автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование нормативных средств механизации возделывания зерновых культур по полосной технологии для южной зоны Амурской области

Па правах рукописи

Илюхина Татьяна Алексеевна

ОБОСНОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПО ПОЛОСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЮЖНОЙ ЗОНЫ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 05.20.01. - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства

I

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3488373

Благовещенск - 2009

003488373

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Жирнов Александр Борисович

доктор технических наук, профессор Присяжная Серафима Павловна

кандидат технических наук, доцент Пугачёв Юрий Александрович

Ведущая организация ГНУ ДальНИПТИМЭСХ «Росссльхозакадемии»

Защита состоится 29 декабря 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.220.027.01 при ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» по адресу: 675005, Амурская область, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, ауд. 223. Телефон/ факс. 8-(4162)-44-65-44

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Автореферат разослан £0 НОЯБРЯ_2009г.

Ученый секретарь

диссертационного совета •--Баштовой А. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей современного

сельскохозяйственного производства Амурской области является получение высоких устойчивых урожаев зерновых культур, которое возможно только при постоянном повышении плодородия почв, для которого необходимо создавать и поддерживать положительный баланс слагающих элементов. Одним из условий такого повышения является совершенствование технологии возделывания зерновых культур. В ряде регионов снижение интенсивности обработки почвы, или её минимализация наряду с экономией времени и энергии улучшает сё структурное состояние, водопрочность, устойчивость к эрозии и уплотнению. Одной из наименее интенсивных технологий является полосная технология, при которой в период от уборки предшествующей культуры до посева последующей, почва механическому воздействии не подвергается. Поэтому полосная технология является почвозащитной и энергосберегающей.

Многочисленные исследования, как в нашей стране, так и за рубежом показали, что ежегодная обработка почвы не только не даёт пользы, но и наносит непоправимый вред усиливая эрозионные процессы. Полосная технология возделывания зерновых культур благоприятно сказывается на влагообеспеченности зерновых культур за счёт параллельного посева многолетних трав не только в начале их роста и развития, но и в последующий период вегетации. Кроме того, данная технология сдерживает проявление ветровой и водной эрозии почвы.

Однако, несмотря на имеющиеся результаты исследований по применению полосной технологии до настоящего времени не разработаны практические рекомендации, не разработаны модели нормативных средств механизации, не разработана экономико-математическая модель оптимизации системы машин для данного типа технологии,-Растениеводческие хозяйства Амурской области слабо обеспечены

сельскохозяйственной техникой и механизаторскими кадрами, высока стоимость горюче-смазочных материалов и запасных частей, часть полей поражена почвенной эрозией. Высокая себестоимость получаемой продукции сдерживает нормальное развитие сельскохозяйственной отрасли. Поэтому внедрение энергосберегающей и почвозащитной полосной технологии возделывания зерновых культур в условиях Амурской области является актуальной научной и практической задачей.

Цель исследований: повышение эффективности возделывания зерновых культур за счёт применения полосной технологии, снижение ресурсно-экономических затрат и техногенного воздействия на почву в условиях Амурской области.

Рабочая гипотеза: снижение материальных, энергетических затрат достигается за счёт применения полосной технологий, оптимальной оснащённости технических средств, для данного вида технологии, с помощью геокомпыотерных технологий.

Объект исследования: процесс механизации возделывания зерновых культур в условиях Константиновского района, Амурской области.

Предмет исследования: выявление факторов влияющих на средства механизации возделывания зерновых культур, по полосной технологии в условиях Константиновского района, Амурской области.

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 ООО «Пограничное» Константиновского района Амурской области.

Научная новизна: разработана модель технического оснащения возделывания зерновых культур на основе полосной технологии в условиях Константиновского района Амурской области, наиболее полно отвечающая требованиям рынка, целевая функция которой в полной мере содержит основные показатели, играющие важную роль в производственной деятельности предприятий. Определены оптимальные параметры машинно -тракторных агрегатов на возделывании зерновых культур по полосной технологии. Исследование влияние полосной технологии возделывания на урожайность зерновых культур в условиях ООО «Пограничное» Константиновского района Амурской области.

Практическая значимость. Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическую реализацию в совершенствовании нормативных средств механизации возделывания зерновых культур. Применение полосной технологии возделывания зерновых культур позволяет снизить затраты энергии на 25-30%, повысить урожайность на 25%, сократить расход топлива до 10 кг/га, снизить себестоимость продукции на 24-32%, получить прирост чистого дохода на 25-45%.

Реализация. Результаты исследования включены в «Проект точного земледелия для Амурской области на период 2005-2010 гг.», который реализуется в хозяйствах различных форм собственности по южной сельскохозяйственной зоне Амурской области. Модельным хозяйством является ООО «Пограничное» Константиновского района Амурской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях: па X научной конференции по системе технологий и машин в Дальневосточном государственном аграрном университете (2000 г), на региональной научно-практической конференции «Молодёжь XXI века: шаг в будущее» в Амурском комплексном научно-исследовательском институте (2002 г); на

межвузовской научно-практической конференции молодых учёных в Амурской государственной медицинской академии (2004 г).

Публикации. Основные направления диссертации опубликованы в 6 работах.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 162 страницах основного текста, содержит 56 таблиц, 27 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обосновывается актуальность темы, определяется цель и её практическая значимость, раскрывается научная новизна результатов исследования, а так же сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Глава первая. Состояние вопроса и задачи исследования.

Производство зерновых культур, важнейшая отрасль сельскохяйственного растениеводства Амурской области. По экономическим условиям, структуре и интенсивности производства выделены три зоны: южная, центральная и северная. Излагаются особенности почвенно-климатических условий возделывания зерновых культур. Для Амурской области характерен неустойчивый, гидротермический режим муссонного климата. По почвенно-географическому районированию область относится к бореальному, суббореапьному почиенно-климатическому поясу, где условия относительно благоприятны лишь для возделывания акклиматизированных сортов зерновых культур с использованием адаптированных технологий.

В главе проанализированы технологии возделывания зерновых культур и методы обоснования технической оснащённости растениеводства. На основе зарубежного опыта и обзора литературных источников в настоящее время в Амурской области распространены типизированные базовые технологии возделывания зерновых культур - ресурсосберегающие, высокоинтенсивные, восстановительные и нормальные. Все они носят почвозащитный характер. В настоящее время получила распространение

полосная технология, основанная на выполнении комплекса почвозащитных технологических операций, обеспечивающих сокращение энергетических, трудовых и материальных затрат на единицу продукции при соблюдении экологических требований. Большой вклад в изучение вопросов технического обеспечения технологий возделывания сельскохозяйственных культур внесли И. В. Бумбар, Ю.В. Теренгьев, Б. И. Кашпура, А. Б. Жирнов, В. В. Назаренко, В. И. Безруков, В. И. Свешников, Б. X. Федченко, Н. П. Улитин, И. А. Бережной, А. В. Сгамак, С. Г1. Присяжная, Ю. II. Рубан, В. Ф. Татаренко, А. Ф. Кислов, Н. Ф. Коиченко и других ученых -производственников Дальнего Востока. Анализ состояния исследований по формированию технической оснащённости сельского хозяйства показывает, что к настоящему времени создана база научных и технических основ для расчёта нормативной оснащённости средств механизации для растениеводства. Разработки в этом направлении проводились без учёта адаптивно-ландшафтного подхода на примере зональных базовых технологий, не учитывалась новая инфраструктура сельских производителей и нынешняя материально-техническая база. Нерациональное использование технологий и системы машин делают необходимым поиск комплексного решения задач технического оснащения растениеводства.

В связи с вышеизложенным, в диссертационной работе ставятся следующие задачи:

1. Провести анализ механизированных технологий возделывания зерновых культур и обосновать полосную технологию в условиях' ООО «Пограничное» Константиновского района Амурской области.

2. Разработать обобщённую экономико-математическую модель оптимизации нормативной оснащённости системы машин на геокомпьютерном принципе.

3. Обосновать метод расчёта оптимального состава системы машин для полосной системы возделывания зерновых культур в Константиновском районе Амурской области.

4. Произвести расчёт экономической и энергетической эффективности от

применения полосной технологии по сравнению с базовой и

безотвальной технологиями.

Глава вторая. Теоретические исследования. Во второй главе обоснована полосная технология возделывания зерновых культур в условиях Константиновского района, Амурской области и сформулирована экономико-математическая модель оптимизации нормативной оснащённости системы машин при применении геокомпьютерных технологий.

Модель оптимизации системы машин усовершенствована в научно-исследовательской лаборатории системы машин при ДальГАУ.

Экономико-математическая модель поставленных задач. Разработана ЭММ оптимального использования системы машин на полевых работах в растениеводстве путём минимизации функции f=f(xk,yr) (1), то есть сведению к минимуму полных затрат для возделывания зерновых культур.

Математическая запись целевой функции модели оптимизации доукомплектования машинно-тракторного парка имела следующий вид:

= Z Т. Xе + е Z (+ aj)xj " Z c'i min, (2)

veK /cl rer <е.Л ir-J?

Математическая запись целевой функции модели комплектования машинно-тракторного парка имела некоторые отличия:

f(x)=H X Xetitxi<ii+EE(cj+Aj)xJ_+min' (3)

*ГбК ,г\ ,, Т 1С/

то есть отсутствовали переменные по выбытию (списанию) техники.

Для модели использования машинно-тракторного парка запись целевой функции будет такой:

f(x)=Y X 2>к,.хи,- X с;,у, — min, (4)

леК rel rt=T itJ2

то есть по сравнению с моделью оптимизации доукомплектования здесь отсутствуют переменные по покупке тракторов (машин).

Математическая запись условий по обязательному выполнению объёма всех учитываемых сельскохозяйственных работ по всем периодам имела следующий вид:

Е УкАк = Ьдс1(1еТ1,1:еТ), (5)

.. К

Математическая запись ограничений по обязательному выполнению всех сельскохозяйственных работ в модели оптимизации использования машинно-тракторного парка была совершенно одинаковой.

Математическая формализация ограничений но использованию тракторов и сельскохозяйственных машин в экономико-математической модели оптимального доукомплектования машинно-тракторного парка имела следующий вид:

+ ~ У} > Е Е ^Ли С е т), или

«К «I

Е Е ~ Ъ +У1 2 Р) О6 16 т). (6)

.'•-К

Математическая запись этой группы ограничений в модели оптимального комплектования машинно-тракторного парка имела следующий вид:

^ ^ Е Е ^Хк,, Ое], 1еТ), или Е Е О0е],1£Т), (7)

.сК >е!

В данной записи отсутствовали, переменные по выбирающим машинам у, и нет константы О, , отражающей наличие техники марки в хозяйстве (точнее, эта константа равна нулю, поскольку на далёкую перспективу весь имеющийся в настоящее время в хозяйстве парк полностью морально и физически износился).

Математическая запись ограничений по балансу техники по маркам в каждом периоде в экономико-математической модели использования машинно-тракторного парка приняла следующий вид:

^ - У] 2 Е Е (¡с.1, 1РТ), или (8)

»-бХ т]

в случае отсутствия переменных у| по количеству списываемой техники марки:

£ £ ^ < Ц 1сТ), (9)

К 1С1

В модели оптимизации использования машинно-тракторного парка отсутствовали переменные хз , обозначающие приобретение тракторов и сельскохозяйственных машин ^ марки.

Третья группа ограничений в любой модели оптимизации состава машинно-тракторного парка и его использования - неотрицательность переменных величин:

х№>0; х^О; у, (кс-КуеI; 1еТ), (10)

Данные выражения рассматривались при следующих обозначениях:

- технико-экономический коэффициент, обозначающий производительность к- агрегата, выполняющий ¡- работу в I- период;

ЬЬ1- константа, обозначающая заданный объём выполняемой ¡- работы в период;

^ - константа, отражающая наличие в хозяйстве техники]- марки;

- технико-экономический коэффициент, показывающий количество тракторов и машин марки, входящих и состав агрегата к- нида, выполняющего ь работу в I- период;

ск11 - коэффициент целевой функции, отражающий текущие эксплуатационные затраты по агрегату к- вида, выполняющего ь работу в I-период;

Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0,15);

с^ - коэффициент целевой функции, показывающий балансовую стоимость покупаемого трактора (машины)]- марки;

затраты на хранение и содержание трактора (машины)]- марки;

1| - множество, включающее номера переменных по покупке или взятых в аренду тракторов и сельскохозяйственных машин;

] - множество, включающее номера переменных по выбытию (списанию) тракторов и сельскохозяйственных машин;

С} - коэффициент целевой функции, показывающий остаточную стоимость выбываемого (списываемого) трактора (машины)]- марки;

Хи - переменная, обозначающая искомое количество агрегатов к- вида, выполняющего 1- работу в I- период;

^ - переменная, обозначающая искомое количество выбывающих (списываемых) тракторов (машин)]- марки;

х— полная потребность сельскохозяйственного предприятия в технике]-марки.

Справочник технологических карт

Справочник энергетических средств, с/х

Справочник с/х агрегатов

Исходные данные: выбор технологии

- с/х угодья

- парк с/х машин

- точность расчёта

Модуль поиска нормативной оснащённости СМ (выбор оптимальных составов агрегатов)

Прогнозирование

производства зерновых культур в зависимости от нормативной оснащённости типа технологии

Нормативная оснащённость СМ, затраты технологического пппнесса

Рисунок 1 - Общая блок-схема оптимизации МТП с учётом прогнозирования производства зерновых культур по полосной технологии

Основные недостатки данного метода определения оптимизации МТП: сложность и несовершенство имеющихся программ, которые не позволяют

оперативно использовать их в условиях хозяйств; трудность практической проверки оптимальности получаемого состава МТП и отсугствие научно обоснованной параллели с конечным прогнозируемым объёмом урожая зерновых культур, который непосредственно влияет на нормативную оснащённость хозяйства техникой. Поэтому целесообразно добавить в общую блок-схему оптимизации МТП элемент прогнозирования возделывания зерновых культур (рис. 1.).

Прогнозирование производства зерновых культур определяется с помощью математической модели, учитывающей зависимость величины урожайности от значений ГТК и производственных затрат на применяемый тип технологии. Мультипликативная модель урожайности зерновых культур, учитывающая совокупное влияние природно-климатических, технологических и экономических факторов, имеет вид;

Y = a-x\-xZ,. (11)

где У - урожайность, т/га; а - расчётный коэффициент учитывает природно-климатическую зону местоположения хозяйства и перевод в единицы измерения урожайности); xt - величина гидротермического коэффициента, мм/°С; х2 - совокупные затраты ресурсов на производство, рассчитанные на 1га посевной площади, ден.ед; tup- численные коэффициенты, характеризующие влияние факторов на урожайность.

Для определения параметров прогностической модели урожайности зерновых (a, t up) прологарифмируем выражение (11).

Для линеаризации модели (11) проведём замену переменных и вычислим их значение за многолетний период:

Z= а + t-B+pC (12)

Для определения параметров линейного уравнения множественной регрессии на основе показателей урожайности зерновых культур, гидротермического коэффициента и совокупных затрат в динамике за несколько лет нами использован пакет анализа данных Microsoft Excel 2000

(Сервис/ Лн данных/-Регрессия).Факторнымн признаками являются Ьп ГТК и Ьп 3, а результативным - Ьп У.

Для выявления оптимального состава и структуры МТП ОАО «Пограничное» были исследованы 3 типа технологии производства зерновых культур:

Первый тип: базовая технология, применяемая в ООО «Пограничное»; Второй тип: ресурсосберегающая безотвальная (группа Б), рекомендованная Зональной системой технологий и машин (далее технология ЗСТМ) на 2006-2015 гг., исследование которой проводилось на основании теоретических данных.

Третий тип: ресурсосберегающая полосная технология (рис.2).

Пшеница Тимофеевка Пар

\ / / /

\ / / /

>■*--►<

200 м 100 м 100 м

Рисунок 2 - Схема расположения полос при полосном возделывании

зерновых культур ООО «Пограничное»

Глава третья. Методика исследований. Методика исследований

включает в себя характеристику производственных условий хозяйства

(измерение влажности почвы, засорённости участков, урожайности культур,

освещённости всходов). Метод оптимизации системы машин

технологических процессов (целочисленным методом поиска оптимальной

структуры СМ - методом Гомори), методику информационных систем

управления данными, методику измерения эксплуатационных показателей,

перспективную методику планирования и менеджмента на основе

программного комплекса и энергетическую оценку технологий возделывания

зерновых культур.

ООО «Пограничное» специализируется на выращивание зерновых культур и сои. Направление производственной деятельности - соево-зерновое. Хозяйство является типовым, модельным для своей зоны.

Информационные системы управления данными позволяют хранить и обрабатывать информацию, необходимую для метода расчёта нормативов оснащённости, системы машин. Методика измерения эксплуатационных данных предназначена для системного сбора эксплуатационных показателей (радиус поворота, длина гона) и их статистической обработки. Перспективная методика планирования и менеджмента предлагает дальнейшее обобщение ЭММ+ГТ, привлекая дополнительные природно-производственные факторы сельского хозяйства. Объективный показатель, не зависящий от коныоктуры рынка и диспаритета цен - это энергоёмкость.

Энергетический анализ позволяет оценивать существующие и планируемые технологии, их перспективность с точки зрения энергетической эффективности по сравнению с применяемыми.

Энергетические затраты на выполнение технологического процесса на единицу площади определяется по формуле (МДж):

Е=ЕП +Е0+ Е* + Е-, (14)

IV,

Где Е„ - прямые затраты энергии, Е0 - овеществлённые, Еж - затраты живого труда, Е„„ Ес, - энергоемкость средств механизации; - эксплуатационная производительность агрегата.

Программа экспериментальных исследований включала:

1. Исследование природных условий зоны.

2. Исследование коэффициента метеоусловий по основным районам южной зоны Амурской области.

3. Исследование физико-механических свойств зерновых культур возделываемых по полосной технологии.

4. Исследование эксплуатационных параметров тракторов общего назначения.

5. Исследование удельного сопротивления почв по основным типам.

6. Экспериментальные расчёты экономико-математической модели при

изменяющихся характеристиках зональных условий. Сбор и обобщение

информации, природно-производственных условий хозяйств.

Обработка результатов экспериментальных исследований проводилась методами математической статистики с использованием программы Microsoft Excel. Достоверность результатов оценивалась с помощью факторного анализа, корреляции Пирсона и критерия Фишера.

Глава четвёртая. Экспериментальные исследования. Представлены результаты лабораторно-полевых исследований, а также условия и результаты производственной проверки и поставленных полевых опытов по полосной технологии.

Для определения параметров и оптимального режима работы машинно-тракторных агрегатов (МТА) на основных операциях возделывания пшеницы и основных операций возделывания летних трав на сенаж провели 15 опытных измерений на каждую операцию с трактором класса 3 (ДТ-75НМ) и трактором класса 1,4 (МТЗ-80) (табл.1). Критериями оптимизации на основных операциях возделывания пшеницы выбраны следующие параметры:

- скорость движения м/с;

- погектарный расход топлива, кг/га;

- глубина обработки, см;

- отклонение средней глубины от заданной, см;

- величина перекрытия, см;

- степень уничтожения сорняков, %;

- огрехи, пропуски, %;

- повреждение ростков пшеницы, %.

Критериями оптимизации на основных операциях возделывания летних трав на сенаж выбраны следующие параметры:

- скорость движения, м/с;

- погектарный расход топлива, кг/га;

- глубина обработки, см;

- отклонение от заданной глубины, см;

- величина перекрытия соседних проходов, см;

- степень уничтожения сорняков, %;

- огрехи и наволоки.

Экспериментально определены и обоснованы оптимальные параметры и режимы работы машинно-тракторных агрегатов на основных операциях по возделыванию пшеницы по полосной технологии. Наибольшая производительность и выполнение агротехнических сроков обеспечивается при скорости движения 1,4 м/с, погектарном расходе топлива 4,6 кг/га, глубине обработки 2...3 см, отклонении от заданной глубины ±5 см, величиие перекрытия 15...20см, степени уничтожения сорняков 100%, огрехов, 0%, повреждении ростков пшеницы 6...7%.

Таблица 1 - Технологические операции и сроки проведения работ при возделывании зерновых культур и однолетних трав на сенаж по полосной технологии

Наименование операции Состав агрегата Сроки проведения работ

1. Посев семян пшеницы ДТ-75 НМ+СП-11 А+ЗСЗ-3,6 А 18.04-30.04

2. Боронование посевов ДТ-75 НМ + СГ-21А-3+21 *БЗСС-1,0 11.05-18.05

3. Опрыскивание «Беларусь-900»(МТЗ-80)+ОМ-630-2 1.06-15.06

4. Скашивание Енисей -1200Р+ЖВН-6А 23.07- 11.8

5. Подбор и обмолот валков зерновых Енисей - 1200Р+ПУН-5 24.07- 13.08

Экспериментально определены оптимальные параметры и режимы работы машинно-тракторных агрегатов на основных операциях возделывания летних трав на сенаж. Наибольшая производительность и выполнение агротехнических сроков обеспечивается при скорости движения 1,7 м/с, погектарном расходе топлива 4,6 кг/га, глубине обработки почвы 2...3 см,

отклонении от заданной глубины обработки ±0,5 см величине перекрытия соседних проходов 15...20 см, степени уничтожения сорняков 100%, огрехах и наволоках 0%. Таким образом, полный перечень операций, использованный нами при возделывании зерновых культур и многолетних трав по полосной технологии, приведён в таблице 2.

Полный перечень энергетических средств и сельскохозяйственных машин и их стоимость по трём типам технологий приведена в таблице 3. Таблица 2 - Технологические операции и сроки проведения работ при возделывании однолетних трав на сенаж (тимофеевка) по полосной

технологии

1. Боронование ДТ-75 НМ+СП-1 б А+32БЗСС-1,0 4.04-8.04

2.Прикатывание «Беларусь-900»(МТЗ-80)+СП-11 А+2*ЗККШ-6А 22.04-26.04

З.Посев трав ДТ-75 НМ+СП-11 А+ЗСЗ-3,6 А 22.04-26.04

4.Кошение трав Амур-680 23.07-28.08

Таблица 3 - Нормативная потребность в энергетических средствах и

сельскохозяйственных машинах по трём типам технологий

Марочный состав МТП Варианты технологий

Базовая Безотвальная Полосная

шт рубли шт рубли шт рубли

1 2 3 4 5 6 7

Беларусь900 (МТЗ-801 21 11773440 16 11773440 1 8970240

1РМГ-4 5 1280000 4 1024000 4 1024000

2ПТС-4-793Л-03 14 739200 - - - -

АВВ-4.2 2 423500 2 423500 2 423500

Амур-680 2 2995200 1 1497600 1 1497600

БЗСС-1,0 21 554112 - - - -

ГВР-630 4 312000 - - - -

ДЗ-42 1 20104 - - - -

ДТ-75НМ 30 12672000 - - - -

Енисей-1200 17 22154400 - - - -

Енисей-1200Р 20 29448000 - - - -

ЗИЛ ММЗ 4506 11 4897200 - - .. -Г--- -

ЗККШ-6А 16 467456 - - -

КРН-4.2А 39 1647360 - - -

КПС-4 22 774400 - - - -

1 2 3 4 5 6 7

КШУ-12Б 6 528000 - - - -

ЛДГ-10А И 1081454 - - - -

Продолжение таблицы 3

ОМ-бЗО-2 И 415877 - - - -

ПН-4-35 18 316800 - - - -

ПС-1,8 4 Г 400748 - - - -

ПС-ЮЛ (ПС-30) 1 123200 1 123200 1 123200

ПУН-5 33 1532058 - - - -

СГ-21А-3 17 665720 - - - -

C3-3.6A 33 1633500 - - - -

СП-11А 19 497591 - - - -

СП-16А 12 864000 - - - -

Morris Concept-2000 - - 6 22217514 - -

ЖВП-9,1 «Дрофа» - - 5 2250000 5 2250000

Buler Versatille 2425 - - 7 46578826 - -

DEGELMAN 7000 - - 1 1064000 - -

GR 450 3 PS - - 5 250000 5 250000

КП-Ф-6,0 6 514584 - - - -

R-12 "Super" - - 3 1200000 3 1200000

Salford 9715-SB - - 2 3290000 - -

БДМ 8x4 - - 5 5250000 5 5250000

Вектор Г - - 8 25600000 8 25600000

K-701 - - 3 5513472 3 5513472

КАМАЗ 55102 - - 5 8000000 5 8000000

КПРН-3,0А - - 8 804992 _8 804992

ОЗТП-8572 - - 7 1193010 7 1193010

ОП-24 «Ураган» - - 5 561000 5 561000

Л11К-6 - - - - 2 316800

К 744Р-2 - - - - 7 30100000

ММК-3,6 - - - - 25 3750000

ПРК-8-40 - - - - 4 600000

Всего: 98731904 135811354 97677814

Исследованы зависимости нормативного оснащения тракторного парка

на 100 га пашни от основных параметров, влияющих на агротехнические сроки сельскохозяйственных операций: коэффициента сменности (II, см), обобщённого коэффициента (П.обобщ.), коэффициента метеорологических условий (П.му). Изучалось влияние площади поля на типаж тракторов. Графическое представление и аппроксимирующие зависимости нормативов оснащённости приведены в условных эталонных тракторах (у.э.т.). На основе теории регрессионного анализа при использовании метода наименьших квадратов, произведена квадратичная аппроксимация полей случайных величин экспериментальных данных. Анализ влияния коэффициента сменности на нормативное оснащение на 100 га пашни (рис.4, табл. 4) показал, что точка экстремума функций оснащения для класса тракторов 3 (максимум) принадлежит интервалу (1, 1,5). Функция потребности в классе

1,4 на интервале (0,5, 3) медленно убывает. Максимальная разница между нормативами вариантов расчётов составляет для класса 1,4 - 0,03, класса 3 -0,05, класса 5 - 0,025. Структурный анализ статей затрат показал, что во всех технологиях возделывания зерновых культур наибольший удельный вес занимает стоимость удобрений, средства защиты растений и ГСМ.

Н, у.э.тр./100 га

Рис.2 График зависимости нормативного оснащения Н(К.см)(у.э.тр./100га) от коэффициента сменности Таблица 4 - Аппроксимирующие функции расчётных распределений _____нормативов оснащённости________

Вид зависимости технология Марка трактора Функциональная зависимость Коэффициент корреляции

[Н,у.э тр../100га](К.см) базовая MT3-80 у~Э,001 х2-0,01! 9х+0,17 0,955

[Н,у.э.тр../100га](К.см) полосная .MT3-S0 у=0,001х2-0,0 И 9х+0,Н7 5 0,927

|Н,у.э.тр../100га](К.см) базовая ДТ-75 МВ у—0,0351 х'+0,1093х+0,2009 0,950

[Н,у.э.тр../100га](К.см) полосная ДТ-75 МВ у=-0,0351 х2+0,1098х+0,1589 0,929

|Н,у.э.тр../100га](К.см) базовая К-701 у=-0,0432+0,1638х+0,0753 0,919

1Н,у.элр../100га](К.см) полосная К-701 у=-0,0432х'+0,1638х+0,0408 0,915

[Н,у.э.тр../100га](К.см) базовая T-I05 у=0,048х2-0,18х+ 0,228 0,970

[Н,у,э.тр../100га](К.см) полосная Т-105 у=0,048х2-0,18х+0,219 0,909

Для базовой и полосной технологии так же важную роль играют амортизация, техническое обслуживание и текущий ремонт. Снижение затрат

идёт от базовой до полосной технологии, по горюче-смазочным материалам с 13,5% до 11,1%. Такая же ситуация при рассмотрении затрат на оплату труда, от 1,9% до 1,5%. Наименьшее снижение затрат по накладным расходам от 5,5% до 4%. Статьи затрат на удобрения и средства защиты растений возрастают по мере интенсификации возделывания зерновых культур.

Обобщённый анализ показателей эффективности трёх технологий возделывания зерновых культур в денежном выражении показал, что преимущество неоспоримо у полосной технологии с наименьшими затратами 69,41 руб/ц и наибольшим доходом 52,34 руб./ц (табл. 5).

Результаты оценки технологий доказывают преимущество полосной технологии возделывания зерновых культур. Исследуя технологии возделывания зерновых культур, был проведён расчёт по обеспечению всего технологического процесса средствами механизации в зависимости от природно-производствснных условий Константиновского района, Амурской области, распространения возделывания зерновых культур всех видов, технологий обработки почв, выбор рационального способа движения и оптимального состава агрегата на основе геокомпыотерных характеристик сельскохозяйственных угодий (изрезанности, заболоченности и т. д.)

Таблица 5 - Обобщенные показатели эффективности технологий

Показатели эффективности возделываания зерновых культур Типы технологий

Базовая Безотвальная Полосная

Урожайность, ц/га 19 26 26

Количество операций 12 8 8

Эксплуатацион. затраты, руб/га 5301 5017 4698

Эксплуатацион. затраты, ГДж 130129 128416,6 129828,4

Доход, тыс.руб./ц 5951 7810 7810

Срок окупаемости комплекса машин, лет 8,1 2,9 2,9

В пятой гласе приведена экономическая оценка результатов исследования путём сопоставления базовой, безотвальной и полосной технологий (таблица 6).

Таблица б - Комплексная экономическая оценка системы технологий и

машин

Показатели Варианты СТ и М

База Безотвальная Полосная

Площадь севооборота, га 13569 13569 13569

Валовый доход, руб 80745520 105970540 1059705401

Стоимость комплекса машин, руб 98731904 128107236 137390542

Прямые эксплуатационные затраты, руб 71930172 68077054 63750253

В том числе:

Амортизация 10594215,6 13 035 847 11 456 332

ТО и ТР 12503337 15364846 922197 12499490 906761

Оплата с начислениями 2486212

ГСМ 12142244 7477700 7611207

Электроэнергия 11523 11523 11523

Технологические ресурсы 34192641 31264940 31264940

Полные затраты, руб 79123190 74884759 70125278

Валовая прибыль, руб 1622330 31085781 35845262

Рентабельность, % 2Д 41,5 51,1

Годовой экономический эффект, тыс. руб

Инвестиционный фонд, тыс. руб 12216546 44121628 47301594

Срок окупаемости комплекса машин, лет 8,1 2,9 2,9

Годовой экономический эффект при сравнительной оценке нормативной

оснащённости системы машин по двум вариантам будет равен:

Э - 34222932 руб.

В пересчёте на 1 га:

Э = (296,1 — 267,85)-20 Э - 565 руб/га. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ:

1. На основании проведённого анализа механизированных технологий возделывания зерновых культур в условиях южной зоны Амурской области, выявлено, что в предлагаемом способе совместного возделывания

многолетних трав и зерновых культур достигается перенос воздушных потоков из зоны расположения многолетних трав в зону расположения зерновых культур. Происходит сокращение технологических операций, экономия ГСМ при обкосе и уборке, увеличение урожайности зерновых культур на 2,1 ц/га.

2. Разработана обобщённая экономико-математическая модель оптимизации нормативной оснащённости системы машин с применением геокомпьютерных технологий, наиболее полно отвечающая современным экономическим требованиям сельскохозяйственного возделывания зерновых культур по полосной технологии.

3. Проведён и обоснован метод расчёта оптимального состава технической оснащённости полосной технологии возделывания зерновых культур, в зависимости от природно-производственных условий ООО «Пограничное», Константиновского района Амурской области на основе геокомпьютерных технологий. Данный метод расчета позволяет сэкономить 12% технических средств системы машин.

4. Расчёт экономической и энергетической эффективности от применения полосной технологии по сравнении с базовой и безотвальной технологиями показал, что применение полосной технологии с использованием геокомпьютерных технологий позволит снизить потребность тракторов на 25% и на 13% сельскохозяйственных машин. Сэкономить ГСМ на 10 кг/га, уменьшить текущие затраты на 25-30%. Суммарный экономический эффект при сравнительной оценке нормативной оснащённости системы машин по двум вариантам расчёта составит 34222932 рубля и 565 руб/га. Снизить трудовые и энергетические затраты на 11845,9 МДж.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

I. Жирнов, А. Б. Геоинформационные технологии в АПК Амурской области [Текст]/ А.Б. Жирнов, Т.А. Илюхина // Сб. науч. тр. молодых ученых АГМА.- Благовещенск. - 2003.- Вып.4.- С.88-93.

2. Жирное, А. Б. Полосная система возделывания зерновых, как один из ресурсосберегающих видов возделывания в Амурской области [Текст]/ А.Б. Жирнов, Т.А. Илюхина. // Сельский механизатор. - 2008.-№6,-С.31-33.

3. Илюхина, Т. А. Оценка с помощью геоинформационных технологий урожайности зерновых [Текст]/ Т.А. Илюхина // Сб. науч. тр. молодых учёных АмурКНИИ. - Благовещенск.- 2003.-Вып.5.- С.93-95.

4. Илюхина, Т. Л. Обоснование нормативов средств механизации для АПК Амурской области [Текст]/ Т.А. Илюхина // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. ДальГАУ,- Благовещенск, 2000.-Вып.6.-Ч.1.- С.39-42.

5. Илюхина, Т. А. Оптимизация машинно-тракторного парка при полосной ресурсосберегающей технологии возделывания зерновых в Амурской области [Текст]/ Т.А. Илюхина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008.- №6,- С.3-4.

6. Илюхина, Т. А. Оптимизация машинно-тракторного парка для полосной технологии возделывания зерновых в Амурской области [Текст]/ Т.А. Илюхина // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. гр. ДальГАУ. -Благовещенск, 2008.-Вып. 15.- С. 154-157.

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 17.11.2009 г. Формат 60x90/16 Уч.-изд.л. - 1,0. Усл.-п.л. - 1,5 Тираж 100 экз. Заказ 315.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86