Картофельная, свекловичная и овощная техника: ключевые машины и рабочие органы

Современное сельское хозяйство невозможно представить без специализированной техники, предназначенной для возделывания и уборки картофеля, сахарной свеклы и овощных корнеплодов, рассказывают в АГРОНИКС. Эти культуры занимают ключевое место в продовольственной безопасности, а их производство требует многоступенчатого технологического процесса от подготовки почвы и посадки до уборки и закладки на хранение.

Каждый этап обеспечивается отдельными типами машин, объединёнными в комплексы, например как комбайн Grimme или другие, которые позволяют минимизировать ручной труд и потери урожая.

Картофельная, свекловичная и овощная техника развивалась десятилетиями, и сегодня она это высокотехнологичные агрегаты, оснащённые системами автоматизации, гидравлическими приводами и электронными датчиками контроля глубины и качества работы. Подробно рассмотрены основные машины и рабочие органы, применяемые при возделывании пропашных культур: от посадочных агрегатов до комбайнов, формирующих готовый к хранению продукт.

Картофелесажалка

Картофелесажалка это машина, предназначенная для механизированной посадки клубней картофеля в предварительно подготовленную почву. Современные модели классифицируются по типу агрегатирования (навесные, полунавесные, прицепные), числу высаживаемых рядков (от двух до восьми) и типу высаживающего аппарата (ложечный, ременной, элеваторный).

Конструктивно картофелесажалка включает раму, опорно-приводные колёса, бункер для клубней, бункер для удобрений, высаживающий аппарат, сошники, бороздозакрыватели и механизм привода.

Рабочий процесс начинается с загрузки клубней в бункер. По наклонному днищу и направляющим клубни поступают в зону захвата высаживающего аппарата, в качестве которого чаще всего выступают ложечки, закреплённые на цепи или диске.

Ложечки захватывают по одному или два клубня и транспортируют их вверх, а затем направляют вниз к сошнику, который формирует борозду заданной глубины. Сошники могут быть анкерного, дискового или килевидного типа выбор зависит от почвенных условий и требуемой глубины посадки.

Бороздозакрыватели, установленные за сошниками, засыпают клубни почвой и формируют гребень.

Одной из ключевых характеристик картофелесажалки является точность раскладки клубней: расстояние между клубнями в рядке и глубина посадки должны соответствовать агротехническим требованиям для конкретного сорта и региона. Современные машины оснащаются системами контроля, которые фиксируют пропуски и двойные попадания, а также регулируют норму высева в зависимости от скорости движения агрегата.

Двухрядные сажалки, например, работают с расстоянием между рядами 60–75 см, что соответствует типовым схемам посадки картофеля.

При выборе картофелесажалки важно учитывать тип почвы: на тяжёлых суглинках предпочтительны машины с активными фрезерными рабочими органами, которые предварительно рыхлят почву перед укладкой клубней. На лёгких песчаных почвах достаточно пассивных сошников. Регулировка глубины посадки осуществляется с помощью опорно-копирующих колёс, а норма высева настраивается сменой звёздочек в приводе высаживающего аппарата.

Ботвоудалитель

Ботвоудалитель это машина, предназначенная для удаления ботвы картофеля, сахарной свеклы и других корнеклубнеплодов перед уборкой. Своевременное удаление ботвы ускоряет созревание клубней, снижает их повреждение при уборке и уменьшает риск распространения болезней. В зависимости от конструкции ботвоудалители делятся на механические, пневматические и комбинированные. Наибольшее распространение получили механические модели с вращающимися ножами или билами.

Принцип работы ботвоудалителя с горизонтальным ротором основан на срезании ботвы вращающимися ножами, расположенными в горизонтальной плоскости. Ножи закреплены на валу, который приводится в движение от вала отбора мощности трактора.

Высота среза регулируется опорными колёсами или копирующими устройствами, которые отслеживают рельеф поля и положение головок корнеплодов. При движении машины вдоль рядков механизм копирует головки корнеплодов, расположенных на разной высоте, и посредством тяг устанавливает на заданную высоту вращающийся нож с режущими элементами.

Срезанная ботва удаляется с поля или собирается в транспортное средство.

Для сахарной свеклы применяются ботвоудалители с гребенчатым копиром, который наезжает на головки корнеплодов и отклоняется в сторону при смещении корнеплода относительно теоретической оси рядка. Это позволяет точно позиционировать нож и срезать ботву вместе с верхушкой головки, не повреждая сам корнеплод. Некоторые модели оснащаются дополнительными билами для измельчения остатков ботвы и распределения их по полю в качестве мульчи.

Глубина среза ботвы должна составлять 2–3 см ниже уровня головки корнеплода, но не более. Чрезмерное заглубление ножей приводит к повреждению клубней и потере урожая. Для картофеля оптимально удалять ботву за 7–14 дней до уборки за это время кожура клубней окрепнет, что снизит механические повреждения при выкапывании.

Копатель-погрузчик

Копатель-погрузчик это машина, совмещающая функции выкапывания корнеклубнеплодов и их погрузки в транспортное средство. В отличие от простых картофелекопателей, которые укладывают клубни на поле в валок, копатель-погрузчик оснащён дополнительным транспортером, подающим клубни в кузов рядом движущегося транспортного средства. Такие машины особенно востребованы при уборке раннего картофеля и овощных корнеплодов, когда требуется быстрая доставка продукции на сортировальный пункт или на рынок.

Конструктивно копатель-погрузчик включает подкапывающий лемех, сепарирующий элеватор, переборочный стол (на некоторых моделях) и выгрузной транспортер. Унифицированный картофелекопатель-погрузчик содержит транспортер-сепаратор и прутковый элеватор, а также третий диск небольшого диаметра, установленный за основными дисками для дополнительной очистки и формирования потока корнеплодов.

Корнеплоды дополнительно очищаются поперечным шнеком с эластичной поверхностью, что снижает количество прилипшей почвы.

Рабочий процесс выглядит следующим образом: лемех подрезает пласт почвы с клубнями, который поступает на сепарирующий элеватор. Прутковое полотно элеватора пропускает мелкие фракции почвы между прутками, а клубни и крупные комки перемещаются дальше. На выходе с элеватора клубни попадают на выгрузной транспортер, который подаёт их в кузов транспортного средства. Производительность копателя-погрузчика зависит от ширины захвата, скорости движения и качества сепарации.

При эксплуатации копателя-погрузчика важно следить за степенью натяжения пруткового полотна элеватора и состоянием подкапывающего лемеха. Затупленный лемех увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество подкапывания. Глубина хода лемеха регулируется опорными колёсами и должна обеспечивать полное подрезание корневой системы без заглубления в подпахотный горизонт.

Корнеуборочный комбайн

Корнеуборочный комбайн это сложная многофункциональная машина, выполняющая за один проход целый комплекс операций: срезание ботвы, подкапывание корнеплодов, очистку от почвы и растительных остатков, а также загрузку в бункер или транспортное средство.

Свеклоуборочный комбайн подкапывает корни свёклы, выбирает их из почвы, обрезает ботву и грузит корнеплоды в кузов рядом движущегося тракторного прицепа или автомобиля. Современные модели оснащаются механизмами контроля глубины копания, вибрационными копачами и системами очистки, обеспечивающими бережное выкапывание корнеплодов.

Комбайны для уборки картофеля работают по схожему принципу, но с учётом особенностей культуры. Картофелеуборочный комбайн содержит подкапывающий лемех, сепарирующее устройство в виде прутковых элеваторов, отделитель ботвы и бункер-накопитель. В зависимости от конструкции комбайны делятся на бункерные и элеваторные. Бункерные модели накапливают клубни в бункере и выгружают их периодически, элеваторные непрерывно подают продукцию в транспортное средство.

Однофазная уборка, при которой комбайн выполняет все операции за один проход, является доминирующей в современных технологиях возделывания сахарной свеклы и картофеля. Это сокращает количество проходов техники по полю, снижает уплотнение почвы и потери урожая. Для уборки моркови и других овощных корнеплодов применяются комбайны теребильного типа с перегрузочным элеватором, которые могут использоваться для эффективной уборки моркови, пастернака и других корнеплодов.

При работе корнеуборочного комбайна важно контролировать скорость движения и глубину подкапывания. Оптимальная скорость движения подкапывающего лемеха составляет 0,8–1,2 м/с, а глубина подкапывания 3–5 см. Превышение скорости приводит к увеличению потерь и повреждений корнеплодов, а недостаточная глубина оставляет часть урожая в почве.

Гребнеобразователь

Гребнеобразователь это машина, предназначенная для нарезки гребней, рыхления почвы в междурядьях посадок картофеля с одновременным формированием высокопрофильных гребней. Гребневая технология возделывания картофеля широко применяется в регионах с достаточным увлажнением и на тяжёлых почвах, где важно обеспечить хороший дренаж и прогрев почвы. Гребни формируются до посадки или одновременно с ней, а также в процессе междурядных обработок.

Универсальная комбинированная почвообрабатывающая машина-гребнеобразователь состоит из рамы, на которой установлены опорно-приводные колёса, рабочие органы для рыхления и формирователи гребней. Формирование гребней осуществляется стрельчатыми, дисковыми либо ротационными рабочими органами. Для регулирования глубины рыхления почвы и высоты гребней служат опорно-приводные колёса.

Фрезерный культиватор-гребнеобразователь оснащён активным рабочим органом для формирования внутренней части гребня, гребнеобразующей плитой и профилирующим катком.

Гребнеобразователь может быть навесным или прицепным. Универсальный навесной культиватор-гребнеобразователь КГП-4 с почвоприводными рабочими органами применяется для подготовки полей к посадке картофеля и уходу за ними. Фрезерные модели, например КГФ-75-4, предназначены для нарезки гребней и рыхления почвы в междурядьях с одновременным формированием высокопрофильных гребней. При установке дополнительных зубьев гребнеобразователь может применяться для сплошной обработки почвы.

При выборе гребнеобразователя необходимо учитывать тип почвы и технологию возделывания. На тяжёлых суглинистых почвах предпочтительны фрезерные модели с активными рабочими органами, которые обеспечивают мелкокомковатую структуру гребня. На лёгких почвах эффективны пассивные стрельчатые или дисковые рабочие органы. Высота гребня обычно составляет 20–30 см, ширина 60–75 см в зависимости от схемы посадки.

Сепарирующий элеватор

Сепарирующий элеватор это ключевой рабочий орган корнеклубнеуборочных машин, предназначенный для отделения почвы, камней и растительных остатков от клубней и корнеплодов. Принцип работы основан на просеивании почвы через зазоры между прутками движущегося полотна. Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины содержит сепарирующий прутковый элеватор, над рабочей ветвью которого установлен интенсификатор сепарации.

Клубненосный пласт поступает на сепарирующий прутковый элеватор, где происходит отделение мелких фракций почвы.

Конструктивно сепарирующий элеватор состоит из бесконечного пруткового полотна, ведущих и ведомых роликов, гибких тяговых элементов с поперечными прутками. Прутковое полотно может быть выполнено с различным шагом прутков для картофеля обычно применяется шаг 30–40 мм, для свеклы 40–50 мм. На некоторых моделях устанавливаются эластичные цилиндры или дисковые реборды для дополнительной очистки клубней.

Для повышения эффективности сепарации применяются различные интенсификаторы: ударные встряхиватели, вибрационные механизмы, роторные пальчатые горки. Подъёмно-центробежно-сепарирующий прутковый элеватор позволяет существенно улучшить отделение почвы и уменьшить повреждения клубней картофеля. Интенсификатор сепарации устанавливается над рабочей ветвью элеватора и создаёт дополнительные ударные воздействия на пласт, разрушая почвенные комки.

При эксплуатации сепарирующего элеватора необходимо регулярно проверять натяжение пруткового полотна и состояние прутков. Ослабленное полотно проскальзывает на ведущих роликах, что снижает производительность сепарации. Повреждённые или погнутые прутки увеличивают потери клубней и ухудшают качество очистки. Оптимальная скорость движения полотна подбирается в зависимости от типа почвы и влажности: на влажных тяжёлых почвах скорость снижают для лучшего просеивания.

Междурядная обработка

Междурядная обработка это комплекс агротехнических приёмов, направленных на рыхление почвы в междурядьях пропашных культур, уничтожение сорняков и формирование гребней.

Для картофеля, сахарной свеклы и овощных культур междурядная обработка является обязательным элементом технологии возделывания. При возделывании сахарной, кормовой свеклы и некоторых овощных культур междурядную обработку почвы сочетают с нарезкой букетов, а при возделывании картофеля, кукурузы, томата, капусты и других пропашных культур применяют окучивание.

Междурядная обработка выполняется культиваторами различных типов: стрельчатыми, дисковыми, фрезерными, роторными. Культиватор междурядной обработки КМО 8.1 предназначен для обработки междурядий посевов сахарной свеклы, кукурузы, подсолнечника, картофеля и других пропашных культур. Агрегат рыхлит и разбивает верхний слой почвы, уничтожает сорняки и обеспечивает доступ воздуха к корневой системе растений.

Сроки междурядной обработки определяются в зависимости от состояния почвы и посевов, а также погодных условий. При возделывании картофеля междурядные культивации проводятся 2–3 раза через 7–10 дней, но не более чем через 14 дней после посадки. Первая обработка обычно выполняется на глубину 12–14 см при гребневой посадке. Для сахарной свеклы рекомендуется 3–4 обработки в системе интегрированной защиты растений.

При настройке культиватора для междурядной обработки важно правильно установить ширину захвата и глубину рыхления. Ширина междурядий для картофеля обычно составляет 70–75 см, для сахарной свеклы 45 см. Колёса трактора должны двигаться по междурядьям, не повреждая растения. Для овощных культур с узкими междурядьями (45 см) применяются специальные комплекты узких колёс.

Клубненакопитель

Клубненакопитель это бункер или ёмкость, предназначенная для временного накопления клубней картофеля в процессе уборки. В зависимости от типа уборочной машины клубненакопители могут быть встроенными в комбайн или выполненными в виде отдельных прицепных тележек. Картофелеуборочный комбайн содержит подкапывающий орган, сепарирующие элеваторы, подъёмный элеватор и бункер-накопитель повышенной вместимости.

Бункер-накопитель обычно изготавливается из металла с обрезиненным подвижным дном, которое обеспечивает бесперебойную выгрузку клубней. Ёмкость бункера современных комбайнов составляет от 1500 до 8000 кг и более. Бункер-накопитель содержит горизонтальный передвижной V-образный клубнеотражатель с возможностью регулируемого перемещения в горизонтальной плоскости. Это позволяет распределять клубни равномерно по всей ёмкости и избегать их повреждения при падении.

Выгрузка клубней из бункера может осуществляться несколькими способами: опрокидыванием бункера, с помощью подвижного дна или транспортёра. На ряде моделей устанавливаются бункеры, осуществляющие выгрузку клубней на ходу. Это позволяет комбайну работать без остановок в ожидании транспортного средства, что повышает производительность уборки. Некоторые модели оснащаются сменными бункерами, которые можно быстро заменить на поле.

При работе с клубненакопителем важно контролировать высоту падения клубней в бункер. Чрезмерная высота приводит к ушибам и повреждениям клубней, что снижает их лёжкость при хранении. Регулировка высоты падения осуществляется с помощью клубнеотражателя или изменения скорости подающего транспортера. Оптимальная высота падения для картофеля составляет не более 30–40 см.

Подкапывающий лемех

Подкапывающий лемех это рабочий орган корнеклубнеуборочных машин, предназначенный для подрезания пласта почвы с корнеплодами и клубнями и направления его на сепарирующие рабочие органы. Подкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины это корытообразный лемех, состоящий из днища и боковин, связанных между собой плавными переходами. Передняя кромка лемеха выполнена овальной формы, что снижает тяговое сопротивление и улучшает заглубление.

Лемех может быть пассивным или активным. Пассивные лемехи изготавливаются из износостойкой стали и имеют простую конструкцию. Активные лемехи оснащаются вибрационным приводом, который создаёт колебательные движения, улучшающие крошение почвы и сепарацию.

Перфорированный лемех содержит отверстия для частичного просеивания почвы уже на этапе подкапывания. Подкапывающее устройство корнеуборочной машины может быть выполнено в виде лемеха, расположенного перед ножом, или в виде комбинированного рабочего органа.

Глубина подкапывания регулируется с помощью опорно-копирующих колёс или специального регулятора заглубления, связанного с лемехом через копирующее устройство. Для обеспечения качества извлечения корнеплодов из почвы рациональными являются значения скорости движения подкапывающего лемеха 0,8–1,2 м/с и глубина подкапывания 3–5 см. Превышение этих параметров приводит к повреждению корнеплодов и увеличению потерь.

При эксплуатации подкапывающего лемеха необходимо следить за состоянием режущей кромки. Затупление кромки увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество подрезания пласта. Заточка лемеха выполняется с соблюдением угла заточки, рекомендованного производителем. На каменистых почвах применяются лемехи с усиленной режущей кромкой или сменными наконечниками.

Корнеплод

Корнеплод это утолщённая часть главного корня растения, в которой откладываются запасные питательные вещества. К корнеплодным культурам относятся сахарная свекла, кормовая свекла, морковь, репа, редис, брюква и другие. С точки зрения механизированной уборки корнеплоды характеризуются формой, размерами, глубиной погружения в почву и прочностью связи с почвой. Эти параметры определяют выбор техники и настройку рабочих органов.

Для уборки корнеплодов применяются машины, которые извлекают их из почвы с минимальными повреждениями. Теребильные машины захватывают корнеплод за ботву и выдёргивают его из почвы. Копающие машины подрезают пласт и извлекают корнеплоды с помощью лемехов и сепарирующих элеваторов. Комбинированные машины сочетают оба способа. При трёхфазной уборке ботва убирается ботвоуборочной машиной, корни выкапываются и очищаются корнеуборочной машиной и укладываются в валок на поле.

Современные комбайны для уборки корнеплодов оснащаются системами автоматического контроля глубины хода рабочих органов, что особенно важно для моркови и свеклы, которые имеют различную глубину погружения. Универсальный комбайн для уборки клубней, корнеплодов и лука обеспечивает высокий уровень сепарации комков земли от клубней картофеля и корнеплодов. Четырёхрядный прицепной комбайн T-400DF с перегрузочным элеватором используется для эффективной уборки моркови, пастернака и других корнеплодов.

При уборке корнеплодов важно учитывать их спелость и состояние почвы. Переросшие корнеплоды становятся более хрупкими и повреждаются при уборке. Переувлажнённая почва увеличивает потери и загрязнение продукции. Оптимальные сроки уборки определяются по достижении корнеплодами технической спелости и физической спелости почвы.

Картофельная, свекловичная и овощная техника это сложный комплекс машин и рабочих органов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию в технологическом процессе возделывания и уборки корнеклубнеплодов. Картофелесажалка обеспечивает точную укладку клубней в почву, гребнеобразователь формирует оптимальные условия для роста, ботвоудалитель подготавливает растения к уборке, а корнеуборочный комбайн извлекает и очищает урожай.

• Сепарирующий элеватор и подкапывающий лемех являются ключевыми рабочими органами, определяющими качество сепарации и полноту сбора урожая.
• Клубненакопитель позволяет накапливать продукцию и выгружать её без остановок, а междурядная обработка поддерживает оптимальные условия для роста растений в течение вегетации.

Эффективность использования техники зависит от правильной настройки рабочих органов, соблюдения агротехнических сроков и учёта почвенно-климатических условий. Регулярное техническое обслуживание, своевременная заточка режущих элементов и контроль глубины хода рабочих органов позволяют минимизировать потери урожая и повреждения продукции.

Современные тенденции развития техники направлены на повышение степени автоматизации, снижение энергозатрат и улучшение качества сепарации, что особенно важно в условиях интенсивного земледелия.