Підземні елеватори: як зберегти новий український врожай за досвідом минулих війн

Зберігання зерна в «ямі» коштує дешево і влаштовується просто. Відсутність доступу повітря та вологи захищає зерно від пошкодження комахами та цвіллю. Тому його можна розглядати як перспективний спосіб довгострокового зберігання зерна для невеликих фермерських господарств у степових регіонах України. Про це Agravery.com розповів кандидат біологічних наук, автор численних публікацій з аграрних технологій – Олександр Гончаров.

Як зберігали зерно за часів колишніх війн?

Історія має властивість повторюватися. Проблеми з експортом та зберіганням зерна, які сьогодні стоять перед Україною, вже траплялися в інших країнах. Сьогодні доцільно згадати, що після закінчення Другої Світової Війни почалося тривале протистояння між колишніми союзниками, яке отримало назву «холодної війни». Кожна зі сторін була готова до того, що конфлікт перейде у «гарячу» фазу — із застосуванням ядерної зброї, бойових отруйних речовин та інших досягнень науки та техніки.

 У таких умовах «під землю» намагалися сховати абсолютно все - військових, цивільних, зброю та продовольство. Не є дивним, що тоді згадали  про підземні сховища для довгострокового зберігання зерна. Зрозуміло, що звичайна земляна яма у вік технічного прогресу та ядерної зброї була недостатньо міцною та технологічною спорудою. Тож стару технологію втілили у нових матеріалах. З урахуванням смаків військових пріоритет віддали залізобетону. І провели цілу серію виробничих дослідів.

 У Великій Британії в бетонній ямі місткістю 60 т з бітумною ізоляцією протягом 5 років успішно зберігали кукурудзу з вологістю 13%. Зерно було штучно заражене коморним довгоносиком, який не витримав «суворості інтер'єру» і загинув протягом перших двох тижнів. При випорожненні ями більшість кукурудзи перебувала у гарному стані. Винятком стала невелика кількість зерна у верхній частині сховища, куди  потрапляла дощова вода через щілини з боків одношарового просоченого бітумом повстяного покриття.

 У підземному бетонному силосі в штаті Канзас при зберіганні пшениці вологістю 13% відзначалося зниження схожості та збільшення вмісту вільних жирних кислот, хоча хліб із цієї пшениці мав нормальний смак та запах. Дослідники дійшли висновку, що ефективний пароводяний бар'єр дозволить унеможливити підвищення вологості зерна, а підземні бетонні сховища є досить перспективними навіть для «мирного» зберігання зерна на фермах.

 У роки Другої світової війни через труднощі експорту зерна підземне зберігання зерна використовувалося в Аргентині. Спочатку сховища робили із землі та цементу з тимчасовим укриттям із просоченої бітумом повсті та шару землі. Потім стали споруджувати міцні бетонні підземні сховища з бітумною водонепроникною ізоляцією та постійними дахами; сховище містило близько 500 т зерна. Після 18-місячного зберігання пшениця з вологістю 12-13% не мала суттєвих змін. Борошномельні та хлібопекарські властивості були задовільними. Підземні сховища продовжували будувати у низці інших американських держав (Венесуела, Парагвай). Нині у такі сховища щороку засипають кілька мільйонів тонн зерна.

 Тому цілком можливе будівництво довгострокових сховищ великої ємності із сучасних матеріалів з використанням сучасної техніки. Або використання вже готових підземних споруд після відповідного доопрацювання. Адже в Україні деяким громадянам вдалося офіційно приватизувати навіть ракетні шахти для запуску балістичних ракет. Небагато зусиль — і вони зможуть перетворитися на відмінне підземне сховище.

Сучасний світовий досвід

Сьогодні для України є цікавим досвід сучасної Австралії щодо зберігання зерна. Департамент сільського господарства та продовольства Австралії провів три випробування підземних сховищ зерна ємністю відповідно 5, 50 та 120 т зерна. Після зберігання протягом трьох з половиною років зерно зберегло високу схожість та енергію проростання. Показники природних втрат були в нормі, пошкоджень шкідливими комахами та мікроорганізмами не відзначалося.

Збережений у такий спосіб урожай цілком можна було використовувати як на насіннєві, так і на харчові цілі. За досвідом деяких фермерів Західної Австралії, можливе зберігання зерна у набагато більший термін — до 11 років. Такий дешевий та надійний метод зберігання вони використовують для зберігання зерна для фуражних цілей, а також товарного зерна за певної кон’юнктури ринку, коли є  «нецікавою» закупівельна ціна на зерно.

Головна вимога – відсутність контакту зерна з вологою

Головна вимога до місця підземного зберігання зерна – відсутність контакту зерна з вологою. Тому ґрунт має бути сухий, ґрунтові води залягати глибоко, а рельєф місцевості виключати підтоплення при випаданні опадів. І, звичайно ж, має бути зручний доступ для вантажного транспорту та навантажувачів. Бажано, щоб відстань від поля (або розташованих поруч полів) до місця зберігання врожаю була невеликою. Ідеальне місце ями для зерна – найвища точка ландшафту. У цьому випадку виключається затоплення/зволоження зерна підземними водами або осадами, що стікають по поверхні ґрунту.

Грунт повинен по можливості добре «тримати форму» і, по можливості, слід сформувати гідроізоляційний шар, що перешкоджає проникненню вологи знизу та збоку. Щільні глинисті грунти краще пухких супіщаних. Котлован у твердому глинистому грунті можна робити з вертикальними стінками. Підземні сховища не повинні розташовуватися на близькій відстані один від одного, тому що при заповненні порожньої ями опадами вода може проникнути в сусідню яму, заповнену зерном.

Конфігурація підземного елеватора

 Конфігурація підземного сховища повинна, крім зберігання, забезпечувати оперативне навантаження-розвантаження. Тому форма "ями" схожа на "канаву", а точніше - на траншею для силосування. Глибина ями має бути настільки глибокою, наскільки дозволяє заглибитися екскаватор/бульдозер.

Ширина котловану має бути приблизно в 1,5 рази ширшою за ширину захоплення леза бульдозера. Необхідний обсяг досягається переважно за рахунок довжини сховища. Витягнутий у ході земляних робіт грунт переміщують таким чином, щоб до підземного сховища був безперешкодний доступ з усіх боків. Кут нахилу протилежних кінців котловану залежить від обладнання для навантаження-вивантаження зерна, яке передбачається використати.

Протилежні сторони «канави» повинні бути під ухилом - це дозволяє заповнювати її безпосередньо з вантажних автомобілів, що розвантажуються на похилому виїзді з траншеї. З кузова самоскиду, що перекидається, зерно заповнює дно ями, а подальший розподіл зернової маси здійснюється шнековим навантажувачем. Якщо шнек для завантаження/вивантаження зерна розміщується на поверхні ґрунту, то «виїзд» з траншеї має бути під крутим кутом.

При використанні для навантаження/вивантаження фронтальних навантажувачів доцільно розмістити сталеві труби або напрямні вздовж канави. Необхідно враховувати, що для роботи такого навантажувача кут піднесення одного з виїздів з траншеї не повинен перевищувати 30 градусів.

Сховище має заповнюватись зерном «з верхом», щоб його рівень у центрі трохи перевищував рівень ґрунту на краях котловану. Тобто має бути сформована невисока «піраміда», накрита плівкою та шаром землі. Орієнтовно 1 тонна пшениці зерна займає об'єм 1,3 кубометрів., ячмінь – 1,6 кубометрів. та овес - 1,9 кубометрів.

 При закладці зерна на зберігання важливо забезпечити відсутність (точніше мінімально можливу присутність) вологи. І зерно, і яма мають бути сухими. Вологість зерна не повинна перевищувати 13% вологи. Якщо траншея викопується безпосередньо перед збиранням урожаю, у степових регіонах України дуже мала ймовірність того, що ґрунт буде вологим.

 Якщо відриту траншею залило дощем, воду необхідно відкачати, а стінки та днище висушити. Наприклад, скористатися соломою чи деревними відходами для розведення багаття. Якщо траншеї були зроблені минулого чи позаминулого року, їх доцільно після використання накрити, щоб в осінньо-зимовий період у них не накопичувалася волога.

Дах із поліетилену

З огляду на досвід фермерів із Західної Австралії (річна сума опадів 325 мм), хороші результати можна отримати і без додаткових заходів щодо ізоляції стін траншеї. У найгіршому випадку понижується якість в шарі зерна товщиною в пару сантиметрів, що стикаються зі стінками сховища. Ці втрати можна вважати несуттєвими, збитки не перевищують вартості плівки для ізоляції стінок і дна підземного сховища. Проте, краще перестрахуватися.

У згаданому досвіді австралійського Мінсільгоспу дно та стінки котловану були закриті чорною полімерною плівкою завтовшки 0,1 мм. При цьому стики переривалися таким чином, що вода при випаданні опадів повинна була стікати по зовнішній стороною плівки, що контактує із землею. Після заповнення траншеї зерном її накривають поліетиленовою плівкою завтовшки 0,1 мм або більше. Укладання плівки проводиться упоперек траншеї, так, щоб кожен лист плівки закривав не тільки зерно, а й заходив за краї ями приблизно на 2 метри. Укладання проводиться унахлест, перекриття має бути мінімум 20 см. Кути плівки надійно закріплюються, це полегшує подальше вилучення зерна, що зберігається. Ще простіше розкрити яму, якщо попередньо прикріпити поліетиленове покриття до секцій сталевої сітки. У цьому випадку з'являється можливість буквально «стягнути» поліетиленове покриття з бурта зерна після того, як попередньо буде видалено шар грунту, що лежить поверх неї. Покриття зазвичай не використовується повторно, так як його вартість невелика, а його пошкодження при "розтині" неминуче.

Поліетиленова плівка створює бар'єр для проникнення води, а за правильної геометрії насипу волога опадів відводиться за межі бурта. Формування водовідштовхувального покриття є основним елементом технології підземного зберігання зерна. Плівка повинна бути прикрита шаром ущільненого ґрунту завтовшки не менше 30 см, такий шар землі оберігає поліетиленову плівку від механічних пошкоджень, впливу ультрафіолету та перепадів температури. Ґрунтове покриття необхідно «підправляти», щоб усунути порожнечі після осідання ґрунту та збереження правильної конфігурації насипу. Також необхідно періодично перевіряти, чи не з'явилися в насипу миші чи щури. Після того, як яма була розкрита, її необхідно якнайшвидше спорожнити. Це «врятує» зерно від зволоження опадами та пошкодженням комахами та гризунами. Якщо витягнуте з підземного сховища зерно необхідно зберегти понад місяць, то доцільно перемістити його у складські приміщення.

Резюме та лайфхаки 

Як вже йшлося, ями – прості сховища, придатні для тривалого зберігання місцевих та стратегічних запасів зерна, а також сезонних надлишків. Їх можна використовувати також для нетривалого зберігання зерна, особливо зараженого.

 Для підземних сховищ характерна відносно рівномірна температура протягом року, що зменшує небезпеку конденсації та міграції вологи. Це особливо важливо в регіонах зі спекотним кліматом та/або з різкими коливаннями температури.

 Для підземних сховищ слід обирати місце, де виключено підтоплення ґрунтовими водами. Майданчик біля сховища повинен мати невеликий ухил, щоб не відбувалося затоплення під час зливи. Рівень ґрунтових вод має бути нижчим за дно ями протягом усього року. Доцільно споруджувати сховище з водонепроникного бетону або (в «економ-варіанті») проводити гідроізоляцію днища та стін сховища поліетиленовою плівкою.

Під час експлуатації бетонних сховищ рекомендується фарбування внутрішньої поверхні бетону для створення водонепроникного шару. Дах повинен бути водонепроникним і досить міцним. Шар землі поверх даху (або шару плівки) захищає сховище від перепаду температур та впливу сонячних променів. Якщо частина сховища відкрита (тобто не прикрита шаром ґрунту), її рекомендують пофарбувати білою або алюмінієвою фарбою навіть у країнах із помірним кліматом.

Кращий варіант -  жорсткий дах з водонепроникного бетону з люками для заповнення та спорожнення. Кришки люків повинні мати герметичні прокладки. Якщо сховище довге та вузьке, бажано розділити його вертикальними перегородками на відсіки. Щоб зменшити об'єм повітряного простору і тим самим концентрацію кисню, доступного комах у зараженому зерні, сховище треба заповнювати повністю.

 Бажано використовувати пристрої для вимірювання температури та визначення концентрації кисню та вуглекислого газу, а також для періодичного відбору проб зерна.  У цьому випадку підземний елеватор буде не менш надійним, ніж надземний.