Введение к работе
Актуальность проблемы. Сельскохозяйственное производство является важнейшей сферой, обеспечивающей население страны продовольственными ресурсами, а промышленность - сырьем. Поэтому повышение продуктивности отрасли, устойчивости ее функционирования и рентабельности получения сельскохозяйственной продукции становится актуальной задачей.
Особенно остро необходимость интенсификации отрасли обозначилась в условиях спада сельскохозяйственного производства. Валовые сборы зерна в России за последние годы снизились до уровня 1937 г., мяса -1963 г., молока - 1962 г. Эффективность энергозатрат на получение сельскохозяйственной продукции остается крайне низкой. Производство одной тонны пшеницы, молока, мяса в США обходится в 2...3 раза дешевле по сравнению с Россией.
В структуре затрат сельскохозяйственного производства свыше 70% вложений относится к растениеводству. Оно, являясь основополагающей отраслью агропромышленного комплекса, становится наиболее затратным его элементом. На обработку почвы, сбор урожая и его сушку, а также на обогрев и освещение теплиц расходуется 90% жидкого топлива. Основная часть прямого потребления энергии, а это при нынешнем уровне производства сельскохозяйственной продукции около 300 кг/га, приходится на мобильные энергетические средства. Получение дополнительной единицы сельскохозяйственной продукции характеризуется экспоненциальным увеличением затрат невосполнимой энергии. Важным аспектом рассматриваемого вопроса являются экологические последствия техногенной интенсификации сельскохозяйственного производства.
Все это дает основание полагать, что повышение ресурсоэнергоэко-номичности, низкозатратности, устойчивости и экологической безопасности производства продовольственных ресурсов и кормов является актуальной задачей, имеющей важное народнохозяйственное значение.
Цель исследований. Повышение эффективности и снижение энергоемкости производства продукции растениеводства путем дифференцированного использования биологических и техногенных факторов, почвозащитного и энергосберегающего применения технических средств.
Научная новизна работы:
предложены методы рационального размещения по территории Кировской области основных видов зерновых культур и картофеля с целью повышения эффективности производства сельскохозяйственной продукции и снижения энергозатрат на оптимизацию факторов окружающей среды;
представлены математические модели, отражающие зависимости показателей урожая основных видов зерновых культур и картофеля от ве-
дущих почвенно-климатических факторов в пределах выделенных агро-экологачески однотипных территорий (АОТ);
- предложена методика, позволяющая получать механические параметры почвы, адекватные для описания процесса взаимодействия движителей тракторов с почвой; получены математическая модель уплотнения дерново-подзолистой почвы, подготовленной под посев, и зависимости изменения значений максимального нормального давления под опорными поверхностями ходовых систем тракторов Т-70С, Т-90С, МТЗ-82Л и МТЗ-102 от тяговых усилий на крюке при движении по деформируемому основанию.
Практическая иенность и реализация результатов исследований.
Проведенные исследования позволили уточнить методику определения энергозатрат в растениеводстве. На ее основе разработаны алгоритм и программа для ЭВМ. Подготовлен картографический материал с выделением территорий для эффективного возделывания основных видов зерновых культур и картофеля. Предложен метод высокоадресной и дифференцированной оптимизации среды обитания растений за счет техногенных факторов. Обоснованы конструктивные и эксплуатационные параметры тракторов, обеспечивающие снижение уплотняющего воздействия их ходовых систем на почву и сопротивления качению при движении по деформируемому основанию.
Результаты исследований доведены до стадии практического применения и переданы в СКБ-2 Кишиневского и ГСКБ Минского тракторных заводов для разработки новых и усовершенствования существующих моделей тракторов, а также приняты Комитетом сельского хозяйства и продовольствия администрации Кировской области для использования в сельскохозяйственных предприятиях, применяются в реализации совместного с Институтом строительства, механизации и электрификации сельского хозяйства (ИБМЭР, Польша) Международного проекта "Энергетическая и экологическая оценка получения сельскохозяйственной продукции", межрегиональной программы с Министерством науки и технологий РФ "Биологические ресурсы и рациональное их использование в продовольственном комплексе", используются в учебном процессе Вятской Государственной сельскохозяйственной академии и Института переподготовки и повышения квалификации кадров АПК Кировской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях Чебоксарского СХИ (1986 г.), Кировского СХИ (1987, 1988, 1989, 1990, 1995 гг.), Казанского СХИ (1991 г.), Всесоюзной конференции "Земледельческая механика и программирование урожаев".(г.Симферополь, 1987 г.), Всесоюзной научно-практической конференции "Состояние и перспективы развития тракторостроения в республике" (г.Кишинев, 1988 г.), научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов сельского хозяйства (г. Киров, 1988 и 1990 гг.), симпозиуме по террамеханике с меж-
дународным участием "Оптимальное взаимодействие" (г.Суздаль, 1992г.), научно-практической конференции "Космос и экология" (г.Киров, 1995г.), научной сессии РАСХН, посвященной 100-летию Вятской сельскохозяйственной науки (г.Киров, 1995г.), научно-практической конференции, посвященной 75-летию Татарского научно-исследовательского института сельского хозяйства (г.Казань, 1996г.), Всероссийских научно-практических конференциях РАСХН и МСХ и П РФ "Научно-технический прогресс в сфере АПК России" (г. Москва, 1996...1999 гг.), международных конференциях, посвященных вопросам энергоресурсосбережения (г.Плоцк, 1997 г.; г. Варшава, 1998 и 1999 гг.), научно-практической конференции "Концепция развития механизации и автоматизации агропромышленного комплекса Северо-Востока" (г. Киров, 1997 г.), международной научно-технической конференции "Моделирование и прогнозирование аграрных энергосберегающих процессов и технологий" (г. Минск, 1998 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 35 научных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и предложений. Приложения составляют отдельный том объемом 210 стр. При общем объеме 584 стр. работа включает 374 стр. основного текста, 82 рисунка, 71 таблицу. В приложениях приведены 26 рисунков и 32 таблицы по данным теоретических и экспериментальных исследований, программы для ЭВМ и результаты расчетов, документы, отражающие уровень практического использования результатов исследований.