Схемы размещения плодовых деревьев, которые необходимо знать для определения габаритных размеров плодоуборочных агрегатов, крайне разнообразны.
В семечковых садах с объемными кронами в основном преобладает размещение деревьев по схеме 8X6 м (ширина междурядий, расстояние между деревьями в ряду). Однако имеются сады с размещением деревьев по схеме 10X8, 10X6, 6X6, 6X5, 6X4, 6X3, 4X4, 4X3, 3X3, 3x2 и др.
Размеры надземной части плодовых деревьев в период уборки урожая оказывают решающее влияние на габаритные размеры плодоуборочных агрегатов и зависят от возраста деревьев, места произрастания и других биологических факторов.
В табл. 2 и 3 даны основные размерные характеристики некоторых сортов слив, яблонь, вишни и черешни в возрасте 25 – 27 лет и фундука в возрасте 15 – 20 лет. Диаметр штамба указан на середине его высоты. В табл. 2 и 3 приняты обозначения: 
— среднее арифметическое; σкв — среднее квадратическое отклонение; VB — коэффициент вариации.
Результаты измерений как в этих опытах, так. и в других обрабатывали методами вариационной статистики. При этом повторность брали в пределах доверительной вероятности 0,95 с предельной ошибкой, равной среднему квадратическому отклонению.
Диаметр стволов фундука колеблется в очень широких пределах (40 – 120 мм у основания). Деревья абрикосов сортов Краснощекий ранний и Краснощекий поздний, районированных в Молдавии, на которых проведены исследования, в возрасте 9 – 11 лет имели высоту 4,1 – 5,4 м, диаметр кроны 4,4 – 6,4 м, диаметр штамба 0,15 – 0,20 м, высоту штамба 0,75 – 0,90 м.
Таблица 2.
Размеры надземной части плодовых деревьев, м
| Сорт |
Высота дерева |
Диаметр кроны поперек ряда |
Высота штамба |
Диаметр штамба | ||||||||
|
σкв | VB, % |
|
σкв | VB, % | |
σкв | VB, % | |
σкв | VB, % | |
| Слива | ||||||||||||
| Ранняя синяя |
3,2 |
0,23 |
7,2 |
5,2 |
0,50 |
9,2 |
1,16 |
1,31 |
11,3 |
0,21 |
0,20 |
9,6 |
| Ренколд Альтана |
4,5 |
0,38 |
8,5 |
7,4 |
0,64 |
8,6 |
0,80 |
0,74 |
9,2 |
0,32 |
0,33 |
10,3 |
| Ренколд зелёный |
5,9 |
0,44 |
7,5 |
6,0 |
0,58 |
9,7 |
0,72 |
0,80 |
11,1 |
0,30 |
0,28 |
9,3 |
| Кирке |
4,1 |
0,31 |
7,6 |
5,1 |
0,48 |
9,4 |
1,17 |
1,21 |
10,4 |
0,29 |
0,27 |
9,3 |
| Анна Шпет |
4,2 |
0,29 |
6,9 |
4,2 |
0,38 |
9,1 |
0,69 |
0,74 |
10,7 |
0,21 |
0,19 |
9,4 |
| Яблоня (Московская и Тамбовская области) | ||||||||||||
| Антоновка обыкновенная |
5,6 |
0,43 |
7,7 |
7,4 |
0,72 |
9,7 |
0,62 |
0,59 |
9,5 |
0,24 |
0,18 |
7,5 |
| Грушовка московская |
5,3 |
0,39 |
7,3 |
6,3 |
0,58 |
9,2 |
0,62 |
0,56 |
9,0 |
0,22 |
0,17 |
7,7 |
| Коричное |
5,0 |
0,43 |
6,8 |
6,8 |
0,63 | 9,2 |
0,49 |
0,52 |
10,6 |
0,21 |
0,16 |
7,6 |
| Пепин шафранный |
4,5 |
0,28 |
6,2 |
6,2 |
0,58 |
9,3 |
0,61 |
0,70 |
11,5 |
0,24 |
0,16 |
6,7 |
| Черешня | ||||||||||||
| Суслена |
6,9 |
0,52 |
7,5 |
6,6 |
0,66 |
10,0 |
0,50 |
0,64 |
12,7 |
0,24 |
0,22 |
9,2 |
| Ляна |
5,6 |
0,48 |
8,6 |
5,9 |
0,63 |
10,3 |
0,55 |
0,68 |
12,3 |
0,20 |
0,19 |
9,5 |
| Трушенская-2 |
6,1 |
0,49 |
8,0 |
6,7 |
0,60 |
8,9 |
0,86 |
0,79 |
9,3 |
0,18 |
0,18 |
10,0 |
| Молдавская черная |
5,8 | 0,44 |
7,6 |
5,7 |
0,53 |
9,3 |
0,58 |
0,62 |
10,7 |
0,19 |
0,18 |
9,5 |
| Сеянец-30 |
6,2 |
0,46 |
7,4 |
5,3 |
0,50 |
9,4 |
0,49 |
0,52 |
10,6 |
0,21 |
0,20 |
9,5 |
| Наполеон розовый |
6,5 |
0,47 |
7,2 |
6,9 |
0,64 |
9,3 |
0,63 |
0,66 |
10,5 | 0,23 |
0,25 |
10,9 |
| Вишня | ||||||||||||
| Шпанка ранняя |
6,5 |
0,51 |
7,8 |
8,1 |
0,68 |
8,4 |
0,63 |
0,68 |
10,8 |
0,21 |
0,2 |
10,5 |
| Шпанка поздняя |
6,0 |
0,50 |
8,3 |
7,4 |
0,59 |
8,0 |
0,58 |
0,60 |
10,3 |
0,19 |
0,20 |
10,5 |
| Подбельская |
7,0 |
0,53 |
7,5 |
7,7 |
0,62 |
8,0 |
0,65 |
0,62 |
9,6 |
0,24 |
0,18 |
7,5 |
| Институтская |
6,1 |
0,51 |
8,4 |
5,9 |
0,58 |
9,8 |
0,62 |
0,70 |
11,4 |
0,16 |
0,14 |
8,9 |
| Самсоновка |
,2 |
0,42 |
8,1 |
5,5 |
0,51 |
9,3 |
0,52 |
0,51 |
9,8 |
0,15 |
0,12 |
8,0 |
Таблица 3.
Размеры надземной части кустов фундука
| Показатель |
Сорт | |||
| Черкесский 1 |
Черкесский 2 |
Ата-баба |
Кудрявчик | |
| Количество стволов в кусте: | ||||
|
14 |
16 |
16 |
18 |
| σкв | 1,87 |
2,36 |
2,23 |
4,78 |
| VB, % | 13,3 |
14,8 |
13,9 |
26,4 |
| Высота куста, м: | ||||
|
4,3 |
4,6 |
4,2 |
4,1 |
| σкв | 0,33 |
0,30 |
0,30 |
0,27 |
| VB, % | 7,7 |
6,5 |
7,2 |
6,6 |
| Диаметр кроны поперек ряда, м: | ||||
|
4,7 |
3,9 |
3,5 |
3,5 |
| σкв | 0,65 |
0,8 |
0,4 |
1,3 |
| VB, % | 13,9 |
20,5 |
12,2 |
37,2 |
| Диаметр кроны вдоль ряда, м: | ||||
|
4,1 |
3,8 |
3,6 |
3,6 |
| σкв | 0,5 |
0,62 |
0,68 |
1,04 |
| VB, % | 12,2 |
16,3 |
18,8 |
28,8 |
| Высота штамбовой части ствола, м: | ||||
|
0,86 |
1,03 |
0,88 |
0,75 |
| σкв | 0,17 |
0,17 |
0,10 |
0,05 |
| VB, % | 19,8 |
16,5 |
11,4 |
6,7 |
Деревья миндаля сортов Миндаль горький и Миндаль сладкий, районированных в Молдавии, в возрасте 12 лет имели высоту 3,9 – 4,5 м, диаметр кроны 4,2 – 4,8 м, диаметр штамба 0,12 – 0,15 м, высоту штамба 0,8 – 0,9 м.
Размещение плодов в кроне дерева, которое необходимо знать для правильного проектирования колебательных и улавливающих устройств, определяют по ярусам и зонам.
Ярус представляет собой слой кроны, расположенный на определенном расстоянии от поверхности почвы и параллельно ей: первый ярус — до 1,7 м, второй — 1,7 – 3 м, третий — 3 – 4 м, четвертый — выше 4 м. Зона — слой кроны, расположенный в глубину дерева от периферии: первая зона наружная составляет 1 м от переферии кроны, вторая — следующий 1 м и т.д.
Исследованиями установлено, что у Антоновки обыкновенной плоды, расположенные в первом ярусе, составляют 30 – 33 во втором 36 – 38, в третьем 18 – 20, в четвертом 2 – 8% Эти же данные по грушовке московской будут соответственно 24 – 25; 34 – 36; 24 – 26; 2 – 9%.
Размещение плодов слив в кроне дерева в значительной степени зависит от обрезки деревьев. В среднем на деревьях без обрезки в первом ярусе располагается 40 – 60, во втором 57 – 63, в третьем до 3% плодов, а по зонам соответственно — в первой зоне 20 – 40, во второй 80 – 60%. На обрезанных деревьях в третьем ярусе плоды почти отсутствуют, а в первом и втором ярусах остается примерно такое же распределение плодов, как и на необрезанных деревьях. Вместе с тем на обрезанных деревьях резко сокращается количество плодов в первой зоне (2 – 7%), почти все плоды размещаются во второй.
Основной урожай вишни и черешни в период полного плодоношения располагается на тонких ветвях (третьего четвертого и пятого порядков). При этом в первом ярусе находится около 45 урожая, во втором — 30, в третьем — до 20, в четвертом — до 5% урожая.
Основной урожай абрикосов и миндаля располагается в трех ярусах в первой зоне, т. е. по периферии.
Основные физико-механические свойства плодов определяли на главных промышленных сортах плодовых культур, в том числе на 10 сортах яблок, на 18 сортах слив, на 10 сортах вишни, на 11 сортах черешни, на 2 сортах абрикосов, на 4 сортах фундука, на 2 сортах миндаля.
При статистической обработке результатов экспериментальных исследований размерно-массовых характеристик плодов установлено, что эти показатели подчиняются закону нормального распределения. В связи с этим в табл. 4 приведены минимальные и максимальные значения показателей, оказывающих решающее влияние на установление оптимальных режимов работы устройств для колебания деревьев (ветвей) и устройств для улавливания плодов.
Плоды фундука представляют собой ядро в твердой скорлупе диаметром 10 – 20 мм, массой 5 – 10 г. Созревают плоды в плюсках по 1 – 8 шт. в отдельных пучках. Средний урожай каждого куста колеблется в пределах 6 – 10 кг. Созревший урожай убирают вручную путем стряхивания отдельных стволов и последующего ручного подбора плодов с земли. Плоды отделяются от ветвей как в плюсках отдельными пучками, так и без плюсок. Усилие связи фундука с раскрывшейся плюской незначительное, и часть таких плодов осыпается на землю. Основная же часть плодов защемляется в высохшей плюске, и для их съема необходимо отделить весь пучок с плодоножкой, прикладывая усилие 1 – 8 кгс.
Таблица 4
Основные показатели плодов
| Показатель |
Яблоки (6 сортов) | Сливы (18 сортов) |
Вишни (10 сортов) |
Черешни (11 сортов) |
| Масса плода, г | 42 – 122 | 17 – 34 | 3,3 – 4,5 | 3,5 – 5,0 |
| Высота плода, мм | 40 – 60 | 33 – 43 | 15 – 17 | 14 – 20 |
| Длина плодоножки, мм |
11 – 20 | 10 – 22 | 28 – 40 | 34 – 50 |
| Диаметр плодоножки, мм | 1,9 – 2,7 | 1,1 – 1,6 | 1,0 – 1,3 | 1,0 – 1,3 |
| Усилие отрыва плодоножки от ветви, кгс |
0,8 – 2,35 | 0,5 – 1,3 | 1,2 – 1,4 | 1,2 – 1,4 |
| Усилие отрыва плодоножки от плода, кгс | 0,9 – 3,05 | 0,22 – 1,2 | 0,043 – 0,050 | 0,070 – 0,206 |
| Твердость кожицы, кгс/мм2 | 0,09 – 0,124 | 0,58 – 1,36 | 0,013 – 0,019 | 0,022 – 0,065 |
| Насыпная масса, кг/м3 |
617 – 650 | 680 – 695 | 720 – 850 | 730 – 860 |
Абрикосы Краснощекий ранний и Краснощекий поздний являются наиболее распространенными промышленными сортами которые издавна широко культивируются на юге Украины, в Крыму, на Северном Кавказе и в Молдавии. В Молдавии их выращивают на 80% площадей, занятых под абрикосами.
Плоды этих сортов абрикосов имеют плосковато-округло-яйцевидную форму, средняя масса их составляет 47 г. При высоком урожае на дереве, в связи с неодновременностью созревания, ручной сбор плодов проводят в два – три приема. Однако плоды обладают способностью дозревать в снятом с дерева виде, поэтому машинная уборка их вполне возможна.
Орехи Миндаля сладкого и Миндаля горького в околоплоднике имеют следующие размеры: длину 20 – 60 мм, ширину 18 – 30, толщину 12 – 20 мм, массу 6 – 10 г. Масса сырых плодов распределяется примерно так: масса околоплодника составляет 49,2, скорлупы 29,1, ядра 21,7%.
Прочность связи плодоножек с ветвью и плодами различна у разных пород и сортов плодовых деревьев. У всех изученных сортов яблок связь плодоножки с плодом прочнее ее связи с ветвью, поэтому при механизированной уборке плоды должны осыпаться с плодоножками.
Усилия отрыва плодоножек от плода у большинства сортов слив меньше, чем усилия отрыва плодоножки от ветви при условии что растягивающее усилие прикладывается вдоль плодоножки по ходу роста. При отклонении плодоножки от вертикали на 75° среднее усилие отрыва плодоножки от ветви уменьшается в 2 – 2,5 раза. При уборке вручную сливы большинства сортов отрываются без плодоножек. Сравнительно непрочная связь плодоножек слив с ветвями позволяет надеяться на, осуществление их уборки механизированным способом без применения каких-либо химических средств, ослабляющих связь плодоножек с ветвями.
Усилия отрыва плодоножек от плодов у всех сортов вишни и черешни ниже, чем усилия отрыва плодоножек от ветви, поэтому, как правило, плоды при механизированной уборке должны осыпаться без плодоножек. При отклонении же плодоножки вишни и черешни от вертикали на 75° наблюдается уменьшение необходимых усилий отрыва плодоножки от ветви в 2 – 2,5 раза, но эти усилия все же превышают усилия отрыва плода от плодоножки более чем в 2 раза. Следовательно, и в отклоненном положении плод по-видимому должен отрываться без плодоножки. Установлено, что для всех изученных сортов вишни и черешни прочность связи плода с плодоножкой в сильной степени зависит от их степени зрелости. В стадии биологической зрелости плоды от плодоножек отрываются при первом прикосновении, и записать усилия их отрыва на приборе практически невозможно.
Твердость кожицы яблок, слив, вишни и черешни не является сдерживающим фактором для внедрения механизированного способа уборки.
Повреждаемость плодов при ударах осложняет механизацию их сбора. В первую очередь это относится к яблокам. Почти все изученные сорта яблок повреждаются при ударе друг о друга при падении с высоты 5 см, при ударе об алюминиевую или фанерную поверхность — с высоты 3,5 см, а при ударе о ветви диаметром 10 мм и более — с высоты 5 см.
При ударе о натянутое полотно или губчатую резину толщиной 5 мм повреждений яблок не наблюдается, если высота падения не превышает 12 см; увеличение высоты падения приводит к повреждению мякоти яблок.
Высокая чувствительность яблок к повреждениям при падении в процессе механизированной уборки требует принципиально нового подхода к формированию деревьев и созданию специальной приемной поверхности, обеспечивающей прием плодов без повреждений.
Плоды слив к ударным нагрузкам менее чувствительны, чем яблоки. Повреждение мякоти слив наблюдается при падении на алюминиевую поверхность с высоты 20 см, на фанерную — с высоты 40 см, на твердую почву — с высоты 75 см, на рыхлую почву и ветви деревьев — с высоты 100 см, на натянутый брезент — с высоты 450 – 500 см. Для определения угла наклона улавливающей поверхности потребовалось определить угол качения плодов слив, который оказался около 3° для различных поверхностей (дерево, полотно, резина).
Вишни и черешни менее чувствительны к ударным нагрузкам, чем сливы. При падении с высоты 2 м на землю с небольшим травяным покровом и с высоты 3,5 м на натянутый брезент повреждений плодов не наблюдается.
По данным автора, а также А: А. Кулика и Е. П. Франчук, Л. В. Метлипкого и В. М. Цехомской, Н. В. Клемм, В. Г. Ку-желенко, С. И. Филимонова, А. Ф. Ульянова и В. Д. Забро-саева, X. А. Хачатряна и Р. Р. Ягубяна, И. М. Федотова, О. Э. Фрей, Б. X. Кульчиева, Р. М. Мамедова и Р. А. Алыева, П. А. Лукашевича, А. Ф. Сербулова, В. Т. Протасова и др., индивидуальная масса и плотность плодов имеют значения, приведенные в табл. 5.
Таблица 5
Индивидуальная масса и плотность плодов
| Плоды | Индивидуальная масса, г | Плотность, г/см3 | ||
| минимальная | максимальная | минимальная | максимальная | |
| Яблоки | 42,0 | 160,0 | 0,733 |
0,972 |
| Груши | 28,0 | 155,0 | 0,964 | 1,167 |
| Вишни | 0,73 | 5,0 | 0,778 | 1,430 |
| Сливы | 5,50 | 29,0 | 1,003 | 1,150 |
| Абрикосы | 8,60 | 15,0 | 1,000 | 1,090 |
