Konieczności i przeszkody mechanizacji zbioru owoców
Ręczny zbiór owoców jagodowych (porzeczek, malin, agrestu, truskawki, borówki wysokiej) jest bardzo pracochłonny. Średnia wydajność zbioru waha się od 4 do 8 kg owoców/osobę/godz., co sprawia, że ich produkcja z przeznaczeniem do przetwórstwa na plantacjach z zastosowaniem zbioru ręcznego jest niemożliwa. Konieczne jest zatem zastosowanie maszyn do zbioru o wysokiej wydajności i jakości pracy. Zbiór wiśni i śliw, pomimo wyższych niż w przypadku owoców jagodowych wydajności uzyskiwanych przez pracowników – ok. 10 kg/godz. wiśni oraz 25 kg/godz. śliw – także wymagał będzie wprowadzenia środków technicznych ułatwiających pracę ręczną (platformy do zbioru) lub znacząco redukujących liczbę potrzebnych pracowników (otrząsarki i kombajny).
Duży problem w upowszechnieniu maszynowego zbioru stanowią cechy samych owoców, które wykazują wysoką podatność na uszkodzenia mechaniczne i krótki okres dojrzałości zbiorczej. Kolejny wynika z relatywnie wysokich plonów z jednostki powierzchni.
W przyszłości
Zapotrzebowanie na maszyny będzie wzrastało wraz z rosnącymi kosztami pracy ręcznej oraz pogłębiającymi się trudnościami w pozyskaniu odpowiedniej liczby pracowników. Zakup niezbędnych urządzeń uwarunkowany jest i będzie wielkością i możliwościami finansowymi gospodarstw oraz aktualnymi cenami odbioru owoców. Należy oczekiwać, że oprócz zaawansowanych konstrukcji, producenci maszyn ogrodniczych będą oferowali także prostsze, a tym samym tańsze urządzenia. Perspektywy umaszynowienia zbioru będą zależały od gatunku owoców – zdecydowanie łatwiejsze jest to w przypadku owoców zbieranych jednoetapowo. W przypadku zbioru wieloetapowego (malina) należy spodziewać się gorszej jakości pracy maszyn.
Tendencje w rozwoju maszyn do zbioru owoców jagodowych
Porzeczka, agrest, aronia. Na towarowych plantacjach krzewów jagodowych zbiór prowadzony jest przy użyciu kombajnów całorzędowych i półrzędowych. Zastosowanie maszyn pozwala zwiększyć ponad 50 razy wydajność pracy osoby (do 500–600 kg/godz.) prowadzącej zbiór. Jeszcze do niedawna porzeczka czarna uprawiana była w Polsce głównie na plantacjach o powierzchni 1–3 ha, zbieranych przy użyciu ciągnikowych kombajnów półrzędowych. W związku ze spadkiem cen owoców i rosnącymi kosztami produkcji, obserwuje się postępujący proces koncentracji upraw – powstawanie dużych plantacji o powierzchni 20–100 ha, obsadzanych nowymi odmianami o mniejszych krzewach. Zbiór z takich krzewów jest utrudniony – samojezdne kombajny całorzędowe, ze względu na symetryczne usytuowanie zespołów otrząsających, nie są w stanie zebrać owoców z pędów u podstawy krzewów. Lepiej sprawdzają się ciągnikowe kombajny półrzędowe, ale ich niska wydajność jest niewystarczająca dla dużych plantacji. Istnieje więc potrzeba opracowania całorzędowego kombajnu o konstrukcji umożliwiającej efektywny zbiór z niższych krzewów. Prace nad tego typu maszyną zostały już podjęte przez jedną z polskich firm, dodatkowym ich celem jest istotne obniżenie kosztów produkcji maszyny. Obecna cena kombajnów (ok. 500–600 tys. zł brutto) stanowi barierę dla mniej zamożnych producentów owoców.
Innym aspektem zmian w sposobach produkcji porzeczek są trudności w ochronie plantacji wynikające z wycofywania niektórych środków chemicznych. Zwalczanie najgroźniejszego szkodnika porzeczek, wielkopąkowca porzeczkowego (Cecidophyopsis ribis), jest coraz trudniejsze, choć i tak było ono niezwykle trudne, nawet przy użyciu najbardziej toksycznych środków ochrony. Szansą na ułatwienie ochrony plantacji przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów produkcji może być uprawa porzeczek na gęsto sadzonych plantacjach zwanych łanowymi (30–35 tys. szt./ha). Najistotniejszą różnicą w stosunku do upraw tradycyjnych jest zbiór wykonywany w cyklu dwuletnim, polegający na wycinaniu nadziemnych części krzewów. Umożliwia to wyeliminowanie kosztów związanych z ręczną pielęgnacją oraz zmienia całkowicie zasady ochrony. Upowszechnienie nowego typu uprawy wymaga jednak opracowania nowych sposobów prowadzenia plantacji oraz wprowadzenia kompleksowego zmechanizowania prac. Czynnikiem decydującym o przyjęciu się nowej technologii będzie zapewnienie możliwości w pełni zmechanizowanego zbioru. Konieczne jest opracowanie kombajnu o zupełnie nowych zasadach działania podzespołów roboczych – wycinającego krzewy i oddzielającego od nich owoce. Można oczekiwać, że prace badawcze nad jego powstaniem rozpoczną się już w niedalekiej przyszłości.
Malina. Maszynowy zbiór malin jest obecnie stosowany praktycznie tylko w przypadku owoców przeznaczonych dla przemysłu. Jest to spowodowane głównie specyfiką plonowania oraz niekorzystnymi właściwościami owoców. Rozłożenie owocowania w czasie wymusza zbiór wieloetapowy, maszyna musi przejeżdżać przez rzędy plantacji kilkunastokrotnie w sezonie. Powoduje to kumulowanie się strat w wyniku mechanicznych uszkodzeń pędów, obniżających ponadto zdrowotność plantacji – wnikające przez zniszczoną tkankę patogeny zwiększają ryzyko występowania u roślin chorób grzybowych.
Ryzyko obniżenia zdrowotności plantacji jest eliminowane przy uprawie odmian owocujących na pędach jednorocznych, tzw. malin powtarzających. Ważną z punktu widzenia zbioru maszynowego zaletą tych odmian jest także możliwość prowadzenia plantacji bez rusztowań, co, oprócz niższych kosztów uprawy, pozwala uprościć budowę maszyn do zbioru. Kombajny zbudowane są podobnie jak maszyny do zbioru porzeczek, nie mają odchylanych na podporach rusztowania zespołów otrząsających (fot. 1). Łatwiejsze jest też uszczelnienie dolnej części krzewów, dzięki czemu straty spowodowane opadaniem owoców na ziemię są niższe.
Fot. 1. Kombajn zaczepiany do zbioru malin jesiennych
[NEW_PAGE]Wydaje się, że w najbliższej przyszłości prace nad maszynowym zbiorem malin będą prowadzone w kierunku hodowli odmian sprzyjających prowadzeniu tego rodzaju zbioru. Nie należy spodziewać się nowych rozwiązań technicznych – produkowane obecnie modele kombajnów opierają się na wzorcach sprzed lat czterdziestu i, pomimo nie do końca satysfakcjonującej jakości pracy, nie doczekały się one istotnych zmian w budowie podzespołów roboczych. Na niższą niż w przypadku innych jagodowych dokładność zbioru wpływają głównie: znaczny udział owoców pozostających na krzewach (do 30%), straty spowodowane odrywaniem od krzewów owoców niedojrzałych (do 15%) oraz opadanie owoców na ziemię pomiędzy elementami uszczelniającymi kombajnu (do 10%).
Jedną z najważniejszych cech malin zbieranych kombajnami powinny być relatywnie niskie (poniżej 1,5 N) siły wiązania owoców z dnem kwiatowym. W latach, w których, z powodu trudnych warunków atmosferycznych (np. częste opady deszczu), siły wiązania owoców z szypułkami są znaczne, należy spodziewać się słabej, na poziomie 50–60% jakości zbioru. W skrajnych przypadkach pogodowych zbiór mechaniczny jest wręcz niemożliwy.
Niskie siły wiązania owoców z krzewem wykazuje np. klon hodowlany maliny oznaczony numerem 95152 z Brzeznej. Jego owoce zbierane były podczas badań w prawie 80%, przy stosunkowo niewysokich, bezpiecznych dla krzewów częstotliwościach drgań otrząsaczy. Odmiana ta ma relatywnie małe owoce, co wydaje się decydować o niskich stratach spowodowanych odrywaniem owoców niedojrzałych oraz odporności owoców na uszkodzenia mechaniczne. Małe owoce są jednak wadą w przypadku konieczności zastosowania (przemiennie) zbioru ręcznego.
Tendencje w rozwoju maszyn do zbioru owoców pestkowych
Wiśnie i śliwy. Mechaniczny zbiór owoców pestkowych, wiśni i śliw przeznaczonych dla przetwórstwa, prowadzony jest za pomocą ciągnikowych otrząsarek oraz kombajnów zbierających w ruchu ciągłym. Praca tych pierwszych polega na otrząsaniu owoców na skutek wprowadzenia w drgania całych drzew (niskie drzewa sadów intensywnych) lub poszczególnych konarów (wysokie drzewa sadów tradycyjnych).
W polskim sadownictwie wykorzystywany jest pierwszy z tych sposobów. Owoce zbierane są na ekrany chwytne, najprostsze z nich podkładane są pod drzewa ręcznie, bardziej skomplikowane urządzenia mają ekrany rozwijane i zwijane za pomocą silników hydraulicznych (fot. 2). Otrząsarki te wyposażone są w przenośniki transportowe oraz zespół separacji zanieczyszczeń w strumieniu powietrza wytwarzanym przez wentylator. Najbardziej zaawansowane technicznie rozwiązania – zestawy dwuczęściowe – składają się z dwóch równolegle przemieszczających się wzdłuż rzędu samojezdnych maszyn z ekranami chwytnymi, z których jedna wyposażona jest w otrząsacz.
Niezależnie od sposobu odbioru owoców, otrząsarki wymagają zatrzymania się w momencie zbioru z każdego drzewa, co obniża ich wydajność. Wady tej pozbawione są stosowane od niedawna kombajny zbierające w ruchu ciągłym (fot. 3). Ich działanie polega na otrząsaniu owoców za pomocą zespołów palcowych wprowadzających w drgania gałęzie całej korony. Taki system wymaga jednak właściwego prowadzenia sadu, doboru odpowiednich odmian i utrzymania pożądanego kształtu korony.
Należy się spodziewać, że niebawem wszystkie wymienione powyżej środki techniczne będą wykorzystywane równolegle. Nowoczesne, sadzone pod kątem zbioru kombajnowego sady, pomimo ciągłego rozwoju, będą stanowiły tylko pewną część w produkcji owoców pestkowych. Mniej wydajne, ale znacznie tańsze otrząsarki będą nadal podstawowym sprzętem do zbioru wiśni i śliw w gospodarstwach o powierzchni od kilku do kilkunastu hektarów. Zastosowanie kombajnów będzie ponadto wymagało ściślejszej współpracy producentów owoców z zakładami przetwórczymi.
Światowe doświadczenia pokazują, że ze względu na dużą podatność na uszkodzenia oraz intensywność oddychania owoców, znacząca poprawa jakości wiśni zbieranych maszynowo następuje wtedy, gdy zbiór odbywa się do pojemników ze schłodzoną wodą. Pojemniki mogą zmagazynować ok. 500 kg owoców, a 25% ich objętości stanowi woda. Próby ze zbiorem tą metodą prowadzono w Instytucie Ogrodnictwa w Skierniewicach (fot. 4). Jej wdrożenie wymaga jednak opracowania kompleksowej technologii, w tym rozwiązania problemów z transportem, oraz znacznego zaangażowania zakładów przetwórczych.
[NEW_PAGE]
Mechaniczny zbiór owoców deserowych
Malejąca opłacalność produkcji oraz trudności z zapewnieniem wystarczającej liczby pracowników także zmuszają do prac nad maszynowymi metodami zbioru owoców pestkowych przeznaczonych do bezpośredniego spożycia. W IO rozpoczęto wstępne badania nad możliwością zbioru kombajnowego z drzew prowadzonych w formie litery „T”. Taka forma drzewa pozwala na umieszczenie przenośników zespołu odbioru i transportu otrząsanych owoców bezpośrednio pod poddanymi drganiom gałęziami (fot. 5). W ten sposób ograniczane jest ryzyko uszkodzeń mechanicznych, dzięki czemu możliwy staje się zbiór owoców przeznaczonych do bezpośredniej konsumpcji.
W razie sprawdzenia się koncepcji maszyny oraz sposobu prowadzenia sadów, zaistnieje szansa na maszynowy zbiór owoców innych gatunków, w tym czereśni. Oczywiście, kompleksowa technologia takiego sposobu produkcji wymaga opracowania nowatorskich metod uprawy, właściwego transportu owoców z uwzględnieniem rodzaju opakowań oraz działań pozbiorczych, takich jak schładzanie i sortowanie.
Mechaniczny zbiór mało znanych gatunków
W związku z naciskami na ochronę środowiska i coraz bardziej restrykcyjnymi warunkami ochrony chemicznej, na wartości zyskują stosunkowo mało dotąd znane gatunki możliwe do uprawy na plantacjach ekologicznych, z ograniczonym lub całkowicie wyeliminowanym zastosowaniem środków ochrony roślin. Do takich gatunków należą m.in. rokitnik, jarzębina, pigwowiec, dereń czy świdośliwa. Ich owoce zawierają znaczne ilości wartościowych substancji (antyoksydantów, cukrów prostych, błonnika, pektyn i witamin), umożliwiających wykorzystanie w przemyśle przetwórczym. Mimo dużej wartości prozdrowotnej owoców, żaden z tych gatunków nie wszedł do szerokiej produkcji w Polsce, m.in. z powodu trudności w zbiorze.
Jak już wspomniano, bez zmechanizowania tego etapu opłacalność produkcji owoców przemysłowych może okazać się problematyczna. Podejmowane są zatem prace nad zbiorem maszynowym. Pierwszym, zakończonym powodzeniem krokiem był zbiór kombajnowy róży. Obecnie, najbardziej perspektywiczny wydaje się zbiór świdośliwy (fot. 6). Przeprowadzone w minionym sezonie wstępne próby zbioru z wykorzystaniem kombajnu do porzeczek, dobrze rokują na przyszłość. Rozwój metody zbioru będzie wymagał stworzenia nowej, uwzględniającej pokrój krzewu konstrukcji maszyny oraz określenia parametrów pracy optymalnych dla gatunku.
Fot. 6. Maszynowy zbiór świdośliwy
Prace nad mechanicznym zbiorem nowych gatunków roślin owocowych przyczynią się do zwiększenia konkurencyjności polskich produktów na światowych rynkach. Jest to szczególnie ważne w dobie zwiększonej dbałości o jakość i walory zdrowotne żywności. Naturalne, pozbawione sztucznych dodatków produkty na pewno zwiększą również zainteresowanie konsumentów. Należy się spodziewać intensyfikacji prac badawczo-rozwojowych nad modyfikacją już istniejących maszyn oraz opracowywaniem nowych konstrukcji, uwzględniających specyficzne właściwości owoców nieuprawianych dotąd gatunków.
Dr Jacek Rabcewicz, Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach
Fot. 1–6 J. Rabcewicz
Artykuł pochodzi z numeru 5/2013 „Informatora Sadowniczego”
