Wiśniowy kombajn

Pomimo szybkiego rozwoju inżynierii rolniczej większość owoców zbierana jest jeszcze ręcznie. Szczególnie pracochłonne są zbiory owoców jagodowych (porzeczek, malin, agrestu, truskawek, borówek amerykańskich) i pestkowych (wiśni, czereśni i śliwek).

Pierwsze poważniejsze prace nad usprawnieniem zbioru owoców rozpoczęto w USA na początku lat 50. ubiegłego wieku. Dotyczyły one wiśni i śliwek. Opracowana metoda polega na oddzielaniu owocu od drzewa przez wprowadzenie rośliny w drgania mechaniczne o odpowiednich parametrach (częstotliwości i amplitudzie), gwarantujących możliwie największą ilość strząśniętych owoców. Prace te zakończyły się opracowaniem w połowie lat 60. maszyn i technologii mechanicznego zbioru wiśni i śliwek. Badania potwierdziły, że tą metodą można wielokrotnie zwiększyć wydajność zbioru i znacząco zmniejszyć koszty.

Stan zmechanizowania zbioru
Ręczny zbiór owoców pestkowych, a szczególnie wiśni, jest bardzo pracochłonny. Stanowi ponad 70% wszystkich nakładów robocizny. Wydajność jednej osoby zbierającej ręcznie wiśnie wynosi przeciętnie 10 kg/h, a śliwek do 30 kg/h. Zbiory odbywają się w krótkim czasie, zwłaszcza wiśni (ok. 10 dni). Zwiększenie wydajności przy zbiorze jest możliwe przez wprowadzenie mechanicznego strząsania owoców z drzew. Taki sposób zbioru polega na strząsaniu owoców otrząsarką, wyłapaniu ich na elementy chwytne (rama chwytna) i przesypaniu do opakowań. Pozwala to na 10-30-krotny wzrost wydajności pracy. Można stosować proste otrząsarki, z ręcznie podkładanymi ramami chwytnymi wykonanymi z płótna lub folii, lub skomplikowane maszyny montowane na ciągnikach. Można również wykorzystywać samobieżne maszyny wyposażone w automatyczne systemy sterowania. W tym wypadku rola człowieka sprowadza się do kontroli jej pracy. Maszyny i technologie opracowano i wdrożono na większą skalę w USA i Danii, a na nieznaczną - w Niemczech, Czechach, Węgrzech i Bułgarii.

Zastosowanie maszyn wymaga odpowiedniego uformowania drzew, a szczególnie wysokich pni (ok. 80 cm) umożliwiających podjazd maszyny. W przypadku kosztownych maszyn w pełni zautomatyzowanych konieczne jest zagwarantowanie odpowiednio dużego areału sadu, pozwalającego na uzyskanie ekonomicznie akceptowanych kosztów zbioru. Obecnie w Danii takie maszyny produkowane są przez firmę Schaumann. Ich koszt jest bardzo wysoki i sięga od 150 do 250 tys. Euro. Około 80% produkowanych w Danii wiśni zbieranych jest maszynami, a na Węgrzech na ok. 50% areału sadów towarowych stosuje się zbiór mechaniczny, głównie prostymi maszynami.

Prace badawcze
W Instytucie Sadownictwa i Kwiaciarstwa od ponad 25 lat prowadzone są badania nad mechanicznym zbiorem owoców pestkowych. Niewielkie sady drzew pestkowych oraz sposób prawadzenia drzew wiśni w formie niskopiennej skłoniły do opracowania lekkiej otrząsarki ciągnikowej ORZO. Pozwala ona na zbiór wiśni z drzew o niskich pniach, rosnących w różnych rozstawach oraz śliwek z młodych drzew z pniami o średnicy do 16 cm. Stosuje się otrząsarki wprowadzające w drgania całe drzewo lub poszczególne gałęzie. Praktyka wykazała, że znacznie efektywniejsze jest otrząsanie całego drzewa przez otrząsarki chwytające jego pień. Wydajność zbioru mierzona liczbą drzew w jednostce czasu w jakiej zbierane są owoce, jest bardzo zróżnicowana.

Najkorzystniejsza częstotliwość i amplituda drgań do otrząsania za pień drzewa wynoszą: 18-27 Hz i 12-15 mm dla wiśni i 12-18 Hz i 15-25 mm dla śliwek. Przy odpowiednio dobranych parametrach w ciągu kilku sekund można strząsnąć z drzewa ponad 95% owoców.

Termin zbioru
Do otrząsania owoców przystępuje się, gdy owoce są w pełni dojrzałe, a siła ich związania z szypułką wynosi poniżej 3 N dla wiśni i 8 N dla śliwek. Gdy owoce dojrzewają nierównomiernie konieczne jest zastosowanie preparatów zawierających Etefon (Ethrel 480 SL, Flordimex 420 SL). Należy je zastosować na 10 dni przed przewidywanym zbiorem w stężeniu 0,05-0,07%, opryskując drzewa cieczą roboczą w dawce 1000-1500 l/ha. Przyspiesza to dojrzewanie owoców, wyrównuje ich dojrzałość i zmniejsza siły wiązania owoców z szypułką.

Technologia zbioru
Problemem związanym z maszynowym zbiorem wiśni jest ich wyjątkowa podatność na uszkodzenia mechaniczne. Również duża intensywność oddychania, podczas którego owoce wydzielają znaczne ilości ciepła (2-2,5 raza więcej niż jabłka), powoduje uszkodzenia określane jako zaparzania. Zwłaszcza w owocach pozostawionych po zbiorach w opakowaniach. Objawia się to charakterystycznym odbarwieniem (ciemnowiśniowe do różowego), a miąższ niejednokrotnie ulega zdeformowaniu. Stosowanie dużych pojemników z chłodną wodą, do odbioru owoców z maszyny i ich transportu do przetwórni, zapobiega tym uszkodzeniom. Pojemniki wykonane są ze stalowej blachy lub tworzywa sztucznego w formie palety skrzyniowej. Skrzynia o pojemności ok. 1 m3 pozwala pomieścić 400-500 kg owoców wiśni. Pojemniki przed zbiorem napełnia się w 1/4 pojemności chłodną wodą o temperaturze poniżej 5°C lub wodą z lodem.

Korzyści takiej metody to: obniżenie temperatury owoców, spowalniające niekorzystne przemiany metaboliczne, mniejsze uszkodzenia owoców podczas przesypywania do wody, zahamowanie wycieku soku z uszkodzonych owoców dzięki silnemu schłodzeniu miąższu.

Perspektywa zbioru ciągłego
Następną maszyną, nad którą prace trwają już od 1993 roku w ISiK w Skierniewicach jest kombajn do zbioru wiśni. Testowana jest maszyna pozwalająca zbierać owoce w ruchu ciągłym z gęsto posadzonych małych drzew. W tradycyjnych sadach na 1 ha rośnie ok. 500 drzew, a w sadach nowoczesnych do 2000 drzew/ha. Możliwe okazało się zbieranie ponad 90% wiśni maszyną, której elementami roboczymi są otrząsarki wyposażone w drgające palce zagłębiające się w koronę drzewa i strząsające owoce. Są to otrząsarki o drganiach skrętnych, stosowane w kombajnach do zbioru owoców z krzewów. W badaniach tych zastosowano zmodyfikowany kombajn do zbioru malin firmy PECO.

Jego najważniejsze dane techniczne są następujące: długość 5 m, szerokość 3 m, wysokość 3,4 m, prześwit 2 m, napęd - spalinowy silnik wysokoprężny 30 kW, prędkość jazdy 0-10 km/h, ilość otrząsarek - 4 szt., częstotliwość drgań 0-5 Hz, skok na końcach palców otrząsających od 16 do 65 mm.

Zbiory doświadczalne
Pierwsze doświadczenia ze zbiorem wiśni tą maszyną przeprowadzono w latach 1994-1997 w intensywnym sadzie wiśniowym na terenie INSAD Prusy, posadzonym w 1991 r. Drzewa odmian "Kelleris 16", "Łutówka" oraz "Pandy" rosnące w rosnące w rozstawach 4x0,5 m, 4x1 m i 4x1,5 m były specjalnie formowane pod kątem potrzeb zbioru owoców kombajnem. Straty owoców na ziemi wynosiły od 3,6 do 6% plonu.

Drugie doświadczenie założono w Sadzie Doświadczalnym ISK w Dąbrowicach w 1997 r., sadząc kwatery wiśni odmian "Łutówka" i "Nefris", specjalnie przygotowane do zbioru kombajnowego. W drugim roku po posadzeniu zbierano owoce tą samą maszyną PECO. Z drzew strząsano ponad 98% owoców. Owoce były zebrane prawie bez szypułek. Jedynie straty opadłych owoców na ziemię były dość wysokie (ok. 10% plonu), a spowodowane niemożliwością dostosowania maszyny PECO do zbioru wiśni.

Wnioski z badań
Możliwe jest opracowanie technologii produkcji owoców wiśni z zastosowaniem kombajnowego zbioru w ruchu ciągłym. Warunkiem jest posiadanie intensywnych nasadzeń z drzewami o wysokości do 2,5 m uformowanych tak, by posiadały silny przewodnik i cienkie elastyczne pędy boczne. Przy gęstości sadzenia drzew w rzędzie ok. 1 m i prędkości przejazdu maszyną 1 km/h możliwe będzie uzyskanie wydajności zbioru na poziomie 1000 drzew/h. Stanowi to ponad 4-krotny wzrost wydajności w stosunku do najdroższych maszyn w pełni zautomatyzowanych. Przewiduje się, że koszt takiego kombajnu nie powinien przekroczyć ceny 60 tys. euro. Pozwoli to na zbiór wiśni przy kosztach nie przekraczających 20 gr/kg.

Wejście Polski w struktury UE prawdopodobnie spowoduje wzrost kosztów robocizny, co poprawi efektywność ekonomiczną stosowania mechanicznego zbioru owoców.