Собрать с дерева, полное ведро нежных плодов красного тутовника очень непростая задача. Каждую из этих сочных ягод, продаваемых в продуктовом магазине или на рыночных столах, приходится собирать вручную, потому что фрукт можно легко повредить или вообще испортить. В Узбекистане «окно сбора урожая» приходится на самый разгар жарких летних месяцев. Кроме того, все ягоды на одном дереве не созреют для сбора одновременно, поэтому может потребоваться несколько сборов, чтобы собрать все плоды.

Биомедицинский инженер-робототехник Юэ Чен вместе с сотрудниками Технологического института Джорджии и Университета Арканзаса работает над автономным роботизированным решением этой непосильной работы. И хотя этот инструмент кажется далеким от традиционной сферы биомедицинской инженерии, однажды эта система может привести к инновациям в малоинвазивной хирургии.

Их работа может помочь преобразовать сельское хозяйство, превратив сбор фруктов — изнурительную и трудоемкую человеческую задачу — в быстрое и легкое для сельскохозяйственных рабочих. Эти усилия получили новый импульс в последнее время, поскольку исследователи указывают на ухудшение условий для сельскохозяйственных рабочих на фоне климатического кризиса, включая сильную жару и дым от лесных пожаров, а также нехватку рабочих после пандемии. Эта технология может привести к улучшению условий труда и безопасности работников. Но этот результат зависит от того, как роботы будут развернуты на полях, говорят организации сельскохозяйственных рабочих.

«Сбор урожая — отличная отправная точка для проверки такого рода технологии мягкой робототехники в реальных приложениях», — сказал Чен, доцент кафедры биомедицинской инженерии Уоллеса Х. Коултера в Технологическом институте Джорджии и Университете Эмори.

«Я специалист по медицинскому оборудованию; Я пытаюсь разработать очень ловкое устройство, которое очень послушно, чтобы спасать жизни пациентов. Я занимаюсь множеством математических, инженерных и механических задач, и с этой точки зрения получение ягод с растения очень похоже на удаление опухоли из тела», — сказал он. «Вы хотите идентифицировать цель, выполнить планирование пути, достичь цели, очень осторожно удалить цель и, что наиболее важно, избежать повреждения окружающих тканей, таких как кровеносный сосуд или нерв».

Первым достижением исследователей является мягкий роботизированный захват, который может аккуратно захватывать и снимать ежевику с растения без повреждений. На этой неделе они представят устройство на крупнейшей в мире конференции по исследованиям в области робототехники — Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации. Прототип захвата напоминает выпуклую трехпалую руку, и это не случайно. Работая с опытным исследователем ежевики Рене Трелфолл из Университета Арканзаса, команда создала сенсорную перчатку и собрала данные о силе, необходимой для сбора ягод, и типичной технике сборщиков.

«Во-первых, мы охарактеризовали, какое усилие генерирует рука, сколько пальцев мы используем, чтобы схватить ягоды — на самом деле мы не используем все пять пальцев, мы используем три пальца для захвата, и мы охарактеризовали все это», — сказал Чен. .

Имея данные о силе и понимание трех пальцев, Чен и его команда приступили к разработке. Они использовали человеческую руку для вдохновения, в конечном итоге используя мягкий силикон и встроенные датчики силы для «пальцев» и уникальную систему сухожилий для движения.

При выращивании раннеспелых арбузов применяются такие способы, как мульчирование почвы, посадка рассады, посадка рассады и семян под временным пленочным укрытием с мульчированием почвы, выращивание в защищенных отапливаемых и неотапливаемых теплицах. 

Первый способ. Мульчирование почвы. Мульчирование проводят одновременно с посевом или после посева семян. При этом ряды с посевами накрывают пленкой, края которой засыпают землей. После того как появляются всходы, прямо над ними в пленке делаются отверстия, чтобы растения могли прорасти. Пленку оставляют в течение всего вегетационного периода и удаляют после образования завязи. При этом способе культуру высевают в открытый грунт за неделю-две до срока посадки других культур. Метод мульчирования почвы и посадки рассады также дает возможность получить раннеспелый урожай.

Подготовка рассады. Для подготовки рассады дернистую почву хорошо просеивают. В просеянную почву добавляют перепревший навоз в соотношении 4:1 (почва: перепревший навоз). Если навоз не перегнил, новый навоз нужно гнить в воде 2–3 месяца или минимум 1 месяц. При этом навоз частично обеззараживается, сорняки попадают под воду или теряют всхожесть. Приготовленную смесь высыпают в полиэтиленовые стаканчики размером 10х10х14 см. На один гектар подготавливают 7,1–7,5 тыс. штук стаканчиков, а при наличии короткостебельных сортов – 10,5 тыс. штук. Семена высевают в четыре периода: первый – в третьей декаде декабря для получения очень раннего урожая, второй – в первые пять дней февраля. Третий – высаживают в первой декаде марта, а четвертый – в мае на освободившихся от зерна полях. Первую подкормку проводят, когда семена прорастают и появляется 1–2 листа симподий. На каждые 10 л воды растворяют 13–15 г азотных, 18–20 г фосфорных и 15–20 г калийных удобрений, затем поливают растения. Данным количеством раствора можно подкормить рассаду на 3–3,5 м2 площади. Вторую подкормку рассады проводят за 10–15 дней до высадки в открытый грунт с внесением в два раза большего количества указанных выше удобрений. Рассаду высаживают в открытый грунт при появлении 4 листов симподий.

Второй метод. Посадка рассады. Самый действенный способ ускорить урожай арбузов – высадить их в открытый грунт. Нарезанные борозды мульчируют и закрывают белой пленкой. Пленка прокалывается через каждые 70 см. В отверстия наливают разбавленное в воде фосфорное удобрение. Для приготовления разбавленного фосфора в 10 л воды кипятят до растворения 2 кг аммофосного удобрения. Приготовленный раствор смешивают с 10 л воды и заливают в каждую ячейку из расчета 1 л. На 1 га используют 100 кг фосфорных удобрений. На гектар высаживают 7 100 саженцев.

Третий метод. Посадка рассады мульчированием под временным пленочным покрытием. Для выращивания под временным пленочным покрытием используют быстроспелые, короткостебельные устойчивые к болезням сорта арбуза. Специально подготовленные 35–45-дневные саженцы высаживают и накрывают одним слоем дугообразной полиэтиленовой пленки. После посадки рассады или посева семян в грунт необходимо сразу приступать к монтажу тоннельного пленочного покрытия. Арык в середине туннелей обеспечивает водой два ряда посевов. Ширина тоннеля составляет 160–180 см, высота – 60–70 см, длина – 50–60 м в зависимости от условий. Пространство между тоннелями 180–190 см, которое оставляется открытым и служит проходом. Позже в этом проходе будет размещен стебель растения. При монтаже тоннеля сначала устанавливают его арочный каркас. Дуга изготавливается из проволоки сечением 4–6 мм и длиной 2,8–3,0 м. Концы дуги погружают в землю на глубину 20–25 см, с расстоянием 1,0–1,5 м. Дуги соединяются между собой пеньковой нитью в 1–3 ряда. Поверх каркаса по длине тоннеля закрывают пленкой шириной 2,8–3,0 м, края пленки засыпают грунтом. На обоих концах туннеля концы пленки привязываются к колышкам. На строительство тоннеля на 1 га уходит 800–1000 кг пленки, 1200–1300 кг стальной проволоки, 200–250 колышей и 20–25 кг пеньковой нити. Днем, когда стоит благоприятная погода, тоннель проветривают, открывая несколько мест по бокам. В регионах страны применение термосного метода пленочных покрытий в ранние сроки является наиболее простым и дешевым способом, а также методом получения высоких урожаев и экономической эффективности.

Сбор урожая. По первому способу урожай собирают в третьей декаде июня, по второму – в первой половине июня, по третьему – в третьей декаде мая. При четвертом способе повторного посева плоды созревают и собирают в третьей декаде сентября. Сроки созревания плодов меняются в зависимости от погоды, состояния почвы, сроков посадки, раннеспелости или среднеспелости сортов.

Рекомендации ученых НИИ овощебахчевых культур и картофеля при Министерстве сельского хозяйства РУ по выращиванию арбузов интенсивным способом.

Для связи с редакцией используйте адрес электронной почты - info@agronews.uz