Механизация работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве кукурузы

Научная мысль

Министерство сельского хозяйства РФ 

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» 

В.С. КУРАСОВ
В.В. КУЦЕЕВ
Е.Е. САМУРГАНОВ

МЕХАНИЗАЦИЯ РАБОТ 

В СЕЛЕКЦИИ, 

СОРТОИСПЫТАНИИ 

И ПЕРВИЧНОМ 

СЕМЕНОВОДСТВЕ КУКУРУЗЫ

Монография

Москва

ИНФРА-М

2020

УДК [631.3:631.527: 633.15](075.4)
ББК 40.7:42.112

К93

Рецензенты:

Е.И. Виневский, доктор технических наук, профессор (Кубанский 

государственный аграрный университет);

И.А. Петунина, доктор технических наук, профессор (Кубанский 

государственный аграрный университет)

Курасов В.С.

К93
Механизация работ в селекции, сортоиспытании и первичном 

семеноводстве кукурузы : монография / В.С. Курасов, В.В. Куцеев,   
Е.Е. Самурганов. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 150 с. — (Научная 
мысль).

ISBN 978-5-16-109347-4 (online)

В монографии представлены результаты многолетних исследований по 

разработке устройств для механизации работ в селекции, сортоиспытании и 
первичном семеноводстве кукурузы, выполненных авторами в Кубанском 
государственном 
аграрном 
университете 
и 
Краснодарском 
научно
исследовательском институте сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко.

Предназначена
для 
преподавателей, 
аспирантов 
и 
студентов 

сельскохозяйственных вузов, а также научных работников и сотрудников 
селекционных и семеноводческих учреждений.

УДК [631.3:631.527: 633.15](075.4) 

ББК 40.7:42.112 

ISBN 978-5-16-109347-4 (online)
© Курасов В.С., Куцеев В.В., 

Самурганов Е.Е., 2020

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Оглавление

Предисловие …………………………………………………………….. 4
1 Анализ современного состояния механизации селекционного про
цесса кукурузы ……………………………………………………….... 4
1.1 Технология выведения новых гибридов кукурузы ……………... 4
1.2 Специфика научно-исследовательских и опытно-конструктор
ских работ в области механизации процессов селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства ……………………….. 7

1.3 Обзор технических средств механизации селекционного про
цесса кукурузы ………………………………………………….... 9

1.4 Выводы по разделу ………………………………………………... 43

2 Обоснование перспективного комплекса технических средств для 

селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства кукурузы 45
2.1 Основные положения комплексного подхода к обоснованию 

технических средств ……………………………………................. 45

2.2 Обоснование структуры комплекса технических средств ……... 50
2.3 Выводы по разделу ………………………………………………... 61

3 Разработка отдельных технических средств ………………………... 62

3.1 Сеялка для первичного семеноводства кукурузы  ……………… 62
3.2 Исследование процесса обмолота початков и разработка моло
тилок …………………………………………………………........... 67

3.3 Линия обмолота селекционного материала кукурузы ………….. 111
3.4 Способ обмолота початков кукурузы ……………………………. 116
3.5 Селекционная кукурузокалибровочная машина ………………... 122
3.6 Выводы по разделу ………………………………………………... 128

4 Разработка методики оценки кукурузы на адаптивность к механи
зированной уборке ……...……………………………………………. 129

Заключение …………………………………………………................... 137
Список использованных источников  ………………............................ 138

Предисловие

В стабилизации валовых сборов зерна в целом, важная роль отво
дится увеличению производства зерна кукурузы, как одного из основных источников пополнения кормовой базы животноводства. В современных экономических и экологических условиях увеличение производства зерна кукурузы не может быть достигнуто только за счет расширения площади посева. Кроме того, нет резервов в наращивании интенсификации земледелия, так как и без того напряжена экологическая 
обстановка. Выходом из создавшейся ситуации может быть использование технологий, основанных на энергосбережении, биологизации и 
оптимизации растениеводства. Существенным элементом этих технологий является использование достижений селекции.

В России в 2012 году кукуруза на зерно выращивалась на площади 

1,9 млн. га, валовый сбор зерна составил 8,3 млн. т. В 2013 году посевные площади под кукурузы выросли до  2,3 млн. га.

В соответствии с отраслевой целевой программой «Производство и 

переработка зерна кукурузы в Российской Федерации на 2013-2015 годы», 
утвержденной приказом Минсельхоза России № 441 от 21 августа 2012 г. к 
2015 году посевные площади под кукурузу на зерно должны составлять
2 млн. га, а валовый сбор – 8,8 млн.

Естественно, 
что 
сопутствующие 
объемы 
селекционно
семеноводческой работы невозможно качественно выполнить без соответствующего технического оснащения.

В настоящей работе представлены результаты многолетних иссле
дований по разработке устройств для механизации разных этапов селекционного процесса кукурузы, выполненных авторами в Кубанском 
государственном аграрном университете и Краснодарском научноисследовательском институте сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко.

В части разделов монографии использован материал, полученный 

авторами совместно с инженером Ю. В. Евтушенко, а также фитопатологом Н. М. Гридневой.

Выражаем искреннюю признательность заведующему отделом ме
ханизации Краснодарского НИИСХ доктору технических наук К. А. 
Сохту и другим сотрудникам этого отдела, принимавшим участие в 
разработке экспериментальных установок.

Выражаем также благодарность доктору технических наук, про
фессору В. С. Кравченко за бесценную помощь  при написании данной 
книги.

1 Анализ современного состояния механизации селекционного 

процесса кукурузы

1.1 Технология выведения новых гибридов кукурузы 

Селекция кукурузы включает систематическое улучшение культу
ры путем контролирования происхождения семян. Селекционер сталкивается с различным по ценности материалом, отбирает и размножает 
наиболее желательные формы.

Методы улучшения кукурузы могут быть разделены на пять групп, 

которые могут перекрываться [33,82,123]: 1 – массовый отбор; 2 – початкорядный отбор; 3 – межсортовая гибридизация; 4 – синтетические 
сорта или популяции; 5 – гибриды от скрещивания инбредных (самоопыленных) линий.

Все до сих пор выведенные инбредные линии кукурузы по уро
жайности уступают свободноопыляющимся сортам. До тех пор, пока не 
будут выведены явно более продуктивные линии, основным использованием инбредных линий является получение из них гибридов или синтетиков. Лучшие инбредные комбинации от отобранных линий значительно превышают по урожайности свободноопыляющиеся сорта. Преимуществом гибридов являются и другие желательные признаки, такие, 
как мощность стеблей и корней, а также устойчивость к специфическим 
болезням и насекомым. Все вышеперечисленные факторы привели к 
тому, что во всем мире товарное производство зерна кукурузы базируется на выращивании гибридов.

Гибриды могут быть получены путем искусственного (ручного) 

опыления или в результате выращивания двух линий чередующимися 
рядками на одном изолированном участке и обрыванием метелок (мужских соцветий) перед цветением на растениях материнских линий. В 
РФ выведение гибридов базируется в основном на использовании цитоплазматической мужской стерильности, т.е. без обрыва метелок.

В Российской Федерации принято весь селекционный процесс де
лить на четыре условных этапа  [107]: 1-й – посев отдельных семян, 
уборка и послеуборочная обработка отдельных растений; 2-й – посев 
(без повторений) потомства отдельных растений (семей), уборка и послеуборочная обработка полученного от семей урожая; 3-й – посев с 
повторениями для сравнительной оценки перспективных номеров, их 
уборка и послеуборочная обработка полученного урожая; 4-й - посев с 
повторениями для сравнительного испытания новых сортов, селекционных номеров, их уборка и послеуборочная обработка полученного 
урожая.

Для каждого этапа регламентируются размеры и форма делянок, 

междурядий, межделяночных дорожек и дорог, т.е. определяются параметры опытного поля. В свою очередь параметры опытного поля служат основой для разработки средств механизации.

Так как в нашей стране производство зерновых колосовых культур 

является ведущим, то и деление селекционного процесса на перечисленные выше этапы работ ориентировано в первую очередь на эти 
культуры.

Применительно к кукурузе это деление является искусственным, 

так как биологические различия между колосовыми культурами и кукурузой достаточно велики. На основании исследований, выполненных 
совместно с Всероссийским НИИ кукурузы, мы предложили разбить 
селекционный процесс выведения новых гибридов кукурузы на два 
условных этапа [81]:

1-й – посев без повторений потомства отдельных растений (семей), 

уборка и послеуборочная обработка полученного урожая;

2-й – посев с повторениями для сравнительного испытания (оцен
ки) перспективных селекционных номеров, новых гибридов, уборка и 
послеуборочная обработка.

Подтверждением целесообразности деления всего комплекса работ 

на два условных этапа является возможность четкого разграничения 
всех видов питомников на две группы, полностью подпадающих под 
предлагаемую классификацию – селекционные питомники и питомники 
сортоиспытаний.

Технология выведения новых гибридов кукурузы на основе ис
пользования цитоплазматической мужской стерильности включает следующие основные технологические процессы и операции: 1 - подготовка опытного поля; 2 - посев делянок; 3 - уход за посевами; 4 - опыление 
растений; 5 - наблюдение за посевами; 6 - уборка опытных делянок и 
оценка полученного урожая; 7 - послеуборочная обработка и хранение 
семян.

Подготовка опытного поля заключается в проведении основной и 

поверхностной обработок почвы, внесение органических и минеральных удобрений, а также разбивке опытного поля на делянки. Все вышеперечисленные операции, за исключением последней, выполняются 
сельскохозяйственными машинами общего назначения.

Посев опытных делянок на первом условном этапе селекционного 

процесса производится, как правило, ручными сеялками типа ССГ-1 
[105]. На втором этапе посев полностью механизирован, и выполняется 
специализированными селекционными сеялками.

Уход за посевами включает следующие операции: уничтожение 

сорняков, рыхление почвы и окучивание растений. Выполняются они 
стандартными рабочими органами, навешиваемыми на культиваторы 
типа КРН или вручную. При необходимости проводят опрыскивание 
посевов для уничтожения сорняков и борьбы с вредителями и болезнями растений.

Под операцией опыления растений мы понимаем весь комплекс 

приемов, используемых селекционерами для получения требуемых 
форм. Это и естественный процесс перенесения пыльцы, и установка 
специальных мешочков на женские соцветия для получения инбредных 
линий, а также ряд других специфических приемов, которые не могут 
быть механизированы.

Наблюдение за посевами включает визуальный контроль и оценку 

развития растений. Кроме того, на этом этапе возможна оценка растений на приспособленность к механизированной уборке. Методика этой 
оценки описана в четвертом разделе настоящей работы.

Уборка опытных делянок на первом этапе селекции производится 

вручную. Уборка урожая с опытных делянок на втором этапе может 
производиться по нескольким технологическим схемам, основанным на 
использовании комбайнов. Полученный урожай оценивается как по 
морфологическим параметрам, так и по качеству зерна.

Технологические процессы послеуборочной обработки и хранения 

семян во многом совпадают с товарным семеноводством. Отличие 
только в объемах производства, и, следовательно, в используемых машинах.

1.2 
Специфика 
научно-исследовательских 
и 
опытно
конструкторских работ в области механизации процессов селекции, 
сортоиспытания и первичного семеноводства

Разработка научных основ механизации производственных процес
сов в селекции – одна из самых молодых отраслей сельскохозяйственной науки, впервые получившая государственную поддержку в 1960 
году [115]. Основы ее были заложены Н. Н. Ульрихом [113]. Большой 
вклад в создание отечественной селекционно-семеноводческой техники 
внесли такие ученые как Н. Н. Ульрих, В. И. Анискин, И. Ф. Алдошин, 
А. А. Губанов, А. Х. Гайфулин, Ю. А. Космовский, В. С. Кравченко, 
Ю. Ф. Некипелов, К. А. Сохт, Н. И. Ролдугин, А. С. Рохлин, Н. А. Шабала.

Впервые же селекционная техника была включена в отечественную 

систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного 
производства в 1971 году.

По своим размерам, назначению, принципу действия и условиям 

эксплуатации селекционно-семеноводческие машины во многом отличаются от машин общепроизводственных, хотя выполняют почти те же 
операции. Принципиальные отличия их заключаются в следующем.

В сельскохозяйственных предприятиях, занимающихся производ
ством продовольственного и фуражного зерна, комплекс машин подбирают в соответствии с размером хозяйства и зональными особенностями, причем стремятся, как правило, свести к минимуму число типов 
машин одинакового назначения. В противоположность этому в селекционных учреждениях, оказывается целесообразным иметь до четырех 
типоразмеров машин  одинакового назначения в соответствии с основными четырьмя этапами селекционно-семеноводческого процесса. В 
результате возникает необходимость разработки достаточно большого 
количества типоразмеров селекционно-семеноводческих машин.

Общее же количество машин каждого типа, достаточное для удо
влетворения потребности в них селекционных учреждений относительно невелико. Данное обстоятельство приводит к тому, что стоимость 
селекционно-семеноводческих машин в несколько раз выше стоимости 
общепроизводственных машин аналогичного назначения.

Кроме того, к селекционно-семеноводческим машинам в сравнении 

с общепроизводственными машинами предъявляются повышенные агротехнические требования:

- полное отсутствие сортосмешивания, т.е. по окончании работы с 

каким-либо селекционным номером, гибридом или сортом, как в рабочих органах, так и во всей машине не должно оставаться ни одного семени, причем должен быть обеспечен достоверный контроль выполнения этого требования;

- из-за повышенной ценности селекционных семян потери их при 

работе машин должны быть сведены до минимума;

- кинематический режим работы машин должен не только исклю
чать дробление семян, но и сводить к минимуму их травмирование, 
особенно в области зародыша.

Здесь необходимо отметить, что очень близки к селекционным ма
шинам по своим параметрам машины, предназначенные для использования в агротехнических опытах.

Основные усилия ученых и конструкторов в нашей стране были 

направлены в первую очередь на механизацию полевого эксперимента 
в селекции пшеницы, являющейся основной сельскохозяйственной 

культурой РФ. Еще в 1977 г. вышел отраслевой стандарт на параметры 
опытного поля, а также типаж посевных и уборочных машин для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства зерновых колосовых культур.

Что же касается кукурузы, то дело ограничилось выпуском в 1969 

году межреспубликанских технических условий на размеры делянок, 
междурядий и межделяночных дорожек [80]. Ввиду ограниченности 
своего объема эти условия не могут служить полноценной основой для 
разработки средств механизации.

Для введения единого понятийного аппарата для селекционеров и 

разработчиков селекционно-семеноводческой техники, а также для выработки регламентированных требований к типажу посевных и уборочных машин нами совместно с Всероссийским НИИ кукурузы и Краснодарским НИИСХ им. П. П. Лукьяненко были разработаны методические рекомендации [81] по основным терминам и определениям в области механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве кукурузы, по параметрам опытного поля, а также типажу посевных и уборочных машин (см. приложение А). До разработки соответствующего отраслевого стандарта указанные рекомендации могут 
быть использованы в качестве руководящего технического материала 
при разработке технических средств для селекции, сортоиспытания и 
первичного семеноводства кукурузы.

1.3 Обзор технических средств механизации селекционного 

процесса кукурузы

Обзор технических средств механизации выполним не по услов
ным этапам селекционного процесса, а по основным технологическим 
процессам. Такой подход нам представляется более логичным, так как 
некоторые машины могут использоваться на обоих этапах селекционного процесса.

Подготовка опытного поля
Ширина междурядий при посеве питомников обоих этапов состав
ляет 0,7 м. Глубина заделки семян варьирует в интервале 0,04…0,10 м.

В настоящее время из-за отсутствия посевных машин отечествен
ного производства, посев питомников первого этапа осуществляется 
ручными сеялками типа ССГ-1.

Поэтому, поле, подготовленное для закладки питомников первого 

этапа необходимо разметить маркером в двух взаимно перпендикуляр

ных направлениях. В результате этой операции поле получается разделенным бороздками на квадраты 0,70,7 м. Посев производится в местах пересечения бороздок (по углам квадрата).

Посев опытных делянок
Ширина междурядий (включая и стыковые) при посеве селекцион
ных номеров на опытных делянках на всех типах селекционных питомников составляет 0,7 м. Глубина посева (заделки) семян может варьировать в интервале 0,04…0,10 м. На практике глубина посева семян, как 
правило, составляет 0,06…0,08 м. Длина рядков составляет 3,5 или 7 м.

На втором этапе количество рядков одного селекционного номера 

на делянке жестко регламентировано и равняется двум.

На первом этапе количество рядков одного селекционного номера 

зависит от цели эксперимента, поставленного селекционером, и может 
изменяться в очень широком диапазоне: от одного до нескольких сотен 
рядков.

В настоящее время закладка питомников первого этапа осуществ
ляется различными модификациями ручной сеялки ССГ-1 – рисунок 1.1
[105].

1 - рукоятки; 2 – ограничитель; 3 - воронка для семян; 4 – семяпровод; 5 – сошник.

Рисунок 1.1 - Сеялка кукурузная селекционная ССГ-1

Для того, чтобы посевная машина для первого этапа была востре
бована селекционерами, она должна отвечать следующим требованиям: 
1 - глубина заделки семян должна регулироваться в интервале от 0,04 
до 0,12 м; 2 – в одно гнездо должно высеваться 3-4 семени; 3 – машина 
должна быть однорядной и самоходной.