Спросить
Войти
Очистка семян риса с применением фотосепаратора, для борьбы с сорнополевыми формами (краснозерного) риса
Пищенко Дмитрий Александрович,
заведующий лабораторией семеноводства и семеноведения ФГБНУ «ВНИИ риса», 89183333172@mail.ru
Зинник Александр Николаевич
старший научный сотрудник лаборатории семеноводства и семеноведения ФГБНУ «ВНИИ риса», 89183333172@mail.ru
Полищук Виктор Игоревич
младший научный сотрудник лаборатории семеноводства и семеноведения ФГБНУ «ВНИИ риса», 89183333172@mail.ru
В статье приведены аналитические данные по ситуации засорения семенных посевов, а также и товарных, дикими формами (краснозерного) риса. Ранее были изучены технологические факторы, которые влияют на снижение процесса засорения сорнополевыми формами риса. Установлено, что наиболее эффективной оказалась весенняя обработка стерни на глубину 10 - 12 см., которая уничтожает большую часть падалицы, но на сильно засоренных посевах (5-10%) дикими формами часть падалицы выживает и дает потомство. Поэтому было решено проверить качественные показатели работы фотосепаратора при очистке семенного материала риса. На практике доказано, что фотосепаратор способен проводить качественную очистку семенного материала, а самое главное, выделять семена диких форм риса через цветковую чешую. Производственные испытания работы фотосепаратора показали, что имеется возможность получения семян усредненной фракции, что позволяет увеличить выход семян от 3 - 7%, по сравнению с машинами решетного типа. Данная технология подработки семян позволит снизить затраты ручного труда при получении семян элиты и первой репродукции.
Термин сорнополевой, рис включает все виды рода О^а, которые схожи с культурными сортовыми формами. В странах, использующих прямой высев семян в почву, особое внимание заслуживает так называемый «сорный краснозерный рис». Он принадлежит к тому же виду, что и культурный, но имеет окрашенный перекарп, как и дикий рис [1,2]. Сообщалось, что во многих мировых районах рисосеяния имеются слабые посевы по урожайности из-за насыщения их диким рисом [3,4]. Несмотря на то, что сорный рис относится к разным видам и подвидам, все они обладают отличной способностью к распространению своего потомства. Данные растения великолепно могут адаптироваться к широкому спектру окружающей среды (низким температурам, воздействию слоя воды и глубины залегания семян в почве). Насыщение сорнополевыми формами в основном связано с переходом от ручной пересадки риса к механизированному прямому посеву, эта тенденция хорошо наблюдается в европейских странах рисосеяния. В отличии от районированных сортов, семена сорного риса демонстрируют превосходную степень покоя. Продолжительность покоя варьирует в зависимости от биотипа и условий хранения семян после созревания. В некоторых исследованиях на долговечность семян, проводимых в США, были отобраны сорные формы риса из разных популяций и определено, что семена имели всхожесть 90% после двух лет захоронения в почве, 30 % после семи лет и до 15 % после 12 лет[5,6]. Дикие формы риса приводят к серьезным потерям урожая и засорению семенных посевов. При наличии сорных форм снижается качество зерна. Также при наличии в посеве краснозер-ных форм риса проявляется конкуренция между культурными и дикими растениями, что в свою очередь ведет к снижению урожайности в зависимости от засорения до 50 %. Практическая значимость работы направлена на снижение больших затрат ручного труда в области семеноводства риса при проведении сортовых прополок семян элиты. Для этого были проведены испытания фотосепаратора на предмет очистки и обнаружения диких, сорнополевых форм риса в ворохе с семенным материалом. Традиционная технология очистки вороха семян в сельском хозяйстве предусматривает последовательный пропуск его через весь комплекс семяочисти-тельных машин [7,8.9], установленных в семяочисти-тельном комплексе, на каждой стадии из которых выделяются те или иные примеси. При этом незначительно идет отделение сорной примеси, а именно краснозер-ных форм риса всего от 2 - 8%.
Одним из путей повышения очистки семенного материала от краснозерных форм в поточной линии являX X
го А с.
m О X X
ется его фракционирование путем применения фотосепаратора на конечной стадии обработки семян, с возможностью отбора примеси по физическим и оптическим свойствам (цвету, оттенкам окраски, форме, размеру, внутреннему содержанию и структуре).
Цель и методика исследований
Цель работы: установить степень засорения семян краснозерными формами риса, определить качественные показатели работы фотосепаратора при фракционной технологии по очистке семян риса от краснозерных форм и содержащихся примесей, получить экспериментальные данные для разработки элементов беспрополочной технологии выращивания элитных семян риса. Метод исследования - лабораторный.
Объектом исследований являлась сортовая чистота семян риса и процент засорения краснозерными формами. В качестве объектов исследования использовали семенные посевы РС - 1 пересеянные для получения РС
- 2, районированных сортов Фаворит, Полевик, Партнер.
До проведения очистки семян был произведен подсчет количества красных зерен в каждой партии согласно сорту.
Засоренность семенного материала краснозерными формами определяли по методике ВНИИ риса [10]
Результаты исследования
Учет засоренности партий семенного материала РС
- 1 краснозерными формами в полях семеноводческого севооборота в ООО «Союз - Агро » показал, что общая степень засоренности очень низкая в семенных посевах элиты - 0,3 - 0,6 % и в семенных посевах первой репродукции - 2,0 - 2,8 % , что может отрицательно сказаться на формировании товарного зерна. Необходимость борьбы даже с низкой засоренностью посевов обоснована способностью краснозерных форм накапливаться в посевах и почве за счет высокой жизнеспособности падалицы [2], а техническими требованиями ГОСТа Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия». В посевах ОС и ЭС краснозерные формы не допускаются. В РС и РСт примесь таких форм риса не должна превышать соответственно 0,5% и 1,0%.
В таблице представлены результаты учета физической чистоты и засоренности семенного материала риса дикими формами по сортам. Перед подработкой были взяты пробы для проведения анализа в 10-кратной по-вторности, усредненные показатели предоставлены в таблице 1.
Таблица 1
Чистота семенного материала до очистки
№ Сорт Grade Обрушенн ых семян, Красны х форм Поврежденн ые семена, Недоразвитых , % Масса, 1000
% Collapsed seeds,% риса,% Red forms of rice,% % Damaged seeds,% Underdevelope d,% шт. Weight, 1000 pcs.
Как видно из таблицы 1 наиболее загрязнена партия сорта Полевик, содержание краснозерных форм при отборе проб варьировало от 2,3% до 3,1%, содержание недоразвитых зерен составило от 4,4% до 5%. Партии сортов Партнер и Фаворит содержали незначительно меньшее количество зерен красного риса, но достаточное для превышения порога вредоносности при пересеве. Содержание обрушенных зерен на момент проверки находилось в пределах от 0,16 % - сорт Полевик, 0,23% - сорт Партнер и 0,34% - сорт Фаворит соответственно, максимальное содержание по данному показателю не должно превышать 1% согласно ГОСТа.
Исследования проводились на фотосепараторе LDS по существующей технологии, производственные испытания осуществлялись на размерных фракциях диаметром 2,0 - 2,2 мм.
Биометрические и физические свойства семян риса сортов Виктория, Полевик, Фаворит, поступающих в фотосепаратор при их разделении варьируют в следующих пределах: индивидуальная масса изменяется от 0,10 -0,20 г, толщина от 0,1 - 0,3 мм, ширина от 0,4 - 0,7 мм.
Рис. 1 - Технологическая схема фотосепаратора LDS: 1 -вибропитатель; 2 - скатный лоток; 3 - IR камера (InGaAS до 1700 нм); 4 - RGB, IR камера (Si до 1100нм); 5 - RGB, IR гибридный осветитель; 6 - активный фон; 7 - система пневмоэжекторов; 8 - чистые семена; 9 - дефектные семена
Процесс работы фотосепаратора LDS показан на обобщенной технологической схеме (рис. 1) Исходный ворох семенного материала поступает в бункер откуда поступает на вибропитатель 1. Вибропитатель 1 равномерно и с заданной производительностью подает ворох на скатный лоток 2. Частицы продукта падают вниз под воздействием эффекта гравитации, при этом происходит их рассредоточение. Этот процесс позволяет фотосепаратору сортировать частицы продукта одну за другой.
Для сканирования однослойного потока вороха, поступающего со скатного лотка, с двух сторон установлены камеры 3 и 4. В рабочей зоне семена подсвечиваются осветителем 5. Данные с камер поступают на вычислительный блок анализа изображения семян. По результатам анализа изображения формируются сигналы,
поступающие на электронный блок управления быстродействующими распределителями 7. Распределители с выбранным адресом открываются в момент прохождения некондиционного продукта в зоне действия воздушного импульса. Воздушный импульс сжатого под давлением (0,3-0,5 Мпа) воздуха длительностью несколько миллисекунд выбивает некондиционный продукт в соответствующий приемный отсек 9. Траектория полета кондиционных семян соответствует его попаданию в отсек очищенного продукта 8. Можно определить и отсортировать любой вид частиц, имеющих даже самые незначительные цветовые отличия от общей массы.
После подработки так же были отобраны 10 проб для проведения анализа по каждому сорту соответственно. Главным требованием после очистки является физическая чистота получаемых семян, необходимо максимально добиться однородной массы семян по фракционному составу, а также добиться физической чистоты более 99 % от общей массы пробы. В таблице 2 представлены данные после очистки семян по 5 наиболее важным показателям в семеноводстве риса, но самыми главными выступают показатели содержания недоразвитых зерен и содержания сорнополевых (краснозер-ных) форм риса. Так как являются наиболее важными признаками для семян при получении всходов и формировании урожая.
Таблица 2.
Качественные показатели семян после очистки.
№ Сорт Обрушенн Красны Поврежденн Недоразвиты Масса,
Grade ых семян, х форм ые семена, х, % 1QQQ
% риса, % % Underdevelope шт.,гр
Collapsed Red Damaged d,% Weight,
seeds,% forms of seeds,% 1QQQ
rice,% pcs.
Favorite
Приведенные в таблице 2 данные показывают, что при проведении очистки семян на фотосепараторе заметно, значительное снижение по трем показателям качества. Показатель содержания обрушенных семян в процессе очистки изменился не значительно и составил 0,14 % у сорта Полевик, 0,20 % у сорта Партнер и 0,28 % у сорта Фаворит, связанно это с травмированием семян подающими шнеками во время забора их из конусов для хранения. Содержание краснозерных форм достоверно снизилось в семенах у всех сортов и составило в сравнении у сорта Полевик 2,7 % в семенном материале, а содержание в семенах 0,6 %, сорт Партнер 2,6 % в семенном материале и 0,3 % в семенах, сорт Фаворит имел содержание красных в материале 2,3 % и в семенах 0,23 %. До недавнего времени, в прямые меры контроля за кроснозерным рисом были включены только обработка химикатами и ручная сортовая прополка[12]. Теперь можно сказать, что применение фотосепаратора также является прямой мерой борьбы с дикими формами риса. Так же содержания недоразвитых зерен в партиях семян составило в зависимости от сорта от 0,4 - 1,4 %, что в свою очередь привело к увеличению массы 1000 зерен, у сорту Фаворит прибавка составила 1,3 гр./1000 шт. (33 гр.), сорта Партнер 1,2 г./100 шт.(32,4 гр.) и сорта Полевик 1,3 гр./1000 шт. (29,7 гр.). Получен общий выход семян 55%, 58% и 52% соответственно по
сортам, максимальный выход у сорта Полевик 58% и минимальный у сорта Партнер 52 %.
Выводы и рекомендации
При проведении производственного испытания фотосепаратора достоверно доказано, что происходит отбор диких форм риса через цветковую чешую.
Отмечено, что при очистке семян риса фотосепаратором снижение краснозерных форм в зависимости от начального засорения возможно в 1,5 - 2 раза.
Применение в цикле очистки фотосепаратора снижает содержание недоразвитых зерен и приводит к повышению массы 1000 семян, за счет получения однородного фракционного состава. Физическая чистота получаемых семян не ниже 99 %.
При применении комплекса технических средств электронно - оптической очистки и сортировки семян в семеноводстве будет решена самая главная на сегодняшний день задача, по нехватке людей для проведения сортовых прополок при получении элитных семян.
Cleaning rice seeds with use of the photosepator, for the fight
against weed-field forms (red-grain) rice Pischenko D.A., Zinnik A.N., Polischuk V.I.
FSBSI «ARRRI»
The article provides analytical data on the situation of clogging of seed crops, as well as marketable ones wits wild forms of (red grain) rice. Technological factors that affect the reduction of the clogging process by weed-field forms of rice were previously studied. It was established that the spring stubble cultivation to a depth of 10-12 cm was found to be most effective, which destroys most of the scavenger, but in heavily littered crops (510%), part of the scavenger survives and produces offspring by wild forms. Therefore, it was decided to check the quality indicators of the separator when cleaning rice seed. In practice, it has been proved that the photo separator is able to carry out high-quality cleaning of seed material, and most importantly, to isolate seeds of wild forms of rice through flowering scales. Production tests of the photo separator showed that it is possible to obtain seeds of an averaged fraction, which allows to increase the seed yield from 3 - 7%, compared with sieve type machines. This seed treatment technology will reduce the cost of manual labor in obtaining elite seeds and the first reproduction.
References
resistant to herbicides // Scientific journal KubSAU, No. 67 (03), 2011. http://ej.kubagro.ru/2011/03/pdf/11. pdf
rice, as a promising source material for selection. Proceedings of the III International Symposium "New unconventional plants and prospects for their use." - Moscow - Pushchino, 1999 .-271-273.
Science 7, 1976, 403-416
(Oriza sativa L. var. Sylvatica) seeds. In med. Fac. Landbouw., Rigksuniv. Gent. 1995, pp. 205-211
of Agronomy 31, 1939, pp. 633-637.
machines / Shaforostov V.D., I.E. Priporov // Processes and machines in agribusiness: Proc. conf. Faculty of mechanization. - Krasnodar: KubSAU, 2013 .-- S. 19-21.
Yu.I. Ermoliev, M.Yu. Kochkin, G.I. Lukinov // State and prospects of development of agricultural engineering: Sat. scientific tr / DSTU. - Rostov n / a, 2010 .-- S. 89 - 93.
for preparing seed material of higher reproductions / V.D. Shaforostov, A.A. Tyurin, Peretyagin // Scientific. - those. bull. All-Russian Research Institute of Oilseeds - 2005. - Vol. No. 2 (133). - S. 58-63.
