Предпосевная обработка семян в небольших хозяйствах

УДК 631.365

Предпосевная обработка семян в небольших хозяйствах

Климов С. М.¹

Горохов К. К.¹

Дондоков Ю. Ж.², кандидат технических наук

Дринча В. М.¹, доктор технических наук

¹ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия»

677007, Россия, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, Сергеляхское ш. 3-й км, д. 3

²ФГАОУ ВО «СВФУ им. М. К. Аммосова», кафедра «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис»

677000, Республика Саха (Якутия), г Якутск, ул. Белинского, д. 58

E-mail: tekhnoagro@mail.ru

Результаты фитоэкспертизы семян во многих регионах производства зерна свидетельствуют об увеличении поражения зерновых культур основными возбудителями экономически значимых болезней. В настоящее время ежегодные потери зерна от болезней во многих регионах составляют не менее 20%. Ухудшение фитосанитарной обстановки стало результатом сокращения объёмов предпосевной обработки семян на фоне внедрения технологий минимальной обработки почвы, применения севооборотов с короткой ротацией, изменения климата, ухудшения общей культуры земледелия. Обработка современными фунгицидами является одним из методов, способных защитить семена, проростки и всходы не только от семенной инфекции, но и от ранней аэрогенной инфекции. Целью данной статьи является обоснование и выбор оптимальных способов предпосевной обработки семян жидкими веществами в условиях небольших хозяйств. Экспериментальные исследования по оценке эффективности дозаторов жидких веществ проводились в основном в условиях хозяйств Ивановской области в 2014–2019 годах. Исходным материалом служили семена пшеницы и ячменя, прошедшие послеуборочную обработку на воздушно-решётных машинах отечественного производства. В статье представлены способы предпосевной обработки семян жидкими веществами в хозяйствах с небольшими объёмами производства зерновых культур (до 1000 т в год) и трав, а также обоснованы основные конструктивно-технологические параметры дозатора жидких веществ на мобильных семенных погрузчиках. Материалы статьи могут быть использованы для выбора оптимального способа обработки, а также для разработки рекомендаций по предпосевной обработке семян в небольших зернопроизводящих хозяйствах.

Ключевые слова: семена, предпосевная обработка семян, биологические и химические жидкие вещества для предпосевной обработки семян, протравливание семян, протравитель семян, устройство для дозирования жидких веществ, норма расхода жидкого вещества, распылители, шнековый погрузчик.

Ежегодные потери зерна от болезней во многих регионах в настоящее время составляют не менее 20%. Ухудшение фитосанитарной обстановки стало результатом сокращения объёмов предпосевной обработки семян (ПОС) на фоне внедрения технологий минимальной обработки почвы, применения севооборотов с короткой ротацией, изменения климата, ухудшения общей культуры земледелия (Дринча, 2000; Хасанов, 2013; Sharma et al., 2015).

ПОС в современном понимании — это точное нанесение на поверхность семян биологических организмов, продуктов и/или химических ингредиентов для подавления, уничтожения или отражения болезнетворных микроорганизмов растений, а также насекомых или других вредителей, которые инфицируют семена, проростки или растения (Seed treatment: the foundation of a good harvest). Обработка современными фунгицидами является одним из методов, способных защитить семена, проростки и всходы не только от семенной инфекции, но и от ранней аэрогенной инфекции (мучнистой росы, ржавчины).

ПОС в хозяйствах, особенно небольших, является одной из наиболее сложных и зачастую неэффективно проводимых операций. Основными причинами являются отсутствие эффективного оборудования и специалистов требуемой квалификации.

Целью данной статьи является обоснование и выбор оптимальных способов ПОС жидкими веществами в условиях небольших хозяйств.

Методика исследований. Экспериментальные исследования по оценке эффективности дозаторов жидких веществ (ДЖВ) проводились в основном в условиях хозяйств Ивановской области в 2014–2019 годах. Исходным материалом служили семена пшеницы и ячменя, прошедшие послеуборочную обработку на воздушно-решётных машинах отечественного производства. Перед обработкой семена обрабатывались на пневматических сепараторах с целью тщательного выделения пылевидной фракции.

В качестве ДЖВ применялись специально разработанные устройства, включающие диафрагменный насос с двигателем (привод 12 В), электронным регулятором частоты вращения двигателя, манометр, распылители с отсекающими устройствами и вспомогательные элементы крепления и подвода рабочих устройств к насосу и корпусам отсекающих устройств с распылителями.

Расход жидкости (л/т) через гидравлические распылители на единицу зерновой производительности транспортирующего зернового оборудования определяли экспериментальным путём, исходя из оптимальной нормы обработки, рекомендуемой поставщиком препарата. При этом как ДЖВ, так и зерновое оборудование работали в устойчивом режиме. Расход через распылители определялся с помощью электронного расходомера AAMS (Бельгия) (Дринча, 2011). В исследуемом диапазоне расходов (0,25–0,5 л/мин) погрешность расходомера не превышала 1%. Производительность зернового потока определяли при помощи платформенных весов с точностью до 100 г и обычного секундомера.

В качестве критериев эффективности обработки использовали полноту покрытия семян обрабатываемым веществом, равномерность распределения вещества на семенах (Справочник агронома по вопросам протравливания семян зерновых культур, 2006; Quality assurance scheme for seed treatment and treated seed, 2012).

Полноту покрытия определяли по формуле:

D_c= А/R·100%, (1)

где А — фактическая масса вещества на семенах, кг/т; R — рекомендуемая норма расхода, кг/т.

В процессе обработки семян в хозяйственных условиях норма расхода должна быть в диапазоне 100 ± 20%.

Равномерность распределения вещества на семенах определяли через коэффициент вариации фактической массы:

С_v= S/А_av·100%, (2)

где S — среднее квадратичное отклонение; А_av — среднее арифметическое А, кг/т.

Для хозяйственных условий С_v ≤ 30%.

Степень удерживаемости наносимого вещества на семенах определяли по формуле:

B = А₀/ А₁·100%, (3)

где А₀ и А₁— фактическая масса вещества на семенах до и после механического воздействия транспортного оборудования (шнека), кг/т.

Степень удерживаемости должна удовлетворять условию: В ≥ 70%.

Более детальное описание применяемых критериев оценки предпосевной обработки семян представлено в литературе (Горина, Красных, Агибалова, 2015; Калашников, 1971).

Результаты исследований. В настоящее время в зарубежной практике и отечественном зернопроизводстве применяют в основном две схемы ПОС: семена обрабатывают на специализированных предприятиях и в хозяйственных условиях. В первом случае, как правило, применяются универсальные дорогостоящие машины для нанесения химических или биологических веществ. В хозяйственных условиях в основном применяют самоходные протравливатели семян типа ПС-10 (отечественного производства) или «Мобитокс Супер» (оставшиеся от поставок ВНР). Применение традиционных машин ПОС обуславливает большие риски вредного воздействия на обслуживающий персонал и окружающую среду.

Анализ существующих технологий ПОС показал, что для небольших хозяйств с объёмами производства до 1000 т зерна в год перспективными являются передвижные шнековые погрузчики (ПШП), применяемые на зерновых токах (рис. 1а, б, в, г, д), отдельные шнековые загрузчики сеялок (рис. 1е, ж) (ШЗС), ленточные загрузчики (рис. 1з) (ЛЗ) и шнековые загрузчики сеялок, устанавливаемые на борт кузова транспортного средства (рис. 1и) (ШЗБ). На всех этих типах загрузочных устройств устанавливается ДЖВ.

ПШП (рис. 1е, ж) характеризуются универсальностью, т.е. могут обеспечивать обработку как малых, так и относительно больших партий семян. При этом могут быть реализованы следующие схемы обработки:

– подача исходных семян из кузова в ПШП и выгрузка обработанных семян в кузов (рис. 1а);

– подача исходных семян из мешков, находящихся в кузове, в ПШП и выгрузка обработанных семян в мешки, укладываемые в кузов (рис. 1б);

– подача исходных семян из мешков в ПШП и выгрузка обработанных семян в кузов (рис. 1в);

– подача исходных семян из мешков в ПШП и выгрузка обработанных семян в мешки, укладываемые в кузов (рис. 1г);

– подача исходных семян из мешков в ПШП и выгрузка обработанных семян в мешки (рис. 1д).

Вышеприведённые способы ПОС наряду с многофункциональностью являются экономными. Однако в случае применения протравителей с химически активными веществами они могут оказывать вредное воздействие на обслуживающий персонал и экологию.

а	б
в	г
д	е
ж	з
и

Рис. 1. Схематическое представление основных способов предпосевной обработки семян жидкими веществами:

а — обрабатывающий шнек расположен между двумя транспортными средствами; б — выгрузка из мешков, расположенных на транспортной платформе, в обрабатывающий шнек и загрузка в мешки, находящиеся на транспортной платформе; в — выгрузка из мешков, находящихся на площадке, в обрабатывающий шнек и загрузка в кузов транспортного средства; г — выгрузка из мешков, находящихся на площадке, в обрабатывающий шнек и загрузка в мешки на транспортной платформе; д — выгрузка из мешков, находящихся на площадке, в обрабатывающий шнек и загрузка в мешки, находящиеся на платформе; е — выгрузка из мешков, находящихся на транспортной платформе, в обрабатывающий шнек и загрузка в бункер сеялки; ж — выгрузка из кузова транспортного средства на ленточный транспортёр и загрузка в транспортное средство; и — в шнеке бортового загрузчика сеялок

Основное преимущество ШЗС (рис. 1е, ж), не устанавливаемых на транспортных средствах или сеялках, заключается в том, что операция ПОС выносится в поле, т.е. не происходит загрязнение окружающей среды на току, а также в процессе транспортировки обработанных семян.

Основное преимущество ЛЗ (рис. 1з) в сравнении со шнековыми устройствами состоит в том, что они не травмируют семена. ЛЗ могут применяться на зерновых токах или в поле. В сравнении со шнековыми загрузчиками они являются более дорогими.

В последнее время наиболее широкое применение находят шнековые загрузчики сеялок, устанавливаемые на задний или боковой борт кузова транспортного средства, перевозящего семена из хранилища в поле (рис. 1и, 2).

Рис. 2. Шнековый бортовой загрузчик сеялок с приспособлением для внесения жидких веществ в шнеке, установленном на заднем борту тракторного прицепа:

1 — шнек-загрузчик сеялок; 2 — распылители; 3 — ёмкость для рабочего раствора; 4 — дозирующее приспособление

В качестве шнекового бортового загрузчика сеялок (ШБЗС) использовали традиционный, наиболее распространённый в практике хозяйств загрузчик производительностью 10–20 т/ч семян, диаметром кожуха шнека 150 мм и длиной шнека 4 м. На данный загрузчик устанавливали различные дозирующие системы, обеспечивающие подачу жидких веществ от 5 до 15 л на 1 т семян. Данный тип загрузчика использовался в ряде хозяйств Ивановской области и других регионов на протяжении 5 лет и более.

Экспериментальными исследованиями выявлено, что применение двух щелевых распылителей является оптимальным для обеспечения подачи жидкого вещества в дозе 10 л/т. При меньшей подаче жидкого вещества и меньшей производительности шнека (около 5 т/ч) достаточно использовать один распылитель. Проведённые хозяйственные исследования показали, что уровень покрытия семян был удовлетворительным, а коэффициент его вариации не превышал 30%.

Степень удерживаемости жидкого вещества на поверхности семян превышала 70%. Данный критерий оценки качества обработки семян в ШБЗС не является ограничивающим, так как семена поступают в бункер сеялок слегка увлажнёнными.

Заключение. 1. Совмещение процесса загрузки семян в бункеры сеялок с одновременной обработкой жидкими веществами (протравителями) позволяет:

– избежать больших вложений в громоздкие, традиционно применяемые машины для предпосевной обработки семян;

– исключить традиционную операцию предпосевной обработки семян в условиях тока;

– обрабатывать тот объём семян, который будет высеян в течение работы посевного агрегата, что позволит избежать сложной и дорогостоящей операции утилизации невысеянных и обработанных семян;

– уменьшить вредное воздействие процесса протравливания семян на обслуживающий персонал и окружающую среду.

2. Для традиционно применяемых шнековых загрузчиков сеялок производительностью 10–20 т/ч семян с диаметром кожуха шнека 150 мм и длиной шнека 4 м оптимальными являются:

– установка последовательно двух распылителей в верхней части кожуха на расстоянии друг от друга 20–30 см, расстояние от загрузочного конца шнека — около 30 см;

– в качестве распылителей можно использовать стандартные щелевые распылители, оптимальное рабочее давление в системе подачи жидкости к распылителям находится в пределах 2–2,5 бар;

– для оптимального покрытия семян обрабатываемым веществом заполняемость шнека должна составлять 1/2–2/3.

3. В сложившейся ситуации в небольших хозяйствах проведение качественной предпосевной обработки семян в шнековых загрузчиках сеялок позволит значительно снизить потери и повысить качество урожая.

Литература

1. Абеленцев А. И. От чего зависит качество протравливания семян / А. И. Абеленцев // Защита и карантин растений. — 2005. — № 1. — С.46–47.

2. Госманн М. Здоровье начинается с семян / М. Госманн, М. Бандте, К. Бютнер // Новое сельское хозяйство. — 2004. — № 6. — С.38–42.

3. Горина И. Н. Методические указания по определению качества протравливания семян зерновых культур пестицидами / И. Н. Горина, А. А. Красных, В. С. Агибалова. — ФГБНУ «Росинформагротех», 2015. — 92 с.

4. Дринча В. М. Протравливание семян и его качество / В. М. Дринча // Земледелие. — 2000. — № 1. — С.34–35

5. Дринча В. М. Эффективное применение опрыскивателей / В. М. Дринча, J. J. Langenakens // Совершенные агротехнологии. — 2011. — № 11–12. — С.23–25.

6. Калашников К. Я. 30 вопросов и ответов о протравливании семян / К. Я. Калашников. — Лениздат, 1971. — С.30.

7. Справочник агронома по вопросам протравливания семян зерновых культур: рекомендации для качественного протравливания (адаптированы для России) / Под. ред. к.б.н. Тришкина Д. С. — Москва: Байер Кроп Сайенс, 2006. — С.44.

8. Хасанов Э. Р. Посевная обработка семенного материала защитно-стимулирующими препаратами / Э. Р. Хасанов. — Уфа: ООО «Лань», 2013. — 176 с.

9. Quality assurance scheme for seed treatment and treated seed / The European seed treatment assurance (ESTA). The UK ESTA standard, 2012, June. — 19 p.

10. Seed treatment: the foundation of a good harvest (http://provenseed.ca/).

11. Seed treatment for sustainable agriculture: a review / K. K. Sharma, U. S. Singh, Pankaj Sharma, Ashish Kumar, Lalan Sharma // Journal of applied and natural Science. — 2015. — No. 7 (1). — P.521–539.

Seed treatment on small farms

Klimov S. M.¹

Gorokhov K. K.¹

Dondokov Yu. Zh.², PhD Techn Sc.

Drincha V. M.¹, Dr. Techn. Sc.

¹Yakut State Agricultural Academy

677007, Russia, the Republic of Sakha Yakutia, Yakutsk, Sergelyakhskoe shaussee, 3^rd km, 3

²North-Eastern Federal University n. a. M. K. Ammosov, department of Car Operation and Service

677000, the Republic of Sakha Yakutia, Yakutsk, Belinskogo str., 58

E-mail: tekhnoagro@mail.ru

Data from many regions shows the increase in grain crop infection rate. Nowadays annual yield losses from diseases amount to at least 20%. Decline in phytosanitary safety is a result of a lack in seed treatment combined with minimum tillage, short crop rotation, climate change and arable farming issues. Fungicides are able to prevent various diseases on seeds, germs and seedlings. This paper deals with characterization and selection of optimal seed treatment techniques on small farms. Experiments on metering unit effectiveness took place in the Ivanovo region in 2014–2019. Wheat and barley seeds were used in the study. Seeds were cleaned after their harvest by domestic machines. This paper reports on methods of seed treatment by liquid substances on small farms (grain and grass production of up to 1000 t annually). It also contains characteristics of liquid substance metering unit of auger loader. This report can be used to select an optimal treatment method and develop recommendations on seed treatment on small grain-producing farms.

Keywords: seed, treatment, biological, chemical liquid substances, seed disinfectant, liquid substance metering unit, liquid flow rate, spraying unit, auger loader.

References

1. Abelentsev A. I. Ot chego zavisit kachestvo protravlivaniya semyan / A. I. Abelentsev // Zashchita i karantin rasteniy. — 2005. — No. 1. — P.46–47.

2. Gosmann M. Zdorove nachinaetsya s semyan / M. Gosmann, M. Bandte, K. Byutner // Novoe selskoe khozyaystvo. — 2004. — No. 6. — P.38–42.

3. Gorina I. N. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu kachestva protravlivaniya semyan zernovykh kultur pestitsidami / I. N. Gorina, A. A. Krasnykh, V. S. Agibalova. — FGBNU “Rosinformagrotekh”, 2015. — 92 p.

4. Drincha V. M. Protravlivanie semyan i ego kachestvo / V. M. Drincha // Zemledelie. — 2000. — No. 1. — P.34–35

5. Drincha V. M. Effektivnoe primenenie opryskivateley / V. M. Drincha, J. J. Langenakens // Sovershennye agrotekhnologii. — 2011. — No. 11–12. — P.23–25.

6. Kalashnikov K. Ya. 30 voprosov i otvetov o protravlivanii semyan / K. Ya. Kalashnikov. — Lenizdat, 1971. — P.30.

7. Spravochnik agronoma po voprosam protravlivaniya semyan zernovykh kultur: rekomendatsii dlya kachestvennogo protravlivaniya (adaptirovany dlya Rossii) / Pod. red. k.b.n. Trishkina D. S. — Moscow: Bayer Krop Sayens, 2006. — P.44.

8. Khasanov E. R. Posevnaya obrabotka semennogo materiala zashchitno-stimuliruyushchimi preparatami / E. R. Khasanov. — Ufa: OOO “Lan”, 2013. — 176 p.

9. Quality assurance scheme for seed treatment and treated seed / The European seed treatment assurance (ESTA). The UK ESTA standard, 2012, June. — 19 p.

10. Seed treatment: the foundation of a good harvest (http://provenseed.ca/).