МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР
Вопросы
1. Томаты.
1.1.Расположение.
1.2.Массовые характеристики.
1.3.Прочностные свойства.
1.4.Фрикционные свойства.
2. Баклажаны и перцы.
3. Огурцы и кабачки.
4. Лук репчатки.
Томаты
Ширина междурядий см
Или см
В рядке 30…35 см
Число растений на 1 га – от 15,5 до 39 тыс.
Размещение плодов в пространстве определяют с помощью координатора. Среднее число плодов на кусте – 7…18, максимальное – до 27 шт.
Наибольшее количество плодов находится на высоте от почвы 20…30 см.
На поливных участках бывают полеглые растения.
Полеглость С:
Где L – длина стебля
Н – высота
С=1,0…1,1 – неполеглые
С=2,2…2,4 – полеглые
У неполеглых растений в нижней (10 см) зоне находится 10…30% плодов, а у полеглых – до 80%; соприкасаются с почвой у неполеглых – 2-4%, у полеглых – до 15%.
Средняя высота в неорошаемых условиях – 35…38 см, в орошаемых – вдвое меньше.
Массовые характеристики
Определяются в последней декаде июля.
Средний вес одного плода 21…127 г максимальный до 150 г, куда входит:
Веса сока и мезги – 94%
Кожица – 3,5%
Семена – 1,5%.
Растение в целом имеет 500…1160 г. При этом плоды весят 281…830 г, т. е. составляют 54…86% от всего растения.
Удельный вес (т/м3):
Зеленые –
Бланжевые –
Красные –
Очень спелые –
Как видно из показателей – спелые от недозрелых можно разделять гидроспособом.
Насыпной вес: зеленые плоды – 565 кг/м3
Красные – 600 кг/м3
Прочностные свойства
Определяют сжатием между стальными пластинами (прибором – экстензометром).
Рразр.=20…40Н – для спелых плодов средних размеров.
При продольном сжатии, чем длиннее плод, тем большую нагрузку выдерживает.
L, мм |
52 |
43 |
38 |
Рразр., Н |
Зеленые плоды прочнее спелых в 4…5 раз.
Разрушающая нагрузка при сжатии по толщине в раза меньше, чем при сжатии вдоль длинной стороны.
Рис.
Твердость (прочность) кожицы (Т) определяется внедрением в плод стального шарика.
Где Рнагр. – сила внедрения, Н
Или ()
Где D – диаметр шарика, мм.
Значения твердости, Н/мм2
Красные Томаты |
Зеленые Томаты |
Огурец |
Дыня |
Тыква |
Арбуз |
0,2…0,7 |
1,0…1,6 |
2…3 |
4…7 |
7…9 |
6…8 |
Сопротивление ударным нагрузкам (сбрасыванию) – допустимая высота, при которой не происходит повреждение плода:
Для спелых – 10…15 см
Для зеленых – примерно 25 см.
Разрушающая:
Для спелых – 25 см (по фанере)
Усилие отрыва плода от соцветия (плодоножки) вертикально вверх:
Min – 0,5…2,0Н
Среднее – 5…7,7Н
Max – 12…20Н
С увеличением размера плода сила связи возрастает.
У зеленых плодов меньше, чем у спелых.
Коэффициент трения скольжения |
||||
Части растения |
Сталь |
Фанера |
Резина |
Полотно |
Листья зеленые |
0,80 |
0,70 |
0,82 |
0,90 |
Стебли |
0,52 |
0,74 |
0,78 |
0,80 |
Плоды красные |
0,35 |
0,28 |
1,03 |
0,36 |
Углы качения плодов |
|||
По длине |
По ширине |
По толщине |
|
Фанера |
– |
11° |
12° |
Сталь |
– |
14° |
12° |
Резина |
24° |
15° |
12° |
Положение плодов в пространстве изменяется непрерывно от одной фазы спелости к другой. У некоторых растений в нижней (10 см) зоне – 10…30%, а у полеглых – 89%.
Количество плодов, соприкасающихся с почвой, у неполеглых – 2…4%, а у полеглых – 15%.
Форма и размеры растения определяются высотой стебля, его ветвистостью и степенью полеглости С:
где L – длина стебля, см,
Н – высота растения в естественном состоянии, см.
Состав растения по весу
100% – вес растения;
54%…86% – вес плодов относительно веса растения;
7…31% – вес листьев;
9…27 шт. – число плодов.
Удельный вес плодов:
– зеленые;
– бланжевые;
– красные спелые;
– очень спелые.
По удельному весу гидравлическим способом разделяют урожай на спелые и незрелые плоды.
Для механизированной уборки требуется знать прочность плодов.
Рдопуст. нагрузка – 2…4 кг
Зеленые в 4…5 раз прочнее спелых.
Твердость, кг/мм2
0,02…0,05 – красных
0,10…0,16 – зеленых
Твердость кожицы определяется шариком:
Где D – диаметр шарика, мм
F – площадь диаметрального сечения, мм2
P – усилие прокалывания, кг.
Ударные нагрузки создают методом сбрасывания 25 см (м/с) – на фанеру. Опыты показывают, что зеленые в 2…3 раза крепче.
Усилие отрыва плодов от соцветия:
0,65 кг – красные …. средние;
0,73 кг – бланжевые;
0,55 кг – зеленые.
Баклажаны и перцы
Размещение растений по ширине междурядья:
70…140 см – баклажаны
70…90 см – баклажаны;
70 см – перец.
Число растений на гектаре:
26 тыс. – баклажаны
37 тыс. – перец
Расстояние между гнездами:
50 см – у баклажан;
35 см – у томатов;
30 см – у перца.
Плоды в период уборки размещены у перца 80% на высоте более 30 см; плодов, касающихся земли, нет.
У баклажан в зоне до 10 см от почвы, в зоне радиуса 20 см (относительно оси куста) 90% плодов.
Размерная характеристика растений:
Высота куста:
35…38 см – у томатов в неорошаемых зонах;
17…28 см – в орошаемых зонах;
67…30 см – баклажаны (47 см – средний)
64…33 см – перец (54 см – средний)
Размеры кроны:
71х51 см – средние баклажаны (число плодов 1…11 в среднем 6)
44х34 см – средний перец (число плодов 1…18, в среднем 7)
Весовая характеристика:
Баклажаны:
0,14 кг – вес стеблей с ветками;
0,17 кг – вес листьев;
1,25 кг – вес плодов.
Перец:
0,15 кг – Вес листьев;
0,34 кг – вес плодов.
Томаты:
0,5…1,1 кг – вес стеблей с ветками;
0,28…0,83 кг (54…86%) – вес плодов.
Усилие теребления:
36 кг – баклажанов
18 кг – перца
По размерам и весу плодов: Длина х ширина х толщина
Перец зеленый, влажность 91,3%, средняя 55 х 45 х 43 – 30 г
Перец красный, влажность 90,7%, средняя 69 х 59 х 57 – 59 г
Баклажаны, влажность 91,9%, средняя 107 х 68 х 65 – 176 г
Насыпной вес: 585 кг/м3 – томаты зеленые;
600 кг/м3 – томаты красные;
402 кг/м3 – баклажаны;
310 кг/м3 – перец.
Коэффициент трения движения (удел. давление 16 г/см2)
Баклажаны – по стали – 0,64
Фанера – 0,84
Усилие отрыва плодов перца – 4,7…5,3 кг, длина плодоножки – 0, диаметр плодоножки – 8 мм.
Для уборки машиной методом очеса на корню необходимо, чтобы соблюдались выражения:
Где Т – прочность связи растений с почвой, кг
G – прочность связи плода, кг
N– число плодов, отрываемых одновременно, шт.
Пример: ,
Т. е. очес возможен, если рабочий орган одновременно захватывает не более 3-х плодов, в противном случае растение будет выдернуто из почвы.
Прочность плодов при статическом сжатии у баклажан значительно больше, чем у перца. Начало появлений трещин у баклажан – 42 кг, у перца – 7 кг.
Полное раздавливание – в 1,5-2 раза больше.
Зависимость повреждения плодов от высоты их сбрасывания
Высота сбрасывания, см |
|||||
100 |
200 |
300 |
400 |
Твердость, кг/мм2 |
|
Число повреждения плодов, % |
|||||
Перец |
20…30 |
50…60 |
70…80 |
80…100 |
0,09 |
Арбузы
Сорта: Победитель, Мелитопольский, Волжский, Быковский.
Наземная часть состоит из нескольких стеблей, расстилающихся в разных направлениях от корня. Длина главного стебля достигает до 5,5 м.
Длина арбузов варьирует от 12,3 до 30,2 см средняя – 20,2 см. Ширина и толщина с 12,3 до 19,8 см.
Средний вес: 3,4 кг – Победитель
5,07 кг – Мелитопольский.
Объемный вес с 550 кг/м3 до 590 кг/м3 – крупные.
Прочность стебля на разрыв – 11,8…17,9 кг
Усилие отрыва плодоножки от стебля – 2,85…4,6 кг.
Твердость коры (шарик размером 4 мм) – 0,36…0,50 кг/мм2
Усилие прокола – 4,5…6,8 кг.
Трещин не наблюдается при статическом сжатии стальной пластины до 40 кг, выдерживает до 80 кг.
Коэффициент статического трения по:
Фанере – 0,38…0,47
Стали – 0,48…0,52.
Углы качения по:
Фанере – 6…8°
Стали – 5,6…8°
Усилие перемещения арбуза по почве – 2…3 кг.
Огурцы и кабачки
Насыпной вес: 550…660 кг/м3 – огурцы
420…440 кг/м3 – кабачки
Твердость (шарик внедрения размером 4 мм), кг/мм2
Кабачки – 0,72
Огурцы – I фаза спелости – 0,15
II фаза спелости – 0,19
III фаза спелости – 0,24
Сопротивление резанию – 4,9…10,8 кг.
Динамическая нагрузка определяется падением плодов на жесткую поверхность
Высота допустимая, см |
Высота разрушения, см |
|
Арбуз крупный |
5…10 |
20 |
Арбуз средний |
10…15 |
25 |
Помидор спелый |
10…15 |
25 |
Помидор зеленый |
20…25 |
35 |
Огурец |
20…30 |
50 |
Дыня крупная |
30…35 |
45 |
Дыня спелая |
35…40 |
50 |
Кабачки |
50…75 |
100 |
Перец |
80…90 |
100 |
Баклажан |
250…280 |
300 |
Коэффициент трения при скорости скольжения – 3 м/с
Нормальном давлении – 17 кг/см2
По стали |
Фанере |
Резине |
|
Огурцы |
043…0,47 |
0,39…0,42 |
0,58…0,62 |
Кабачки |
0,56 |
0,61 |
1,02 |
Угол естественного откоса
Огурцы – 24° (21…27°)
Кабачки – 28° (25…30°)
Углы качения – 2…16°(в зависимости о формы и материала)
Лук репчатый
Размещение – средняя ширина междурядий – 45…60 см, от 6 до 20 шт. на 1 п/м, на 1 га – до 400 тыс. шт.
Рядок представляет ленту шириной 50…70 мм.
В почве 3 положения:
Hmax=11 см
Средний вес – от 27 до 130 г
Насыпной вес (без ботвы) – 583…796 кг/м3
С ботвой – 307…471 кг/м3
Усилие теребления – 1,9…4,9 кг, максимальное – 11 кг.
Допустимая высота падения на прутки – 50…100 см.
При высоте 1,5 м повреждается до 40%; на лист стальной – 30%; на слой луковиц – 0.
Коэффициент трения покоя – 0,34.
Коэффициент трения движения – 0,29.
Литература
1. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. – М.: Колос, 1970.
2. Различные научные труды и статьи.