Особенности технологии и машины для возделывания топинамбура

Топинамбур приобретает все большую популярность в мире и России, в первую очередь, как сырье для получения инулина, кормов и биотоплива. Одним из ключевых факторов, обеспечивших в последние 20-30 лет радикальные структурные сдвиги в мировой экономике, стало повышение экономической роли инноваций.

Топинамбур возделывается в РФ на площади около 3 тыс. га, преимущественно в Кабардино-Балкарии, Нижегородской, Липецкой, Тверской, Рязанской, Тульской, Ульяновской, Костромской, Волгоградской, Омской, Брянской, Московской, Саратовской, Ленинградской, Ярославской областях, Республике Чувашия, Краснодарском и Ставропольском краях.

Зеленая масса топинамбура характеризуется высоким содержанием углеводного комплекса (фруктоза, глюкоза, сахароза, фруктози- ды и др.), что позволяет получать из каждой тонны до 100 кг инулина, 83,2 л спирта, высококачественные корма. В сухой массе растений содержится до 17 % протеина со сбалансированным аминокислотным составом. Введение в состав кормов отходов производства инулина и биоэтанола из топинамбура обеспечивает повышение экономической эффективности животноводства и гарантирует экологическую безопасность продукции.

Однако распространение топинамбура сдерживается из-за несформированного спроса на эту ценную культуру, являющуюся источником инулина, фруктозы и пектина. В настоящее время активизируется инвестирование в строительство предприятий по переработке топинамбура на инулин, но отсутствие в промышленных масштабах сырья, комплекса машин для механизированной технологии возделывания топинамбура ставит под угрозу реализацию этих инвестиционных проектов [1,2].

Проблема возделывания топинамбура связана со сложностью уборки в дождливую осень при избыточной влажности клубненосного слоя почвы, которая приводит к задыханию клубней и последующему их разложению. Переувлажненная почва плохо сепарируется. Прямые потери в дождливую осень составляют до 10 % даже в хорошо оснащенных техникой предприятиях. А в ряде случаев урожай просто теряется.

Перспективы промышленной переработки топинамбура во многом определяются наличием на рынке сырья, а это, в свою очередь, - технологией и средствами механизации возделывания топинамбура. Он по ряду технологических параметров напоминает картофель [1]. В настоящее время для возделывания топинамбура используется технология возделывания картофеля, однако для промышленного использования она непригодна, поскольку имеет ряд недостатков: уплотнение гребней и повреждение клубневого гнезда колесами тракторов и автоагрегатов при междурядных обработках и уборке зеленой массы и клубней. Клубневые гнезда топинамбура больше в 1,2-2 раза, а клубни в несколько раз прочнее связаны с корневой системой, чем клубни картофеля. При уборке клубней топинамбура картофелеуборочными комбайнами происходит сгруживание клубневых гнезд, плохое отделение клубней, остатков стеблей, корневой системы. Потери при осенней уборке составляют до 70 %.

При возделывании топинамбура необходимы улучшение условий выращивания, снижение повреждений и потерь при уборке зеленой массы и клубней.

Обычно для топинамбура применяют гребневую технологию возделывания картофеля с шириной междурядий 75 см, однако для индустриального возделывания топинамбура эта технология непригодна, так как при уборке зеленой массы летом-осенью используемый транспорт "закатывает" и уплотняет почву в гребнях и делает невозможной уборку клубней. Клубненосный пласт плохо разделывается и сепарируется из-за большого размера клубневых гнезд. В результате комбайновая уборка связана с потерями до 40 % клубней.

Принципиальное преимущество грядовой технологии:

• расстояние между грядами до 100 см позволяет использовать практически любой транспорт при возделывании, уборке стеблей и клубней топинамбура;
• сдвоенные рядки снижают на 40 % объем почвы, поступающей на элеваторы. Боковой подкоп снижает уплотнение почвы при уборке клубней;
• снижаются расходы энергии.

Внутрипочвенный капельный полив обеспечивает повышение урожайности в 1,5-2 раза. Гряды по сравнению с обычной технологией снижают расход поливных трубок в 2 раза.

Для эффективного выращивания предлагается возделывать топинамбур на грядах в две или три строки (40+110; 40+40+90). Такие посадки позволяют равномернее по отношению к поверхности поля расположить клубневые гнезда по схеме ромба со стороной 50 см [2].

Предлагаемый способ отличается наличием новых технологических приемов (рис. 1).

Топинамбур размещают в кормовом севообороте по предшественникам. В качестве предшественника используют сидераты - быстро растущие озимые бобовозлаковые смеси,которые используют как зеленое удобрение, ведут борьбу с сорняками и вредителями.

Весной по всходам сидератов высаживают семенные клубни топинамбура при помощи грядовых сажалок с маркерами. Для посадки используют сорта топинамбура с клубнями округлой формы около 30-50 мм, образующих рыхлое клубневое гнездо. Клубни высаживают при помощи сошников шириной 10 см на глубину 5-8 см в два- четыре рядка с шириной между ними 20-40 см. В рядке клубни размещают с расстоянием 60-80 см в шахматном порядке, что позволяет продуктивнее использовать площадь питания. Клубни заделывают совместно с зеленой массой сиде-i ратов дисковыми загортачами или зубовыми рыхлителями. После появления всходов растений топинамбура производят первую обработку почвы культиватором с образованием гряды шириной по верху 60-120 см. Между грядами образуют технологические промежутки с размером по верху 60-120 см, что позволяет использовать технику в период вегетации топинамбура для междурядной обработки и последующих окучиваний.

На связных почвах перед посадкой и на уходе проводят фрезерование, поскольку эффективная комбайновая уборка зависит от структуры почвы в гребне. Чем меньше крупных комков, тем лучше сепарация почвы [4].

Глубина сплошного предпосадочного фрезерования h > k S / (Ц+L,), где к - коэффициент усадки почвы; S - площадь сечения гряды; L, и Ц - ширина верхнего и нижнего оснований гряды.

Для реализации технологии в ЗАО "Колнаг» разработана грядовая сажалка (рис. 2). Она создает три гряды, высаживая клубни спаренными высаживающими аппаратами (рис. 3).