575 VĠġNENĠN MEKANĠK HASADINA ĠLĠġKĠN BAZI PARAMETRELERĠN BELĠRLENMESĠ ÜZERĠNE BĠR ARAġTIRMA A Research on the Determination of Some Parameters Related to Mechanical Harvest of Sour Cherry Faruk ÖZGÜVEN 1 Ahsen I. ÖZGÜVEN 2 Kubilay VURSAVUġ 3 ÖZET Sofralık tüketimi az olan vişne daha ziyade meyve suyu işleme sanayinin bir ham maddesidir. Ekonomik bir vişne üretiminde en önemli sınırlayıcı faktör hasattır. Bu nedenle, artan vişne ihtiyacı ve en uygun dönemde hasat edebilme arzusu, ucuz ve hızlı hasat yöntemlerinin geliştirilmesi gereksinimini doğurmuştur. Vişne üzerine yapılan bu araştırma vişne benzeri diğer meyveler içinde uygulanabilmektedir. Bu çalışmada, büyümeyi düzenleyici madde olarak kullanılan Etherel etkisi ile tutunma kuvvetindeki değişim araştırılmış ve ayrıca, vişnenin mekanik hasadında kullanılacak en uygun sarsma frekans, genlik ve sarsma süresi belirlenmiştir. Yapılan çalışmanın sonuçlarına göre, 10 Hz frekans, 20 mm genlik oluşturabilen bir sarsıcı kullanılarak ve büyümeyi düzenleyici madde kullanmaksızın % 77'lik dökme etkinliğine erişmenin mümkün olduğu belirlenmiştir. ABSTRACT Table consume of sour cherry is too low and, in particular, it is a raw material which is commonly used for fruit processing industry. It has been emphasized that harvest is the limiting factor in economical sour cherry production like being other fruits in our country. Therefore, increasing demand of fruit processing industry and harvesting sour cherries within agrotechnically optimal periods has resulted in a need for development of quick and less expensive harvesting procedures. This research which was made on sour cherry can be applied for the other fruits like sour cherry. In this study, attachment strenght and the change of that with the effect of Ethrel which is used as growth regulator for fruit were investigated. In addition, the values of frequency, amplitude and shaking duration were obtained for mechanical harvest. According to the result, it was obtained that fruit-stalk attachment strenght decreased to 2 N in full ripening. Therefore, effective fruit pouring of 78% can be reached by using a shaker which can improve frequency of 10 Hz and amplitude of 20 mm without using Ethrel as a hormon. 1. GĠRĠġ Bağ-bahçe ürünlerinin hasadı, diğer tarımsal işlemlere göre daha fazla çalışma zamanı gerektirmektedir. Hasadın dışındaki tüm tarımsal işlemlerde mekanizasyon teknolojileri üst düzeyde kullanılma olanağı bulmuştur. Mekanizasyon uygulamalarının yüksek düzeylere eriştiği sanayi ülkelerinde tarımsal işlemlerde iş gücü gereksinimi 1 2 Prof. Dr., Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, Adana. Prof. Dr., Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, Adana. 3 Arş. Gör., Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, Adana.
576 analiz edildiğinde, hasat için gerekli zamanın en yüksek düzeyde olduğu görülür (Çizelge 1). Meyve hasadı tahıllara kıyasla işgücü gereksinimi ve hasat maliyeti açısından çok dezavantajlı durumdadır. Meyve hasadının mekanize edilmesini kısıtlayan bazı faktörler bulunmaktadır. Bunlardan en önemlileri; meyvelerin eşzamansız olgunlaşması, mekanik dayanımlarının azlığı, daldan kopma dirençlerinin yüksek oluşu ve çok farklı dikim terbiye ve budama sistemlerinin kullanılmasıdır. Çizelge 1. Meyve Yetiştiriciliğinde Tarımsal İşlemlere Göre Çalışma Zamanı Gereksinimi (1) Meyveler Elma ve Armut ViĢne Kiraz Çilek Bodur Orta Boylu Anaç Yüksek Anaç Funda Orta Boylu ĠĢlemler Anaç Anaç T. İşleme 14.6 5.8 8.5 8.8 3.6 6.0 Gübreleme 3.6 3.3 4.0 2.1 2.0 2.5 T. Savaş 3.4 8.7 10.5 1.9 2.6 6.5 Budama 20.4 14.2 10.4 15.2 2.3 - Hasat 25.7 33.4 37.2 63.5 73.6 75.0 Taşıma 7.6 8.2 7.0 3.7 3.5 4.0 Pazarlama 16.7 18.3 7.9 2.2 10.0 5.0 Diğerleri 8.0 8.1 14.5 2.6 2.4 1.0 Toplam 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 Sofralık tüketim ve fabrikasyon için meyve hasadı meyvelerin zedelenebilirlik derecesine göre, farklı hasat yöntemleri, farklı plantaj ve ağaç budama-terbiye sistemlerini gerektirmektedir. Sofralık tüketim için el ile hasat ve bazı yardımcı hasat elemanları kullanılıp, dar sıra ve bodur anaç kullanımı ile sorun çözümlenmeye çalışılmaktadır. Buna karşılık sanayi ülkelerinde işgücü temininin zorluğu ve pahalı olması nedeniyle, fabrikalarda işlenmek üzere yetiştirilen yüksek boylu ağaçlarda meyveler yaygın olarak makine ile hasat edilmektedir (2). Ülkemizde ise belirgin bir gelişmeye ve ülkenin içinde bulunduğu sosyo-ekonomik durumlara bağlı olarak tarımda işgücü temininde zorluklar yaşanmaya başlanmış ve dolayısıyla sert çekirdekli meyvelerden, vişne ve zeytin gibi bazı sert kabuklu meyvelerin mekanik hasadının uygulanması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Çizelge 2 de anılan ürünlerin ülkemizdeki ağaç sayıları, üretim durumları ve buna bağlı olarak da ekonomik önemleri görülmektedir. Çizelge 2. Vişne ve Bazı Seçilmiş Ürünlerin Üretim Durumu (3) Meyveler AĞAÇ SAYISI Üretim Fiyat Toplam Meyve Veren (Ton) (US$/kg) ViĢne 4 540 000 3 540 000 90 000 0.44 Zeytin 88 147 000 82 192 000 1 400 000 0.66 Antep Fıstığı 41 689 000 23 340 000 40 000 2.43 Badem 4 629 000 3 906 000 47 000 1.06 Ceviz 4 506 000 3 446 000 120 000 1.20 Özellikle vişnenin sofralık tüketimi çok azdır ve daha çok gıda endüstrisinin bir hammaddesidir. Böyle olunca fiyat bakımından diğer meyvelerle aynı düzeyde olması gerekmektedir. Halbuki burada da her şeyden önce hasat masrafları, vişnenin diğer ürünlerle fiyat rekabet şansını azaltmaktadır. Bugün vişne yetiştiriciliği yapmak isteyen
577 bir üreticinin en çok düşündüğü sorun, kısa süren hasat periyodunda yeteri kadar ve kabul edilebilir ücretle işçi bulup bulamayacağıdır (4). Bahçe ürünlerinin mekanik hasadını oluşturan zincir; ürünlerin titreştirilmesi, dökülen ürünün tutulması-toplanması ve taşınması olarak sıralanabilir. Mekanik hasat zincirinin gerçekleştirilmesinde ürünlerin biyolojik teknik özellikleri son derece önemlidir. Sarsıcı tasarımında bu özelliklerden yararlanılır. Hasat mekanizasyonu açısından önemli bazı biyolojik teknik özellikler; ürünün geometrik ölçüleri, kütlesi, şekli, yoğunluğu, meyve eti sertliği ve daldan-saptan ayrılma kuvveti olarak sayılabilir. Bu araştırmada, vişnenin mekanik hasadın önemli parametreler olan tutunma kuvveti ve bu tutunma kuvvetinin büyümeyi düzenleyici madde olan Ethrel ile değişimi ve en etkin meyve dökümünü sağlayan frekans, genlik ve sarsma süresinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 2. MATERYAL VE YÖNTEM 2.1. Materyal Çalışmanın ilk aşamasında Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü Atölyesinde frekans ve genlik özellikleri belirli sınırlar içerisinde ayarlanabilir bir laboratuvar tipi titreşim cihazı geliştirilmiştir. Cihazın genel görünüşü ve önemli parçaları Şekil 1 de görülmektedir. Şekil 1. Laboratuvar tipi titreşim cihazının genel görünüşü. Cihaz üzerinde motor (a) çıkışındaki bir dişli kutusu (b) üzerinden hidrolik etkili olarak devir ve buna bağlı olarak da frekans 5-40 Hz arasında ayarlanabilmektedir. Genlik ise motor mili çıkışında bir flanş bağlantısı üzerinden yapılan bir yataklama sonuna planya tezgahı mekanizması (c) ile ayar vidasının konumunun değiştirilmesi ile gerçekleştirilmektedir. Sistemin en uç kısmında ise meyve dalının bağlandığı kıskaç (d) kısmı bulunmaktadır. Titreşim hareketi dala, uygulamada olduğu gibi radyal kuvvet şeklinde de uygulanmaktadır. Sistemin frekans değerinin duyarlı olarak saptanması bir turmetre (devir ölçer) ile yapılmıştır. Devir ölçerin üzerinde optik bir göz bulunmaktadır. Optik
578 gözün sinyalleri hangi aralıklarda algılayacağını belirleyen bir ayar düğmesi ve algılanan değeri dijital olarak gösteren bir gösterge bulunmaktadır. Titreşim süresinin ölçümlerinde 0.2 s duyarlı bir kronometre, ürünün tutunma kuvvetini ölçmek amacıyla ise bası ve çekiye çalışan Amada marka bir el penetrometresi kullanılmıştır. Denemeler Pozantı Araştırma İstasyonunda bulunan Kütahya vişne çeşidi parsellerinde yürütülmüştür. Kütahya vişnesi sofralık bir çeşit olup meyve suyu, reçel yapımı ve kurutmaya olan uygunluğu ile tarıma dayalı sanayi için uygun bir ham madde oluşturmaktadır(4). 2.2. Yöntem Çalışmada ürüne ait bazı önemli biyolojik-teknik özellikler belirlenmiştir. Bunlar mekanizasyon açısından önemli görülen ortalama meyve sap uzunluğu, ortalama meyve kütlesi, meyve çapı ve buna bağlı olarak küresellik oranı ile ürüne ait sap tutunma kuvvetidir. 1997 yılında yürütülen çalışmada, mümkün olduğu kadar düşük Etherel dozlarıyla çalışma amaçlanmıştır. Bu araştırmada, tanık, 50 ppm, 100 ppm ve 200 ppm lik dozlar kullanılmış, bunun meyve tutunma kuvvetine ve meyve dökümüne etkisi belirlenmiştir. Ethrel uygulamaları, hasattan 15 gün önce yapılmıştır. Çalışmanın asıl amacı olan en uygun frekans-genlik değerlerinin saptanmasında; 10, 15 ve 20 Hz lik frekans seçenekleri ile; 10, 20 ve 30 mm lik genlik değerleri kullanılmış ve bu değerlerin meyve dökümüne etkisi diğer deyişle en uygun frekans-genlik kombinasyonunu belirlenmeye çalışılmıştır. Sarsma süresi tüm değişkenler için 5 s olarak alınmıştır. 3. BULGULAR VE TARTIġMA 3.1. Hasat Mekanizasyonuna Ait Bazı Biyolojik Teknik Özellikler Araştırmada, öncelikle 1997 hasat yılı için ürüne ait bazı özellikler ve bu özellikler ile ilgili değerler belirlenmiştir. Belirlenen bu değerler hasadı doğrudan ilgilendiren değerlerdir. Çizelge 3 de saptanan bu değerler görülmektedir. Sert çekirdekli ürünler genelde küresel veya elipsoid şekillidirler. Kütahya vişnesinde küresellik oranı % 91 olarak belirlenmiştir. Meyve sap uzunluğu ortalama 58.16 mm olarak saptanmıştır. Sapın çeşit olarak uzun olması mekanik hasat açısından önem taşımaktadır. Uzun saplı meyvelerde dala veya gövdeye uygulanan titreşim meyveye az etkili olmaktadır. Kütahya vişnesinde, meyve kütlesi 3-4.2 g arasında değişiklik gösterirken, kabuk yırtılma direncinin ise 0.04 0.05 N/mm 2 arasında olduğu belirlenmiştir. Meyve yoğunluğunun ortalama ölçülen değerinin ise 1997 hasat yılı için 1.09 1.15 g/cm 3 arasında değiştiği saptanmıştır. Çizelge 3. Ürüne Ait Bazı Biyolojik-Teknik Özellikler Meyve sapı uzunluğu (mm) 58.16 Küresellik oranı (%) 91 Meyve kütlesi (g) 3-4.2 Kabuk yırtılması direnci (N/mm 2 ) 0.04-0.05 Yoğunluk (g/cm 3 ) 1.09-1.15
579 3.2. Tutunma Kuvvetinin DeğiĢimi Meyvenin dökülmesi için meyve ile sap veya sap ile dal arasındaki bağlantı kuvvetini yenmek gerekmektedir. Tutunma kuvveti çeşit, ortam ve yetiştirilme teknikleriyle değişmektedir. Araştırmanın yürütüldüğü Kütahya çeşidi vişnelerde Ethrel uygulaması öncesi diğer deyişle hasattan 15 gün önce ölçülen meyve sapı dal (F d ) arasındaki tutunma kuvveti ortalama 12.07 N iken meyve sapı meyve arasındaki tutunma direnci ortalama değerinin 3.20 N olduğu saptanmıştır. Hasat öncesinde yine meyve sapı dal ve meyve sapı meyve kopma kuvvetlerinin değişimi incelendiğinde meyve sapı dal (F d ) arasındaki bağlantının anılan dönemlerde 12.07 N dan Tanık için 10.88 N a, 50 ppm Ethrel uygulaması için 10.12 N a, 100 ppm doz uygulamasında 9.77 N a ve 200 ppm Ethrel uygulaması için ise 8.43 N a düştüğü görülmektedir. Bulunan bu değerlerin titreşim uygulaması ile ürünü sapı ile dökmeye zorlanmasının mümkün olmayacağını göstermektedir. Meyve sapı ile meyve (F f ) arasındaki bağlantı kuvvetinin ise tanıkta 1.79 N, 50 ppm doz uygulamasında 1.59 N, 100 ppm de 1.02 N ve 200 ppm doz uygulamasında ise 0.67 N gibi doğrusal olarak azaldığı görülmektedir (Çizelge 4). Çizelge 4. Kütahya Vişne Çeşidinde Ölçülen Tutunma Kuvveti Değerleri Tutunma Kuvveti (N) Meyve Sapı- Dal F d (N) Meyve Sapı- Meyve F f (N) ĠliĢki (F f/f d).100 (%) 18/06/ 97(Ethrelsiz) 12.07 3.20 26 03/ 07/ 97(Hasat Öncesi) Tanık 50 ppm Ethrel 100 ppm Ethrel 200 ppm Ethrel 10.88 10.12 9.77 8.43 1.79 1.59 1.02 0.67 16 15 10 8 Bulunan bu sonuç, daha önce yapılan çalışmalarda, Siglinger 1983 ile Erdoğan ve Çetinkaya 1988 in bulgularıyla uyum halindedir (5, 6). 3.3. Meyve Dökümü ve En Uygun TitreĢim Frekansı-Genlik Kombinasyonunun Belirlenmesi Meyvelerin titreşim ile dökülmeye zorlanması, meyve atalet momentinin meyvenin sapa tutunma kuvvetini yenmesiyle olanaklı hale gelmektedir. Vişnede dal-sap bağlantı kuvvetinin yüksek olması meyvenin sapsız olarak hasat edilmesine neden olmaktadır. Çalışmada daha önce belirtildiği gibi 3 genlik ve 3 farklı frekans kombinasyonunda çalışılmış, eşit uzunlukta kesilen dallar (75 cm) cihaza bağlanarak sarsılmıştır. Sarsma süresi tüm ölçümler için 5 s olarak sabit tutulmuştur. Sarsma öncesi ve sonrası dallarda meyve sayısı belirlenerek meyve dökme yüzdeleri bulunmuştur. Elde edilen verilerin değerlendirilmesi ile en etkin meyve dökümünün 10 Hz frekans ve 20 mm genlik kombinasyonunda gerçekleştiği saptanmıştır. Anılan frekans genlik kombinasyonunda elde edilen sonuçlar Şekil 2 de görülmektedir. Şekil 2 incelendiğinde; Tanık da dökülmeyen ürün oranının % 23, 50 ppm lik Ethrel
Dökülmeyen Meyve Yüzdesi (%) 580 uygulamasında % 22, 100 ppm lik uygulamada % 19 ve 200 ppm lik uygulamada ise % 15 olduğu görülmektedir. Ancak 200 ppm doz uygulamasının meyvelerde büzülmeler ve yaprak dökümleri görülmesi nedeniyle tercih edilmemesi, buna karşılık 100 ppm uygulamasının % 81 meyve dökme etkinliğiyle daha elverişli durumda olduğu ifade edilebilir. 25 20 15 10 5 Frekans = 10 Hz; Genlik = 20 mm; Süre = 5 s 0 Tanık 50 ppm 100 ppm 200 ppm Farklı Ethrel Konsantrasyonu (ppm) Şekil 2. Ethrel konsantrasyonlarının 10 Hz frekans-20 mm genlik kombinasyonuna bağlı olarak dökülmeyen meyve oranı. Dökülmeyen ürünlerin dal uçlarında yoğunlaşması, gerek Kütahya vişnesinin sap uzunluğunun fazla olması ve gerekse dalların yaylanma katsayısına bağımlı olarak değişmesi şeklinde açıklanabilir. Erdoğan ve Çetinkaya 1988 de yaptıkları çalışmada bu durumu dal uzunluklarının ağaçta kalan vişne oranıyla açıklamaktadırlar. Araştırma sonuçları, Kütahya vişnesinin en iyi olgunlaşma döneminin belirlenmesi koşuluyla, kullanımında insan sağlığı açısından kuşkular bulunan büyümeyi düzenleyici maddeler kullanılmadan da makinalı olarak hasat edilebileceğini ortaya koymuştur. Önceki çalışmalarında Siglinger, 1983 ve Störzer, 1974 vişnelerde meyve sap arası tutunma kuvvetinin 2 3 N arasında olması halinde mekanik olarak hasadın problemsiz gerçekleşeceğini belirtmektedirler (5, 7). Hasat öncesi ölçülen değerlere bakıldığında Ethrel kullanılmayan vişnelerde dahi tutunma kuvvetinin 1.79 N ile bu değerin altında olduğu görülmektedir. Araştırmada belirlenen en iyi frekans genlik kombinasyonu 10 Hz frekans ve 20 mm genlik olarak belirlenmiştir. Anılan frekans-genlik kombinasyonu, atalet momentli döner kütleli sarsıcılar ile rahatlıkla sağlanabilir. Bilindiği gibi bu tip sarsıcıların frekansları 15-25 Hz, genlik ise 15-20 mm sınırları arasında değişmekte ve bu durumu ile vişne hasadına uygun bulunmaktadır. Kullanılan materyal ve yöntem hasat mekanizasyonu düşünülen diğer ürünlere uygulanabilir ve hasat makinası tasarımı veya seçimi öncesi güvenilir temel veriler elde edilebilir.
KAYNAKLAR 1. Hilkenbauemer, F., Obstbau, Grundlagen, Anbau U. Betrieb Verlag. Paul Pavey, Berlin, 1964 2. Tunçer, İ.K., Özgüven, F., Bağ-Bahçe-Sebze ve Endüstri Kültürlerinde Mekanizasyon Uygulamaları. TZDK Mesleki Yayınları. No: 52, Ankara, 1989. 3. Anonymous, Tarım İstatistikleri Özeti, Ankara, 1994. 4. Özbek, S., Özel Meyvecilik. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları No: 128. Ders Kitabı: 11, Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara, 1978. 5. Siglinger, M., Untersuchungen Über Die Mechanische Ernte Von Steinbost Für Dıe Weiterverarbeitung, Hohenheim, 1983. 6. Erdoğan, D., Çetinkaya, S., Vişnenin Makine ile Hasadı Üzerinde Çalışmalar. 11. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi Bildiri Kitabı, Erzurum, 1988. 7. Störzer, M., Untersuchungen an Fruchtmermalen als Grundlage für die Auswahl von Süsskirschensorten für die maschinelle Ernte. Archiv Gartenbau, 1974. 581