Содержание к диссертации
Введение
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Анализ технологий возделывания сои 8
1.2 Экологические аспекты технологии возделывания сои 15
1.3 Сидеральная культура как экологическая составляющая прогнозирования производства сои 20
1.4 Влияние сидеральной культуры на выбор технологии возделывания сои и технических средств 29
1.5 Значение оптимальной структуры и состава МТП при прогнозировании производства сои 39
1.6 Общие требования к выбору типов энергетических средств и рабочих машин 49
1.7 Цель и задачи исследования 50
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБОСНОВАНИЯ СИСТЕМ МАШИН И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СТЖ С УЧЕТОМ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 53
2.1 Основные предпосылки оптимизации МТП 53
2.2 Классификация математических моделей, используемых в информационно-компьютерных системах сельскохозяйственного производства 55
2.3 Общая постановка задачи линейного программирования 64
2.4 Базовая ЭММ оптимизации систем машин 66
2.5 Влияние биогидротермических факторов на прогнозирование производства сои с
учетом технологических особенностей хозяйства 79
2.6 Исследование технологий возделывания сои 85
2.7 Выводы по теоретическим исследованиям 96
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 97
3.1 Программа исследований 97
3.2 Методики лабораторно-полевых исследований 99
3.2 Л Выбор режимов работы МТА 99
3.2.2 Методики определения физико-механических характеристик почвы 100
3.3 Методика производственной проверки 102
3.3 Л Выбор и характеристика участка 102
3.3.2 Агротехническая оценка качества работы 103
3.3.3 Энергетическая оценка технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур 103
3.3.4 Эксплуатационно-технологическая оценка 107
3.4 Методика обработки экспериментальных данных 108
3.5 Методика анализа эффективности использования МТП 111
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 113
4.1 Условия проведения производственной проверки 113
4.2 Исследование экологически чистой технологии возделывания сои 115
4.3 Обоснование оптимальных параметров и режимов работы МТА на дисковании зеленой массы овса и на заделывании измельченной зеленой массы овса 119
4.4 Результаты эксплуатационно-технологической оценки 123
4.5 Исследование нормативной оснащенности систем машин по трем типам технологий возделывания сои 126
4.6 Прогнозирование производства сои и с учетом заданной технологии 140
4.7 Результаты полевых опытов 145
4.8 Выводы по результатам экспериментальных исследований 146
Выводы и рекомендации производству 156
Список использованной литературы 158
ПРИЛОЖЕНИЯ 171
- Анализ технологий возделывания сои
- Основные предпосылки оптимизации МТП
- Программа исследований
- Условия проведения производственной проверки
Введение к работе
В современных условиях развития сельского хозяйства тенденция научного технического прогресса при возделывании сои проявляется через различные технологии ее возделывания на базе зональной системы машин /20/.
Из-за диспаритета цен на средства производства и сельскохозяйственную продукцию, недостаточной поддержки мелкотоварного аграрного сектора государством многие сельскохозяйственные предприятия оказались в тяжелом финансовом положении.
Обновление и расширение состава машинно-тракторного парка в таких условиях крайне затруднено [40]. В связи с этим исключительно важное значение приобретает более эффективное использование наличного парка машин при выборе оптимальной технологии, которая решает проблемы экологии, ресурсосбережения, почтвозащиты при возделовании сои.
Многие исследователи [13,80,147] утверждают, что урожайность сои низка потому, что не выполняются агротехнические приемы по ее возделыванию /83/. По нашему мнению, низкая урожайность вызвана слабой плодородностью почвы из - за неэффективного применения севооборотов и отсутствия прогнозирования с учетом имеющейся в хозяйстве техники, что объясняет актуальность данного исследования, направленного для решения этих проблем.
Работа выполнена в соответствии с целевой программой «Производство и переработка сои на российском Дальнем Востоке на 2001 - 2010 гг.», раздел «Важнейшие целевые показатели - увеличить производство сои на российском Дальнем Востоке в 2010 году до 692 тыс. тонн» и Зональной Системы технологий и машин для растениеводства Дальнего Востока (ЗСТМ - Р.ДВ) на 2006-2015 гг., раздел 9.2. «Приоритетные направления научных исследований в научно-технической сфере. Проектирование и оценка перспективных ресурсосберегающих вариантов технолого-технических систем в растениеводстве» [48. С.468-469].
Цель работы - совершенствование технологического процесса производства сои путем оптимизации машинно-тракторного парка и внедрения экологически чистой технологии на основе прогнозирования урожайности.
Объект исследования - технологический процесс производства сои.
Предмет исследований - закономерности влияния типа технологии в зависимости от технической оснащенности сельскохозяйственного предприятия при прогнозировании производства сои.
Методы исследований: методы лабораторного эксперимента; методы естественного эксперимента; методы целенаправленного наблюдения; методы математического моделирования; методы обработки результатов экспериментов.
Достоверность результатов - достоверность проведенных исследований достигается тождественностью результатов теоретических и экспериментальных исследований и результатами испытаний в СПК «Старт» Ивановского района Амурской области.
Научная новизна работы: - усовершенствована экономико-математическая модель элементом прогнозирования урожая сои в зависимости от биогидротермических условий и типа применяемой технологии; разработана мультипликативная модель прогнозирования урожайности сои для СПК «Старт» Ивановского района Амурской области на основе экологически чистой технологии; проведен расчет потребности нормативной оснащенности экологически чистой технологии производства сои; дана энергетическая и экономическая оценка экологически чистой технологии производства сои.
Практическая значимость - внедрение экологически чистой технологии производства сои повысило урожайность на 30%. Рентабельность по валовой
7 прибыли составила 27%, себестоимость продукции снижена на 51%, чистый доход составил 3145 тыс. рублей. В процессе исследования определены и оптимизированы основные нормативы оснащенности экологически чистой технологии на базе МТП СПК «Старт» с целью рекомендации ее применения в южной зоне Амурской области.
Внедрение - результаты исследования включены в программу развития СПК «Зея», СПК «Маяк» Ивановского района Амурской области.
Базовым хозяйством является СПК «Старт» Ивановского района Амурской области.
Апробация работы - основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях: на шестой региональной научно- практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» в Дальневосточном высшем военном командном училище имени К.К. Рокоссовского (2005 г.); на региональной научно - практической конференции «Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальневосточного федерального округа» в Дальневосточном Государственном Аграрном Университете (2005 г.); на региональной межвузовской научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» в Благовещенском государственном педагогическом университете (2006 г.); на научно-практической конференции «Инновации молодых ученых - развитию АПК России» в РИО ВГСХА, г. Великие Луки, (2006 г.), в «Международном сельскохозяйственном журнале».- 2006.-№3 и в журнале «Техника и оборудование для села» . - 2006. - №7.
Публикации: по результатам исследований опубликовано шесть печатных работ. Общий объем публикаций - 12 страниц.
Структура и объем работы - диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 220 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 20 рисунков, 28 приложений. Список использованной литературы содержит 165 наименований.
Анализ технологий возделывания сои
В основе интенсификации общественного производства, в том числе повышения эффективности сельского хозяйства и в целом агропромышленного комплекса, лежит научно-технический прогресс. Научно - технический прогресс представляет собой совершенствование техники, технологии, методов ведения производства, развития производительных сил на основе применения научно-технических достижений. Последовательная интенсификация сельскохозяйственного производства предполагает коренную перестройку всех его сторон - техники, технологии, механизма хозяйствования, психологии работников, уровня их квалификации.
Несмотря на наличие в России мощной сельскохозяйственной науки, имеющей немало крупных достижений мирового уровня, наша страна в течение многих лет существенно отстает от мирового агротехнологического прогресса, что является одной из основных причин невысокой эффективности отечественного земледелия. Отставание объясняется отсутствием целеустремленной аграрной политики государства и слабой интеграцией научно-исследовательской деятельности в отрасли сельского хозяйства. Опыт высокоразвитых стран мира показывает, что прогресс в сельском хозяйстве и конкурентоспособность сельхозпродукции обеспечиваются государственной поддержкой интенсификации собственного производства, стимулированием разработки высоких технологий и принципиально новой техники, а также технолого-техническим перевооружением отрасли.
Любая техника проявляет эффективность через растения и их продуктивность - отдачу урожаем. Поэтому технология - тот стержень возделывания сельскохозяйственных культур, который определяет ее агробиологичесике элементы, технику, организацию и другие факторы производства продукции растениеводства [20. С.32]. В общем плане под технологией производства понимается процесс воздействия средств труда на предмет труда с целью получения определенной продукции. Проще говоря, технология - сплав способов и необходимых технических средств производства [20. С. 35].
Технология возделывания сельскохозяйственных культур находится в динамичном развитии и постоянно совершенствуется. Разрабатываемые новые технологии имеют тесную взаимосвязь с предыдущими технологиями или являются их более совершенным продолжением, что выражается в наложении современных приемов на традиционную агротехнику. Существуют следующие технологии: индустриальная, механизированная, промышленная, операционная, комплексная, прогрессивная, сортовая, интенсивная, восстановительная, высокая, базовая, нормальная, экологически чистая, энергосберегающая, адаптивная и т.д. Совершенствование технологии возделывания - непрерывный процесс, учитывающий биологические особенности, агротехнические требования, современную систему машин возделывания сельскохозяйственных культур и направленный на реализацию потенциальных возможностей сортов в конкретных почвенно-климатическихусловиях [147. С.200].
Основные предпосылки оптимизации МТП
Мировой опыт высокоразвитого земледелия неопровержимо доказывает, что решение сложных взаимосвязанных задач управления формированием урожая и его качества с минимизацией загрязнения окружающей среды и экономических затрат возможно только на основе системного подхода к проблеме, с привлечением современных математических методов и средств компьютеризации. Именно в рамках научно- производственных компьютерных систем, основанных на математических моделях, экспертной логике, эмпирических алгоритмах, происходит концентрация накопленных в отрасли научных знаний и становится возможным их эффективное и оперативное использование в производственных процессах. Многим странам с внедрением подобных систем стало возможным за короткий срок резко поднять урожайность сельскохозяйственных культур, создать высокопродуктивные сорта, совершенствовать агротехнику их возделывания. Вместе с тем использование в деятельности фермеров и посреднических фирм (агрохимслужба, служба защиты растений и т.д.) такого наукоемкого инструментария обеспечивает повышение их профессиональных знаний и усиление ответственности в выполнении полученных рекомендаций [74].
Программа исследований
Скорость движения агрегата определяли по методике, изложенной в ОСТ 10.4.1-2001 [152].
Глубину обработки определяли путем погружения линейки (щупа) в почву до необработанного слоя. Измерения проводили по каждому рабочему органу с интервалом в 0,5 м по длине прохода агрегата не менее чем в 25 точках, широкозахватных - не менее чем в 15 точках. Данные измерения обрабатывали методом математической статистики с определением средней глубины, среднего квадратичного отклонения и коэффициента вариации с округлением результатов до десятых долей целого числа.
Гребнистость поверхности поля после обработки проверяли в трех местах по длине гона, в каждом междурядье - по ширине захвата агрегата. Допуск ± 2 см, количество замеров 15 раз.
Глыбнистость поверхности поля после обработки проверяли в трех местах по длине гона, в каждом междурядье - по ширине захвата агрегата. Допуск ± 2 см, количество замеров 15 раз.
Степень измельчения зеленой массы овса после обработки проверяли в пяти местах по длине гона, в каждом междурядье - по ширине захвата агрегата. Количество замеров 15 раз.
Степень оборота пласта измельченной зеленой массы овса проверяли в пяти местах по длине гона, в каждом междурядье - по ширине захвата агрегата. Количество замеров 15 раз.
Условия проведения производственной проверки
Объектом экспериментальных исследований явились природно производственные особенности экологически чистой технолгии
сельскохозяйственного производственного кооператива «Старт» Ивановского района Амурской области и основные элементы системы машин - тракторы общего назначения, универсально-пропашные и шлейф сельскохозяйственных машин. Основные природно-производственные особенности системообразующих факторов хозяйств изучались и обобщались на основе статистической отчетности хозяйств, годовых отчетов, изучения первичной информации в хозяйствах (учетные листы трактористов-машинистов), данных диспетчерской службы Департамента агропромышленного комплекса Ивановского района Амурской области, наряды по заработной плате, географических карт местности, агротехнических требований, технологических карт на возделывание сельскохозяйственных культур.
Исследования по определению оптимального состава систем машин экологически чистой технологии возделывания сои проводились в СПК «Старт» с общей площадью 2000 га и с площадью, занятой под сою, - 1000 га.
Исследование производственных факторов, экспериментальное моделирование экономико-математической модели проводились на первичных материалах данного хозяйства.
На основании результатов исследований изучена экологически чистая технология возделывания сои, главной особенностью которой является внедрение в обнгую технологическую цепочку технологии заделывания пожнивного сидерата овса. Такая технология наиболее адаптирована к условиям работы и отвечает агротехническим требованиям в южной зоне Амурской области.
Использование данной технологии позволяет прогнозировать урожай сои и снижает затраты на эксплуатацию техники в течение всего периода, начиная от посева, до уборки.
