Огромное количество пластиковых клипс, остающихся после прививки разных культур, может уйти в прошлое с новой технологией склеивания привоя с подвоем.
По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), по состоянию на 2019 год мировое производство арбузов составило 100 414 900 т, а производство арбузов в Китае — 60 681 200 т. На долю КНР приходится примерно 60,42% мирового производства арбузов, что делает Китай крупнейшим в мире производителем и потребителем арбуза. Вместе с тем монокультура арбуза вызывает множество корневых и лиственных болезней.
Применение пестицидов бывает дорогостоящим, выведение новых устойчивых к болезням сортов арбуза – процесс длительный и сложный, масштабный севооборот еще более нецелесообразен.
Прививочная технология является эффективной мерой решения проблем монокультуры арбуза. Выбор устойчивых к болезням подвоев может значительно уменьшить или избежать множества рисков от фузариозного увядания до корневых гнилей, галловых нематод и пр.
В настоящее время рассаду арбуза прививают искусственно, а качество и эффективность ручной прививки уже не могут соответствовать производственным требованиям фабричных питомников. Механическая прививка имеет преимущества стандартизации, высокого качества и высокой эффективности, что является направлением развития фабричной прививки саженцев.
В начале 1980-х годов Япония стала первой, кто начал исследования прививочных машин, многие предприятия сельскохозяйственного машиностроения включились в научно-исследовательскую работу, с формированием десятков товарных изделий.
С конца 1990-х годов корейские и китайские ученые также провели множество исследований методов прививки, исполнительных механизмов и устройств, получив при этом множество ценных исследовательских результатов.
Впоследствии в Нидерландах были разработаны прививочные машины, подходящие для рассады томатов, а в 1994 году японская компания ISEKI & Co., Ltd. выпустила серию роботов для прививки овощей GR800. Эта машина используется для подачи рассады на зазорном держателе и подходит для фиксации подвоев и привоев сеянцев с производительностью 800 растений/час и успешностью 95%. В 2010 году компания также выпустила полностью автоматическую прививочную машину для дынь GRF800-U, для работы с которой требуется всего один человек. В машине используется автоматический механизм подачи, заменяющий ручную подачу рассады, для обеспечения автоматической поддержки, обрезки и зажима рассады в луночном лотке.
Для фиксации прививаемых саженцев используются пластиковые зажимы, производительность которых составляет 800 растений в час, а вероятность успеха прививки составляет 95%.
В 1998 году Чжан Течжун с коллегами в Китайском сельскохозяйственном университете в Пекине разработали полуавтоматическую прививочную машину 2JSZ-600, в которой использовались пластиковые зажимы для фиксации прививаемых саженцев и имелась цельная рама роторного ножа. Вращение режущей рамы позволило выполнять одновременную обрезку как подвоя, так и привоя. Однако регулировка угла среза была сложной: эффективность производства достигала 600 растений в час, а вероятность успешной прививки - 90%.
Далее учеными разных стран были разработаны разные типы прививочных машин, в том числе для бахчевых культур, но все они прививают с помощью пластиковых или силиконовых зажимов, которые затем сложно перерабатывать после снятия с привитых саженцев.
Ежегодная потребность Китая в привитых саженцах достигает 50 миллиардов растений, а использование пластиковых клипсовых изделий исчисляется сотнями тысяч тонн.
«Поэтому предлагается метод прививки УФ-клеем вместо традиционных пластиковых зажимов. При прививке сращиванием обычно используются пластиковые зажимы для фиксации подвоя и черешка привоя. На привитый черешок в момент закрытия пластикового зажима оказывается определенная сила воздействия, которая остается постоянной в течение периода заживления. УФ-клеевая прививка подразумевает использование распылительных клапанов для нанесения клея, который распыляется на периферию стыковых соединений подвоя и привоя под воздействием источника ультрафиолетового света, вызывая быстрое затвердевание клея с образованием тонкого клеевого пленочного покрытия вместо пластиковых зажимов. Поскольку растение не пережимается, то процесс заживления происходит более успешно», - объясняют авторы исследования.
В данном исследовании для прививки был выбран безвредный УФ-клей немецкого производства - в качестве средневязкой прозрачной жидкости с плотностью 1,08×10 3 кг/м 3 и вязкостью 5,5 кг/(м·с).
После полученных положительных результатов предстоит разработать оборудование с точными автоматическими характеристиками, такими как давление распыления, давление подачи клея и высота распыления. Крайне важно создать модель сопла для численного моделирования процесса распыления клея с целью определения оптимальных параметров прививки. Также будет проверена выживаемость привитых саженцев. Ожидается, что успешное развитие этой технологии улучшит традиционные методы механической прививки и режим рассады, а также обеспечит исследовательскую основу для разработки нового робота для прививки клеевым распылением.