Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние механизированного возделывания картофеля 9
1.1. Агротехнические требования, предъявляемые при уборке картофеля 9
1.1.1. Требования к качеству клубней картофеля 17
1. 1.2. Механические повреждения клубней картофеля. 21
1.2. Основные технологии возделывания и технологические схемы картофелеуборочных машин 23
1.3. Анализ сепарирующих рабочих органов 31
1.4. Механические повреждения клубней при современных технологиях возделывания 37
1.4.1. Влияние вида и характера нагрузок на процесс повреждения клубней картофеля 37
1.4.2. Анализ процессов повреждения клубней при механизированной посадке и уборке 40
1.4.3. Влияние сортовых особенностей на механические повреждения клубней картофеля 53
1.4.4. Влияние видов удобрения на прочность клубней картофеля 55
1.5. Анализ методов оценки повреждений клубней картофеля 57
1.6. Постановка проблемы и задачи исследования 62
ГЛАВА 2. Теоретические исследования и обоснование математических моделей повреждаемости клубней картофеля при механизированных возделываниях 65
2.1. Критерии повреждаемости клубней картофеля при различных технологических операциях возделывания 65
2.1.1. Анализ математических моделей повреждаемости клубней при посадке картофелесажалками 68
2.1.2. Анализ математических моделей повреждаемости клубней при уборке машинами , 83
2.2. Разработка математических моделей повреждаемости клубней картофеля при возделывании машинами 86
2.3. Обоснование математической модели мякоти клубней картофеля. 96
2.4. Выводы 118
ГЛАВА 3. Программа и методика экспериментальных исследований. 120
3.1. Общая программа и методика исследований 120
3.2. Методика и оборудование лабораторных исследований 121
3.3. Методика и оборудование полевых исследований 123
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований. 126
4.1. Результаты лабораторных исследований. 126
4.2. Результаты полевых испытаний 131
4.3. Оптимизация математических моделей 138
4.3.1. Оптимизация математической модели повреждаемости клубней картофеля на имитаторе повреждений 144
4.4. Полевая экспериментальная проверка предлагаемых рекомендаций 147
4.5. Направления, методы и средства снижения повреждений клубней картофеля при уборке 148
4.5.1. Разработка однорядного картофелеуборочного комбайна 149
4.5.2. Разработка усовершенствованной схемы комбайна 162
4.5.3. Разработка метода и технических средств для оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям 169
4.6. Выводы 188
ГЛАВА 5. Экономическая эффективность предлагаемых мероприятий 191
5.1. Определение экономической эффективности метода оценки выносливости селекционного материала картофеля к механическим повреждениям 191
5.2. Расчет экономической эффективности от снижения повреждаемости клубней картофеля при уборке комбайном ККУ-1 А-01 194
5.3. Экономическая эффективность усовершенствованной конструкции картофелеуборочного комбайна, 195
Общие выводы. 202
Литература 210
Приложения 228
- Агротехнические требования, предъявляемые при уборке картофеля
- Анализ математических моделей повреждаемости клубней при посадке картофелесажалками
- Оптимизация математической модели повреждаемости клубней картофеля на имитаторе повреждений
- Определение экономической эффективности метода оценки выносливости селекционного материала картофеля к механическим повреждениям
Введение к работе
Одной из традиционно важных отраслей сельского хозяйства нашей страны является картофелеводство. Продукция картофелеводства широко используется на производственные цели, для технической переработки и в качестве корма в животноводстве. В мировом масштабе производства сельскохозяйственной продукции картофель занимает видное место, как одна из наиболее продуктивных культур умеренного пояса. Так, он обеспечивает получение высоких урожаев, даёт в 1,5 - 2 раза больше углеводов с единицы площади, чем зерновые. Даже в последнее столетие наметилась тенденция перехода всё большего количества стран, традиционно потребляющих рис и пшеницу, на потребление картофеля. Одна из причин возросшего потребления картофеля связана с организацией картофеле перерабатывающей промышленности в ряде стран. Картофель предоставляется потребителю в более привлекательных формах - в виде продуктов или полуфабрикатов (картофеля фри, картофельных котлет, картофельных крокетов и др.), которые имеют аппетитный вид и требуют меньшего времени на приготовление, чем блюда из сырого картофеля.
Кроме того, картофель обладает некоторыми преимуществами в агро-экономическом отношении по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами, что также способствует его распространению. Культура картофеля пластична, что обеспечивает ей возможность возделывания от тропиков до арктического пояса. Картофель хорошо произрастает в условиях туманного и дождливого климата, неблагоприятного для выращивания большинства зерновых культур; может расти на бедных песчаных почвах. Картофель обеспечивает высокую окупаемость удобрений [51].
Картофель приобретает значение первостепенной продовольственной культуры в условиях преобладания бедных и лёгких почв, а также в районах с засушливым климатом, например в Бурятии, его можно выращивать с меньшим расходом воды на единицу сухого вещества.
Картофель отличается большими запасами энергии и белка в расчёте на единицу площади. Белок картофеля особенно ценен из-за высокого содержания незаменимых аминокислот, реже встречающихся в белках других растений» и в этом отношении аналогичен белку молока. По биологической ценности белка (показатель количества поглощённого азота, которое сохраняется в организме для поддержания жизни и роста) картофель также превосходит многие культуры, о чём говорят следующие цифры: яйцо куриное - 96, картофель - 73, соя — 72, кукуруза— 54, пшеничная мука - 53, горох -48, фасоль-46 [107],
Значение картофеля в питании человека в будущем, по мнению исследователей, не только не снизится, а наоборот, возрастёт, из него будут производить новые пищевые продукты, полуфабрикаты.
Эффективность картофелеводства в значительной степени зависит от производства семенного картофеля. К составляющим этого производства относится селекция, создающая генетическую основу семеноводства — сорт, и связанное с ней размножение семенного материала. Сорт во многом определяет урожай. Как правило, новые сорта превосходят старые по урожайности. Исследованиями и практикой установлена высокая эффективность сортосмены: прибавка урожая составляет 10-30 % по сравнению со старыми сортами [51].
Однако картофель - самая энергоёмкая сельскохозяйственная культура, в настоящее время производство картофеля характеризуется высокой трудоёмкостью. Около 500 чел. - ч. затрачивается на возделывание 1 га картофеля, причём 40-60 % из них приходится на уборку. Недостаток рабочих в этот период приводит к растягиванию сроков выполнения работ, что отражается на потере урожая в пределах 15-20 % и более. В то же время разработанные и испытанные в производственных условиях интенсивные технологии производства картофеля обеспечивают гарантированное получение урожайности культуры на уровне 200-250 ц/га с затратами труда 0,8 - 1 чел. - ч. на 1ц.
7 продукции [103]. Но уровень карто ф ел свод ства в нашей стране остается низким, средняя урожайность 9-12 т/га, потери при хранении 15-18 %.
Главными причинами низкой эффективности картофелеводства являются: низкий технологический уровень возделывания картофеля, использование несовременной малопроизводительной техники; отсутствие на отечественном рынке недорогих комплектов техники и оборудования для возделывания, послеуборочной доработки и хранения картофеля; недостаточные объемы производства качественного и семенного материала, особенно сортов с высокими потребительскими качествами, предназначенных как для потребления в свежем виде, так и для промышленной переработки на картофеле-продукты; несоблюдение требований стандартов и отсутствие системы сертификации в процессе элитного семеноводства картофеля.
Таким образом, современная технология производства картофеля — это высококачественный семенной материал наиболее продуктивных сортов, современная техника (система машин), оптимальные дозы удобрений, эффективные гербициды и средства защиты растений от вредителей и болезней, совершенные формы организации и оплаты труда, то есть комплексное применение всех элементов и факторов производства.
Среди других культурных растений картофель выделяется наличием богатейших генетических ресурсов и лёгкостью передачи наследуемых признаков сорта. Различные сорта картофеля, кроме урожайности, в разной степени обладают такими наследуемыми признаками, как выход крахмала, продолжительность вегетации, устойчивость к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и т.д. А в связи с совершенствующимися приёмами и способами возделывания и уборки, а также длительного хранения картофеля к новым сортам предъявляются дополнителъные требования. Так, возрастающий удельный вес механических повреждений клубней при уборке, закладке на хранение и транспортировке - определил необходимость вести селекцию на повышенную выносливость картофеля к механическим нагрузкам [51],
8 В связи с этим, в последние годы у нас в стране и за рубежом изучаются и разрабатываются методики и средства для определения пригодности сортов к механизированной уборке. Несмотря на наличие и разнообразие существующих методов оценки небольших партий клубней, все они направлены в основном на выявление отдельных факторов выносливости. К тому же, как отмечают исследователи [185, 186], реакция сорта меняется в зависимости от метода испытания их выносливости. А это значит, что испытания необходимо проводить методами наиболее близкими к воссозданию условий, имеющих место при обычном механизированном возделывании. Другими словами, необходимо выявить критерии повреждаемости клубней картофеля при механизированном возделывании, а также определить и оптимизировать математические модели процессов повреждения клубней при разных технологических операциях. Разработка данных моделей и методики оценки, удовлетворяющей вышеперечисленным условиям, позволит вести направленную селекцию сортов, пригодных к механизированному возделыванию и разработать конструкцию рабочих органов и технологических схем перспективных картофелеуборочных комбайнов и другой техники.
Агротехнические требования, предъявляемые при уборке картофеля
Картофель очень требователен к физическому состоянию почвы. Почва должна быть рыхлой, хорошо проницаемой для воды, воздуха и тепла, так как в ней формируются не только корневая система и столоны, но и клубни.
Тщательной подготовке почвы под картофель уделяют большое внимание, так как она играет важную роль в получении максимальных урожаев хорошо сформировавшихся неповреждённых клубней.
С переходом на полную механизацию наряду с учётом требований растений картофеля к рыхлости почвы, водообеспечению и обеспеченности воздухом и теплом важно также поддерживать почву в таком состоянии, чтобы она была пригодна для использования машин. В связи с этим необходимо не только подготовить почву к посадке клубней, обеспечив её структурность и рыхлость, но в то же время сохранить её плотность, позволяющую выдерживать нагрузку тракторов, картофелесажалок и других машин, и при этом -рыхлое состояние до уборки. Для высокомеханизированного картофелеводства нужно создавать условия, способствующие разложению растительных остатков, так как они затрудняют работу машин [51].
При обработке почвы необходимо соблюдать целый ряд агротехнических требований. Прежде всего, почва не должна быть крупнокомковатой. Комья, равные по размеру клубням или крупнее их, при уборке комбайном поступают в ворох, и их приходится дополнительно отделять от клубней механически или вручную. Кроме того, в сухую погоду острые кромки комьев могут повреждать клубни. Поэтому в окончательно подготовленной под картофель почве максимальный размер почве иных уплотнений не должен превышать 12 мм [7]. В основном применяют следующие способы обработки почвы; осеннюю вспашку и поверхностную обработку весной; двукратную вспашку осенью и весной на тяжёлых уплотнённых слаборыхлых почвах; предпосадочную обработку и весеннюю вспашку в один агротехнический приём.
Приёмы подготовки почвы имеют некоторые особенности в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий. Однако наиболее распространена вспашка поздним летом или ранней осенью с рыхлением подпахотного горизонта, то есть в сроки, когда почва не переувлажнена. Это создаёт хорошие условия для предотвращения скопления избыточной влаги в почве, а также исключает образование крупных комков. После вспашки проводят нарезку гребней. Такая система подготовки почвы благоприятствует процессу создания рыхлой структуры и способствует разложению корневых остатков и других органических веществ.
Перед вспашкой для уничтожения пожнивных остатков нередко применяют дискование почвы [52]. Глубина основной обработки на мощных почвах составляет 200-250 мм, на почвах с маломощным пахотным горизонтом ограничивается подпочвой.
Окончательная обработка почвы должна обеспечить мелкокомковатую структуру в слое 100-150 мм. Весной мелкокомковатый, измельчённый морозом слой почвы нельзя заделывать глубоко, в то же время влажные комки почвы не следует выносить на поверхность, так как, высохнув, они могут стать причиной повреждения клубней. Весеннюю обработку не проводят слишком рано: в этом случае в мягком, влажном слое под поверхностью почвы могут образоваться уплотнения. На тяжёлых почвах нередко применяют послойную обработку, что также исключает образование комков.
Для основной обработки почвы используют навесные, полунавесные и прицепные плуги, имеющие в зависимости от размеров поля от одного до восьми корпусов. Предпочтительно применять полунавесные плуги, которые одновременно выравнивают почву. На тяжёлых почвах для глубокого рыхления без оборота пласта применяют чизель-культиваторы [52].
Чизель-культиватор в агрегате с мощным трактором глубоко рыхлит подпахотный слой почвы шириной 4,56 м, создавая лучшие условия для доступа воздуха и воды к корням и большую устойчивость поверхности почвы к водной и ветровой эрозии. Для этих же целей применяют и культиватор-глубокорыхл ите ль с трёхрядным расположением сошников [52],
Кроме того, большое значение в индустриальной технологии производства картофеля придают подготовке семенных клубней к посадке. Обычно для посадки используют калиброванные клубни. В Голландии, например, семенной картофель разделяют на три фракции: 28-35, 35-45 и 45-55 мм [56]. По зарубежным данным, крупные и мелкие семенные клубни дают одинаковый урожай, если достигнута требуемая густота стояния растений. У мелких и крупных клубней имеется ряд преимуществ и недостатков.
Посадка крупными семенными клубнями имеет преимущества в случаях: - когда почвенные и погодные условия при посадке неблагоприятны;
- непродолжительного сезона выращивания;
- если есть опасность, что в первой половине сезона выращивания картофель может пострадать от ночных заморозков, града, засухи.
Сравнение продуктивности резаных семенных частей и целых клубней той же массы показывает, что целые клубни обычно дают лучший урожай. Обычно при посадке резаными клубнями процент всхожести ниже, что вызвано загниванием резаных частей. Посадка резаными клубнями допускается только в случае крайней необходимости, ибо в ткани проникает инфекция. Необходимо резать клубни заблаговременно, чтобы произошло опробковение изрезанной части. Установлено, что процент всхожести обратно пропорционален числу частей, на которые разрезан клубень. При резке, кроме того, переносятся болезни (вирусные, грибные и бактериальные). Резка требует больших затрат труда. Если почвенные условия неблагоприятны (слишком сухо или влажно, слишком жарко или холодно), производить посадку резаными клубнями нельзя [51]. В Северной Америке по сравнению с Европой семенные клубни режут непосредственно перед посадкой. При этом принимают меры для того, чтобы поверхность среза не просыхала не только перед посадкой, но и после неё. Процесс опробковения успешно завершается, если клубни хранить приблизительно четыре дня при температуре 15С и относительной влажности 85 %.
А сейчас и в США отмечена тенденция к использованию целых семенных клубней [51].
В странах с развитым картофелеводством, несмотря на сравнительно продолжительный вегетационный период, широко применяют предпосадочное проращивание клубней. Так, в странах Европы проращивают около 40 % посадочного материала картофеля. При этом установлено, что предпосадочное проращивание клубней снижает повреждение ростков картофеля ризок-тониозом. Это способствует более дружному и раннему появлению всходов, в результате чего, урожайность повышается на 15-20 % . Не менее важно и то, что посадка пророщенными клубнями позволяет получать урожай физиологически более зрелых клубней. А это значительно снижает ігх механические повреждения в процессе уборки комбайнами и, в конечном счёте, сокращает отходы во время хранения [80].
Анализ математических моделей повреждаемости клубней при посадке картофелесажалками
Кроме того, одним из важных критериев повреждаемости клубней является работа потемнения мякоти, предложенная С. К. Головицыным [32]. Проведенные исследования [102] в период уборки показали, что потемнение мякоти клубней вызывает работа удара равная 0,2 Дж для клубней любых размеров. Это объясняет существующее различие во мнениях о допустимой высоте падения клубней картофеля.
Повреждения картофеля можно уменьшить, покрывая элементы рабочих органов, соприкасающиеся с клубнями, определенным упругим материалом, например, резиной или фторопластом [64].
Использование облицовочных материалов с целью снижения повреждений, однако, не дает ожидаемого результата при толщине покрытия (литая резина) менее 0,008 м на металлической поверхности. Применение покрытия рабочих органов, как отмечает И.Е. Кущев [81], позволяет увеличивать размеры сепарирующих рабочих органов с целью большего разрыва потока картофельного вороха без нанесения внешних и внутренних повреждений, но работа потемнения мякоти остается одинаковой, как при ударе о непокрытый рабочий орган, так и об облицованный. Разница заключается лишь в том, что при ударе о непокрытую поверхность вся энергия уходит на отскок клубня, а при ударе об облицовочную поверхность часть энергии уходит на деформацию покрытия, т.е. возрастает время удара. Далее И.Е. Кущев делает неверный вывод, что следующим критерием повреждаемости клубней картофеля становится время удара. Очевидно, что при деформации покрытия на деформацию клубня затрачивается уже меньше энергии, последовательно, он меньше повреждается. А время удара зависит от скорости удара. Таким образом, мы приходим опять к допустимой скорости соударения.
Итак, критериями повреждаемости клубней картофеля являются: допустимая скорость соударения, упруго-прочностные свойства (модуль упругости и предел прочности), работа потемнения мякоти. В конечном итоге главным критерием повреждаемости клубней картофеля является по Г.Д. Петрову [102] величина предельно допустимых контактных напряжений и мы полностью с ним согласны. Исследованиями рабочего процесса посадки картофеля сажалками и влияния его на механические повреждения клубней занимались многие ученые, в том числе: А.И. Вольников, В.П. Климарев, В.Г. Гагулина и др. Так, например, В.Г. Гагулина [24] и другие отмечают, что внешние повреждения возникают от статических нагрузок, а внутренние же повреждения возникают исключительно от соударения клубней с рабочими органами. Таким образом, для снижения внешних повреждений достаточно, чтобы материал рабочих органов сажалки, взаимодействующих с клубнями имел по возможности низкий коэффициент трения с клубнем, кроме того, рабочие органы не должны иметь острых кромок, заусенцев и выступов с малым радиусом закругления и препятствующих движению клубней [24]. На исследованиях процесса возникновения внутренних повреждений остановимся поподробнее. Поскольку, на наш взгляд, внутренние повреждения имеют гораздо большее значение при влиянии на сохранность картофеля при хранении. Внутренние повреждения клубней, вызываемые нагрузкой чаще динамического характера, зависят от прочности мякоти. Тогда характеристикой динамической: выносливости клубня к повреждениям следует считать предельную величину возникающего в нем напряжения, при котором начинается повреждение [55]: где 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние кривизны контактирующих поверхностей; / -наибольшая нагрузка, которую выдерживает клубень до повреждения; SK— площадь контакта, определяемая по пятну контакта. Внутренние повреждения в клубнях, по мнению В.Г. Гагулиной [24], возникают при посадке от механического взаимодействия рабочих органов сажалки. Так как в результате удара возникает очень сложное поле деформаций в клубне в силу отражения ударных волн от граничных поверхностей, то математическое описание процесса удара в общем виде оказывается настолько сложным, что выходит за рамки современных возможностей теории упругости, поэтому для решения прикладных вопросов теории удара применяют упрощения и допущения, которые давали бы удобные инженерные решения, но не вели бы к недопустимым ошибкам качественного и количественного характера. В связи с этим особое значение приобретает правильный выбор методики расчета из числа существующих, которая в наибольшей мере соответствовало бы физическим особенностям рассматриваемой ударной системы. В настоящее время для расчета ударных систем применяют следующие методы: 1) классический (ньютоновский) метод; 2) метод Герца (области контакта предполагаются упругими, а тела твердыми); 3) метод теории упругости и классической теории удара (тела предполагаются упругими полностью, а распространение напряжений мгновенными); 4) метод плоской волны Сен - Венана; 5) комбинированный метод (предполагающий применение теории упругости для приконтактной зоны и метода плоской волны для остальной части соударяющихся тел или метод неплоского удара) [24]. В сажалках с ложечно-дисковым вычерпывающим аппаратом наибольшую опасность, с точки зрения нанесения внутренних повреждений, представляют ложечки в период их прохождения в слое клубней питательного ковша и прижимы в момент фиксации клубня в ложечке, поэтому теоретический анализ направлен на определение различных параметров, характеризующих удар между вышеназванными рабочими органами и семенными клубнями.
Оптимизация математической модели повреждаемости клубней картофеля на имитаторе повреждений
Большинство разработанных на сегодня теорий прочности не нашло распространения в научной и технической литературе в виду не только отсутствия достаточного экспериментального обоснования того или иного предложения, но и часто из-за громоздкости их расчетных уравнений, а также необходимости опытного определения большого числа констант материала.
В специальной литературе по вопросам, связанным с ударом можно найти два противоречивых подхода к этому явлению. Одни авторы, базируются на принципах классической механики сформулированных Ньютоном, другие исходят из основных положений теории упругости и опираются на теорию удара Сен-Венана. Одним из основных положений классической механики является постулат о том, что при вполне упругом ударе коэффициент восстановления скорости равен единице. Теория упругости это положение опровергает, за исключением частного случая, когда происходит упругий удар между телами равньтх масс, одинаковой формы и если материал обоих тел обладает одинаковой акустической жесткостью [102].
Так, Г.Д. Петров, после проведенных исследований [102], делает вывод, что решающим критерием, определяющим возможность возникновения повреждений клубней, является величина контактных напряжений, возникающих при соударениях. И особое значение приобретает правильный выбор методики расчета из числа существующих, которая бы в наибольшей мере соответствовала физическим особенностям рассматриваемой ударной системы.
Из известных основных методов приближенного расчета ударных систем (классического Ньютоновского метода; метода Герца, предполагающего области контакта упругими, а тела твердыми; метода плоской волны Сен-Венана и, наконец, комбинированного метода разработанного советским ученым Е.В: Александровым, сочетающего статические решения теории упругости для приконтактной; области и метода плоской волны;для остальной части соударяющихся тел) Г.JX. Петровым [ 102] выбран,. как наиболее: отвечающий рассматриваемому ударному явлению, метод Герца.
Под действием контактного давления в приповерхностном слое возникают очень высокие растягивающие и сдвиговые напряжения, вследствие чего; на поверхности мягких материалов могут развиться значительные: пластические деформации.
Этот эффект был впервые изучен Герцем, который получил уравнения описывающие величину и тип напряжений, возникающих на поверхности и в приповерхностном слое материала при сжатии [58]. На рис. 2.7,а приведена схема давления; на контактирующей поверхности двух цилиндров. В данном случае исходят из предположения, что зона контакта является плоским узким прямоугольником; Клубни; картофеля тоже при- определенном приближении можно рассматривать, как цилиндрические тела.
Тимошенко [184] показал, что сжимающие напряжения уменьшаются по мере удаления от поверхности в глубь материала, а сдвиговое напряжение на поверхности равно нулю и возрастает до максимальной величины 0,304 W на глубине 0,78 Ь (рис.2.7,б). Таким образом, разрушение мякоти клубня обычно происходит из-за сдвиговых напряжений, причем на некоторой глубине от поверхности, где напряжение достигает максимума и где, вероятно, проходит граница между поверхностным слоем мякоти и сердцевиной (3-5 мм), которые обладают различными физико-механическими характеристиками. Так величина допустимого нормального напряжения, по данным Н.И.
Верещагина [22], равна для поверхностного слоя 0,8 Н/мм2, а для сердцевины 0,5 Н/мм2, то есть сердцевина менее прочна. Поэтому сердцевина мякоти разрушается ещё до появления заметных наружных повреждений. Разрушения мякоти носят различный характер: потемнения мякоти, внутренние трещины и т.п. Остановимся на изучении появления трещин, как более опасных повреждений.
Рассмотрим схему образования трещин в полупространстве, нагружаемом сферическим индентором [58] (рис. 2.8). Вначале (Рис,2.8,а) контакт упругий, но при достижении максимумом касательных напряжений критерия пластичности, под поверхностью возникает зона пластичности (заштрихованная зона ПЗ на рис. 2.8,6-в). На поверхности у границы площадки контакта (в зоне растягивающих первых главных напряжений) появляются отдельные дуговые трещины. При больших нагрузках таких трещин становится больше, их длина увеличивается. В итоге дуговые трещины замыкаются, образуя одну или несколько круговых (кольцевых) трещин, вложенных одна в другую. Одна такая трещина обозначена на рис.2.7,6 двумя короткими сплошными линиями, направленными от поверхности почти вертикально. При дальнейшем повышении нагрузки кольцевая трещина перерастает в коническую трещину КТ. Далее формируется пространственная трещина в виде усеченного конуса, так называемый, конус Герца. Кроме того, увеличение нагрузки приводит к увеличению пластической зоны, у основания которой возникает (рис.2.8.в) медианная трещина МТ, которая представляет для нас наибольший интерес в связи с возникновением внутренних трещин при разрушении клубня картофеля.
Определение экономической эффективности метода оценки выносливости селекционного материала картофеля к механическим повреждениям
По истечении этого срока исследуют степень потемнения, для чего от клубня отсекают сегмент с пятном контакта толщиной 0,5-1,0 см и разрезают на дольки толщиной 2-3 мм. Дольки просматривают и отмечают потемнения мякоти, применяя следующую шкалу оценки: 1 балл - потемнения отсутствуют; 3 балла - потемнения глубиной до 3 мм; 5 баллов - потемнения глубиной свыше 3 мм. Минимальный объем пробы составляет 20 клубней. Для получения более точных данных число клубней в пробе увеличивают до 50.
Оценку методом «комбайнового теста» проводят для гибридов основного и конкурсного испытаний (пятый - восьмой год селекции).. Уборку гибридов рекомендуют проводить комбайном или картофелекопателем КСТ-1,4 (тем, который наиболее сильно повреждает клубни). Длина двухрядковой: делянки при этом должна быть не менее 35-40 м, чтобы обеспечить нормаль-ныйфабочий процесс. При большей 40 м площади делянки или на участке размножения уборку и оценку можно проводить комбайном.
Ботву скашивают в день уборки или накануне. При уборке с каждого варианта отбирают по две пробы клубней в двухкратной повторности до 50 клубней в каждой (всего четыре пробы). Пробы для оценки отбирают, отступив от границ делянки на 5 м, избегая при этом скученности клубней и остатков ботвы. Клубни массой менее 30 г, а.также пораженные фитофторозом-исключают. Отобранные пробы разбирают непосредственно в поле или В: хранилище, в последнем случае перевозки должны быть одинаковыми. В; день уборки учитывают внешние повреждения. Затем все клубни закладывают в хранилище при температуре 16-18G. После десятидневного хранения клубни разрезают перпендикулярно продольной оси на дольки толщиной 2-3 мм. Дольки рассматривают и отмечают потемнения мякоти на глубину менее 3 мм; от 3 до 4,9 мм; от 5 до 7 мм; более 7 мм. По результатам учета вычисляют процент поврежденных клубней, в- том числе по видам механических повреждений. По результатам оценки выделяют гибриды, превосходящие по выносливости к механическим повреждениям стандартные сорта.
Итак, применение прибора ПДП оценивает только выносливость к потемнениям мякоти, начиная только с третьего года выведения (необходимо иметь пробу из 50 клубней). Самый же существенный недостаток - это то, что при этом клубни подвергаются механическому нагружению, отличающемуся от вида и характера нагружения клубней в картофелеуборочном комбайне. Однако, как известно, реакция сорта картофеля меняется в зависимости от вида и характера нагружения (метода испытания) [185, 186], Более достоверная оценка, конечно, производится «комбайновым тестом», но его, возможно проводить только на последнем этапе селекционного процесса (5-8 -й годы).
Таким образом, нами предлагается изменить существующую методику оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям. Так, начиная со второго года селекции, необходимо применять оценку селекционного материала картофеля с помощью установки для исследования прочности И упругости образцов мякоти клубней при динамических нагрузках [63]. Для: чего потребуется всего 5-6 клубней, из которых вырезают образцы с помощью специальных шаблонов. Требуется всего 20 образцов (по 3-4 образца от каждого клубня), чтобы обеспечить среднюю ошибку опыта в пределах ±4,5 %. Далее образцы: разрушают на установке и с помощью тензометрии определяют силу и работу разрушения. Затем, сравнивая, результаты с известными результатами лучших сортов, делают заключение о выносливости данного гибрида..
На следующем этапе селекции, начиная с третьего года, можно;применять методику оценки выносливости с помощью имитатора повреждения клубней [47, 48]. Для данной оценки потребуется проба в Л 00 клубней. Данный метод, кроме того, что наиболее близок к оценке «комбайновый тест», имеет еще одно преимущество: стационарные (стабильные - независимые от погоды) условия испытания.
Оценку с помощью имитатора повреждения производят следующим образом. Вручную осторожно выкапывают с каждого варианта (гибрида) по две пробы клубней в двухкратной повторносте по 25 клубней (всего четыре пробы); Пробы для оценки отбирают, начиная со второго куста от границ делянки. Клубни менее 30 г, а также пораженные фитофторозом исключают. Отобранные пробы этикетируют и осторожно перевозят к имитатору. После доставки сразу же проводят испытания. Испытания на.имитаторе проводят следующим образом: закладывают пробу клубней (25 штук) в барабан имитатора, затем, установив нужный режим, включают. Пропустив через имитатор необходимое количество проб, клубни осматривают и учитывают внешние повреждения: обдир кожуры от !4 поверхности клубня, обдир кожуры от 1Л до 14 поверхности, обдир кожуры более Уг поверхности, вырывы мякоти, трещины. Данные учета записывают в журнал. Затем все клубни (с внешними повреждениями и без них) закладывают на хранение. Вместо обычных 10-15 дней хранения при температуре 16-18С, лучше применять хранение 10-12 часов при температуре 20-25С восвешенномшомешении: слоем не. более 10 см [24]. После хранения клубни режут на дольки, как: обычно, и учитывают потемнения мякоти на глубину менее 3 мм; от 3 до4;9 мм; от 5 до 7 мм; более 7 мм: Если І на; клубне находят несколько однотипных повреждений; то учитывают каждое из них. По результатам.учета вычисляют процент поврежденных клубней иLколичество повреждений, приходящееся на 100 клубней; По результатам оценки определяют гибриды, превосходящие по выносливости стандартные сорта.
