Механизация уборки ягоды

Ручной сбор ягоды составляет до 80% расходов в производственном цикле. Настолько большая составляющая ручного труда была важным препятствием для формирования крупных товарных хозяйств. Ситуация изменилась после разработки моделей комбайнов, которые увеличили скорость уборки и это позволило выращивать ягоду на плантациях площадью от нескольких десятков до нескольких сотен гектаров. Для некоторых видов, например черной смородины, выращивание на небольших плантациях экономически нерентабельно. Увеличение площадей проводится для снижения издержек производства и, как следствие, повышения конкурентоспособности продукта. Появление крупных плантаций влечет за собой изменения в структуре насаждений и необходимость использования специальных машин для высокой производительности на каждом этапе производства.

Сбор плодов смородины, крыжовника и черноплодной рябины

В Польше, не один десяток лет, традиционно собирают черную и красную смородину комбайнами. Параллельно с новыми конструкциями комбайнов, используемых для этой цели, были выведены и новые сорта, физико-механические свойства которых приспособили к такому виду сбора. Плантации для механизированной уборки должны быть заложены с шириной рядов 3,5-4 м. — это позволяет свободному выполнению всех агротехнических приемов. Расстояние между растениями в ряду составляют 0,4-0,6 м., что позволяет правильно формировать кусты с минимальным количеством ответвлений, растущих вдоль ряда, которые могут подвергаться повреждениям во время прохождения техники при обработках. На полях значительной длины, для обеспечения выгрузки собранных плодов, нужно примерно через каждые 300 м. оставлять полосы шириной 4-6 м. Ширина полос для разворота техники в концах рядов должна быть не менее (6-8 м.), что даст возможность свободного маневра агрегатов при въезде в другой ряд плантации.

Основными рабочими элементами комбайнов для сбора смородины являются: агрегат, который подбирает и разделяет куст, отряхивает, а также очищает и транспортирует собранную ягоду. Комбайны выпускаются в двух версиях. Первые, предназначены для работы на плантациях, имеющих площадь несколько десятков гектар, собирая весь ряд за один проход. В зависимости от характера насаждений (ширины и длины рядов, урожайности), в течение одного часа сбора можно собрать урожай с поверхности 0,3-0,4 га. Современные комбайны построены как самоходные механизмы (фото 1), на которых установлены дизельные двигатели внутреннего сгорания мощностью более 50 кВт.

Фото 1. Самоходный комбайн для сбора смородины.

Ходовая часть, механизмы для отряхивания ягоды, конвейеры для транспортировки ягоды и вентиляторы секции очистки примесей приводятся в действие гидравлическими моторами, работающими от гидравлических насосов. Это позволяет плавно регулировать рабочие параметры: скорость, частоту вибрации отряхивателя и скорость вращения вентилятора. Размер пространства, в котором комбайн достает до основания кустов  (т.е. рабочий зазор) контролируется с помощью механизма саморегулирования для адаптации его ширины с шириной куста. Точность сбора (% собраной ягоды) составляет более чем 95%, обслуживает такой комбайн команда из трех человек. За сезон такой комбайн может собрать ягоду с 30-50 га.

На небольших плантациях площадью до 20 га используются комбайны, которые собирают за один проход половину ряда (фото 2). Самоходные машины этого типа в настоящее время не производятся, из-за относительно высокой стоимости блока привода и шасси. Прицепные версии комбайнов работают с тракторами класса 6 кN, минимальная скорость на пониженных передачах которых должна дать возможность получения скорости, в пределах — 0,8-1,5 км./ч. Привод рабочих механизмов может быть получен от вала отбора мощности трактора и передается механически. Новые модели, такие как «Arek» или „Jarek“ управляются гидравлически и имеют плавную регулировку рабочих параметров механизмов. Отряхивающий механизм состоит из одного или двух пальцевых отряхивателей, как правило, используются обе версии этих механизмов. На практике часовая производительностью таких комбайнов составляет 0,1-0,2 га. Основным недостатком является необходимость двойного прохода по всем рядам плантации и то, что приходится дважды разделять кусты. Это может привести к увеличению механических повреждений связанное с этим проникновения вредных организмов в поврежденные ткани, что негативно влияет на здоровье плантации.

Фото 2. Прицепной комбайн для уборки смородины на половине ряда

Качественные параметры механической уборки смородины, крыжовника и черноплодной рябины решают надлежащим образом выбранные рабочие параметры комбайна (табл. 1). Неправильная регулировка комбайнов и несоответствующие параметры, касающиеся стряхиванния ягоды могут привести к чрезмерному повреждению кустов, что плохо влияет на урожайность следующего года. Для аронии необходимо использовать большую, чем в случае черной смородины, амплитуду колебаний пальцевого отряхивателя. Уборка крыжовника требует меньшей амплитуды колебаний, более низкого положения нижних пальцев отряхивателя и более низкой посадки механизма для подбора ягоды возле основания кустов.

 Таблица 1. Основные параметры машинной уборки ягоды

(По данным Z. Salamona, ISK)

Параметры Черная смородина 
Красная смородина  
Крыжовник   
Арония  
Скорость езды 0,8-1,8 0,8-1,5 0,8-1,2 1,0
Шаг пальцев для отряхиванния, мм. 60-75 80 40-50 90
частота движения пальцев для отряхиванния, Hz 12-18 18 16-22 15

  Примером модификации комбайна для смородины под черноплодную рябину является комбайн «Aronic». Он поставляется с отряхивателями с повышеной энергией, чтобы облегчить отделение ягоды от веток, и системой сбора для упаковки в мешки или поддоны. В ISK продолжают работу по внесению изменений в системы комбайнов, чтобы улучшить качество сбора черноплодной рябины и черной смородины с низких кустов молодых посадок.

 Малина

Трудозатраты для ручной уборки малины с урожайностью 10 т./га. около 2600 человеко-часов/га. Без механизации уборки, этот вид выращивания, предназначенный для переработки, может быть невыгодным. Самым большим препятствием для достижения высокой эффективности комбайновой уборки малины является необходимость повторной уборки. Это связано с постепенным созреванием ягоды, которая имеет разнообразную силу крепления к цветоложу (табл. 2) и низкой прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям.

Таблица 2. Прочность на отрыв окрашенной ягоды нескольких сортов малины

Сорт Сила отрыва, N
минимальная   
максимальная    
средняя     
Beskid 0,1 2,8 1,21
Canby 0,1 2,6 1,02
Malling Seedling 1,0 2,8 1,95
Norna 0,1 3,5 1,31
Veten 0,8 3,0 1,49
Willamette 0,6 3,0 1,53
Bristol 0,1 1,2 0,43
Malling promise 0,1 3,0 1,80
Zenith 0,1 2,4 1,19

Необходимость уборки ягоды в несколько приемов на протяжении сезона является причиной обламывания латераллов и молодых однолетних побегов на растениях. Вторжение патогенных микроорганизмов в места повреждений снижает здоровье плантации, и это является причиной более низкой урожайности (на 30-40%) в следующем году. Для того, чтобы избежать потери малины на плантации необходима шпалера, использование которой позволит разделить плодовые и однолетние побеги. Другой способ заключается в проведении сбора ягоды каждый второй год и выкашивании плантации сразу же после сбора урожая. Убытки от снижения урожайности компенсируются меньшими затратами на вырезку побегов (по отношению к ручной обрезке) и уменьшением количества препаратов для защиты растений от болезней. Одной из основных проблем в механической уборке малины является большая ширина кустов в основании, что затрудняет подбор ягоды после отряхиванния. Использование в комбайнах систем герметизации не могут справиться с проблемой падения ягоды между побегов, что вызывает осыпание части урожая на землю.

Выше упомянутые минусы делают распространение машинной уборки малины в Польше довольно медленным процессом, хотя работа над комбайнами проводились с середины восьмидесятых годов прошлого века. В исследованиях ISK с сортом малины «Kanby» применение вертикальных отряхивателей в горизонтальной плоскости позволило собрать до 90% плодов в надлежащей стадии зрелости. Значительные потери от 11% до 14% от собранной массы, формировались в результате падения ягоды на землю. Было также много (до 6% по весу) зеленых плодов, оторванных от побегов. Снижение частоты колебаний и прыжков пальцев отряхиваемых механизмов привело к тому, что удалось собрать только 75% спелой ягоды. Современной и, несомненно, более совершенной моделью для сбора малины является прицепной комбайн с вертикальными пальцами для отряхиванния с движением в вертикальной плоскости (фото 3). Эта система является более безопасной для побегов и ягоды, падающей на конвейер. В связи с необходимостью устранения плодов незрелых или поврежденных, часто на задней части комбайна установлена конвейерная лента, которую обслуживают до 4 человек (в зависимости от модели), чтобы вручную отсортировать собранные плоды. Сбор данных по качеству выпускаемых комбайнов для уборки малины предполагают возможность собрать в одном проходе от 70% до более чем 90% спелой ягоды. От 7% до 14% плодов теряется в результате падения, 3-12% собираются незрелые плоды. В зависимости от комбайна, повреждаются во время сбора урожая от 30% до 65% молодых однолетних побегов.

Фото 3. Комбайн с вертикальным направлением вибрации отряхивателя для сбора ягоды малины

Надежды на возможность механического сбора, без риска снижения здоровья плантации, позволяют сорта малины с плодоношением на однолетних побегах. Во время ежегодного скашивания всей плантации удаляются поврежденные и зараженные побеги. Важным преимуществом при выращивании ремонтантных сортов малины есть возможность выращивания плантации без шпалеры, что снижает затраты на производство, а также возможность упрощения механизмов комбайнов для сбора. Механизмы для отряхиванния, как и у комбайнов для уборки смородины, установлены под углом (фото 4). Ряды малины разделены на две части, передние подборщики оборудованы елементами для облегчения поднятия и перемещения побегов. В задней секции выгрузки установлен продольный конвейер (фото 5), на котором будут отсортированы собранные ягоды.

Фото 4. Комбайн для сбора ягоды малины ремонтантных сортов

Учитывая возможность распространения механической уборки малины в Польше следует сравнить цену комбайна в контексте потенциальной производительности. На плантации с шириной рядов 4 м. комбайн движется со скоростью менее 1 км./ч. и может собрать приблизительно 0,2 га. в час, или за день (10-12 часов работы) собрать ягоду с плантации площадью чуть более двух гектаров. Это означает, что комбайн, повторяя ту же уборку рядов каждые 4 дня, может собирать плоды на площади 8-10 га. Если уборка делается чаще, эта площадь будет снижена.

 Фото 5. Конвейер для сортировки ягоды на комбайне

Голубика

Несколько раз, по мере созревания, собираются и ягоды голубики. Специализированные комбайны для сбора этой ягоды не производятся в Польше, а ягода, из-за высокой рыночной стоимости собирают вручную. Для повышения производительности уборки, в небольших фермерских хозяйствах можно использовать отряхиватели. Под кустами устанавливаются специальные экраны. Ягода после отряхивания, перед упаковкой может быть очищена от примесей (листьев), с использованием ручных вентиляторов. Комбайны для уборки голубики производятся в основном в США, компании предлагают версии самоходные (фото 6), а также прицепные к тракторам мощностью 30 л.с.

Машины оснащены различными типами отряхивателей, из которых, по нашему мнению, наиболее эффективной моделью будет уже показаная модель с вертикально вибрирующими пальцами. Высокая цена ягоды компенсируется затратами на ручной сбор и покупка такого комбайна может быть оправдана только на крупных 15-гектарных плантациях.

Фото 6. Самоходный комбайн для уборки ягоды голубики

Использование комбайнов для уборки ягоды может быть единственным способом сохранить рентабельность производства ягоды для перерабатывающей промышленности. Довольно большой ассортимент комбайнов для уборки смородины, крыжовника и черноплодной рябины теперь решает проблему механизированной уборки этих ягодных культур. Корректировкой параметров, комбайн можно приспособить к работе почти на каждой плантации. Гораздо хуже представится такая возможность в многоступенчатой уборке ягоды, например малины. Увеличивается риск повреждения побегов и последующего заражения побегов вредителями и болезнями, которые могут значительно снизить урожайность. Механическая уборка возможна на плантациях ремонтантной малины. Подыскиваются также сорта малины с слабым креплением ягоды к плодоложу и хорошей устойчивостью ягоды к механическим повреждениям, что позволит значительно улучшить качество урожая.