючої технології вирощування насінників цукрових буряків безвисадковим способом.

Польові досліди з вивчення агрофізичних властивостей висадкових насінників і технологічних процесів вирощування насіння висадковим способом проводили в дослідно-виробничому відділку “Чорниші” Саливінківського дослідного господарства Інституту цукрових буряків (Васильківський район Київської області), грунтово-кліматичні умови якого характерні для основної зони вирощування насінників буряків висадковим способом у центральному Лісостепу України. Ґрунт — чорнозем малогумусний середньосуглинковий (вміст гумусу 4,56…4,6%, рН сольової витяжки 6,5). Погодні умови за кількістю тепла, вологи та розподілу їх протягом вегетації насінників забезпечували нормальний ріст і розвиток рослин, хоча і відрізнялись у роки проведення досліджень. Досліди проводили у зерно-буряковій сівозміні. Агротехніка була загальноприйнятою для вирощування насінників цукрових буряків висадковим способом.

Упродовж вегетаційного періоду насінників визначали зрідженість, густоту і рівномірність розміщення рослин на площі; встановлювали термін і фактори зрідженості посівів (насаджень) під час вирощування насінників безвисадковим і висадковим способами. За результатами досліджень розробляли математичні моделі розміщення насіннєвих рослин залежно від норми висіву насіння і рівномірності площі живлення (при безвисадковому способі вирощування) або густоти садіння коренеплодів і рівномірності площі живлення (при висадковому способі вирощування); та залежно від динаміки зрідженості посівів (насаджень) протягом вегетації насінників.

На початку збирання насінників визначали біологічну врожайність, якість насіння і основні параметри агрофізичних властивостей насіннєвих рослин, вирощених безвисадковим та висадковим способами, показники яких впливають на якість роботи збиральних машин і втрати врожаю при збиранні. Визначали функціональні залежності показників агрофізичних властивостей від площі живлення рослин і параметрів маточних коренеплодів. Коефіцієнти кореляційних рівнянь визначали за методом найменших квадратів. На основі результатів досліджень розробляли математичні моделі врожайності і періоду дозрівання насіння, розподілу його по висоті рослин, маси і вологості надземної частини насінників залежно від густоти рослин, рівномірності площі живлення та розмірно-масових параметрів маточних коренеплодів, а також математичні моделі сили зв’язку насіння із стеблами залежно від ступеня стиглості і діаметра стебел.

За результатами експериментальних і теоретичних досліджень встановлювали основні фактори зниження врожайності насіння і причини втрат його при збиранні, а також удосконалювали технологічні процеси виробництва насіння при безвисадковому і висадковому способах вирощування насінників. Розробляли макети робочих органів і машин для механізації основних технологічних операцій. Для обґрунтування параметрів і режимів роботи розроблених робочих органів і машин проводили польові досліди з вивчення якості їх роботи у виробничих умовах.

В процесі досліджень проводили узагальнення експериментальних даних, уточнення теоретичних розробок, перевірку закономірностей на практиці. Для порівняння результатів лабораторно-польових і теоретичних досліджень застосовували метод нульової гіпотези. Істинність прийнятої гіпотези перевіряли за критеріями Стьюдента, Фішера, Пірсона, Романовського, Колмогорова, Кохрена.

За визначеними агротехнічними та техніко-економічними показниками розробляли технологічні карти, а також вихідні вимоги на технічні засоби для виробництва насіння цукрових буряків безвисадковим та висадковим способами.

У третьому розділі „Закономірності розміщення насінників цукрових буряків на площі” подано результати теоретичних досліджень і польових експериментів про вплив зрідженості насінників на площу живлення насіннєвих рослин, а також результати експериментальних досліджень закономірностей зрідженості посівів безвисадкових насінників і насаджень висадкових насінників протягом періоду вегетації. Математичні моделі дають можливість за показниками розподілу насіння після проведення сівби (безвисадковий спосіб вирощування) або коренеплодів після садіння (висадкововий спосіб вирощування) визначати статистичні характеристики площі живлення насіннєвих рослин на початку збирання насінників.

Встановлено, що при зменшенні норми висіву насіння або густоти садіння коренеплодів (площа живлення R, см2 ) і збільшенні ступеня зрідженості насінників ( р ) середня площа живлення насіннєвих рослин (MS, см2) збільшується за залежністю

.

Зміни MS більш значні в зоні більших показників як р, так і R (рис.1).

Середнє квадратичне відхилення площі живлення насіннєвих рослин (G(S)) при розміщенні насіння після сівби або коренеплодів після садіння з абсолютно рівними площами живлення змінюється таким чином

.

Значення (G(S)) зростає значніше за більшої зрідженості насінників (в зоні більших значень р і R, рис.2)

За нерівномірного розміщення на площі поля рослин після проведення сівби насіння або після садіння коренеплодів середнє квадратичне відхилення площі живлення насінників (GS, см2) залежить від середнього значення початкової площі живлення (mR, см2), середнього квадратичного відхилення її (GR, см2) та зрідженості посівів (насаджень) під час вегетації і визначається за формулою

.

Величина GS в умовах вирощування насінників безвисадковим і висадковим способами більше залежить від рівня зрідженості насінників, ніж від середнього квадратичного відхилення площі живлення насіння (рис. 3а) або коренеплодів (рис.3б), GS значніше підвищується в зоні більших значень р (при р=0, GS= GR , а при р1, GS ).

За ??????????ми і експериментальними ?????????нями ?????????, ?? ??? ?????????????? ??????? ??????????? ?????????? цукрових ??????? ?? ????????????? ???????? ??????? ? ???????? ?????????? (??????????? ??????? ?? ?????? ??? ????? ???????? ??????? ?? ???????? ?????????? ??????? 60…80%) ??????? ??????????? ?????????? ????? ???????? ?????? ???????????? ??? 13,5…126,0 ?? 159,9…852,9 ??2. ??? ??????????? ??????? ??????????? ?????????? ?? ????????????? ???????? ???????????????? ????? ? ?????????? (??????????? ????????? ?? ?????? ??? ??????? ???????????? ?? ???????? ??????? 15…20%) GS ???????????? ??? 38,1…125,0 ?? 1117…2742 ??2.

Для підвищення рівномірності розміщення насіннєвих рослин на площі поля потрібно, перш за все, удосконалювати технологічні процеси вирощування насінників з метою зменшення зрідженості посівів (насаджень) під час вегетації. Підвищувати рівномірність висіву елітного (базисного) насіння і садіння коренеплодів за наявної у виробничих умовах зрідженості посівів (насаджень) насінників буряків недоцільно.

За результатами експериментальних досліджень при безвисадковому способі вирощування насінників буряків абсолютна зрідженість посівів за рахунок низької польової схожості насіння становила 29,7…37,4% рослин від розрахункової кількості, за період від сівби насіння до зимівлі рослин — 37,5…41,2%, до появи сходів насіннєвих рослин — 52,4…82,1 і за період від сівби насіння до збирання насінників гине 60,8…87,8% рослин. При висадковому способі вирощування абсолютна зрідженість насаджень становила: за рахунок пропусків при садінні 2,3…4,0%, до появи сходів — 3,8…10,1%, до збирання насінників — 4,8…15,2% рослин. Отже, найбільше зріджуються посіви насінників буряків при безвисадковому способі вирощування в період від сівби насіння до появи сходів буряків, а також в зимово-весняний період. При вирощуванні насінників висадковим способом найбільше зріджуються насадження в період від садіння коренеплодів до появи сходів насіннєвих рослин. Тому за безвисадкового способу вирощування насіння треба проводити заходи щодо підвищення польової схожості елітного (базисного) насіння і підвищення збереження рослин у зимово-весняний період, а при висадковому способі вирощування - покращання якості садивних коренеплодів, а також умов для їх приживання та появи сходів насіннєвих рослин.

У четвертому розділі „Агрофізичні властивості насінників цукрових буряків, вирощених безвисадковим та висадковим способами” викладено результати досліджень закономірностей впливу параметрів маточних коренеплодів та площі живлення рослин на урожайність і показники агрофізичних властивостей насінників, які значно впливають на якість виконання технологічного процесу їх збирання. Розроблені математичні моделі дають можливість за статистичними характеристиками площі живлення рослин та діаметра коренеплодів визначати статистичні характеристики маси насіння з однієї рослини, періоду його дозрівання та розподілу по висоті рослин, маси і вологості надземної частини насінників, а також за статистичними характеристиками стиглості насіння і діаметра стебел визначати статистичні характеристики сили зв’язку його із стеблами.

Встановлено, що при безвисадковому та висадковому способах вирощування насінників залежність маси насіння з однієї рослини (Y, г) від площі живлення (S, см2) і діаметра коренеплодів (d, см) визначається за рівняннями степеневої функції

, .

Маса насіння з однієї рослини збільшується пропорційно площі живлення і діаметра коренеплодів (рис.4).

При вирощуванні насінників безвисадковим способом (діаметр коренеплодів на початок збирання насіння d=20…50 мм) із збільшенням площі живлення рослин від 225 см2 (5см х 45см) до 2250 см2 (50см х 45см) маса насіння з однієї рослини збільшується від 6,3…15,7 до 27,4…68,5 г або в 4,3 раза. За висадкового способу вирощування насінників (діаметр коренеплодів на початок збирання насіння d=60…120 мм) із збільшенням площі живлення рослин від 2450 см2 (35см х 70см) до 9800 см2 (140см х 70см) маса насіння з однієї рослини збільшується від 70,2…140,4 до 150,5…300,9 г або в 2,1 раза.

Урожайність насіння при збільшенні діаметра коренеплодів підвищується, а при збільшенні площі живлення рослин, навпаки, — знижується (табл.1, табл.2).

Таблиця 1

Розрахункова врожайність насіння безвисадкових насінників цукрових буряків (ц/га) залежно від площі живлення рослин і діаметра коренеплодів (середнє за 1989...1992, 2001 рр.)

Площа живлення рослин, см2 (см х см) | Діаметр коренеплоду, мм

20 | 30 | 40 | 50

225 ( 5 х 45) | 28,0 | 41,8 | 56,0 | 69,8

450 (10 х 45) | 21,8 | 32,7 | 43,6 | 54,2

900 (20 х 45) | 16,9 | 25,4 | 33,9 | 42,3

1350 (30 х 45) | 14,7 | 21,9 | 29,3 | 36,6

1800 (40 х 45) | 13,2 | 19,8 | 26,4 | 33,0

2250 (50 х 45) | 12,2 | 18,3 | 24,4 | 30,4

НІР05 = 2,4

При зменшенні густоти насадження безвисадкових насінників від 444,4 до 44,4 тис. шт. /га (середнє значення площі живлення рослин збільшується від 225 до 2250 см2) водночас із збільшенням маси насіння з однієї рослини урожайність його з площі зменшується в 2,3 раза, а при зменшенні густоти насадження висадкових насінників від 40,8 до 10,2 тис. шт. /га (середнє значення площі живлення рослин збільшується від 2450 до 9800 см2) урожайність насіння з гектара зменшується в 1,9 раза.

Таблиця 2

Розрахункова врожайність насіння висадкових насінників цукрових буряків (ц/га) залежно від діаметра коренеплодів і площі живлення рослин

(середнє за 1986, 1987, 1989, 2000, 2001 рр.)

Площа живлення рослин, см2 (см х см) | Діаметр коренеплоду, мм

60 | 80 | 100 | 120

2450 (35 х 70) | 28,7 | 38,2 | 47,8 | 57,3

3150 (45 х 70) | 25,6 | 34,1 | 42,6 | 51,2

3850 (55 х 70) | 23,4 | 31,2 | 39,0 | 46,8

4900 (70 х 70) | 21,0 | 28,0 | 35,0 | 41,9

9800 (140 х 70) | 15,4 | 20,5 | 25,6 | 30,7

НІР05 = 2,2

??????????? ???????? ??????? ?????????? ? ????????????? ?????????? ??? ????????? ??????? ?????? ? ?????????? ?????????? ???????????? ???? ?????????? (? ????? 2,5%), ??? ?? ??????? ??? ?????????? ?? ???????.

Встановлено, що маса надземної частини насіннєвих рослин (М, г) змінюється залежно від площі живлення (S, см2) і діаметра коренеплодів (d, см) як при безвисадковому, так і висадковому способах вирощування насінників і апроксимується за степеневими функціями

, .

Маса насіннєвої рослини збільшується пропорційно до площі живлення і діаметра коренеплоду (рис.5).

При безвисадковому способі вирощування насінників (діаметр коренеплодів на початок збирання насіння d=20…50 мм) із збільшенням площі їх живлення від 225 см2 (5см х 45см) до 2250 см2 (50см х 45см) маса насіннєвих рослин збільшується від 76,6…191,5 до 259,5…648,8 г або в 3,4 раза. При вирощуванні насінників висадковим способом (діаметр коренеплодів на початок збирання насіння d=60...120 мм) із збільшенням площі їх живлення від 2450 см2 (35см х 70см) до 9800 см2 (140см х 70см) маса насіннєвих рослин збільшується від 727,9…1455,9 до 1435,8…2871,1 г або в 2,0 рази. При зменшенні густоти насадження як при безвисадковому, так і при висадковому способах вирощування із збільшенням маси окремих насіннєвих рослин загальна маса насінників з одиниці площі зменшується.

При безвисадковому та висадковому способах вирощування вологість надземної частини насінників (W,%) залежно від площі живлення (S, см2)

і діаметра коренеплоду (d, см) змінюється за рівняннями степеневої функції

, .

Вологість надземної частини насіннєвих рослин підвищується при збільшенні діаметра коренеплодів і знижується при збільшенні площі живлення (рис.6).

При збільшенні площі живлення насінників, що вирощувались безвисадковим способом (d=20…50 мм), від 225 до 2250 см2 вологість надземної частини насіннєвих рослин зменшується від 69,1…76,4 до 48,9…54,1% або в 1,4 раза. При збільшенні площі живлення насінників, що вирощувались висадковим способом (d=60…120 мм), від 2450 до 9800 см2 вологість надземної частини насіннєвих рослин зменшується від 73,3…79,6 до 64,7…70,3% або в 1,1 раза.

Вплив площі живлення (S, см2) і діаметра коренеплодів (d, см) на період дозрівання насіння (D, дні) при безвисадковому і висадковому способах вирощування визначається за функціональними залежностями

, .

?????? ?????????? ??????? ???????????? ?????????? ?? ????? ???????? ?????????? ? ???????? ???????????? (???.7).

При вирощуванні насінників безвисадковим способом (d=20...50 мм) із збільшенням площі живлення від 225 до 2250 см2 період дозрівання насіння насіннєвих рослин збільшується від 5,4…7,8 до 7,9…11,2 днів або в 1,4 раза. При вирощуванні насінників висадковим способом (d=60...120 мм) із збільшенням площі живлення від 2450 до 9800 см2 період дозрівання насіння насіннєвих рослин збільшується від 9,7…12,2 до 12,5…15,7 днів або в 1,3 раза.

Встановлено, що при збільшенні нерівномірності розміщення насіннєвих рослин на площі поля збільшується нерівномірність урожайності, періоду дозрівання насіння, а також маси і вологості насінників. При вирощуванні насінників безвисадковим способом (середнє значення площі живлення насіннєвих рослин S=450 см2, діаметр коренеплодів на початок збирання насінників d=40 мм) із збільшенням середнього квадратичного відхилення площі живлення від 0 до 450 см2 (коефіцієнт варіації 0 і 100%) збільшується середнє квадратичне відхилення урожайності, періоду дозрівання насіння, маси і вологості надземної частини насіннєвих рослин відповідно на 12,8 г, 1,5 днів, 123,5 г і 12,9%. За висадкового способу вирощування насінників (середнє значення площі живлення насіннєвих рослин S=3850 см2, діаметр коренеплодів на початок збирання насінників d=80 мм) із збільшенням середнього квадратичного відхилення площі живлення рослин від 0 до 3850 см2 (коефіцієнт варіації 0 і 100%) середнє квадратичне відхилення урожайності, періоду дозрівання насіння, маси і вологості надземної частини насіннєвих рослин збільшується відповідно на 69,3 г, 2,4 дні, 630,9 г і 8,3%.

Збільшення нерівномірності параметрів коренеплодів також призводить до збільшення нерівномірності урожайності, періоду дозрівання насіння, маси і вологості насіннєвих рослин. При безвисадковому способі вирощування насінників (середнє значення діаметра коренеплодів на період збирання насінників d=40 мм, площа живлення рослин S=450 см2) із збільшенням середнього квадратичного відхилення діаметра коренеплодів від 0 до 10 мм (коефіцієнт варіації 0 і 25%) збільшується середнє квадратичне відхилення урожайності, періоду дозрівання насіння, маси і вологості надземної частини насіннєвих рослин відповідно на 4,9 г, 0,78 днів, 55,3 г і 1,9%. При висадковому способі вирощування насінників (середнє значення діаметра коренеплодів на період збирання насінників d=80 мм, площа живлення рослин S=3850 см2) із збільшенням середнього квадратичного відхилення діаметра коренеплодів від 0 до 20 мм (коефіцієнт варіації 0 і 25%) збільшується середнє квадратичне відхилення урожайності, періоду дозрівання насіння, маси і вологості надземної частини насіннєвих рослин відповідно на 30,0 г, 0,96 днів, 302,8 г і 2,2%.

Розподіл маси насіння по висоті насінників значною мірою залежить від густоти і рівномірності розміщення рослин на площі. ???????? ???? ??????? ?? ?????? ????????????? ?????????? ????????????????? ?????? ??????????? ????????у ???????-??????, ? ?? ?????? ?????????? ?????????? – ?????? ??????????? ??????ілу ?? ?????? ????????, ????????? ???? ?????????? ??????? ??? ??????? ? ????????????? ?????????? ??????.

При безвисадковому способі вирощування насінників із збільшенням площі живлення рослин від 450 до 1800 см2 маса насіння на висоті 0…20 см стосовно поверхні ґрунту збільшується від 0 до 0,1%. Із збільшенням середнього квадратичного відхилення площі живлення насіннєвих рослин від 0 до 900 см2 (середнє значення площі живлення рослин S=900 см2, коефіцієнт варіації 0 і 100%) маса насіння на висоті 0…20 см збільшується від 0 до 1,6%. При висадковому способі вирощування насінників із збільшенням площі живлення рослин від 1225 до 4900 см2 маса насіння на висоті 0…20 см стосовно поверхні ґрунту збільшується від 0,1 до 7,3%. Із збільшенням середнього квадратичного відхилення площі живлення насіннєвих рослин від 0 до 1225 см2 (середнє значення площі живлення рослин S=1225 см2, коефіцієнт варіації 0 і 100%) маса насіння на висоті 0…20 см збільшується від 0,1 до 4,3%.

Встановлено, що сила зв’язку насіння із стеблом (F, г) при безвисадковому та висадковому способах вирощування насінників залежить від ступеня стиглості насіння (С,%) і діаметра стебел (dст , мм); вона апроксимується за рівняннями

і .

При збільшенні ступеня стиглості насіння безвисадкових та висадкових насінників від 40 до 80% сила зв’язку його зменшується (залежно від діаметра стебел 1…3 мм) відповідно від 116…348 до 51…154 г (рис.8а) та від 148…445 до 56…167 г (рис.8б) або відповідно в 2,3 та 2,6 раза.

При збільшенні середнього квадратичного відхилення стиглості насіння від 0 до 10% середнє квадратичне відхилення сили зв’язку його із стеблами безвисадкових і висадкових насінників збільшується відповідно на 32,4 і 46,4 г.

Отже, на основі результатів досліджень параметрів агрофізичних властивостей насіннєвих рослин встановлено, що для збільшення врожайності насіння і зменшення втрат при механізованому збиранні необхідно при безвисадковому способі вирощування насінників підвищити рівномірність розміщення рослин на площі, а при висадковому — збільшити густоту їх насадження.

У п’ятому розділі „Удосконалення технологічних процесів виробництва насіння цукрових буряків” наведено результати теоретичних досліджень і польових дослідів з розробки та удосконалення технологічних процесів, визначення необхідних вимог до виконання технологічних операцій та до технічних засобів для безвисадкового і висадкового способів вирощування і збирання насінників.

На основі факторіального аналізу результатів досліджень визначено ступінь впливу якості виконання кожної технологічної операції на врожайність і

втрати насіння при збиранні, затрати праці, коштів та енергії на виробництво насіння.

Встановлено, що при безвисадковому способі вирощування насінників цукрових буряків основними технологічними операціями, якість виконання яких найсуттєвіше впливає на ефективність виробництва фабричного насіння, є: передпосівний обробіток ґрунту, сівба насіння, укривання на зиму маточних буряків, розкривання розеток коренеплодів весною та збирання насінників.

У зв’язку з тим, що насінники цукрових буряків безвисадковим способом вирощують у південних районах України, де в літній період під час сівби верхній шар ґрунту (навіть після проведення передпосівного поливу) швидко висихає, за звичайної сівби не забезпечуються необхідні умови для проростання насіння, що призводить до низької польової схожості. Ефективним прийомом підвищення польової схожості насіння в цих умовах є сівба в борозни, утворені борознеутворювачами сівалки у ґрунті в зоні рядків. На якість сівби насіння суттєво впливають параметри борозни (рис.9).

При збільшенні глибини борозни дружніше з’являються сходи рослин і підвищується польова схожість насіння. При цьому збільшується також імовірність запливання рослин ґрунтом при випаданні дощів або проведенні поливів, що призводить інколи до значного зрідження посівів безвисадкових насінників. В зв’язку з цим для збільшення кількості пророслих рослин висівати насіння потрібно в борозни глибиною близько 6 см і шириною у верхній частині 14 см.

З метою підвищення польової схожості насіння і зменшення зрідженості посівів при безвисадковому способі вирощування насінників розроблені вихідні вимоги на сівалку для борозного способу сівби насіння цукрових буряків. Відповідно до них сівалка повинна забезпечувати утворення базових борозен глибиною до 8,0 см, укладання насіння на глибину 2,0…4,0 см стосовно дна базової борозни і засипання його вологим пухким ґрунтом та ущільнювання ґрунту навколо насіння, норму висіву насіння — до 40 шт. /м рядка, коефіцієнт варіації інтервалів між насінням в рядках до 40%, польову схожість насіння (при лабораторній його схожості 90%) — не менше 75%. Застосування такої сівалки дає можливість зменшити витрати елітного (базисного) насіння і покращити рівномірність розміщення насіннєвих рослин на площі поля. Для зменшення затрат на виробництво фабричного насіння сівбу елітного (базисного) насіння доцільно проводити, поєднуючи з передпосівним обробітком ґрунту за один прохід агрегату, що дає можливість виключити передпосівну культивацію з технології вирощування насінників буряків безвисадковим способом.

Найпоширенішим способом підвищення збереженості маточних коренеплодів зимою при безвисадковому способі вирощування насінників буряків є укривання їх ґрунтом. При цьому укривання маточних коренеплодів потрібно проводити шляхом підгортання їх дрібногрудкуватим ґрунтом з обох сторін рядків так, щоб не порушився доступ повітря до рослин. Встановлено, що при збільшенні висоти валків ґрунту з обох сторін рядка буряків, а також збільшенні шару ґрунту над головками коренеплодів від 0 до 4…6 см (залежно від грудкуватості і вологості ґрунту), зрідженість посівів безвисадкових насінників у зимово-весняний період зменшується (рис.10).

При подальшому збільшенні шару ґрунту над головками коренеплодів зрідженість посівів збільшується.

Розкривання рослин після зимівлі доцільно проводити за один прохід агрегату у два етапи — спочатку відгортати ґрунт від рядків у міжряддя пасивними робочими органами, а потім розкривати розетки активними, пружинними чи еластичними робочими органами.

Для підвищення збереженості рослин у зимово-весняний період при безвисадковому способі вирощування насінників буряків на основі результатів досліджень розроблено вихідні вимоги на агрегат для укривання і розкривання коренеплодів. За вихідними вимогами агрегат повинен забезпечувати рівномірну глибину обробітку ґрунту як за довжиною гону, так і шириною захвату з відхиленням від заданої глибини до 10 мм, висоту сформованих гребенів з обох сторін рядка при укриванні коренеплодів — 40…120 мм. Для зменшення затрат на виробництво насіння безвисадковим способом, розкривання розеток коренеплодів доцільно проводити одночасно з розпушуванням ґрунту в міжряддях, внесенням мінеральних добрив і пестицидів. Для надійнішого захисту від вимерзання та для підвищення продуктивності безвисадкових насінників розроблено спосіб вирощування їх з пошаровим підгортанням буряків у рядках на зиму сипучими органічними добривами та ґрунтом, які мають різну щільність і шпаруватість, з встановленим співвідношенням товщі шару відповідно 1…3 та 5…3 см (патент 2002021284А). При застосуванні цього способу зменшується зрідженість посівів у 1,3…1,8 раза. Зменшення зрідженості посівів і сприятливіші умови для розвитку рослин при розкритті розеток коренеплодів весною одночасно з перемішуванням органічних добрив з ґрунтом і локальним внесенням у міжряддя мінеральних добрив сприяють підвищенню врожайності насіння на 2,1…2,9 ц/га.

Застосування вдосконалених процесів сівби і догляду за посівами за безвисадкового способу вирощування насінників цукрових буряків дає можливість зменшити норму висіву елітного (базисного) насіння (ширина міжрядь 45 см) до 25...30 шт. /м рядка і значно підвищити рівномірність розміщення рослин на площі.

У зв’язку з тим, що грунтово-кліматичні умови України, де вирощують насінники цукрових буряків безвисадковим способом, не завжди забезпечують гарантоване збереження маточних коренеплодів у зимово-весняний період, для отримання резерву сходів рослин норму висіву насіння дещо збільшують. За сприятливих погодних умов майже всі рослини зберігаються, тому для забезпечення оптимальної густоти насіннєвих рослин на початок збирання насінників весною інколи виникає необхідність проводити їх проріджування. З метою створення сприятливіших умов для розвитку насіннєвих рослин, а також підвищення їх продуктивності розроблено вихідні вимоги на агрегат для проріджування насінників цукрових буряків. Агрегат, призначений для вздовжрядного проріджування рослин буряків при безвисадковому способі вирощування насінників, відповідно до вихідних вимог повинен забезпечувати на одному метрі рядка 7…10 рослин з відхиленням від заданого значення густоти насадження до 10%, кількість коренеплодів, які залишились в зоні видалення, - до 3,0%, зниження коефіцієнта варіації відстаней між рослинами в рядках - на 10%.

Застосування на догляді за посівами безвисадкових насінників цукрових буряків розроблених робочих органів з пружинними зубами (патент 38568А) забезпечує розпушування ґрунту в міжряддях на глибину 30...40 мм, дає можливість зменшити непродуктивні втрати вологи, запобігти утворенню ґрунтової кірки після проведення поливів і випадання дощів, знищити в міжряддях до 95% проростків однорічних бур’янів.

При висадковому способі вирощування насінників цукрових буряків основними технологічними операціями, якість виконання яких найсуттєвіше впливає на ефективність виробництва насіння, є: передпосівний обробіток ґрунту, сівба, підготовка коренеплодів до зберігання і садіння, а також садіння коренеплодів, розкриття розеток і збирання насінників.

Встановлено, що розмірно-масові параметри маточних буряків і вихід коренеплодів, придатних для машинного садіння, залежать від густоти та рівномірності розміщення рослин на площі. Для підвищення рівномірності коренеплодів за розмірно-масовими характеристиками, зменшення їх втрат та пошкоджень при механізованому збиранні, а також вибраковування при підготовці до зберігання і садіння слід зменшити норму висіву насіння до 20 шт. /м рядка, підвищити польову схожість і забезпечити оптимальне розміщення рослин в рядках (коефіцієнт варіації до 50%). Для підвищення польової схожості насіння і зниження затрат на виробництво маточних коренеплодів доцільно проводити передпосівний обробіток ґрунту в