Меню сайта Рубрики

Очистка и сортирование семян

 

После уборки семян с поля их очищают и сортируют, хотя иногда требуется некоторая дополнительная обработка (предварительное активное вентилирование, сушка и т. п.). При комбайновой уборке процесс очистки и сортирования начинается еще в поле, но всегда заканчивается на току.

С помощью очистки и сортирования семян можно решить следующие задачи:

1. удалить примеси из исходного материала, согласно нормам, предусмотренным ГОСТами, и получить чистые семена, принадлежащие только одной культуре; 2. улучшить физические показатели семян; 3. отобрать для посева только самые высокоурожайные семена.

Решение этих задач базируется на всестороннем использовании различий в физико-механических свойствах семян различных культур. Чем глубже ’будут изучены физические особенности семян, тем легче и совершеннее может быть осуществлена очистка и сортирование семян.

Очистка семян

Степень очистки семян должна отвечать нормам стандарта соответствующих ГОСТов, которые учитывают не только специфику культур, но и производственный опыт. По этим ГОСТам семена делят на три класса с учетом всхожести семян и в зависимости от процента отхода основной культуры и примесей, числа семян сорняков и семян других культурных растений (штук на 1 кг). Например, для семян первого класса число сорняков допускается (на 1 кг семян): по зерновым – 5 шт., по просу – 10 шт., по льну – 500 шт., по рыжику –100 шт., а по гороху и подсолнечнику не допускается ни одного. Такой подход к культурам связан с возможностями очистки семян и предполагаемого вреда от засорения. Разумеется, что нормы по чистоте, приводимые в стандарте, являются только допустимыми, и очистку семян следует организовать так, чтобы они по возможности совсем не содержали семян других культур и сорняков.

На первый взгляд кажется, что то количество семян сорняков, которое допускается нормами, не окажет никакого влияния на общую засоренность поля. Например, при посеве проса (приблизительная норма высева 20 кг на 1 га) может быть высеяно на гектар 200 семян сорняков (для первого класса допускается 10 шт. на 1 кг), хотя, как известно, в почве их содержится миллионы. И тем не менее эти 200 семян представляют большую опасность для поля, ибо среди них могут быть новые или трудноотделимые от основной культуры сорняки, что поставит под угрозу кондиционность всего полученного урожая (особенно это опасно на семеноводческих посевах).

Дополнительная же очистка может сильно травмировать семена, поэтому нужно правильно выбрать семяочистительные машины и хорошо их отрегулировать, чтобы добиться с одного раза хорошей очистки. Если при этом и останется некоторое количество семян сорняков, но семена по засоренности соответствуют нормам первого класса, то добиваться полного удаления сорняков не стоит, чтобы избежать травмирования. Однако агроном должен хорошо знать биологию сорняков и их семена и четко представлять себе, какие сорняки остались в семенах и чем это грозит в будущем.

В настоящее время очистка семян не представляет никаких затруднений, ибо наша промышленность выпускает разнообразные семеочистительные машины, и все культуры легко очистить при внимательном отношении к делу.

Разделение по размерам

Наиболее простым и эффективным, а потому и наиболее распространенным способом разделения семян при очистке является разделение их по размеру. Поскольку семена имеют три размера: длину, ширину и толщину, то очистка может основываться на каждом из них.

Чтобы решить, какой размер семени взять за основу для очистки, необходимо построить вариационные ряды и кривые изменчивости по каждому размеру семени основной культуры и примеси. Разумеется, что семеноводу не всегда нужно это делать, поскольку имеется стандартный набор решет для каждой культуры, и его задача заключается только в правильном подборе их, но когда обычный набор решет не позволяет очистить семена от сорняков, следует прибегнуть к анализу очищаемой массы семян. Это позволит даже в трудных случаях получить семена первого класса.

Разделяют семена по длине на ячеистых (триерных) поверхностях. В каждую ячейку может лечь только такое семя, которое имеет длину, меньшую, чем длина ячейки. При последующем круговом вращении этой поверхности семена, уложенные в ячейки, выпадают и собираются в приемник. Кроме ячеистых, существуют решета специальной конструкции, которые имеют отдельные каналы, расположенные по направлению движения зерна. В каналах есть специальные пластинки, не позволяющие зерну принимать вертикальное положение. Этот принцип удобно использовать в лабораторных исследованиях, если нет нужных триеров. Для этого необходимо над обычным решетом с круглыми отверстиями нужного диаметра (рис. 1) поставить параллельно ему пластину на таком расстоянии, чтобы зерно не могло стать вертикально. Такое простое приспособление позволяет в лабораторных условиях на виброклассификаторе (ВИМ) разделять семена по длине.

Разделение семян по длине на решетах с круглыми отверстиями
Рис. 1. Разделение семян по длине на решетах с круглыми отверстиями: 1 — решето; 2 — пластина; а — зерно, идущее сходом; b — зерно, отобранное по длине (проход через решето); d — диаметр отверстий; l — расстояние между решетом и пластиной (оно всегда должно быть меньше длины отбираемого зерна).

При разделении семян по длине надо учитывать изменчивость семян основной культуры и сорняков и подбирать нужное число ячеистых решет, размер ячеек и определять число пропусков и т. п. На практике применяют следующие размеры ячеек триеров (табл. 1).

Таблица 1

Размеры ячеек триеров, применяемых при очистке различных культур

(по И. Г. Воронову и др., 1959)

Культура
Диаметр ячеек (в мм) для отделения частиц
коротких
длинных

   Пшеница

5,0
8,5

   Рожь

6,0
9,5

   Ячмень ярый

6,3
11,8

   Овес

8,5

   Рис

6,0

   Гречиха

5,0
8,5

   Лен

3,5
5,0

   Кукуруза (для калибрования)

8–9–10–11,2

Очисткой (путем разделения по длине) чаще всего выделяют семена овсюга, куколя и других круглых или длинных семян сорняков.

Семена по ширине разделяют при помощи решет с круглыми отверстиями. Исследования показали, что если семена очень длинные (длина больше ширины более чем в 2 раза), они практически не могут принять вертикальное положение, а следовательно, и не могут пройти через круглые отверстия решет. Поэтому, по ширине хорошо разделяются только горох, гречиха, просо и т. п. Длинные семена (рожь, овес и др.) при горизонтальных колебаниях решета разделяются плохо – для них требуются либо вертикальные колебания решета, либо специальные гофрированные решета.

По толщине семена разделяются при помощи решет с продолговатыми отверстиями. В этом случае семена должны в процессе движения вдоль отверстий при горизонтальных колебаниях стать на ребро, и только тогда они могут пройти через решето. Так как изменчивость семян по толщине незначительная, то таким путем можно хорошо отделить примеси от основной культуры.

Разделение семян по аэродинамическим свойствам

Аэродинамические свойства семян, широко используют в практике очистки семян, особенно для удаления мертвых примесей (солома, частички колоса и т. п.). Такие примеси резко отличаются по удельному весу от семян, имеют разную критическую скорость и легко отделяются в воздушном потоке. Этот принцип очистки в полной мере и с успехом используется в простых (веялки) и сложных семеочистительных машинах. Однако, как уже отмечалось, критическая скорость семян в значительной степени зависит от их формы – у семян шаровидных она довольно постоянна, поэтому ее можно использовать при очистке. Семена, которые не имеют шаровидной формы (пшеница, рожь и т. п.), оказывают воздушному потоку переменное сопротивление, в зависимости от того, какое они занимают в нем положение, поэтому для таких семян очистка по аэродинамическим свойствам менее эффективна. Тем не менее, всегда имеется группа семян сорняков, различающихся по коэффициенту парусности, их можно полностью удалить, используя это свойство.

Разделение по форме семян

Семена, имеющие треугольную форму (гречиха), а также битое зерно, хорошо отделяются на решетах с треугольными отверстиями, но в практике шире используют другое свойство формы семян. Семена с округлой и плоской формой легко разделяются на наклонной поверхности в машинах типа горок, змеек и т. п. На таких машинах семена округлой формы скатываются по поверхности, а плоские – скользят, то есть в первом случае возникает трение качения, а во втором – трение скольжения. Как известно, коэффициент трения значительно меньше при качении, чем при скольжении, поэтому семена, имеющие разную форму, хорошо разделяются. Понятно, что в данном случае коэффициент трения зависит также и от характера поверхности семени, который может внести существенные поправки в общую величину коэффициента.

В практике широко используют для очистки центробежную силу, зависящую от массы семян, и связанную с формой последних. На этом основано успешное разделение вики и овса и некоторых других культур.

Разделение семян по состоянию поверхности

У различных культур, а также и у одной культуры семена имеют неодинаковую поверхность: у хорошо выполненных семян она гладкая, а у щуплых, больных, поврежденных – сморщенная, что обусловливает разную величину коэффициента трения. Поэтому по разнице в коэффициенте трения отделяют не только примеси, но и неполноценные семена, то есть сортируют семена.

Чтобы решить, каким путем отделить трудноотделимую примесь, следует сравнить коэффициенты трения примеси и основной культуры – в этом случае всегда можно принять правильное решение: например, угол тренияУглом трения называется угол наклона плоскости к горизонту, тангенс которого равен коэффициенту трения. овса по дереву 18–36°, а овсюга южного значительно выше – 30–50°, поэтому возможно, поставив наклонную поверхность около 30°, отделить овес от овсюга.

На разной прилипаемости специального магнитного порошка к поверхности семян основан магнитный способ очистки. Порошок, содержащий окись железа, плохо прилипает к гладкой поверхности, но хорошо обволакивает семена с шероховатой поверхностью, поэтому такие семена хорошо выделяются с помощью магнита. Этим способом удается очистить семена льна от семян многих сорняков (повилики, плевела и др.).

Разделение семян по упругости

Семена обладают разной упругостью, то есть способностью принимать после деформации первоначальную форму. Им свойственна также и разная способность отражаться от поверхности при падении. Оба эти свойства семян используют для разделения в процессах очистки и сортирования.

Чем большая упругость семян, тем дальше полет у них в горизонтальном положении (если семена падают на отражательную доску в вертикальном направлении). Установлено, что лучшие результаты получаются в том случае, если высота падения семян примерно 1,5 м, а угол наклона отражательной доски 22,5°.

Принцип разделения по упругости технически хорошо решен в отражательных сортировальных столах (падди-машинах). В этих машинах в результате возвратно-поступательных колебаний деки, семена не только разделяются по свойству упругости, благодаря ударам семян о стенки стола, но и расслаиваются на более легкие (сверху) и более тяжелые (внизу), что также способствует хорошей сортировке. Использование этих машин эффективно для отделения семян в оболочке от обрушенных (для риса, проса, овса и т. п.).

С помощью отражательных столов можно также отделить влажные семена от сухих, выделить проросшие и щуплые семена у зерновых культур, рожки спорыньи, выделить семена овсюга, костра ржаного и некоторых других сорняков.

Разделение семян по удельному весу

Удельный вес семян имеет большое значение в практике семеноводства, и его нужно учитывать в процессах очистки и сортирования. Семена разных культур значительно отличаются по этому свойству, что нужно использовать при очистке. Существуют мокрые и сухие способы разделения семян по удельному весу. В первом случае готовят растворы солей (минеральных удобрений, поваренной соли и др.) определенной концентрации, определенного удельного веса, и в этом растворе отделяют семена потонувшие (имеющие больший удельный вес, чем удельный вес раствора) и всплывшие (легкие семена).

Можно разделить семена и другим способом. По исследованиям В. А. Пономарева, семена имеют разную скорость падения в воде: чем больше удельный вес, тем больше скорость падения, то есть здесь существует та же закономерность, которая наблюдается и в воздушном потоке. Подбирая определенную скорость восходящего потока воды, можно добиться, что одни семена будут уноситься этим потоком, а другие, хотя и замедленно, будут опускаться. Таким образом можно отделить семена куриного крупноплодного проса от семян риса. Этот способ применим и для других культур. В горизонтальном потоке воды также можно разделить семена по удельному весу: чем он выше, тем ближе будут опускаться семена от места загрузки в канале, где протекает вода.

Очевидно, что мокрые способы разделения семян по удельному весу очень неудобны для производства, и поэтому они мало распространены.

Более приемлемы для практики сухие способы. Так, на различных кружалах, где применяют круговые вращательные движения, удается расслоить исходный материал по удельному весу: в верхнем слое оказываются более легкие семена, а в нижнем – тяжелые. Широко используют пневматические сортировальные столы, где семена на решетах находятся в движении и продуваются воздушным потоком, таким путем, также, удается расслоить слой семян по удельному весу и отобрать нужные.

Большой интерес представляет разделение семян по удельному весу с помощью виброцентрифуги. Экспериментальные установки показали большую эффективность и перспективность этого метода.

Близок по идее и результативности метод очистки и сортирования семян, предложенный А. И. Петрусовым, хотя конструктивно эта идея решена несколько по-иному. Сущность разделения здесь заключается в том, что семенам путем вращения сообщают окружную скорость, а в зависимости от удельного веса и массы семена приобретают различное ускорение, что и позволяет разделить исходную смесь. Машины, действующие по этому принципу, очень производительны и эффективны (были испытаны на различных культурах).

Разделение семян по механической прочности

Этот принцип применим исключительно для очистки семян от примеси земли. С этой целью исходный материал пропускают через резиновые вальцы, где комочки земли раздавливаются и затем удаляются, а семена проходят без повреждений.

Разделение семян по цвет

Разделение по цвету пока используют в основном только для сортирования относительно крупносемянных культур (фасоль, бобы, горох, соя, рис, пшеница), но на этом же принципе можно в некоторых случаях организовать очистку семян указанных культур. Уже сейчас созданы машины, которые разделяют семена на группы по различной окраске. Сущность этого метода заключается в том, что отраженный свет от семени попадает на фотоэлемент, где возбуждается электрический ток, который и приводит в действие исполнительные органы (открывает клапаны и т. п.). Несомненно, что по мере совершенствования этих конструкций разделение по цвету будет более широко применяться и для другйх культур.

Разделение семян по электрическим свойствам семян

Семена разных культур обладают различными электрическими свойствами, что дало возмржность конструкторам построить принципиально новую семеочистительную машину. Если незаряженные семена ввести в однородное электрическое поле, то они поляризуются: ориентируются большой осью вдоль поля и становятся перпендикулярно к плоскости решета, которое служит одним из электродов. С помощью такого метода можно решить проблему очистки длинных семян, которые, плохо сортируются по ширине. Если исходный семенной материал содержит компоненты с различной диэлектрической проницаемостью, то можно так подобрать напряженность поля, что семена с большей проницаемостью будут ориентироваться в электрическом поле, а с меньшей – нет.

Перспективна также очистка семян в поле коронного разряда. Семена при падении в межэлектродном пространстве такого поля заряжаются и отклоняются к положительному осадительному электроду. В зависимости от ширины семени и величины диэлектрической проницаемости, траектория полета будет разной, и это позволит вести очистку и сортирование семян.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *