Новые способы и технологические средства для высокоэффективного посева лесных семян в питомнике

НОВЫЕ СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО ПОСЕВА ЛЕСНЫХ СЕМЯН В

ПИТОМНИКЕ

Ф.В. ПОШАРНИКОВ, д. т. н.. профессор, академик АЕ, зав, кафедрой технологии и оборудования лесопромышленного производства

Существующие технологии выращивания лесопосадочного материала предполагают завышение норм высева, зачастую, существенное. Например, А.Р. Родин отмечает, что при выращивании сеянцев сосны лишь

14...22% высеянных семян образуют стандартные сеянцы [1]. По другим породам также значительная часть семян не превращается в растения. Поэтому все справочники и наставления дают данные по нормам высева, в которых закладывается большой перерасход семян, многие из которых в связи с трудностями сбора и их предпосевной подготовки имеют большую стоимость.

Для изменения существующего положения в части заранее планируемого существенного перерасхода семян при выращивании лесопосадочного материала необходимо внести кардинальные изменения в технологию выращивания сеянцев в питомниках, предварительно выяснив причины неэффективного использования посевного материала.

Одной из таких причин является стесненное размещение семян в посевных строчках при принятом традиционном узкострочном способе посева в бороздки шириной З...5см. В строчках такой ширины не обеспечивается достаточной площади питания и светового пространства для каждого растения. Это приводит к отпаду растений в период их роста и развития и значительному проценту нестандартных сеянцев. Посев семян в более широкие строки (10... 15 см) был рекомендован только для семян лиственных пород, но и он имел ограниченное применение, в том числе, из-за отсутствия промышленных сеялок для широкострочного посева.

Прорывом в общепринятых положениях о технологии посева лесных семян

можно считать положительные результаты, полученные в передовых лесохозяйственных предприятиях и учеными лесоводами при выращивании сеянцев, в том числе, хвойных пород, в посевных строчках в 10... 15 см. ширины, рекомендуемых до этого только для лиственных пород. Исследования в этом направлении проводились А.П. Доценко, П.Г. Кальным, А.И. Савченко, В.П. Малы-шевичем и многими другими. Результаты исследований позволили им придти к выводу об эффективности широкострочных посевов как для семян лиственных, так и хвойных пород. Ими было установлено, что в широких строках: увеличивается энергия прорастания, что приводит к более дружному появлению всходов и повышению грунтовой всхожести; создаются условия густого стояния, свойственные лесу, что позволяет снизить вредное воздействие солнца (избежать ожога корневой шейки), ветра и засекания частичками почвы и уменьшить испарение влаги, а также снизить степень зарастания сорняками; увеличивается в 2...3 раза (по сравнению с узкострочными посевами) площадь питания для каждого растения, что позволяет создать растениям лучшие условия для фотосинтеза и использования плодородия почвы, и тем самым повысить сохранность сеянцев и увеличить выход стандартных сеянцев.

Опираясь на эти положительные результаты, появилась возможность создать универсальную лесопитомниковую сеялку, в которой высев, как лиственных, так и хвойных пород можно было осуществлять по единой схеме. Это существенно упрощает конструкцию сеялки, ее настройку и регулировку. Предшествовало созданию сеялки обоснование нового способа посева лесных

; •••

штттша

•••

\/4//щ//ч77Ы7П7Щ77фЬ

/ »* » ♦ • • • V / > «X /• • • \ /•••••• *\

• *А /.*•*** \ Шщтщщщщлф

•• Д А***

г

Рис. 1. Схема нового механизированного способа посева семян: а - процесс бо-роздообразования и высева в момент прохода сошника; б, в, г - стадии процесса постепенной заделки семян и выравнивания посевной ленты

семян в питомниках [3]. Данный способ механизированного посева семян послужил основой создания ряда новых лесопитомниковых сеялок (а. с. № 820695). Сущность предлагаемого механизированного способа посева заключается в следующем (рис. 1). Строго выдерживать заданную глубину заделки семян можно, обеспечив устойчивую работу сошника и заделку семян слоем одинаковой толщины. Для этого поверхность посевной ленты выравнивается с помощью планировщика. При его перемещении сглаживаются имеющиеся после предпосевной

обработки неровности и сдвигаются в стороны верхние подсушенные слои почвы вместе с комками и растительными остатками. Опоры сошника, перемещаясь по сглаженной планировщиком поверхности, обеспечивает работу сошника с минимальными колебаниями. Установленный относительно этих опор на определенную глубину коробчатый сошник с плоскими вертикальными стенками и горизонтальным нижним обрезом образует прямоугольной формы бороздку одинаковой глубины. Почва в объеме, равной объему образуемой бороздки,

выдвинутая сошником на поверхность в виде двух боковых почвенных валиков, удерживается длинными щеками сошника от преждевременного осыпания. Это дает возможность высеянным семенам равномерно разместиться по ровному плоскому дну посевной бороздки (рис. 1,а). После прохода сошника семена частично засыпаются почвой из боковых почвенных валиков, которые больше не удерживаются щеками сошника (рис. 1,6).

Размещенные позади сошника пластинчатые загортачи устанавливают так, чтобы их нижние обрезы перемещались на уровне образованной планировщиком базовой поверхности. В этом случае в бороздку попадает только тот объем почвы, который был выдвинут сошником на поверхность при образовании бороздок. Оставшаяся (после самоосыпания) в боковых почвенных валиках почва сдвигается загортачами в бороздку и окончательно засыпает семена (рис. 1,в). Вследствие некоторого разрыхления почвы в

процессе образования бороздок в центре ряда над семенами возможно образование небольшого возвышения почвы. Поэтому предусматривается применение заделывающей волокуши, которая окончательно разровняет всю посевную ленту (рис. 1 ,г) В итоге после завершения процесса посева семян оказываются засыпанными рыхлым влажным слоем почвы одинаковой толщины, что в полной мере соответствует всем требованиям, предъявляемым к посеву лесных семян.

При внедрении широкострочного посева лесных семян различных видов важное значение приобретает вопрос обеспечения равномерного распределения семян по дну широких борозд. Дело в том, что применяемые повсеместно у сеялок катушечные высевающие аппараты, в общем хорошо себя зарекомендовавшие, имеют выбросные отверстия, согласованные с узкими бороздками с размерами 2...3 см, но такие размеры не согласуются с посевными бороздками

10... 15 см шириной.

Сеялка для точного посева СПП-ЗТВ

Для устранения такого несогласования можно было пойти по двум направлениям: разработать новые высевающие аппараты, полностью соответствующие новому технологическому способу посева или в конструкции сеялок ввести дополнительные устройства, которые позволили бы рассеять узкий поток семян, поступающий от стандартных катушечных аппаратов и затем равномерно распределить семена по широкому дну посевной борозды.

Расширения узкого потока семян при использовании стандартных катушечных аппаратов можно добиться, видоизменяя семяпроводы, или применяя различного типа распределители. Рассмотрение различных типов стандартных семяпроводов, используемых у сеялок, приводит к выводу, что на их основе нельзя добиться расширения потока семян. Подавляющее их большинство, наоборот, еще более сужают поток семян, т. к. имеют конусную форму (спирально-ленточные, резиновые трубчатые) или содержат конусовидные элементы (конусные воронки воронкообразных семяпроводов). Некоторое рассеивание потока дают гофрированные семяпроводы, но поперечные их размеры также значительно меньше, чем широкие посевные борозды.

Способствуют расширению исходного семенного потока семяпроводы с плоскими поверхностями. Такие поверхности имеют воронкообразные семяпроводы сеялок СЛП, СЛПМ, СПН-3 и коробчатые цельнокройные семяпроводы экспериментальной сеялки ВЛТИ. Семяпроводы в виде лотков с плоскими рабочими поверхностями установлены на немецкой сеялке КСЕ-1 [2]. Испытания показали, что такие семяпроводы эффективны при использовании их для высева крупных лесных семян. Более мелкие лесные семена можно дополнительно распределить, видоизменив нижнюю часть семяпровода, сделав ее выпуклой, с криволинейной или волнистой, иногда с рифлением, поверхностью. Можно также установить внутри семяпроводов шрифты, пружины или проволочные элементы.

Однако, для получения более высокой степени равномерности распределения семян по дну широких посевных борозд ука-

занных мероприятий недостаточно. Проведя длительные исследования, мы разработали специальные распределители, новизна которых подтверждена рядом авторских свидетельств. Равномерное распределение семян с одновременным расширением их потока достигается при взаимодействии семян с отверстиями-ловушками, размещаемыми на конусной поверхности распределителя. Козырьки ловушек улавливают семена из падающего семенного потока и направляют внутрь полого конусного элемента. Дополнительное рассеивание семян производится малым конусом, устанавливаемым с возможностью регулировки по высоте внутри основного конуса.

Применение даже самого совершенного устройства по равномерной раскладке лесных семян будет только тогда эффективно, когда высеянным семенам будет обеспечена одинаковая глубина заделки. Устанавливаемые в промышленных сеялках анкерные сошники не нашли применения по той причине, что не позволяли семенам равномерно размещаться на глубине. Попытки совершенствования их конструкции за счет наращивания щек, предпринятые в некоторых хозяйствах, существенного повышения качества работы не дали. Более совершенные анкерные пяточные сошники также полностью не решили проблему равномерного размещения семян по глубине, т. к. их короткие щеки позволяли почвенным осыпям заходить в полость сошника, и попавшие на них семена оказывались после их засыпки на разной глубине. У анкерных коробчатых сошников с длинными щеками эти недостатки отсутствуют. Однако, этого еще не достаточно для равномерного размещения семян по глубине. Условия равномерного размещения будут выполнены, если сами сошники будут иметь устойчивый ход по глубине. Стабилизировать их положение относительно поверхности поля легче всего с помощью различного типа опорных устройств. Такие устройства нами были исследованы, и затем разработано и испытано несколько типов опорных узлов.

Удачным оказалось решение использовать для опоры сошника переднюю опорную

лыжу и загортачи с опорами, установленные на одной рамке. Такое устройство опорного узла позволило создать анкерному коробчатому сошнику надежную опору. Приподнятый заостренный носок у передней лыжи позволил исключить забивание опорного контура при работе на любых типах почв. Принципиально новая конструкция опорного устройства, защищенная несколькими авторскими свидетельствами и прошедшая широкую производственную апробацию, позволяет придти к выводу, что вопрос устойчивой глубины хода сошника можно было считать решенным.

Для эффективной работы сошниковых групп с опорными устройствами необходимо обеспечить их движение по предварительно выровненной поверхности. Выравнивают поверхность посевной ленты до прохода сошников планировщики, устанавливаемые на сеялках. Планировщики сдвигают верхние подсушенные слои почвы, вследствие

чего процессы бороздообразования и заделки происходят только во влажной почве. Кроме того, поверхность почвы выравнивается, что повышает качество работы сошников. На предварительно выровненной поверхности стабильнее работают и заделывающие органы. При движении планировщика удаляются также высохшие комки почвы и растительные остатки.

В сельскохозяйственных сеялках планировщики часто устанавливают перед каждым сошником (сеялки «Уникорн», «Моноцентра»- ФРГ, «Моносем», «Пнеумасем»-Франция и др.) [2]. Однако установка отдельных выравнивателей увеличивает массу каждой сошниковой группы, делает ее конструкцию более громоздкой.

Планировщик бульдозерного типа, устанавливаемый на сеялке «Литва-25», имеет более простую конструкцию. Недостаток его заключается в том, что сдвигаемая

Сеялка СПП-ЗШ

им почва перемещается вместе с планировщиком, что может приводить к его забиванию и пересыпанию сгруженной почвы через верхний обрез.

Планировщики грейдерного типа, устанавливаемые под углом к направлению движения, смещают в сторону от зоны бо-роздообразования верхний подсушенный слой почвы вместе с комками и растительными остатками. Высота грейдерного планировщика может быть меньше, чем бульдозерного, что имеет определенное удобство при размещении их под рамами тракторов или орудий, хотя габариты и масса первого несколько больше. Клиновидные планировщики по принципу работы сходны с грейдерными. Отличие их в том, что почва отводится в обе стороны от оси посевной ленты. Клиновидный планировщик примерно в 2 раза короче по длине, чем грейдерный, поэтому его можно устанавливать на сеялке, в то время как грейдерный лучше закреплять под трактором [2].

Улучшает качество заделки семян за счет выравнивания посевных лент применение волокуши. В питомниках давно выравнивают засеянные площади с помощью плоских или квадратного сечения волокуш, используя чаще всего просто диски или брусья. На легких почвах используют цепные волокуши. В серийных сеялках СЖУ-1, «Литва-25М» и других применяют брусковые волокуши круглого сечения, которые представляют собой трубы, заполняемые при необходимости песком. Проведенные нами исследования показали, что более интенсивного выравнивания при тех же габаритах и массе можно добиться с помощью уголковых волокуш- за счет воздействия наклонной кромки уголка.

Используя результаты проведенных исследований в Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) была разработана и внедрена в производство сеялка питомниковая Пошарникова СПП-ЗШ (рис. 2).

Она состоит из рамы, планировщика, бункеров для крупных, мелких и средних

семян, опорного и опорно-приводного колес, семяпроводов для крупных и мелких семян, многоступенчатой коробки перемены передач, сошниковых групп с опорными узлами и распределителями семян, механизмов подъема и регулирования планировщика, сошников и волокуши [2].

При движении планировщик раздвигает в стороны под колеса сеялки крупные комки почвы, корневые остатки и подсохший слой почвы (до 3 см), выравнивает и минерализует посевную ленту. По выровненной поверхности посевной ленты перемещаются опорные узлы сошниковых групп, а сошники движутся на строго заданной глубине. Мелкие и средние семена проходят через отверстия конусных распределителей и равномерно размещаются. Также равномерно размещаются и крупные семена за счет их раскатывания в процессе перемещения по плоским поверхностям коробчатых семяпроводов. Семена заделываются загор-тачами, а окончательное выравнивание посевной ленты осуществляется с помощью уголковой волокуши.

Сеялка СПП-ЗШ в 1990 г. прошла государственные испытания и показала высокое качество работы [4]. Производственная проверка была проведена в питомниках Се-милукского мехлесхоза, Бобровского ОЛК, Учебно-опытного мехлесхоза ВЛТИ (Воронежская обл.), Тихвинского КЛПХ (Ленинградская обл.). Сеялку СПП-ЗШ выпускает Лубенский завод «Спецлесмаш» (Украина).

Сеялка питомниковая Пошарникова кедровая СПП-ЗК была создана на базе сеялки СПП-ЗШ и предназначена для посева семян кедра в посевном отделении питомника в целях получения крупномерного посадочного материала, а также семян других хвойных пород (сосны, ели, лиственницы). Рекомендуется к применению в зоне смешанных и таежных лесов. Сеялка СПП-ЗК имеет унифицированные с сеялкой СПП-ЗШ раму, коробчатые сошники и пластинчатые загортачи, многоступенчатый редуктор и выравнивающую волокушу.

Рис. 2. Сеялка питомниковая Пошарникова СПП-ЗШ: 1 - рама; 2 - навеска; 3 - планировщик; 4 - бункер для мелких семян; 5 - бункер для средних и крупных семян; 6 - опорное колесо; 7 - приводное колесо; 8 -коробка перемены передач; 9- сошниковая группа; 10- механизм привода планировщика; 11 - механизм подъема сошников; 12 - подножка; 13 - волокуша; 14 - семяпровод

В отличие от сеялки СПП-ЗШ, сеялка СПП-ЗК имеет высевающие аппараты для высева семян кедра, специальные, встроенные в семяпроводы, семяраспределители, планировщик с регулируемой шириной захвата и регулируемые по высоте колеса для возможности работы сеялки на высоких посевных грядах. С плавной регулировкой сеялка обеспечивает высев мелких семян хвойных пород в пределах 0,4...6г. и семян кедра- 45... 100 г. на 1 пог. м. В остальном технические данные сеялки СПП-ЗК аналогичны данным сеялки СПП-ЗШ.

Внедрение сеялок нового поколения для выращивания сеянцев механизированным широкострочным способом позволяет в

2...2,5 раза увеличить выход стандартных сеянцев с единицы продуцированной площади при одновременной экономии 20...30% семян на каждую тысячу выращенных сеянцев. Сеянцы в широких строках за счет обес-

печения высокого качества посева (с соблюдением требований равномерности распределения семян по площади и глубине) получаются более выровненные и лучшего качества по биометрическим показателям.

Литература

1. Интенсификация выращивания лесопосадочного материала / А.Р. Родин, Н.Я. Попова, Д.С. Крестов и др. Под ред. А.Р. Родина. - М.: Агропромиздат, 1989.-78 с.

2. Пошарников Ф.В. Современные технические средства для посева лесных семян в питомнике: Обзорн. информ. М.: ВНИИЦлесресурс, 1996. — 44 с. (Библиотека работника лесного хозяйства, вып. 6).

3. Пошарников Ф.В. Улучшенный способ посева семян древесных и кустарниковых пород в лесных питомниках // Изв. вузов. Лесной журнал. -1983.-№5.-С. 30...33.

4. Пошарников Ф.В., Киктев Ю.Н. Сеялка питомниковая СПП-ЗШ// Лесн. хоз-во.- 1991.-№ 12. -С. 41...42.