Учебное пособие для школьных лесничеств / Н. А. Харченко, А. И. Сиволапов; Воронеж гос лесотех акад. Воронеж, 2011. 30 с. Печатается по решению редакционно-издательского совета вглта

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»


ЗАГОТОВКА И ПЕРЕРАБОТКА
ЛЕСОСЕМЕННОГО СЫРЬЯ

Учебное пособие для школьных лесничеств


В


оронеж 2011

У


ДК 630*165.6

Харченко Н.А. Заготовка и переработка лесосеменного сырья: Учебное пособие для школьных лесничеств / Н.А. Харченко, А.И. Сиволапов; Воронеж. гос. лесотех. акад. – Воронеж, 2011.- 30 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент: канд. с.-х. наук, зам. директора по научной работе

НИИЛГиС, с.н.с. Н.С. Русин

ВВЕДЕНИЕ
В нашей стране ежегодный объем лесовосстановительных работ возрастает. Тем более стоит задача ускоренного восстановления горельников центральной части России. Ни одна страна не имеет таких масштабов посева и посадки леса, как в РФ. Выполнение таких объемов требует большого коли­чества семян, хвойных и лиственных древесных пород. Заготовка семян древесных и кустарниковых растений производится вручную.

1. ЗАГОТОВКА ЛЕСОСЕМЕННОГО СЫРЬЯ

1. 
   Сбор шишек и плодов с растущих деревьев и кустарников
   

Сбор лесосеменного сырья с растущих деревьев является очень трудоемким и часто дорогостоящим. Его можно прово­дить без подъема и с подъемом в крону дерева.

1. 
   Сбор шишек и плодов без подъема в крону
   

Сбор шишек и плодов с кустарников выполняется, как правило, вручную стоя на земле или с использованием прос­тейших приспособлений - лестниц-стремянок. При этом при­меняют специальные сумки, перчатки Сонина, секаторы, суч­корезы, крючки и т. д.

Плоды, легко отделяющиеся от ветвей кустарников, ошмыгивают руками в брезентовых рукавицах или обивают палками и укладывают в корзины или на подостланные пологи. Если плоды нельзя достать руками, их стряхивают или ош-мыгивают крючками, сбивают при помощи палок, хлыстов, тростей.

При сборе плодов с невысоких деревьев используют раз­личные по конструкции лестницы-стремянки. Они могут быть деревянными, металлическими, различные по длине (8 - 10 м), массой от 30 до 60 кг.

Сбор шишек и плодов с высоких деревьев проводят раз­личными способами: очесыванием, отрыванием, срезанием, от­кусыванием, откручиванием, спиливанием, стряхиванием, сби­ванием.

а) При заготовке шишек и плодов очесыванием и отря­хиванием используют специальный гребень для очесывания шишек лиственницы сибирской конструкции Е. П. Верховцева (рисунок 1). Гребень выполнен из стали толщиной 2-3 мм с 4-мя зубьями, изогнутыми под углом 70°, шириной у основания 15 мм и такими же просветами. Гребень крепится на шест или штангу длиной 5-7 м.
б) С. Д. Канковский предложил грабли-щетки (рисунок 2), выполненные из двух деревянных пластин (230×45×30 мм), в которые заложены 12 металлических зубьев, изогнутые на концах в противоположные стороны (диаметром 4 мм и дли­ной 155 мм). Такими граблями работают в двух направлени­ях при движении вверх и вниз.



Рисунок 1 - Гребень для очесывания шишек лиственницы сибирской



Рисунок 2 - Грабли-щетки

в) Использование срезающих приспособлений основано на том, что рабочие их органы имеют острые края (лезвия), которыми подрезаются ножки шишек или плодоножки пло­дов (рисунок 3). Сюда относятся секаторы, резаки с серповидны­ми и фигурными ножами, секатор-крючок, который подгиба­ет ветви крючком, а шишки и плоды срезают суживающимся разрезом движением от себя и на себя. Часто используется обычный шестовой секатор-сучкорез. Все эти приспособле­ния крепятся на шестах, а шишки и плоды после отрезания собираются с земли.

Рисунок 3 - Приспособления, срезающие шишки и плоды

г) Для заготовки шишек сосны на лесосеменных плантациях Н. И. Мамонов предложил съемник, который имеет сле­дующее устройство и принцип работы. Открытая сверху и снизу узкая коробка, у которой одна грань металлическая и имеет У-образный вырез с заостренными краями, остальные три грани из любого легкого материала. Такая коробка кре­пится на штанге длиной около 6 м. К нижней ее части при­крепляется сборник для шишек. Движением съемного при­способления вверх шишки отделяют от ветвей, и они попада­ют в шишкоприемник. Если шишки не попадают в У-образ­ный вырез, то пользуются находящимся в плоскости выреза отсекателем в виде железной пластинки, один конец которой постоянно оттягивается пружиной вниз. При движении вниз прикрепленной к отсекателю капроновой нитки отсекатель защемляет шишку. Весит приспособление 0,4 кг без штанги.

д) При заготовке шишек часто используется приспособ­ление откручивающего типа, которое имеет шишкозахват в виде двух губок. После захвата шишки, через валик в штанге от электродвигателя шишкозахват приходит во вращение, в результате чего ножка шишки скручивается, разрушается и отделяется от ветви. Масса такого приспособления 8,5 кг, захват шишки и откручивание производится с земли с по­мощью тяг.

е) Шишко-и-плодосъемник отряхивающего типа пред­ставляет собой полую штангу, внутри которой закреплен вал с эксцентрическим грузом в верхней части. Над грузом приспособлена вилка, прижимаемая перед стряхиванием ши­шек и плодов к плодоносящей ветке, за счет вибрации проис­ходит отряхивание шишек и плодов.

2. 
   Сбор шишек и плодов с подъемом в крону
   

Заготовка шишек и плодов с растущих деревьев - тру­доемкий и дорогостоящий вид работы. В настоящее время учеными и практиками разрабатываются, испытываются и внедряются различные приспособления, машины и механиз­мы для сбора лесосеменного сырья в кроне. Все существую­щие варианты подъема в крону можно объединить в две ос­новные группы: подъем в крону по стволу, подъем в крону с помощью различных подъемников.

а) Подъем сборщиков в крону по стволу дерева.

Подъем сборщиков в крону по стволу дерева на зна­чительную высоту (20-25 м) требует большого физического усилия, максимальной осторожности и больших затрат вре­мени. Особенно это относится к заготовке шишек хвойных пород, деревья которых характеризуются хорошей очищаемостью от сучьев, а семена созревают в октябре - ноябре. Это отодвигает заготовку лесосеменного сырья на зимние ме­сяцы, когда сборщики сталкиваются с большими трудностями при подъеме в крону.

Для подъема в крону по стволу дерева используют инди­видуальные приспособления. Обычно они прикрепляются к обуви сборщика с помощью крепежных ремней с обязатель­ным использованием поясов безопасности.

Я. Гайлис (ЛатНИИЛХ) предлагает конструкцию древо-лазного чокера (рисунок 4). Приспособление состоит из двух подножек, двух чекеров (крепежных тросов) и пояса безопас­ности. Нижний концом чокера соединяется с подножкой зам­ком-карабином, верхний (длиной примерно 3 м) петлей об­хватывает ствол дерева. Подножки изготовлены из металла и имеют вид туфель. Впереди к ним прикреплены упоры, которой тросе постоянно натянут. Масса приспособления Я. Гайлиса равна 7,7 кг.


Рисунок 5 - Древолазное устройство «Белка»
ЛатНИИЛХом разработано древолазное устройство «Белка». Оно состоит из металлических подножек, которые крепятся к ногам с помощью ремней (рисунок 5). Передвижной захват представляет собой изогнутый стержень шестигран­ного сечения, на задней части которого нарезана зубчатая рейка. Передняя часть захвата облицована резиной. Подъем на дерево осуществляется перестановкой одной подножки над другой. Устойчивое положение съемщика обеспечивается за счет опоры, прикрепленной в передней части подножки. Сучья на стволе не мешают подъему, а в кроне подъем луч­ше продолжать без приспособления. Рабочий должен быть снабжен поясом безопасности, петля от которого передвига­ется поочередно по стволу дерева. Масса комплекта состав­ляет 8,6 кг.

Несколько измененные конструкции приспособлений (древолазы карельские - ДК-1) предлагает Карельский фи­лиал АН СССР и ЛитНИИЛХ. Немецкий лесничий для подъе­ма в крону по стволу предложил приспособление, которое получило название рама Цемпфунда (рисунок 6). Это приспособ­ление состоит из деревянной рамы с тремя перекладинами: верхней (I), средней (2) и нижней (3). Верхняя и средняя перекладины имеют с внутренней стороны округленные вы­резы, обитые резиной или кожей. Верхняя - передвижная и может закрепляться на любом расстоянии от средней в за­висимости от диаметра дерева и положения съемщика по от­ношению к стволу дерева. На нижней перекладине закрепле­ны ременные стремена.


Рисунок 6 - Рама для подъема на дерево
Первоначально снимается верхняя пе­рекладина, рама вставляется как мерная вилка, затем за­крепляется верхняя перекладина с зазором около 3 см для свободного передвижения рамы по стволу. Сборщик вставляет ноги в стремена, закрепляет пояс безопасности, обхва­тывает ствол руками и подтягивается вверх по стволу с ра­мой на ногах. При выпрямлении тела рама перекашивается и нижняя перекладина упирается в ствол дерева. Сборщик повторяет подобные движения, поднимаясь вверх по стволу. При перенесении тяжести тела на нижнюю перекладину съем­щик может устойчиво находиться в кроне. Такое приспособ­ление целесообразно применять для подъема на деревья с высоко поднятой кроной и стволами хорошо очищенными от сучьев.

Широкое применение этого приспособления ограничива­ется выбором дерева по диаметру из-за размеров рамы, а также требуемым большим физическим напряжением сбор­щиков.

На принципе работы рамы Цемпфунда немецкий проф. Муштер разработал оригинальное приспособление подъем­ный стул (рисунок 7). Конструкция состоит из двух рам, изготов­ленных из легкого материала. Прижимные планки рам обли­цованы резиновыми накладками. К верхней раме шарнирно прикреплена большая лесенка; нижняя рама имеет широкую опорную площадку и крепится к поясу съемщика. Во время подъема съемщик переходит с лесенки на опорную площадку и обратно, перемещая при этом попеременно свободную раму.

Возможность применения этого приспособления ограни­чена размерами рамы, однако подъем по стволу осуществля­ется с меньшей физической нагрузкой.



Рисунок 7 - Подъемный стул
Шведская фирма «Патент» разработала подъемное уст­ройство Велоподъемник (рисунок 8). Он представляет две подножки из легкого металла, которые закрепляются на но­гах съемщиков. Подножки имеют стойки, которые в верхней части закрепляются на стволе с помощью стальной ленты, ни­же которой расположен стволовой упор, облицованный рези­ной. При подъеме на дерево съемщик попеременно переме­щает подножки, шаг перемещения равен примерно 25 - 30см. Возможность применения этого приспособления ограничива­ется наличием неотмерших сучьев.

Для подъема в крону в зависимости от высоты дерева широко используются переносные многозвеньевые пристав­ные лестницы, изготавливаемые из легких сплавов. У таких лестниц отдельные секции соединяются между собой шарнир­но, легко транспортируются и монтируются поочередно при подъеме в крону. Работают двое рабочих: один передвигается по стволу вверх, другой находится на земле и помога­ет монтировать лестницу. Масса 1 м такой лестницы состав­ляет 1,9 - 2,0 кг. На монтаж лестницы и передвижение по стволу и в кроне затрачивается 15 - 20 мин. Подобные лест­ницы целесообразно использовать на заготовке семян и че­ренков с плюсовых деревьев.

Инж. Драхла (Польша) сконст­руировал деревянную лестницу длиной 4 - 6 м, которая при помощи различных приспособлений перемещается и закрепля­ется в кроне.

Примерно на этом же принципе основана лестница конструкции лесничего Ново-Петровского лесхоза Московского уп­равления лесного хозяйства М. М. Невзорова.



Рисунок 8 - Велоподъемник
В последние годы чешским инженером Касалицким разработа­но подъемное устройство «Штангенциркульный подъемник», принципиально сходное с древолазным устройством «Белка».

ДальНИИЛХом разработан дерриконовый подъемник, при помощи которого осуществляется подъем сборщика к кроне дерева. Подъемник состоит из телескопической стрелы, лебедки с канатом, хомута и беседки. Обслуживается двумя рабочими и легко переносится в разобранном виде. Масса подъемника 34,5 кг, высота подъема - 12 м.

б) Подъем в крону дерева с помощью различных подъемных механизмов

Инженер П. Матоушков (Чехия) предложил способ подъе­ма в крону с помощью гибких подвесных лестниц, изготов­ленных из различных материалов (веревки, капрона и др.) с деревянными подножками (рисунок 9).

Веревка (шнур) с помощью пистолета или специально­го ружья перебрасывается через выбранный сук, подтягива­ют лестницу и закрепляют нижний конец веревки (шнура) к стволу дерева.

Подъем сборщика в крону по такой лестнице требует больших физических усилий, т. к. она прогибается, поворачи­вается вокруг оси и рабочему приходится переносить значи­тельную часть веса своего тела на руках.

В настоящее время наша промышленность выпускает различные конструкции подъемных механизмов. Как прави­ло, монтируются они на автомобилях и тракторных шасси, оборудованных гидравлическими или троссовыми приводами.


Рисунок 9 - Веревочная лестница
Наибольший интерес представляют подъемники АПГ-1У (рисунок 10), МШТС-2М (рисунок 11).

Особенностью конструкции этих подъемников является складывающаяся мачта (стрела), которая состоит из двух шарнирно соединенных элементов. В крону поднимаются две люльки с 1 рабочим в каждой. С целью повышения произво­дительности и экономической эффективности подъемников инженер Е. Н. Шахов предлагает при сборе семян в насаждени­ях с высотой деревьев не более 10 -12 м и широкими междурядьями (лесосеменные плантации) на мачте увеличить до 8 число люлек для сборщиков.

В насаждениях с большой высотой деревьев рекомендуются подъемники, предназначенные только для вертикально­го подъема типа ТВ-15 и ТВ-26, которые состоят из пяти вы­двигающихся стальных секций. Следует отметить, что эти подъемники пока не находят широкого применения при сбо­ре лесосеменного сырья из-за низкой маневренности и боль­шой трудоемкости по приведению их в рабочее положение. Их можно использовать для заготовки лесосеменного сырья в редких древостоях с ровным рельефом местности.

Украинский научно-исследовательский институт лесно­го хозяйства и агролесомелиорации для заготовки шишек сос­ны на лесосеменных плантациях рекомендует двухъярусные платформы на базе трактора Т-16М для подъема сборщиков, а также одновременное затаривание собранных шишек (рисунок 12).



Рисунок 10 - Гироподъемник АПГ-12

Рисунок 11 - Монтажная машина МШТС-2М.

Шишки отделяются от дерева с помощью специ­ального захватного устройства, которое позволяет отрывать их от побегов. Через улавливающее и направляющее устрой­ство, и их пневматический привод от компрессора, установ­ленного на шасси трактора, шишки транспортируются в спе­циальную тару. Такая технология обеспечивает сбор шишек на плантациях с применением средств механизации, удобство работы, полный сбор урожая с деревьев без их повреждений и одновременное затаривание шишек.


Рисунок 12 - Двухъярусная платформа для сбора шишек
В Америке для сбора шишек лжетсуги тиссолистной или пихты дугласовой, достигающей 100 м высоты, где невозмож­ны разработанные наземные способы сбора, в опытных целях применялся спуск в крону дерева с зависшего вертолета по веревочной лестнице в специальной кабине.

В Швеции делались попытки заготавливать лесосеменное сырье при спуске в крону сборщиков в брезентовых корзинах на троссах (рисунок 13).

Лесоустроители Сибири предложили использовать воз­душную струю, образуемую винтами вертолета, на заготовке шишек кедра сибирского. Высокая стоимость летного часа летательных аппаратов и трудность управления ими в лесных массивах сильно удорожают стоимость семян.

в) Вибрационный метод заготовки лесосеменного сырья.

Метод отряхивания широко применяется при заготовке шишек кедра сибирского и корейского, а также лиственницы сибирской, у которых созревание семян и раскрытие шишек совпадает со сроками заготовки лесосеменного сырья. Путем отряхивания заготавливают семена с земли. Заготовку семян следует проводить в ясную сухую безветренную погоду во второй половине дня, когда шишки подсыхают и семена вы­падают на подостланный полог.


Рисунок 13 - Сбор семян с помощью воздушного шара
Отряхивание часто применяют также при заготовке пло­дов яблони, груши, шелковицы, косточковых пород.

Издавна для отряхивания использовали примитивные ручные орудия (деревянный колот с резиновой или войлочной прокладкой).

В настоящее время применяют различные вибрационные установки: «Кедровка-Е» и «Кедровка-ЕК», которые навеши­ваются на экскаватор при помощи стрелы (рисунок 14). Установ­ки обеспечивают отряхивание 80 - 90% шишек.

Для сбора в садах плодов сливы, вишни, черешни, аб­рикоса выпускается встряхиватель плодов ВСО-25 «Стрела». Он может собирать плоды семечковых пород, идущих на пе­реработку, и орехоплодовых. Производительность труда при сборе плодов с применением вибрационной машины ВСО-25 «Стрела» повышается по сравнению с ручным сбором в 3 - 4 раза, а прямые затраты снижаются на 45 - 55%.

Анализ существующих приспособлений и механизмов по­казывает, что в настоящее время еще не найдено рациональ­ного способа заготовки лесосеменного сырья. Организация постоянной лесосеменной базы позволит, в некоторой степени, более полно решить вопросы механизации сбора лесосемен­ного сырья, как одного из трудоемких видов работ в лесном хозяйстве. Поэтому в настоящее время наиболее распростра­ненным способом заготовки лесосеменного сырья является сбор с поваленных деревьев во время рубки леса.




Рисунок 14 - Машина для отряхивания шишек «Кедровка-Ек»

Используемые обозначения: 1 - по­воротная колонна; 2 - стрела; 3, 5, 7 - гидроцилиндры; 4 - направля­ющая штанга; 6 - корпус вибратора; 8 - лапы.

2. 
   Сбор шишек и плодов с поваленных деревьев
   

Сбор с поваленных деревьев проводят в период рубки насаждений (в порядке главного, реже промежуточного поль­зования). Этот способ применяется для древесных пород, у которых шишки после созревания долгое время висят на де­реве и не раскрываются.

При заготовке лесосеменного сырья на лесосеках обяза­тельно соблюдение простейших требований селекции: отбор высокопроизводительных насаждений, которые подлежат рубке в урожайные годы, приурочивают рубку к срокам за­готовки семян; предварительная селекцион­ная оценка с отметкой минусовых и больных деревьев, с ко­торых сбор шишек и плодов запрещается.

Сбор шишек и плодов с поваленных деревьев может вы­полняться:

а) Вручную. За одним вальщиком следует два сборщика
семян, строго соблюдая правила безопасной работы (сбор запрещается проводить ближе 50 м от срубаемого дерева);

б) Шишкосборщиком. При сборе шишек можно исполь­зовать шишкосборщик конструкции И. И. Соромотина (рисунок 15). Он имеет довольно простую конструкцию: враща­ющийся барабан с эластичными лопастями длиной 200 - 300 мм. Барабан приводится во вращение с помощью элек­тромотора или бензинового двигателя, мощность которого должна быть не менее 500 Вт. Под барабаном крепится же­лоб с приемником для шишек из проволочной или веревоч­ной сетки. Все приспособление весит 6 - 8 кг.


Рисунок 15 - Шишкосборщик И. И. Соромотина
Рабочий подносит шишкосборщик к кроне и заглубляет его на 30-40 см. Лопасти вращающегося барабана, ударяя по ветвям, сбивают шишки, которые падают в лоток или скатываются в шишкоприемник. Для снятия шишек с по­валенных деревьев иногда используются очесыватели, снабженные сетками.

Сбор шишек и плодов с поваленных деревьев самый дешевый и производительный. При заготовке шишек и пло­дов необходимо иметь удобные сумки, емкости для ссыпания семян и транспортировки шишек и плодов.

3. 
   Сбор плодов и семян с поверхности земли и воды
   

Крупные плоды (желуди, плоды каштана посевного, ев­ропейского или благородного, каштана конского обыкновен­ного, орехов; грецкого, черного, маньчжурского, серого, яб­лони, груши, айвы, орешки бука, крылатки-клена остролист­ного, плоды граба, ильмовых пород) после их созревания со­бирают с поверхности земли.

В урожайные годы под кронами деревьев вырубают под­лесок и расчищают площадь от захламленности, что облег­чает сбор и увеличивает производительность труда, а также позволяет собрать урожай в 2 - 2,5 раза больше.

С водной поверхности собирают семена ольхи черной с помощью сачков или около специально устроенных преград из прутьев или соломы, где скапливается большое количест­во семян. Собранные семена подлежат немедленному высеву.

С деревьев и кустарников собирают не чистые семена, а плоды и шишки, так называемое лесосеменное сырье, кото­рое требует переработки и очистки.

Лесосеменное сырье перерабатывают двумя методами: термическим и механическим.
2. ПЕРЕРАБОТКА ЛЕСОСЕМЕННОГО СЫРЬЯ
2.1 Извлечение семян из шишек термическим методом
В момент заготовки шишек они имеют значительную влажность, и это обеспечивает закрытое состояние чешуи. При потере влаги шишками чешуйки отгибаются, шишки рас­крываются и семена выпадают. Так как шишки многих хвой­ных пород после созревания долго остаются на дереве, то этот процесс происходит в естественных условиях по мере увеличения температуры воздуха и уменьшения его влаж­ности. Эта особенность процесса выпадения семян из шишек в природных условиях положена в основу при разработке термических способов извлечения семян, сущность которых заключается в высушивании шишек ряда древесных пород (сосны, ели, лиственницы) в специальных шишкосушилках различной производительности при повышенной температу­ре. Главным требованием, предъявляемым ко всем шишкосушилкам, является максимальное сохранение всхожести семян. Качество семян зависит от влажности поступающих в пере­работку шишек и температурного режима при извлечении се­мян. Сравнительно безопасная температура для жизнеспособ­ности семян считается 50 - 60° С, при таком температурном режиме сушка длится примерно 24 часа. Поэтому большинст­во шишкосушилен (особенно старых конструкций) рассчита­ны на суточный цикл извлечения семян из шишек.

Для ускорения раскрытия шишек, а следовательно вы­падения из них семян, необходимо повышать температуру, что ведет к снижению всхожести семян, т. к. при сочетании повышенной влажности шишек и воздуха при температуре вы­ше 50 - 60° С происходит запаривание семян в шишках, что снижает их всхожесть, поэтому в последующем, при разра­ботке современных конструкций шишкосушилок, начали про­водить предварительную подсушку шишек до влажности не более 30 %. Это достигается различными путями:

1) сушка проводится в двух режимах: сначала в течение 6 часов они подсушиваются при температуре 25 - 30°С (при этом влаж­ность шишек снижается до 30%), затем проводится оконча­тельная сушка при температуре для сосны не более 55° С, для ели и лиственницы – 45° С;

2) сушка проводится в двух раздельных камерах: в камере предварительной подсушки поддерживается температура 25-30°С, а в камере оконча­тельной сушки она повышается для сосны не более 55°С, ели – 50°С и лиственницы - 45° С. Во всех случаях в су­шильных камерах должна быть обеспечена хорошая венти­ляция и систематическое удаление семян по мере их извле­чения.

В настоящее время на производстве используются шишкосушилки стационарного и передвижного типа, которые мо­гут доставляться к местам заготовки шишек (например, на лесосеку).

По характеру используемого источника тепла шишкосушилки бывают солнечные и с искусственным отоплением. У последних различают по видам топлива: сушилки, работаю­щие на твердом топливе (в основном, на отработанных шиш­ках), на жидком топливе (керосин, солярка), с использовани­ем электричества.

Сейчас на лесохозяйственных предприятиях строятся в основном стационарные механизированные шишкосушилки, однако работают и различные сушилки старой конструкции. Для сушки шишек используют шишкосушилки барабанного, шахтного и ярусного типов.

В барабанных шишкосушилках шишки загружаются в барабаны, где в период сушки перемешиваются путем их вра­щения.

В шахтных шишкосушилках шишки в камерах-подсуш­ки и сушки непрерывно перемещаются сверху вниз на сет­чатых транспортерах.

В ярусных шишкосушилках шишки загружаются на 2-4-х-ярусные сетчатые стеллажи, а затем в процессе сушки периодически перемещаются со стеллажа на стеллаж сверху вниз.

Современные шишкосушилки должны обеспечить:

1. Получение семян с высокими качествами (преимуще­ственно 1 класса);

2. Полное извлечение семян из шишек;

3. Короткий срок сушки;

4. Высокую производительность при извлечении семян;

5. Максимальную механизацию и автома­тизацию процесса извлечения семян из шишек;

6. Возмож­ность переработки шишек от малых партий (лесосеменных плантаций, плюсовых насаждений и др.);

7. Соблюдение са­нитарно-гигиенических требований и техники безопасности.

Сушка шишек в печах, банях и других не приспособленных для этого помещениях не разрешается.

2.2 Шишкосушилки барабанного типа
2.2.1 Барабанная шишкосушилка производительностью 4,5 кг
Одноэтажное здание размером 6,65×7 м с кирпичными и брусчатыми стенами по типу шишкосушилки Каппера-Гоголицина. В шишкосушилке имеется: рабочее помещение, две сушильные камеры, помещение обслуживания подъемни­ка, помещение предварительной сушки. В качестве источни­ка нагрева воздуха используется калорифер, работающий на отработанных шишках. Он размещен между двумя сушиль­ными камерами, в которых имеется по два сетчатых бараба­на. Общий объем разовой загрузки шишкосушилки состав­ляет 0,75-0,80 м³ шишек.

Для предварительной сушки шишек в чердачном поме­щении имеется 4 бункера, вращение их осуществляется от электропривода (через 15-20 мин.) по 2-3 мин.

В каждой сушильной камере на уровне барабанов уста­навливаются термометры, заданный температурный режим контролируется автоматической звонковой сигнализацией. Можно за температурным режимом следить визуально через специальные окна в стене, отделяющей сушильные камеры от рабочего помещения.

Семена, выпадающие из шишек, попадают в съемные семяприемники, установленные под барабанами. Убирают се­мена из камер через 2-3 часа вручную.

Отработанные шишки удаляются с помощью ленточного транспортера в бункер отработанных шишек и используются для отопления печи.

Продолжительность цикла сушки 24 часа, в таких шишкосушилках, при выходе семян из шишек сосны 1,1-1,2%, производительность составляет 4,5 кг в сутки. В сме­ну шишкосушилка обслуживается одним рабочим, работает круглосуточно. Она предназначена для работы в хозяйствах с небольшим объемом заготовки семян.
2.2.2 Барабанная шишкосушилка производительностью15 кг.
Шишкосушилка представляет собой блок, состоящий из собственно шишкосушилки, котельной и склада для хране­ния шишек объемом 100 т.

Собственно шишкосушилка двухэтажное кирпичное здание, в котором на первом этаже располагаются сушиль­ное отделение, отделение для обескрыливания семян и быто­вое помещение. Второй этаж включает помещение предвари­тельной сушки шишек, операторскую и вентиляционную ка­меру.

Из склада шишки ковшовым элеватором подаются на второй этаж, в бункеры-накопители и затем в два барабана предварительной сушки. Шишки подаются порциями по 25 кг через 30 мин., в течение которых барабан делает один обо­рот. Из барабанов подсушки шишки самотеком пересыпаются в два сушильных барабана, в которых во внутренней стороне имеется спираль, благодаря чему шишки при вращении ба­рабана перемешиваются и перемещаются, проходя длину ба­рабана в 8 м из одного конца в другой за 8 часов.

В камере предварительной сушки температура составля­ет 35⁰ С, окончательной 65⁰ С, влажность шишек после предварительной сушки 25%, а окончательной - 8%.

Под сушильными барабанами находится отбивочный ба­рабан, куда и попадают отработанные шишки и выпавшие из них семена. Отсюда шишки скатываются на ленточный тран­спортер и отправляются в котельную, а семена по другому транспортеру подаются в помещение обескрыливания. Все процессы, связанные с извлечением семян из шишек, механи­зированы. Такая шишкосушилка рассчитана на 3-х сменную работу и обслуживается 10 рабочими.

2.3 Шишкосушилки стеллажного типа
2.3.1 Шишкосушилка Калининского управления лесно­го хозяйства производительностью 80 кг в сутки
Одноэтажное кирпичное здание 9,65×7 м. Проект шишкосушилки разработан П. И. Чикизовым и Л. В. Галеевым.

В сушильной камере три яруса стеллажей, каждый из кото­рых имеет по 7 сетчатых створок. В верхней части камеры имеется люк для загрузки свежих шишек. В сушилке загру­жаются шишками все три яруса и в течение первых 3-х ча­сов они подсушиваются при температуре 30^о С, в дальнейшем в нижнем ярусе температуру увеличивают для сосны до 60^о С и ели до 50^о С. После высушивания шишек на нижнем ярусе шишки выгружаются, а на него пересыпаются со вто­рого, на второй с третьего, а третий ярус загружается свежи­ми шишками. Влажность свежих шишек должна быть 40%.

Теплый воздух в камеру сушки поступает снизу и посте­пенно теряет температуру, на третьем ярусе она составляет 30^оС, при такой температуре начинается подсушка свежих шишек.

Каждый стеллаж загружается 1500 кг шишек сосны и 1000 кг ели, время сушки шишек на каждом стеллаже: сос­ны 4 часа и ели 3 часа. Суточная производительность по сосне 80 кг, по ели 180 - кг, выход семян сосны 1,2% и ели - 3%. В камеру шишки подаются ленточным транспор­тером, перегрузка шишек по стеллажам и выгрузка с нижне­го осуществляются с помощью тросо-блочной системы. Сухие шишки подаются в отбивочный барабан, где семена отделя­ются через воздуховоды, Работа шишкосушилки осуществля-1 в три смены, каждую обслуживают мастер, оператор и 2 рабочих.
2.3.2 Шишкосушилка производительностью 40-50 кг в сутки
Проект данной шишкосушилки разработан Рижским фи­лиалом института «Союзгипролесхоз». Сушка шишек прово­дится на 4 ярусах сетчатых стеллажей. Б процессе сушки шишки перемещаются сверху вниз со стеллажа на стеллаж. Производительность сушки на всех стеллажах шишек сос­ны - 12 час, ели - 9 час и лиственницы - 11,5 часа, тем­пература на нижнем ярусе стеллажей для сосны 60⁰ С, ели - 50⁰ С и лиственницы – 45⁰ С, в зоне верхнего яруса стелла­жей она составляет для сосны – 30⁰ С, ели и лиственницы – 25⁰ С. Численность рабочих, занятых на всех операциях, при трехсменной работе составляет 16 человек.
2.4 Передвижная шишкосушилка Гатчинского лесхоза
Шишкосушилка конструкции С. А. Черняева представля­ет деревянный корпус 3,4 × 1,68 м высотой 3,25 м, масса 1,9 т. В центре корпуса размещена калориферная печь, а с обеих сторон по 1 барабану. Емкость каждого барабана 0,3 м³ шишек, которые загружаются вручную через люки. Температура сушки регулируется специальным приспособле­нием, для подачи свежего воздуха и отвода нагретого увлаж­ненного имеются вытяжные трубы. Для отопления использу­ются отработанные шишки. Извлечение семян проводится без предварительной подсушки и занимает 20-24 часа для сос­ны и 14-16 ч. для ели. В первые 4-5 час. поддерживает­ся температура 30-35⁰С, в остальное время поднимается до 55-60⁰ С для сосны и до 40-45⁰ С для ели. Производитель­ность шишкосушилки 2 кг семян сосны и 7 кг ели за один высверливания стержней шишек, а измельчение древесных плодов и извлечение из них семян производится на МИС-1. После высверливания стержней шишки дробятся и размель­чаются зубьями барабанов в МИС-1, размельченная масса поступает на решета и очищается от чешуи, стержней и т. д. Окончательно семена очищаются на обескрыливателях. Мас­са АС-0,5 - 140 кг, МИС-1 - 250 кг, производительность со­ответственно 560 и 560 - 1800 кг шишек в смену.

Семена сосны кедровой извлекают:

а) на специальной машине МК-1. Предназначена она для работы непосредст­венно в лесу, в местах заготовки шишек. Раздробленная мас­са попадает на решета и очищается от стержней, чешуек и прочих примесей, а также удаляются пустые семена. Масса МК-1 - 50 кг, производительность – 500-600 кг шишек в час;

б) ВНИИЛМмом разработана конструкция МИО-1,5 с приводом от бензомоторной пилы «Дружба» или электро­двигателя для извлечения семян сосны кедровой. Производи­тельность за час 525 шишек.

Семена сосны корейской извлекают путем дробления ши­шек в шишкодробилке конструкции ДальНИИЛХ. Масса дро­билки 5,5 кг, производительность 1000-1200 шишек в час.

Шишки пихты, кипарисов, биоты восточной после созре­вания сразу рассыпаются, поэтому их собирают несколько недозревшими, и семена извлекают механическим способом с помощью МИС-1.
2.5 Обескрыливание, очистка и сортировка семян хвойных пород
После извлечения семян из шишек их обескрыливают, очищают от примесей и сортируют. Обескрыливание и очист­ка семян от примесей производится для того, чтобы не за­сорять высевающие аппараты сеялок, обеспечить равномер­ный высев семян и устранить источники инфекции при хра­нении и транспортировке семян. Кроме того, в период хране­ния у семян ослабляется жизнедеятельность, но не прекра­щается полностью. Поэтому выделение тепла в процессе ды­хания семян может привести к самовозгоранию семенного материала, а следовательно к снижению их посевных - качеств. Одна из серьезных причин самовозгорания семян – наличие посторонних примесей, которые аккумулируют тепло и влагу, затрудняют вентиляцию воздуха.

Отмеченные причины с первых лет лесокультурной деятельности у нас в стране поставили на повестку дня необхо­димость обескрыливания и очистки семян от примесей.

Обескрыливание семян производят на специальных обескрыливателях или семеочистительных машинах. Если такие машины отсутствуют или семена заготавливают малыми пар­тиями, их обескрыливают, протирая вручную. Отвеивают се­мена на веялках. Иногда для обескрыливания семян хвой­ных пород применяют водный способ.

1. 
   Механические способы обескрыливания
   

Для обескрыливания семян хвойных и лиственных пород предназначена семеочистительная машина МОС-1М, разра­ботанная ЛенНИИЛХ. Это машина массой 160 кг, легко транспортируемая на любые расстояния, производи­тельность ее 8,4 кг/час, по выходу чистых семян, обслужива­ет машину один рабочий. Питание машины от электродвига­теля.

Обескрыливатель лесных семян. ОЛС-2, предложенный П. А. Суровцевым, предназначен для обескрыливания семян только хвойных пород (сосны, ели, лиственницы). Имеет не­значительные габариты: длина 535, ширина 274 и высота 385 мм; масса 15 кг, производительность 4-5 кг/час, чистых семян.

Веялка-сортировка ВЛС-2, разработанная ЛенНИИЛХ, очищает семена хвойных пород. Работает от электродвигате­ля, при отсутствии электроэнергии может работать вручную. Габариты: длина 800, ширина - 435, высота - 650 мм, производительность 4 кг/час, чистых семян, масса 20 кг.

2. 
   Водный способ обескрыливания семян хвойных пород.
   

Семена с крылатками рассыпают на брезент слоем до 10 см в теплом помещении (температура воздуха 250⁰ С) и оп­рыскивателем или чистым веником увлажняют семена водой. На 1 кг необескрыленных семян сосны обыкновенной берут 100 мл, а для семян ели - 150 мл воды. В течение дня се­мена несколько раз ворошат, а утром отвеивают; при этом температура должна быть 25° С. Через 3-4 часа крылатки отделяются от семян.
3 ИЗВЛЕЧЕНИЕ СЕМЯН ИЗ ПЛОДОВ ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД И КУСТАРНИКОВ
Плоды лиственных древесных пород и кустарников отли­чаются большим разнообразием по своему строению, а следовательно и по технологии получения семян. Однако во всех случаях независимо от состояния и погодных условий сразу после сбора сухие невскрывшиеся и вскрывшиеся плоды должны быть просушены до воздушного состояния. Отмеченное условие является необходимым, так как в противном случае лишки влаги в них способствуют протеканию биохимических процессов и в конечном итоге ведут к самовозгоранию и снижению качества семян.

Технология просушки семян и плодов сравнительно прост и не требует серьезных затрат средств и времени. Для этого плоды и семена рекомендуется помещать под навес или другое затененное место, а в дождливую погоду в хорошо проветриваемое помещение. При необходимости досушива­ния больше чем до воздушносухого состояния семена помеща­ются на солнце. В любом случае как пересушка, так и недо­сушка явление нежелательное.

Для просушки плоды рассыпают тонким слоем на чис­тый пол, брезент, фанерные щиты и т. д. Толщина слоя варьи­рует в зависимости от крупности плодов (семян), состояния околоплодника и погодных условий. При благоприятных по­годных условиях толщина слоя крылаток ильмовых по­род, сережек березы, коробочек тополя, ивы и осины должна быть не более 4-5 см, плодов лещины 3-4 см, орехов 7 см. крылаток клена, ясеня, орешков липы и др. подобных плодов 8-10 см. Желуди дуба вначале рассыпают слоем 7-10 см, а через 4-5 дней толщину слоя увеличивают до 20-25 см. Шишки хвойных древесных пород просушивают при толщине слоя 25-30 см.

В процессе просушки семена и плоды периодически во­рошат (иногда несколько раз в день) с помощью деревянных граблей или лопат, которые должны быть обиты войлоком во избежание травмирования семенного материала. Длитель­ность просушки бывает различная и также зависит от дре­весной породы и погодных условий. В каждом конкретном случае необходимо решать отдельно. В первом приближении по группам древесных пород сроки продолжительности суш­ки при благоприятных погодных условиях устанавливаются следующие: ильмовые, тополь, ива 2-3 дня, орехоплод­ные - 3-5, крылатки ясеня, клена, орешки липы, плоды бе­резы 5-6 и желуди 12-15.

В ненастную погоду семена и плоды можно сушить в са­раях со стеллажами, в шишкосушилках и с/х зерновых су­шилках. Необходимо придерживаться определенного правила, что в ненастную погоду слой семян уменьшается в 1,5 раза, а продолжительность сушки увеличивается.

После просушки приступают к очистке и обработке су­хих плодов. Данная операция является необходимым элемен­том подготовки семян к хранению, так как не очищенные се­мена от примесей не пригодны не только для длительного, но и кратковременного хранения. Такие семена часто самовоз­гораются, а примеси в виде веточек, плодоножек, прицветни­ков, листьев и др. являются рассадниками фитопатологичес-ких заболеваний и вредителей семян.

Технология очистки зависит от группы плодов. Сухие не­раскрывающиеся плоды (крылатые семянки или орешки ильмовых пород, ясеней, кленов, орешки липы и бука, желу­ди дуба, орехи каштана) очищают только от примесей и за­кладывают на хранение. Механизация процесса очистки этих плодов развита слабо. Очищают плоды или непосредственно руками, или с помощью решет и грохотов, изготовленных из металлической проволочной сетки. Решета используются с размером отверстия от 5 до 20 мм, что зависит от размера плодов и примесей. Очистку производят, как правило, в не­сколько приемов, протирая и пропуская через сито плоды или примеси.

Грохоты применяются для очистки крупных плодов (же­лудей, каштана, бука, орешков) и от крупных примесей.

Плоды и семена ряда древесных пород (береза, акация желтая, тополь, ива и др.) после созревания сразу осыпают­ся. Поэтому сережки, коробочки и бобы этих древесных по­род собирают несколько недозревшими (до начала массового опадения), высушивают, а затем перерабатывают. Очистка семян и плодов является делом трудоемким и носит индиви­дуальный характер.

Сережки березы после просушивания перетирают рука­ми или заполняют мешки на 1/3 часть, перетряхивают и раз­минают. Затем семена (плоды) березы отделяют от примесей на решетах с отверстиями диаметром не более 2 мм. Массу семян и примесей слегка перетирают на решетах, семена про­ходят через отверстия, а чешуйки остаются.

Семена тополей и ив отделяют вручную от коробочек и пушка. Для этого коробочки перетирают на сите с диамет­ром отверстия от 2 до 3 мм.

Извлечение семян березы, тополя, ивы можно проводить с помощью семеочистительных машин МОС-1 и СУМ-1. Действия этих машин основан на перетирании с вращающимися щетками.

Семена акации желтой, белой, гледичии, катальпы ­путем обмолачивания просушенных бобов и последующего отделения от створок на веялках или решетах. Плоды орехов грецкого, черного, маньчжурского после сушки очищают от околоплодника путем перетирания в мешках и отвеивания примесей или отделения околоплодника вручную, а плоды лещины подобным образом от плюски, очистки от сухого околоплодника фисташки предназначена фисташкоочистительная машина ФОК-М.

Для очистки семян и плодов ряда древесных пород можно приспосабливать сельскохозяйственные молотилки.

Следует отметить, что процесс очистки семян и плодов в системе лесного хозяйства недостаточно механизирован.

Для механизированного высева семян и для удобства хра­нения крылатовых плодов лиственных пород нередко обес­крыливают. С помощью семеочистительных машин МОС-1 и СУМ-1 обескрыливают плоды и семена березы, ясеней, кле­нов, ильмовых и др. При отсутствии машин семена березы пе­ретирают и просевают через сито с отверстиями диаметром 1 мм, а крылатки ильмовых через решета с диаметром отвер­стия 5 мм. Затем семена отвеивают от обломков крылаток.

Наиболее сложным процессом является переработка и получение семян из сочных плодов. Технология и условия переработки определяются мощным околоплодником большин­ства семечковых и косточковых пород. Прежде всего, необ­ходимо помнить главное: сочные плоды и ягоды следует пе­рерабатывать в самые кратчайшие сроки после их сбора и только холодным способом. Нельзя давать плодам закисать и самосогреваться, в противном случае это приводит к сни­жению посевных качеств семян и нередко к полной потере их всхожести.

Плоды яблони и груши после сбора укладывают для дозревания семян в корзины, решетчатые ящики или на де­ревянные щиты слоем 20-25 см. Если плоды станут нагре­ваться, то их следует перебрать и уложить более тонким слоем.

Существует несколько способов переработки плодов яб­лони, груши и других семечковых. В конечном итоге все зави­сит от количества перерабатываемых плодов, существующих машин и механизмов для переработки и формы использова­ния продуктов околоплодника.

При заготовке небольших партий семян применяют «сухой способ» переработки плодов. Плоды разрезают на мел­кие части, сушат на солнце, затем измельченную массу пе­ретирают и семена отвеивают. При этом, часто используют и «мокрый способ», который заключается в следующем. Пло­ды растирают в кадке или корыте деревянным пестом. Сра­зу после измельчения, чтобы не получилось самовозгорания мезги, семена промывают водой в корыте с проволочным ситом, имеющим отверстие 8×8 мм. Семена проходят через отверстия сита, а всплывшие частицы мезги удаляются чер­паком. Операцию по отмыванию повторяют на ситах с от­верстием 2,5×3 мм до тех пор, пока не будет удалена вся мезга и не получат чистые семена. Отмытые семена раскла­дывают слоем 0,5 см под навесом, просушивают и очищают от примесей на веялке или сортировке. Семена могут просуши­ваться в специальных сушилках при температуре не выше 35^о С для яблони и груши, не выше 25^о С для косточковых пород.

При переработке большого количества съедобных пло­дов одновременно с заготовкой семян из них получают соки. Переработка ведется на промышленной основе. Поэтому пло­ды яблони, груши, айвы тщательно промывают различными моечными машинами, где они очищаются от грязи, микроор­ганизмов, грибов и т. д. Затем они подаются в плододробилку. В процессе дробления околоплодника разрываются се­менные камеры и освобождаются семена. Измельченные пло­ды подаются на гидравлический пресс, отжимают сок, а ос­тавшийся выжим промывают. После тщательной промывки происходит отделение семян. Семена просушивают.

Из сочных плодов косточковых пород (абрикоса, пер­сика, крупных сортов сливы) при небольших объемах заго­товки косточки извлекают ручным способом, разламывая или разрезая околоплодник. Из плодов средних по размерам (вишня, черешня и др.) косточки выжимают вручную.

При массовой заготовке семян и получении побочных про­дуктов (соки, пюре) используются косточковыбивные ма­шины. В этом случае плоды косточковых пород сначала про­мывают на моечных машинах. Промытые плоды поступают на протирочную или косточковыбивную машину. Оставшиеся косточки промываются и просушиваются.

Семена из плодов шелковицы, бархата амурского, боярышника, калины, бузины, рябины, облепихи, свидины и сочных плодов других пород извлекают путем протирки на плодотерках и в специальных корытах на металлических оцинкованных решетах с различными размерами ячеек и со стенками высотой 7-10 см.

Небольшие партии плодов можно перетирать деревянным пестом в кадке с последующей отмывкой семян.

Большие партии плодов, которые используются в пищевой промышленности (ягоды и ягодовидные костянки), перерабатываются не только с целью получения семян. Переработка носит промышленный характер. Промытые плоды (ягоды) прессуют на винтовом или гидравлическом прессе. Из полученных выжимок семена отмывают водой на металлических решетах, установленных в емкостях в виде бочки. При заготовке больших партий плодов выжимки протирают на специальных протирочных машинах. Крупные семена лоха, боярышника, шиповника и других пород для просушки рассыпают слоем 2-3 см на решетах из оцинкованной проволоки с отверстиями от 2 до 10 мм, в зависимости от величины семян.

Мелкие семена бузины, жимолости, ирги, рябины, смо­родины и других пород следует сушить на рамах, обтянутых холстом или мешковиной. Слой семян 0,5-1,0 см.

Как в первом, так и втором случае семена подсыхают одновременно снизу и сверху, поскольку создаются условия активной циркуляции воздуха через весь слой семян.

На предприятиях, где проводится промышленная заго­товка семян, применяют искусственную принудительную суш­ку при температуре 20-25^о С.

Технология получения семян из сочных плодов в системе лесного хозяйства в большинстве своем основана на исполь­зовании ручного труда и требует своего дальнейшего разви­тия на основе средств механизации.

Литература
1. Попов, В.К. Методические указания к лабораторным занятиям «Лесное семенное дело» [Текст] /В.К. Попов, Т.С. Смогунова. – Воронеж, 1987. – 155 с.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………3

1. 
   Заготовка лесосеменного сырья ……………………………………….3
   
   1. 
      Сбор шишек и плодов с растущих деревьев и кустарников ………...3
      
      1. 
         Сбор шишек и плодов без подъема в крону ………………………..3
         
      2. 
         Сбор шишек и плодов с подъемом в крону ………………………..5
         
   2. 
      Сбор шишек и плодов с поваленных деревьев ……………………….14
      
   3. 
      Сбор плодов и семян с поверхности земли и воды …………………..15
      

2 Переработка лесосеменного сырья ………………………………………16

2.1 Извлечение семян из шишек термическим методом …………………16

2.2 Шишкосушилки барабанного типа …………………………………….17

2.2.1 Барабанная шишкосушилка производительностью 4,5 кг ………….17

2.2.2 Барабанная шишкосушилка производительностью15 кг………….18

2.3 Шишкосушилки стеллажного типа……………………………………...19

2.3.1 Шишкосушилка Калининского управления лесно­го хозяйства

производительностью 80 кг в сутки…………………………………..19

2.3.2 Шишкосушилка производительностью 40-50 кг в сутки………….19

2.4 Передвижная шишкосушилка Гатчинского лесхоза……………………19

2.5 Обескрыливание, очистка и сортировка семян хвойных пород……….20

2.5.1 Механические способы обескрыливания …………………………….21

2.5.2 Водный способ обескрыливания семян хвойных пород……………..21

3 Извлечение семян из плодов лиственных древесных пород и

кустарников…………………………………………………………………21

Литература ……………………………………………………………………25