автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Оптимизация состава и использования машинно-тракторного парка с учетом экономических факторов

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ИШОШЕРОВ скпскохозгДствттшюго ПРОИЗВОДСТВА ИЛ. В. П.-ГОРДОКИПА

На праЕах рукописи

ПАХУНОВА РАИСА ПККОЛЛНВПА

' УД{ 631.37,4.004

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА И ИСПОЛЬЗОВАЛИ Г.МИП'О-ТРАКТОРНОГО ПАРКА С УЧЕТОМ СХОЛОПП.ЮКЮ: 6А1:?2?0В

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание учеиоЯ степени кандидата технических паук

Москва - 1991.

а О -Л* л Л

с- к

Работа выполнена на кафедре зконогики к организации оельоко-;-:с?я;'1отг?гного производства Московского института инженеров сель-о"оу.оузИсгб9гмого цролсводетва ли. В. П. Горяч кипа и на кафедре трак-горов,аггопэбялей к ЗМТП ¡\;осковской сельскохозяйственной академии

1 • « г- ' У

"аучныэ руководители:

члеп-г.оттеспондент ВАСШШ,

донтгр оЁоног.ачос13кс лгук,профессор КОНКИН 1р.А.,

доктор технических наук ФИНН Э.А.

С.~пп:алы1Но огшоненти: доктор тох;п1'7оск:;х наук, профессор КЛШПУРА Б.И.

тир-дат технул-еских наук.допеит СКОРОХОДОВ Л.II.

. Б духая организация - Всероссийский научно-исследовательский ■ г/ооектно-технологический институт механизации 7! электрификации сельского хозяйства г.Зерлоград 1

июня 1991 г..'в 13°°часов

;;а опсодаляч еггеллализирокишого совета К. 120.12,03 в Московском ллптлтуто инженеров сельскохозяйственного' производства шл.В.П.Го-я о адресу: 127350 г.Госква ул. Тимирязевская д.58.

С длссертадле:;; глзгаю озкакок:ться-в библиотеке института.

Автореферат разослан " 3*" ( .И ^^ Т99Т г,

с'лпзтаръ '

ся.^ч'аллзл.зошнлого совета У}--/ ¿\ОСИПОВ Б.И.

| ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТи

¡Актуальность темы. Решение продовольственной проблемы свя-|с ускорением научно-технического прогресса, повышением отда-

чи от имеющегося производственного потенциала.

Рациональное использование машинно-тракторного парка способствует снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции, повышению эффективности производства.

Стремясь к большей производительности"!и-экономичности, почв» рассматривают только как.средство, обеспечивающее реализацию тягового усилия трактора и выполняющую функцию несущего основания, забывая о том, что почва, прежде всего, биологическая среда, обладающая уникальным бесценным свойством - плодородием, т.е. способ-, ностыа давать урожай.

комплексными показателями для'оценки негативных последствий при использовании энергонасыщенных агрегатов являются твердость, плотность почвы, от Которых зависят почвенные условия, а следовательно урожайность' сельскохозяйственных Культур. От переуплотнения почвы снижается урожайность в среднем на 15-2Ь$, .удельное сопротивление почвы при ее обработке возрастает в 1,5-1,8 раза, разрушается макроструктура и ухудшаются биологические свойства, на восстановление которых требуется несколько лет.

. В связи с изложенным выдвигается гипотеза, что можно уменьшить негативные воздействия на почву путем оптимизации структуры парка тракторов с .определенной их массой и пара^тра 'и двигателей.

Цель работы состоит в том, чтобы установить особе шости комплектования машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий (Колхозов, совхозов, фермерских хозяйств) с учетом экологических факторов.

Проведенный анализ исследований по использованию трокторои и других энергетических средств повышенной мощности позволяет сформировать следующую рабочую гипотезу данных исследований: могут быть разработаны методы и выполнены эксперименты и расчеты, позволяющие для различных условий эксплуатации техник» устанавливать предельно допустимый уровень применения тракторов повышенных тяговых классов и повышенной мощности и йпределять с учетом экономических факторов и экологических допусков оптимальные соотношения тракторов этих и других типов в структуре машинно-тракторного парка хозяйств различных зон и направлений специализации.

Задачи работа состоят в следующем:

- доработать математическую модель и метод оптимизации ЫТП с тем,чтобы и в принимаемых ограничениях и условиях,и в Критерии оптимальности отразить требования по эффективному использованию

в сельскохозяйственном производстве экологически безопасных машин;

-"установить на основе экспериментов и обработки данных литературных источников значения экологических ограничений по испо-льзрванию определенных машин и агрегатов,л составе МТП отдельных типов хозяйств;

- еыполлить оптимизационные расчеты и разработать рекомендации по комплектованию и эффективному использованию МТП в основных типах хозяйств степной зоны.

Объектом исследования явился парк тракторов и сельскохозяйственных машин в хозяйствах степной зоны,>экологические последствия использования с различной интенсивностью тракторов классов 3,0 и 5,0 при различных типах их.ходовых систем.

Й качестве исходных .данных для отдельных расчетов использова-^ ш ттсгталн пщэисс огтетоп ГОХЛ к Одесского Салка® НАШ за "966-19П"1 1\г.,а таг-.:е датппто кег>тгач;юго учета и статистической отчетности колхозов '"Победа" п :пл. У литота Одпсскоп области.

Научная новизна состоит' в том, что выявлены принципы обоснования оптимального состава ЫТП по экономическим и экологическим факторам,- определена математическая модель оптимизации состава и закономерности использования МТП с учетом неблагоприятных воздействий техники на природную среду и вариантов технологии возделывания сельскохозяйственных культур, установлена экономическая эффективность оптимизации МТП с учетом экологических факторов.

Практическая значимость:и реализация результатов исследования.

Составлен алгоритм расчетов оптимааного состава ЫТП с учетом экологических факторов, определена зависимость мевду плотностью верхнего слоя почвы при посеве и уборКе урожая, влакностью И'урожайностью сельскохозяйственных культур при выполнении операций с использованием различных типов тракторов и сельскохозяйственных машин. Разработанные методы поэволявт определясь наиболее эффективные типы машин для различных природных условий, устанавливать иотросчюст ■> хопя!!стк в твхште с учетом наиболее раипокалт-тлс в гкс>-' локиоойс/.: Еао'лнтоп' технологий, осуществлять жТфек'Г'шое

уч}.а?л&1г.:о коспронапедетгог паргл кишл; в колхозах, совхозах, фер-гетеглк йозгЛсгхса. *

Результаты проведенных исследований долопетг и нг.гашти к использованию е учебном процессе 'е Проблемной лаборатории и та тсат.одпах пко- •• ношпш и организации сельскохозяйственного производства !.üi!!C7I к гупк-торов,автомобилей и С'ЛТР ГЮХА им. К. Л. Тимирязева.'

Апгобатмя работы. Основшиз полог.епия н результат!.: длссортшчкншоЦ работы долояоны п одобрен»: па научно-технической i:o!i?e \"irr:::i прочее-сорско-проподавательского состава, научных работников п еспитаитов Челябинского института механизации и эле ктрио ¡икании сельского хозяйства, в Проблешон научно-исследовательской лаборатории и га кафедре экономики и организации сельскохозяйственного лропаводетт ШИСП и па кафедре тракторов,автомобилей и ОиТП ".ПУЛ.

Публтаппп.' По материалам диссертации опубликованы ■! н-.уптю статьи и 3 научных отчета.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 основных глав, общих выводов и рекомендаций, списка исполт.зуемоП литературы из "04 наштеноЕаний, из которпх- Ч на иностранных языках, изложена im ' и страницах машинописного текста,содерг.кт ,т5 рисунков и т?'таблиц

ОСНОВНОЕ СОПСРГАШТ: РАБОТ!! ' ■

Во введении обоснована актуальность пзупаежой темы п ттвлогонн осноЕнге' иолокения, выносимые на'защиту,

В главе I "Состояние разработок по комплектовании и sycwm^P^'it Г.1ТП -с учетом экологических факторов" обоснована нео. х->дпмооть и рл. дачи исследований по подбору птатменительчо к разлпчшг плтодиим условиям экологически, безопасного папка маташ, определены научные рап-работки, на которых такие исследования могут базироваться

Анализ работ, посвященных влняппм воздействия ходорнх оночгм на почву и урогай.по нормированию допустимого воздействия на потку, но использовании специальных почвозащитных 'технолог^.! воодолкгаотп солт-скохозяиствешшх культур и спепташшх протчвоорозиопиых »дапкк. разработке методов оптимизации состава н использования гат-пно-тевк-.торного парка показывает, что к настоящему догони но вазгабота-а 'четкая система ограничительных нормативов, которая могла бе бить но-'' локена в основу расчета экологически безопасной структур» ГТТЛ. Ро всех исследованиях рассматриваются только раг.овне •воздойс'.'Пгл и но созданы протяяоипве во времени подали существования почвы со г.стг/ детерминировании 'н н вероятнсстнп:ш воздействиями на нес.

Для обоснования опт игральных параметров ходовнх систем тро ктор^в и сельскохозяйственных msrnr пгпмепителтно к плзл/л'ч.'м услок'.т» ix эксплуатации в ряде габот прадлогвш' мгтомлл^'Сокге модели, нозв';-

лптдаэ с иопощыч ЭП.1 прогнозировать все основные показатели взашо-тПвОТ'ЛЯ ходошх спстсгл с почвой. При обосновании оптимальной структур ¡Ш1 рассглотрошше iюдели. взашодойетвпя ходовнх систем с почвой ■ п иоздпЯствия этих систем на состояние почш и уролаи селъскохозяй-стяепи'.:х кулит> кглш теп, что позволяют единообразно получать со-ностакпато стонгат офйоктнвкости на различных операциях и при различных по-шипшх услокшх дия широкой гатлглы технических средств, из ко-торпх производится выбор ohtiii -алыюго парка мачшн для конкретных ус- 1 лошй. Пп е Oitioü модели оптимизации liTTI не учитывается, что fe составе парт дол--нн быть отдельные гвшаш, которне используются не ежегодно, а только при опрвдологашх, возмогло, экстремальных погодных условиях, н позволяет адаптировать технологии возделывания сельско- , хозяйстеогошх культур к определенным физикомюханическшл и другим показателям состояния почем и' растений;в критерии оптимальности задач оптгашзащш I.'.TII не входет величина угюрба, наносимого окрулаппей среде к?.-за чрезмерного использования отдельных типов технических средств. Потл'Т требуется определенная доработка моделей л методов опг Т1пл1зшдш I.1TII, чтобы осуществлять подбор техники для хозяйств, и обос-ношшю сог'ОРПОнстЕОЕать Т'.па;:; папин отчетом основных экологических факторов.

В главе 2 "Теоретические основы определения состава и использования МТП с учетом экологических факторов" излагаются прин-___

" ципы"обоснования МХП, дается математичосКая~модедь оптимизации

состава и использования ¡ЛИ с учетом неблагоприятных воздействий - техники на природную среду.

За основу разработки модели оптимизации ЫТП с учетом экологических факторов взята .модель с незафиксированными по периодам объемами работ. Исходя из дополнительно выдвинутого требования обеспечения вариантности технологий, получены такие требования к неотрицательности переменных:

Kj>,0, (J^,2,...J) . (Г)

хUrb,* о, (¿42,-1-. (2 )

и требования к выполнению обьемов работ и Количеству машин в составе ЫТП: '

К Р

ZtXirknPirk>Bnt(i~tä~l''n=J,2,..-N) (з) '

ki^-i '

1 R.

XjïtZKirk* X> , 2,...J¡ ...K¡ n- /,2,..J/)

где Xj - Количество машин J -го типа в составе матннпо-тс.актор-иого парка хозяйства; X¿ri¡, - Количество агрегатов г-го тшь, используемых на ¿ -ой операции в к -ом период«; p¡ к - производительность агрегата г -го типа на •/ -о¡i операции j( -lu-, период; Q¡ - обьем работ на / -ой операции; Кил.ч-

чество машин j - го типа, входящих в состав агрегата /• -го «triu;

J - количество рассматриваемых типов машин; - к.-.лтк:«

ство рассматриваемых периодов годового пиКла р^бо^; J ■■ (fо — личество рассматриваемых видов работ; Д/ - колич&.гво ¡.асе,:-, триваемых типовых вариантов погодных условий на протяжении г'одо-вого цикла работ в растениеводстве.

Благодаря этим требованиям,получеиа возможность осугцосчг.--лять выбор парка с учетом -типов погодных условий, так как ¡'I годовых циклов возделывания культур в хозяйство рассматривает",i, как единый технологический процесс.

Дальнейшее развитие исходной модели состоит в том, чти вводятся факторы, обуславливающие стремление хозяйств примаьт.'ь более мощные машины: j R

max Ii У-irkn tlir 4 Г1

К i4 fit J U- )

где - Количество работающих на агрегате Г -го типа при ис-

полнении С -ой операции; M - наибольшее Количество меха ни заторов, Которые могут быть заняты на выполнении работ в рассматриваемом хозяйстве.

Затем, исходя из принципов ограничения разовых и суммарных (по совокупности определенных операций) воздействий на природную среду, экологические требования учитываются дополнительными ограничениями типа

2LZÍ $mlrX¡rknPirk&~'¿ cS«, (V/? = H) ( б )

Ь1 Г, I lí.|

и на предварительном этапе расчетов, исключением варианты применения агрегатов, для которых

где Q - площадь земли в обработке; коэффициент

Кратности неблагоприятного воздействия на по'жу (пли oKpyxaiv-'ov

V)/??-гг, шт.п при выполнении I -ой операции с использованием г.г;,!'■■ г'.чо г - го типа; <5гп- предельная допустимая суммарная 1';;° г^ие. 1'ь небкагонриятного воздействия на почву или окружающую ср?:,'./ на иротшезши // технологических циклов возделывания се-пъс'£о;-.язнЛствгниых культур; От»п ~ показатель интенсивности побшц'инриягнего воздействия на почву или окружающую среду /72 -го ши\о при пнииянешш /-он операции агрегатом Г-го типа; Дт: -доКскм-мыо допустимая интенсивность неблагоприятного воздействия

/,7 -ги тинп при выполнении I -ой операции; Н - количество упса«'трнзг>сч:ь"л видов неблагоприятного воздействия на почву и

критерий ичтидалыюсти' ^оруулиууе'чгя но типу минимизации

зчтра!, ЕКлегтая в него: I) зтгроти, спяаэкние о приобретением и содержанием в хо-

з.'н'сп".' ипркп мг.м1и V

' -- \ С,Х1 , . ' ( I )

г»? С/ - эацты, сяяэаиииз с приобретением и содержанием в хоол1Ьод> миаинм у-го типа Iвключая нормативную эффективность кпп'ггзльнух затрат) о расчета по N . городах цикяоо выполнения

л

г; о от;

2/ пря-ча затрат на выполнение операций по возделыванию свль'.К'.дош^стеРнт;* культур, обслухиванио животноводства 7 А /г д'

)'.! 11 С,-г Р1гк.,Х;гкп (П)

' Г-1 Щ .1.1 , '

г':/,'.; С,-,— п,цчл'о затраты на шнолнание единицы обьеыа работ по I ~о'.\ иш*ряц1ш агрегатом/' -1'и типа;,

3) йзтери урожая ссльскохоояГюавенннх культур из-за выполняй» ч-:стп обьена работ на отдельных, операциях за пределами

он ¡::..:ол1.яого агротехнического споИа

Г /! К 1

/-з -НУ-}- С;* Р^кп Х;гкп ° (III)

¿/'л ~ '¿тонкость потерь урожая при выполнении единицы об'ьад р'.'бот на ¿-ой операции в X'-ом периоде., (Коэффициенты ¿7* вн-лут непу.тезые онаноиил для /{'; ) К , где Д"; - предельно воз-кЧ)"«а»й период шпоянонил I -ой операции без потерь);

4) норпаттшье затраты на привлечение в хозяйство требующегося количества /.¡иханиэоторои и вспомогательных оабочих

I к >/ -

Рта лГГ Г X; п У ¡г < !:)

где р - нормативный коэффициент затрат на ^иъ'лечонии ь /..-,-зяйстео одного работающего;

5) потери части урожая Культур из-за использования ьг,^.!-тов, выполняющих отдельные операции с определенны:/!! экологическими отклонениями г „

/ А К и _

5~ХГ £ £ С;г р^^Х/гкп ( У )

° Ц П/ п:,

где ¿7,> ~ стоимость потерянной части урожая Кули-

тур (исходя из номера операции I ) (или тробусгшз затраты восстановление экологических н&рушзний) при выполнении е^шиаил объема работ по I -ой операции р-к\.\ агрегатом;

6) экономическая оценка невосполнимых экологических нарушений при использовании отдельных машин

у г , , -Г)

где г ,

С, - ЮО^р, и о £г/00(1п;)'

где - снижений урожая / -ой Культуры при ».¿пой «зовшим ы»

ее возделывании машин -го тина в точение t лег; •• стон-

МОСТЬ сдиницы продукции У^0Ж!М I -ОЙ Культу,;:!.); А! у -ство машин у-го типа в определяемом составе ь'.'ГП п рооче.'е ич ЮОи га земли в обработке; {: - коэф).1шиенг с.гл.емч I -иЬ ку-

льтуры в структуре посишык шюцадеП хозяйства.

Коэффициенты Су устанавливаются для различной ингенси^но-сти использования машин (в основном, тракторов) оирелчолглши.. т.1-пйв. Для остальных, миологически безопасных типов иашии они принимаются нулевики,

и результате получаем функционал рассматриваемой оптимиза-

нионной задачи Ь ~ + / г, *! = 2Г'¿у -гпйп О/Т I)

* ч г -л

3 1 Я и. л'

I - Г С/ Ху + С,-г р,гА„ Х/гАп +

1 « д V I < (уГ1а)

ГГЕ I С/кр,гкп Х;гкп + II /7/л ^

II 1-.1 * I П I ^ 1:1 ./

1 *' К - 7

- Г ТЛ1 С¡гр;гА„ Л'(>Лл г г>: сЛХ], . О'П >

I г.! к ,г, ! ,( £ I

о

'"ЛУ I... - интегральные затраты па выполнение производственного имчгси ч рпетениеводсгво и обслуживании животноводства в рас-

;!'!>«>:,хозяйсгвэ в течение Т лет с различными типами скла-,!'!,!.;ч,;ос ногодны* условий.

Прег.нрикитсе расширение постановки задачи в схематическом шдп ирсдсгвгдело на рис.1. Полученная постановка задачи позволяет учесть основ!щр фостюрн, снизанные с выбором экологически и , экономически приемлемого варианта состава и эксплуатации МТП хозяйства. йа постановка задачи позволяет учитывать два вида ограничений на поблогчьриетпые воздействия на почву и окружающую среду: п} шггенгипиостн единичного воздействия определенного вида; на <Ргрй крагносги (дозе) воздойстви? определенного вида и опрсд-гтен-юП интенсивности за весь период возделывания сельскохозяйственной ]-уш.турт-! определенного вида.

Алгоритм, позволявший ор^екгнвпо' осуществлять решение задачи выбора 1-11-!1!,;п7тыюго состава и использования малинно-тракторного пар-га с учетом :.ч1одогпчесг.пх ({»акторов в постановке (I) - (7), (УП), показан нг; рис.2. От от алгоритм реализуется в мелом как экспертная

л .

система.. В процессе ведения расчета у специалиста запрашиваются системой необходимые дополнительные сведения и от него требуется принятие »определенны?: решений.

При ото;,! 0с;ут;ес.твля9тся процесс ввода в условно оптимальный план более ыещннх тракторов, проверки соответствия .их использования по экологическим факторам конкретным условиям данного хозяйства, изменения сроков работ. Этот процесс Нродгтжается до тех пор, пока 1'? Судедостигнуто соответствие требующегося и имеющегося в хозяйство количества механизаторов. Когда ото достигается, выдаются все оценочные показатели полученного оптимального решения.

В главе 3 ''¡Экспериментальные исследования влияния ходовых систем тракторов отдельных типов на почву и урожайность сельскохозяйственных культур" обосновывается общая схема и объем эксперимента 'Л-ных исследований, методика их проведет*,!, дается анализ нолуче! пшх рэзульт ат о в.

Сравнительные аксгагуаганионные испытания тракторов кл. 3,0 проводила в колхозе "Победа" Ивановского района Одесской области т поле площадыо 165 га, предназначенном по севообороту для по-сеьа ячменя, а отечественных тракторов кл. 5,0 и зарубежного трак-*-тора "Челлендкер" ц-ирмы Катерпиллер - в колхозе им. Ульянова

Требования к определяемым значениям количества машин в парке и количества агрегатов, занятых на операциях в каждом периоде '_

пе- Соответствие Выпол-

отри- количества нение

I TQ — машин в пар- требуе-

тель- ке .количест- мых

ность ву агрегатов, объе-

используемых мов

в каждом пе- работ

риоде

"пгш:

I Соответст-| вие огра-| ничениям I по количеству I требуюцих-| ся механи-I заторов

|Соответствие I ограничениям по максималь-1ному разовому |воздействию ¡отдельных машин на почву •и природную I среду

Т

ГСоответствие I ограничениям | по суммарным I воздействиям различных ма-I шин при выпол-1 нении последо-| вательности I операций

Гобьединение ' I в один про-I изводствеН' I ный цикл лет

_ I

с различными 1 климатически-1 ми условиями I I

Затраты, связанные с приобретением и содержанием машин в составе парка

Состав критерия оптимальности -минимизируемого функционала

прямые

затраты

на вы-

полнение

операций

потери урожая из-за нарушения агротехнических сроков выполнения операций

I

___I_____

¡Нормативные за-I траты на при-'влечение в хозяйство требую-|щегося количе-Iетва механизаторов

___

|Цотери из-за! I восстанови- I ¡мых наруше- | [ ний структур ■ры почвы ,

|Потери из-за |невосстано-• вимьк нарушений плодо-I родия почв

Рис. I. Развитие постановки задачи оптимизации Ы1П для учета экологических факторов.

(Дополнительно рассматриваемые факторы указаны в пунктирных прямоугольника::)

I

D

Вводятся

изменения

агрегатов

Рассматривается оче редная культура

i

/Соответствуют ли варианты выполнения 'операций предельно v до пус тимым ур о вн я.л 1 воздействия на при-у родную среду?

г

Устанавливается операция, на которой следует снизить уровень неблагоприятного воздействия

4

а /Ьоз;. ~\ ния

«ышы „а< одюие-агиегатов?

Вводятся • изменения операций

тлет

Возможны ли измене ния операций?

Возделывание данной

культуры исключается

хекущий вариант состава и использования ЫТП принимается в качестве оптимального

■Да

17/iia. возделыва- \ <шк. всех ли \ культур уровень \ суммарного воз- \ действия соот- / ветствует допустимому?

__(_

Рассчитывается суммарный по всем операциям возделывания каждой культуры уровень неблагоприятного воздействия_:

Вносятся изменения в сроки выполнения операций и подсчитываются связанные с этим потери

Ррс 2 Осгая се^а Елгог,:;п''''а оптпжзглп;' состава и использования малшнно-тошсторного*парка"с учетом предельно допустимого воздействия технических средств на природную среду

Газ делишнс кого paîiona Одрсспой области ча поле ллотадыо Т60 га. Поля го почвештегту покрову, механическому составу и плодородие» характерны для степной зопы.

Предпосевную обг-аботку под посев ячменя проводили перед каналом экспериментов гусгшчЕнм трактором с культяватошта типа K1IC-4, сбес-пвчптиипш тцгеньгаое уплотпяюпее воздействие па почву-. Нзлваглеиие сет вм^црплл перпещцщулярпо направлении культивации. Влажность верхнего слоя почш била в пределах Gn-7(:% от ее полюй влагоегткостп.

Определяли значения плотности почш на опытппх делянках в рас- , скатрпв.чемые периодаt развитая растений ярового ячменя. На контроле в слое О— ГО см плотность почвг составляла 0,07 г/см^ и 1,08 г/си3. ■ После прохода посеишх агрегатов плотность почвн возросла от 1,3 рапа до т.,0 раза. Плотность почв» в верхнем слое при посеве ялового яч-1»пя к'а делянках распределилась в диапазоне [,23-T,3I г/сн3. Иаиболь-поо уплотпнмг.ее госдействие при посово ярового ячменя оказывали га почву тпаг.тош Т-230 и ДТ-Г73С (средняя плотность в слое 0-00.с» равна : ,3( г/с:-'-5, пшплепьпоо воздействия - "Челлендмер" (I, [8 .г/сн3) или га штго. За перчод развития растений плотность почвы на всех делянках возрастает (ркс.З). На копттюло плотность почш возрастала в дтюДгой завпсглтсстп под действием естественного уплотнения. Через •,-осяц паблчдппли (к 15 мая) плотность почвы на делянках, аасеяшшх с

О

номомта трактора Т-ОЗь, возросла до ",39 r/сп*-', п оотэгал^съ Toroîl вплоть до убоокн уро"»я, а па делянках, обработанных трактором "Чел-лендмер", вчат але увеличилась до 1,36 г/сп3, а к моменту уборки снизилась до г, 23 г/сmj. 1тэ деляитсах, обработанных трактором J5T-".7GC, за

ПССДОД ВЗГЗТЯКДП ЛГОРОГО ЯЧМОНЯ Г'ЛОТПОСТЬ ПОЧШ (*нла Примерно постоянно'' от 1,33 до :, 30 г/см°, а на делянках, обработанных твактооом

'3

,ь.Т-'73'! - несколько увеличилась с г,23 до т,33 г/см'" . Па всох делянках етот.чсс7*. гсчвн "л слое г-ri. си значительно ггевнпала контрольное

ЛГгЧИО.

т> слое нспрь' о-зо см на опптпнх делянках, засеянпнх с поморью т 1Г.т:то :ов Т—П*>Г п ,пт-~7!;С, пемвозачальпо отмечена наибольшая плотность ',33 - r,3G г/си°, затем ота несколько снизилась, особенно у трактопа

«3

.'•Т-.7: С (до ',.11 г/сп' ), а г. уборке урогля достигла наибольших зна--тнк': Т,41 - T.-1G г/см'\ На делянках, обработанных трактором ДТ-Г75М, вначале пеЗольлоч гттост плотности, но к уборке урогая, в этом слое отмечена налпоиг.тея плотность - 7, ЯП- г/см3, что па T3,4fb ннгя, чем

HO. КОНТРОЛО. ,

3 слоо 30-30 см плот"ость почги на всех делянках примерно одп-чапгея г,33 - ',37 г/см3, чгто соответствует плотности и на контроле.

Слой почвы 10...20 см

Слой почвы 2Э...ЗО см

1

о- V

14.03,80 19.04 15.00 10.07.80 t , пп Даты Бзл1'ия проб

Рис. 3 Изменение плотности почеи за период от посева-до уборки урог.ая яротого ячпоня иа делянках III покорения. в колхозе ш.Улшюва:

Уборку урожая ячменя проводили комбайном. Бункерный урожай с качздой делянки взвешивали в поле. Урожай зерна, полученный при взвешивании, приводили к стандартной 14$ влажности и 100% чистоте. После уборки и определения урожая с каждой делянки проводили статистическую обработку результатов опыта.

НаибольпиГг* урожай ярового ячменя получен с делянок', засеянных агрегатом, составленным на базе трактора ДТ-175С (УСр - 17,86 ц/га). Наименьшая урожайность на делянках, засеянных с помощью трактора Т-150К - 14 ц/га.

В главе 4 "Вариантные расчеты по обоснованию экологически безопасной структуры машинно-тракторного парка типового хозяйства степной зоны" обосновывается система вариантных расчетов, дается оценка, вариантов состава и использования МТП по экологическим и ' экономическим показателям, рассматривается особенности компромиссных решений и экономическая эффективность оптимизации МТП с учетом экологических факторов.

Особенности оптимального состава МТП, рассчитанного по' разработанным методам, анализировались применительно к условиям типового хозяйства степной зоны, общая- площадь пашни в котором 7500 га, при следующей структуре посевных площадей: озимая пшеница и рожь - 3300, ячмень и овес - 460, горох - 400, кукуруза на зерно - 610, подсолнечник - 770 га, кукуруза на силос - 730, одполет-! ние травы - 190, многолетние - 930, овощи - НО га. 1

Как основные рассмотрены следующие семь вариантов "состава машинно-тракторного парка: В1 - вариант парка, рассчитанный без ограничений на требующееся количество механизаторов, при котором все операции выполняются агрегатами с тракторами ДТ-75 и ЫТЗ-60, которые соответствуют всем требованиям по экологическим факторам. Варианты В2 - В5 рассчитывались с введением ограничений на количество занятых механизаторов (соответственно 90, СО, 70, 60% от. требующегося их числа при оптимальном составе парка). Так как в этих вариантах не допускалось использование мощных колесных тракторов Т-150К и К-701, сроки работ существенно растягивались, что приводило к потерям продукции.' Избежать потерь продукции- при недостаточном количестве механизаторов оказывается возможным при включении в состав парка агрегатов с тракторами К-701 и Т-150К'. Если снять ограничения по экологическим факторам, получаем вариант парка В6, позволяющий выполнить все работы в требуемые сроки при / уровне обеспеченности кадрами механизаторов в 60% (от потребности в механизаторах при оптимальном составе МТП). При введении же

указанных ограничений, оказывается возможным,благодаря частичному применению тяжелых траК'^ров (вариант Б7), выполнить все работы без потерь при уровне обеспеченности хозяйства механизаторами не менее 70% от потребности.

Цеяь применения энергонасыщенной тяжелой техники, которая является основной причиной наносимого экологического ущерба, -повысить производительность агрегатов, чтобы обеспечить выполнение требуемых по технологии работ с меньшим количеством механизаторов. Поэтому Рассмотрены возможные потери при эксплуатации экологически безопасного МТП в случае недостаточной обеспеченности хозяйства кадра!,ш механизаторов. Такой анализ позволяет произвести сопоставление расчетных вариантов 31, 132, ИЗ, В4, В5. Вариант В1 рассчитан для строго установленных агротехнических сроков всех работ, которые по условиям этого варианта не могут быть изменены. И. поэтому для варианта В1 нет потерь урожая из-за нарушения сроков работ. 3 этом варианте нет и потерь из-за экологических нарушений, так как^;а всех операциях применяются агрегаты с тракторами ДТ-75 и МГЗ-80, которые удовлетворяют экологическим требованиям.

В вариантах В2 - В5 применяются те же агрегаты, но количество механизаторов (по сравнению с рассчитанной для варианта В1 потребностью)уменьшается, соответственна на 10, 20, 30 и 40$. В этом случае нет потребности в таком парке машин, как для варианта В1, но сроки работ растягиваются. Для кавдого такого варианта рассчитано, какие работы будут откладываться и какие потери урожая основных сельскохозяйственных культур при этом происходя!..------

Для такого расчета использованы коэффициенты - потери урожая в % при продлении срока выполнения I -ой работы но выращиванию ^ -ой Культуры на один день.

Выполнить все работы без больших потерь урожая из-за продления сроков работ при обеспечении кадрами механизаторов на уровне 60-70$ от потребности, позволяет использование тяжелой мощной Тв^шкн, применение которой допускается в вариантах Во и В7. 1 Наибольшее число нарушений экологических требований соответствует варианту Во, при котором для повышения производительности и сокращения потребности в механизаторах в состав ШТ1 типового хозяйства вквючено 15 тракторов типа К-70Х. Для варианта В7 в состав ЦГП подобраны такие виды машин, которые уменьшают по- . бйш'оириятное воздействие па почву и обрабатываемые Культуры.

I

Конечным результатом сопоставления"рассматриваемых вариантов является сравнение по экономическим показателям выигрыша, . Который может быть получен при недостатке механизаторов, благодаря применению мощной тяжелой техники, с экологическим ущербом,, который приносит эта техника. Сопоставление вариантов ведется по показателю интегральных затрат.

Наносивши применением отдельных типов машин экологический ущерб подсчитывался двумя способами: по отдельным операциям, выполняемым с отклонениями от требований но экологии - оценива- ■ лось снинение урожая сельскохозяйственных Культур в результате нарушения требований по выполнению кавдой операции; по снижения плодородия почв в результате использования экологически опасной техники на протяжении определенного числа лет - оценивалось общее снижение урожайности сельскохозяйственных культур в результате применения такой техники.

Сводный подсчет интегральных затрат по вариантам дан в табл. I. При этом было принято, что нормативные затраты на привлечение в хозяйство одного механизатора составляют 5 тыс. руб.

Выполненные вариантные расчеты показывают, что обусловленное требованиями повышения производительности труда увеличение единичной мощности сельскохозяйственной техники имеет четко устанавливаемый предел, который обуславливается экологическими требованиями. Поэтому повышение производительности агрегатов более целесообразно достигать путем лучшего использования сменного времени за счет организационных факторов и повышения надежности машин.

ьиеод']

1. Сонгскошгор со.т'лгп.-мэвйстввтюе ярзизщгство в ряде слу--1.т%р стязопо с прттнеиаом тяг.*.:.: ппдоч теглиот, которне наносят значите. >гмп!ц у;;крг$ окпгг'ат'Х"^"'': среле и, в первую очередь, плодородному сх'У, чс'еп тем, что паорудапт се-„структуру, уплогнлет, ипругг»мт ттро-пс-'ол"!".и& в почве биологические процесс».

Дтя ирслстира^итя сшгссшл плодородия л разрупения иста ::олопи!ч спстетип и рабочими органами сельскохозяйственной те::ппкп необходим-; специальные методн оценки новш: типов мзшк и ш'бопа го: парка для хозяйств, оспотшше иа анализе не только показателе'! пополнения отдр.яьинх операций, но и суммарного воздействия на почву в процессе всего технологического процесса воззодподгох опподелеи-

I

таолица х

Экономическая оценка вариантов'комплектования МГП модельного хозяйства

степной зоны, тыс. руб.

Показатели-

' Варианты

В1

• 32

33

В4

В5

I -

I

В6

В7

1177,7 1161,7 1152,8 108,2 168,4 155,7'

Прямые эксплуатационные затраты

Нормативная эффективность капитальных затрат

Нормативные затраты на привлечение в хозяйство кадров механизаторов 310,0

Потери продукции вследствии снижения урожая сельскохозяйственных культур из-за

нарушения агросрсков выполнения операций

нарушения экологических требований к выполнению ■

опе.оаций (восстанавливав- • мы^ потери плодородия почв) -

Невосстанавливаеше потери плодородия почв (в расчете на один год эксплуатации МхП) ' -

Итого интегральные затраты .1675,9 1647,7

В том числе приведенные затраты 1365,9 1330,1

47,6

1034,0 . .1121,0 1162,3 1148,1 132,0 116,7 205,8 199,1

270,0 . 245,0 210,0 190,0 ■ 190,0 210,0

496,7 717,1 1372,4

2050,2 В08,5

2093,1 1166,0

2800,1 1237,7

875,0

3159,1

1368,1

{

726,0 . 406,7

1363,9 1347,2

шах культур.

3.Приемлемыми по экологическим показателям могут считаться такие комплексы машин для возделывания сельскохозяйственных культур при которых релаксация почвы к началу следующего технологического цикла, позволяет восстановить ее локазатали плодородия до исходного состояния."Предложенный алгоритм расчетов состава МТП, основанный на оптимизационных методах, посчете общего неблагоприятного воздействия на почву ходовых систем на протяжении всего цикла севооборота и интерактивной корректировке вариантов состава !,ГШ,позволяет сужать поле допустимых по экономическим факторам вариантов решешш с целью выбора среди них вариантов, удовлетворяющих экологическим требованиям.

4. Предельно допустимые значения показателей воздействия ходовых систем на почву, единовременные и суммарные за технологический процесс, могут быть установлены по экспериментальным данным при использовании их в расчетах на основе имитационной модели' технологи-; ческого процесса, которая вероятностным образом воспроизводит arpo- 1 метеорологические условия на различных стадиях технологического процесса возделывания определенной культуры; устанавливает уровень разрушающего воздействия на почву после прохода машин определенного типа при данном ее состоянии; 'определяет степень релаксации почвы

до.следующего прохода машин и накопленный'общий разрушительный эффект с учетом релаксации.

5. Наиболее щадяга.ее воздействие на почву (наименьшая величина плотности и твердости в следах испытуемых тракторов) обеспечигапт экспериментальный трактор класса 3,0 Т-150У8 с восьмикатковой ходовой системой. В условиях' Одесской' области "при'плотности почвы

р = 1,05 - 1,10 г/см3 происходит быстрое иссушение поверхности г.орнеобитасмого слоя, даже при'кратковременном отсутствии осадков и температуре воздуха t = 20°С, недостаток влаги отрицательно глич лет на уро.тлйность зерновых культур..

. Урожайность ярового ячменя, полученная с участков, засеянных МТД, составленным на базе трактора Т-150У8, наиболее стабильна по годам из расчета на 95^. уровне вероятности.

6. На основании вариантных расчетов состава и использования МТП модельного хозяйства степной зоны установлено, что в приемлемом по экологически.! требованиям варианте, МШ хозяйства степной зоны должен быть уменьшен по количеству.колесных тракторов класса 3,0 и 5,0 по сравнению с вариантом, рассчитанном на минимум потребное-::.

в механизаторах, при этом'средняя нудность тракторов снижена на 14%, количество колесных тракторов класса 5,0-должно быть снижено в 2,1

раза за счет использования тракторов других классов, а их применение должно быть ограничено транспортными операциями и отдельными ! видами работ на стерне; предусмотрено для выловдения транспортных работ на поле, и при уборке пропашных культур использование'самоходных бункеров - перегружателей на, гусеничном или пневмогусеничной' ходу с низким давлением на почву. При этовд потребность в механизато-: pax возрастает не более, чем на 11%.

С учетом стоимости потерь из-за снижения плодородия почв только экологически приемлемый вариант структуры и использования МТП может быть экономически -оптимальным.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНКЕ'ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ.

1. Научн.отчет "Определение и экономическое .обоснование целесообразных сроков службы тракторов К-700"'// per. JS 73015793, - M.'i ' МИИСП. - 1973. - 66 е., инв'.№ Б 295357. , '

2. Пахунова Р.Н. Уровень использования тракторов К-700 // Тр. МИИСП. - Т. 12, вип.6* - М., 1975. - С. 120-124. ' .

3. Науч.отчет "Влияние'различных ходовых систем тракторов

' на уплотнение почвы и урожайность сельскохозяйственных культур" // : per. № 01870001053, - М.: МС-ХА. - 1988. - 40 с.,инв.»02.88.0007627

4. Науч.отчет "Влияние ходовых систем тракторов кп.3,0 и"

5,0 на уплотнение почвы и урожайность сельскохозяйственных культур" // per. Я 01870001053, - М. : MCIA. - 1989. - 63 с.

5: Пахунова Р.Н; Определение оптимального состава машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий с учетом экологических факторов // Тр.ЧИМЗСА. / Интенсификация сельскохозяйственного производства в колхозах и совхозах. - Челябинск, 1990. •

6, Вахарченко А.Н., Калинников В.В., Пахунова Р.Н..И др. Ме-

• тодика и некоторые результаты эксплуатационных исследований ллиявдя ' .различных ходовых систем тракторов юл. 3,6 на уплотнение .почвы и урожайность сельскохозяйственных культур •// Тр.MCIA / Оптимизация машинно-тракторного парка. - М, 1990'| - С. 86-96.

7, Захарченко А.Н., Ляско М.И., Пахунова Р.Н. и др. Влияние на урожайность ярового ячменя различных ходовых систем сельскохозяйст-

■ венте: тракторов // Тр;ЧИШСХ/ Совершенствование технологии и технических средств для уборки урожая и послеуборочной обработки зерновых культур. - Челябинск, 1990.