Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование методов инженерного проектирования прогрессивных технологий в растениеводстве

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Обоснование методов инженерного проектирования прогрессивных технологий в растениеводстве"

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУ ЧНО-ИССЛЕДОВ АТЕЛЬСК1!Й ИНСТИТУТ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И САХАРА ИМЕНИ А .Л. МАЗЛУМОВА (ВНШ1СС)

ч и Г

На правах рукописи

НАНАЕНКО Анатолий Клавлиевич

УДК 631.171

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ИНЖЕНЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ

Специальности: 06.01.09 - растениеводство

05.20.01. - механизация сельскохозяйственного производства

на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук в форме научного доклада

ДИССЕРТАЦИОННАЯ РАБОТА

Рамонь -1998

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова (ВНИИСС)

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук доктор сельскохозяйственных наук, профессор доктор технических наук, профессор

В. И. Кураков Н.А. Минаков

И.М. Бартенев

Ведущая организация - Воронежский государственный аграрный уннверситег имени К.Д. Глинки (ВГАУ)

на заседании диссертационного совета Д. 120.75.01 во Всероссийском научно-исслсдовательском институте сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова по адресу: 396030. Воронежская обл., Рамонскин р-н. пос. ВНИИСС

С научным докладом можно ознакомиться в библиотеке института.

Доклад разослан - 1999 г.

Зашита состоится " ^ " 1999 г. в 10 часов

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат с.-х. наук

В.А. Бычкова.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Российская Федерация имеет большую тер-

иторшо, богатые природные ресурсы для производства растениеводче-

кой продукции. В то же время до 40& продовольствия, а в крупные го-ода - до 60$ завозится из-за рубежа. С целью обеспечения продоволь-

твенной безопасности страны необходимо производить на местах не ме-ее 80...85$ продуктов питания, что требует существенного роста про-зводства важнейших сельскохозяйственных культур - зерновых, зерно-уражных, овощных культур, сахарной свеклы и других, добиться провы-[ения производства можно даже при дефиците необходимых ресурсов, [рименяя прогрессивные технологии: ресурсосберегающие, безгербицидное с минимальными затратами или без затрат ручного труда и другие. !е потеряли актуальности и интенсивные, индустриальные технологии, юторые могут использоваться крепкими в экономическом отношении хо- -1Яйствами.

Эффективность применения прогрессивных технологий в растение-юдстве зависит от того, насколько каждая из них соответствует мест-шм условиям, которые на территории России отличаются большим разно-¡бразием. Вследствие этого для освоения новой технологии хозяйствам гриходится приглашать специалистов, как правило - разработчиков технологии, а это не всегда возможно. Очень часто новая технология 1рименяется по ее обобщенному описанию, шаблонно, что снижает ее ¡ффективность, а иногда, особенно в период освоения, делает убыточна.

3 связи с этим разработка расчетных методов привязки технологии к местным условиям - методов инженерного проектирования является крупной научной проблемой, имеющей как научное, так и большое практическое значение.

Основные научные результаты по данной работе были получены автором в 1973-Г996 гг. при проведении исследований в рамках общегос дарственных и ведомственных программ 16.01 (1973-1975 гг.), 0^.10 I974-I976 гг.), 0.51.12 (1976-1980 гг.), 10.10 (I976-X980 гг.), 0.Ц.032 (I98I-I985 гг.), 0.51.18 (1981-1985 гг.), О.СХ.32.01 (1986 1990 гг.), ГНТП "Сахар России" (1993-1995 гг.), "Сахароносные pací ния и сахар" (1993-1995 и 1996-2000 гг.), а их обобщение в форме н учного доклада - в 199^-1997 гг. во 5НИИСС.

Цель работы. Повышение эффективности применения прогрессивных технология возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, томатов репчатого лука и сахарной свеклы на основе расчетных методов привя хи технологии к местным условиям и особенностям каждого поля.

Объекты исследования. Интенсивная технология возделывания озимой пшеницы, индустриальная технология возделывания кукурузы на зе но, ресурсосберегаюдая технология возделывания сахарной свеклы, ин дустриальные технологии возделывания томатов и репчатого лука, тех нологичесхие комплексы машин для реализации этих технологий, экспе риментальные образцы машин и рабочих органов.

Методы исследований. При разработке расчетных моделей прогрессивных технологий, их агротехнолсгических и технических показателе: технология рассматривалась как сложная техническая система по_гтрои зодству растениеводческой продукции, управляемая изменением параме роз, определяемых с учетом особенностей каждого поля, для расчета элементов технологического комплекса машин применены методы теории массового обслуживания, а также методы расчета сельскохозяйственны, механизированных процессов а растениеводстзе. Анализ и разработка методов проектирования ресурсосберегающих технологий выполнены с и<

пользованием основных положений функционально-стоимостного анализа.

Лабораторные и полевые исследования технологий и машин выполнялись с применением стандартизованных методик, которые корректировались в соответствии с целью каждого конкретного исследования. Оценка технологии в целом проводилась в соответствии с методикой полевого опыта. Опытные данные обработаны методами математической статистики, статистического моделирования и планирования экспериментов.

Научная новизна. Разработаны общая модель технологии возделывания сельскохозяйственной культуры как сложной системы, расчетные математические модели ее подсистем в виде взаимосвязанных комплексов, а также расчетные математические модели технических элементов - по-одинонно работающих машин и агрегатов, их однородных и комплексных групп. В основу расчета агротехнологических показателей, исходящего из особенностей каждого поля, положена реально достижимая урожайность культуры, общее уравнение которой получено на основе формулы обшей схемы процессов акад. З.П. Горячкина. Математически определены схема размещения растений на поле, норма высева семян, норма внесения удобрений, оросительная норма вегетационных поливов, а также оптимальные сроки начала и продолжительности уборки урожая.

Исходя из научного определения интенсивной, индустриальной и ресурсосберегающей технологий возделывания сельскохозяйственных культур, установлены показатели эффективности каждой из них, что позволило математически определить системы критериев их оптимальности. Предложен метод последовательной оптимизации технологии по этим критериям. Поскольку наибольшая часть механизированных работ и энергозатрат приходится на почвообрабатывающие агрегаты и комплексные группы машин, особое внимание уделено их оптимизации. Для почвообрабатывающих агрегатов разработан метод оптимизации по максимуму удель-

ной производительности, а для комплексной группы машин - по минимуму продолжительности их суммарного простоя в ожидании обслуживания.

Предложена методика комплексной оценки технологии возделывания сельскохозяйственной культуры по затратам расходуемых ресурсов и разработки на этой основе ресурсосберегающей технологии. При разработке методики использован метод функционально-стоимостного анализа,

применен энергетический эквивалент стоимости расходуемых ресурсов, что позволяет суммировать их затраты как по элементам технологии,

так и по технологии в целом.

Новизна исследований подтверждается также авторскими свидетельствами на изобретения * 628340, 942618 и 1794378.

Практическая ценность. В результате проведения работы созданы зональные варианты интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы индустриальных технологий возделывания кукурузы на зерно, томатов и репчатого лука. По данным производственной проверки, применение интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы повышает ее урожайность на 8,8...13,8£. При использовании индустриальной технологии возделывания кукурузы на зерно урожайность возрастает на 7,2...II,82, приведенные затраты сокращаются на 1,5...2,6$. Индустриальная технология возделывания томатов повысила их урожайность на 30,1%, причем приведенные затраты сократились в 2,4 раза, общая трудоемкость - в 4,4 раза, а затраты ручного труда - в 18,3 раза. На репчатом луке урожайность увеличилась на 34,4%, приведенные затраты снизились в 1,6 раза, общая трудоемкость - в 2 раза, затраты ручного труда - в 2,4 раза.

Расчеты показывают, что применение методики разработки ресурсо-сберегаюэих технологий позволяет сформировать Технологию, применение которой сохрааает общие затраты ресурсов в целом по технологии на 18,8?, причем расход ГСМ уменьшается на 2,3?, семян - на 21,3%, удоб-

ений - на 13,3%, гербицидов - на 26,3?, воды для смешивания с пре-аратами - на 33,3$, электроэнергии - на 19,5?.

Реализация научных результатов. По разработанным в результате сследований технологиям были изданы: "Рекомендации по интенсивной ехнологии возделывания озимой пшеницы в Киргизской ССР (1985)" ; Индустриальная технология возделывания и уборки кукурузы в Кирги-ии: Рекомендации (1985)"; "Рекомендации по индустриальной техноло-ии производства томатов в Киргизской ССР (1982)" ; "Рекомендации о механизированной технологии возделывания и уборки репчатого лука Киргизской ССР (1981)"; "Составление и расчет основных элементов ндустриальных технологий возделывания сельскохозяйственных" культур 1983)" ; "Методическое руководство по внедрению индустриальных тех-ологий с программированием урожая на орошаемых землях Киргизии

198*0".

Более полно научные результаты работы были отражены в научно-етодических пособиях: "Типовой организационно-технологический проект озделывания озимой пшеницы по интенсивной технологии (1591)" ; "Типо-ой организационно-технологический проект возделывания кукурузы на ерно по индустриальной технологии (1991)" ; "Типовой организационно-

ехнологический проект возделывания томатов по индустриальной техно-огии (1991)".

В масштабе республики применение результатов исследований было :редусмотрено постановлением ПК КП Киргизии и Совета Министров Кир-изской ССР от 28 февраля 1980 г. № 119 "О внедрении прогрессивной 'ехнологии возделывания и уборки овощных культур и картофеля в полозах и совхозах Киргизской ССР". Этим лее постановлением было преду-мотрено изготовление приспособлений к овощным сеялкам и четырехст-очных сошников по авторским свидетельствам В 628840 и 942618.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научных конференциях Киргизского НИИ земледелия в 1972, 1974 и 1977 гг., конференциях профессорско-преподавательского состава Кир гизского СХИ в 1977, 1978 и 1981 гг., на республиканских научных и научно-практических конференциях в 1975, 1979 и 1981 гг., на Всесоиз ном совещании по Системе машин (1986 г., г. «рунзе), на заседаниях Межведоственного экспертного совета по федеральной программе машиностроения для АПК Р# (1994, 1995 гг.), на международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы создания новой свеклоуборочной техники" (1996 г., г. Винница, Украина), на всероссийской научно-практической конференции памяти акад. А.Л. Мазлумова (1996 г. п. Рамонь), а также на республиканских, областных и районных семинарах и совещаниях. Материалы исследования включены в издание "Перепек тивные технологии, система малин и нормативно-справочные материалы для комплексной механизации растениеводства (1992)".

Публикации. Научный доклад составлен на основе 65 опубликованных научных работ, з числе которых 8 книг, 6 рекомендаций, 3 методических руководства, 3 организационно-технологических проекта и 3 изобретения.

На защиту .выносятся:

- научные определения интенсивной, индустриальной и рэсурсосбере-гаюсей технологий з растениеводстве ;

- системные расчетные модели этих технологий и их оптимизации ;

- методика разработки ресурсосберегающих технологий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТА I. Прогрессивные технологии в растениеводстве

Понятие технологии включает в себя знание способа получения продукции и инструментов, с помощью которых возникает эта продукция. Описание технологии содержит информацию, как и чем работать, чтобы получить желаемый результат. Технология возделывания сельскохозяйственной культуры - это взаимосвязанная последовательность работ по подготовке поля, выращиванию на нем культуры, уборке и послеуборочной обработке урожая, выполненных с помощью комплекса машин, ..орудий и инструментов и позволяющих получить в результате сельскохозяйственную продукцию - зерно, семена, корнеплоды, клубни, луковицы, кочаны, корм для скота и другую, качество которой регламентируется стандартами.

Основное содержание технологии составляет способ возделывания культуры, который включает: способ обработки почвы ; способ закладки насаждений ; схему расположения растений на поле ; способ применения удобрений; наличие и способ полива; систему защиты растений возделываемой культуры от сорняков, болезней и вредителей ; способ уборки урожая. Способ возделывания культуры отличает одну технологию от другой во всех почвенно-климатических зонах.

Прогрессивная технология возделывания сельскохозяйственной культуры - это технология, которая за счет применения новых элементов (способов, операций, машин и др.) или их комплексов позволяет получить положительный эффект - повышение урожайности культуры, улучшение качества урожая, сокращение затрат труда, денежных средств, снижение расхода энергоресурсов и технологических материалов, сохране-

ние или повышение плодородия почвы, накопление почвенной влаги, защи ту почвы от эрозии и т.д. К числу прогрессивных технологий, которые могут быть применены во всех зонах, относятся ивгенсивная, индустриальная и ресурсосберегающая. Возможны также комбинированные технологии, сочетающие элементы перечисленных. При возделывании различных культур по прогрессивной технологии в ней появляются технологические операции, определяемые видовыми и сортовыми особенностями культуры, но основное содержание технологии сохраняется.

Интенсивная технология выделяется из числа прогрессивных тем, что дает возможность достичь наибольшей для местных условий урожайности культуры на каждом поле. Это совокупность чередующихся механизированных операций, основанная на взаимосвязанном применении в оптимальном сочетании наиболее эффективных достижений в селекции сельскохозяйственных культур и агротехнике их выращивания с целью получе ния наибольшей возможной урожайности при затратах на производство единицы продукции не выше заданного уровня. Агротехнические приемы, включаемые в интенсивную технологию, направлены на одновременное улучшение всех основных факторов жизни растений, чем и достигается наибольшая возможная урожайность. Главным, "направляющим" элементом интенсивной технологии является сорт или гибрид интенсивного типа, на реализацию потенциальной продуктивности которого направлена .технология. Технологический комплекс машин (ТКМ) применяется тот же, что имеется в зоне, с некоторой реконструкцией, изменением регулировок и режимов работы отдельных машин.

Индустриальная технология - это разновидность интенсивной техн' логии, основанная на органичном единстве наиболее эффективных разработок по селекции сельскохозяйственных растений и комплексной механ зации, а также взаимосвязанных с ними достижений в агротехнике, эко-

омике и организации производства. Индустриальная технология отличатся от интенсивной тем, что, одновременно с новой агротехнологией, аправленной на достижение наибольшей урожайности, применяется новый КМ, наиболее приспособленный к возделыванию именно этой культуры и озволяющий сократить затраты труда и средств на единицу площади поя. Главной, "направляющей" операцией индустриальной технологии яв-яется уборка, выполняемая уборочно-транспортно- обрабатывающим ком-лексом машин и оборудования. Подбор сортов (гибридов) интенсивного ипа, технологических операций нацелен на создание наиболее благопри-тных условий работы уборочной техники с высокой производительностью : наименьшими потерями.

За последние 10 лет в нашей стране значительно уменьшились по-тавки сельскому хозяйству расходуемых материалов и ресурсов, необ-одимых для производства основных культур. Поэтому назрела необходи-:ость в технологиях, которые позволили бы производить требуемое коли-:ество продукции растениеводства с меньшими затратами ресурсов. есурсосберегающая технология представляет собой взаимосвязанную по-ледовательность операций (работ) по выращиванию культуры и получе-ию продукции, подобранных так, чтобы затраты всех расходуемых ресур-ов, потребных для реализации технологии, были минимально необходимыми а продуктивность культуры не снизилась или возросла.

Чтобы сохранить материально-техническую базу возделывания куль-•уры, за аналог при разработке ресурсосберегающей технологии следует :ринять технологию, используемую в хозяйстве, а ее преобразование ;ровести таким образом, чтобы сократить затраты всех ресурсов в комп-:ексе. Поскольку большинство применяемых до сих пор в России техноло-■ий в растениеводстве являются ресурсозатратными, резервы экономии 'асходуемых ресурсов имеются в каждой из них.

Предметом наших исследований были методы инженерного проектиро вания интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы, индустриальной технологии возделывания кукурузы на зерно, индустриальных те нологий возделывания том»тов и репчатого лука, а также ресурсосбере

гавщей технологии возделывания сахарной свеклы. Сформулированные здесь научные определения технологий позволяют наметить перечень за дач, подлежащих решении при разработке данных методов. Если примене ние интенсивных и индустриальных технологий в России и за рубежом имеет свои историю, что дает материал для обобщения, то разработка ресурсосберегающих технологий - проблема сравнительно новая и хара[ терная именно для России в связи с кризисной ситуацией в ее зконом; ке, поэтому решение ее потребовало создания специальной методики.

2. Технология в растениеводстве как сложная сельскохозяйственная система

Анализ прогрессивных технологий возделывания сельскохозяйстве! ных культур показывает, что они обладают общими свойствами:

- взаимосвязь я взаимозависимость основных элементов технологии, их единство и целостность ;

- целенаправленность технологии и ее элементов на достижение явн образом определенного конечного результата.

Каждая из прогрессивных технологий включает процессы различно природы: машинные процессы воздействия на почву, технологические м териалы и возделываемые растения ; биологические процессы роста и развития сельскохозяйственных растений ; почвенные процессы ; есте венные процессы (климатические изменения, развитие микрофлоры и фа ны, включая сорные растения) ; экономико-организационные процессы (динамика материальных и трудовых затрат, деятельность, в том чис-' управляющая, людей и т.д.). Все эти признаки позволяют считать п{

грессивнуп технологии сложной технической системой, созданной человеком для производства растениеводческой продукции.

Общая формализованная модель технологии. Для разработки модели сложной системы обычно рекомендуется следувщая последовательность действий: содержательное описание объекта ; составление формализованной схемы системы ; преобразование формализованной схемы в математическую модель ; применение математической модели для изучения объекта и его практического использования.

Концептуальное содержательное описание прогрессивных технологий выполнено в разделе I. Более подробное описание такой технологии целесообразно сделать на примере пропашной культуры, элементы которой присутствуют и в технологиях возделывания других культур. Любая прогрессивная технология в растениеводстве представляет собой единый процесс, состоящий яз обособленных естественным образом частей, границы которых характеризуются качественным изменением состояния природной среды, почзл и возделываемых растений. Какдая из частей технологии мохэт быть представлена как совокупность обособленных зо времени, но связанных общей целью механизированных и естественных' процессов, причем все эти части технологии вступают в действие одна за другой без разрывов во времени. Такая система может быть отнесена к классу многофазных технических систем с подсистемами .а злде кусочно-линзй-ных комплексов. Исходя из этого, для обоснования прогрессивной технологии следует использовать методы теории сложных систем и зистзмного анализа.

Технологию возделывания пропашной культуры можно расчленить естественным образом на подсистемы-комплексы, соответствующие ее реальному содержанию. Схематично она как сложная система изображена на рис. I, где буквами обозначены подсистемы, а цифрами - сигналы, связывающие комплексы между собой и системами более высокого порядка.

L4.lt

12

Г 7Г 7Г Л

I

А 4 Б 7 В 10 Г II д

3

Рис. I. Схема прогрессивной технологии возделывания

сельскохозяйственной культуры как сложной системы

А - осенний почвообрабатывашце-удобрительный комплекс ; Б - зимний естественный комплекс ; В - весенний почвообрабатывавще-защитный машинный комплекс ; Г - весенний естественный комплекс ; Д - почво-обрабатывающе-посевной машинный комплекс ; Е - вегетационный естественный комплекс ; X - вегетационный защитный машинный комплекс ; 3 -

вегетационный почвообрабатывавще-оросительный (или почвообрабатывав' щий) машинно-естественный комплекс ; И - уборочно-транспортно-обра-батываоаий машинный комплекс.

I - стерня после предшественника ; 2 - удобрение ; 3 - вода для вла гонакопительного полива ; 4 - осенняя зябь ; 5 - знакопеременные температуры воздуха; 6 - осадки ; 7 - уровень влажности почвы, поз воляющий вести полевые работы ; 8 - вода для смешивания с препарата ми ; 9 - гербициды и другие препараты ; 10 - взрыхленное весной поле ; II - температура прорастания семян ; 12 - семена ; 13 - засеян ное поле ; 14 - поле со всходами ; 15 - критический уровень вредоно

ности сорняков, болезней и вредителей ; 16 - нижний дсгпустимый пред влажности почвы ; 17 - верхний предел влажности почвы после полива 18 - "техническая спелость" урожая ; 19 - технологические материалы для уборки ; 20 - основная продукция ; 21 - побочная продукция ; 22 отходы ; 23 - отработанные технологические материалы.

Функционирование модели технологии в соответствии со схемой на рис. I представляется следующим образом. В момент появления на поле стерни предшествующей культуры включается в действие осенний почвообрабаты-вающе-удобрительный комплекс, который оставляет за собой вспаханное, выровненное и заправленное влагой и питательными веществами поле. При прохождении зимнего комплекса идут естественные процессы накопления влаги за счет осадков, разрушения крупных почвенных агрегатов и уплотнения почвы, минерализации в ней органического вещества и растительных остатков, другие природные процессы.

Весной, после достижения почвой состояния, позволявшего.работать машинам, вступает в действие весенний почвообрабатывающе-защитный комплекс. Происходит рыхление верхнего слоя почвы для предотвращения испарения влаги и уничтожение проростков сорняков механическим и химическим способами. В ходе весеннего естественного комплекса почва прогревается до температуры прорастания семян, которая служит сигналом начала работы почвообрабатываюше-посевного комплекса. От посева до уборки действует вегетационный естественный комплекс прорастания семян, роста и развития растений возделываемой культуры. Во время его функционирования в сигнальные моменты времени включаются, в действие машинные комплексы, направляющие рост и развитие растений к достижению целей прогрессивной технологии.

Вегетационный защитный комплекс включается по сигналу о достижении поражающим фактором "порога вредоносности" - массовых проростков сорняков, угрожающего развития болезней и вредителей. Вегетационный почвообрабатывающе-оросительный комплекс представляет собой чередование рыхлений и поливов, включающихся при достижении в почве определенного уровня влажности. При отсутствии полива сигнальными признаками служат влажность почвы после осадков и появление в междурядьях

массовых проростков сорняков. От последней механизированной обработки до начала уборки происходит естественный процесс развития растений и созревания урожая.

Сигналом начала действия уборочно-транспортно-обрабатывающего комплекса является достижение продуктивными элементами состояния "технической спелости", при котором можно получить продукцию требуемого качества. Продолжительность уборочных работ определяется из условия минимума потерь урожая. Сбор продуктивных элементов, их транспортировка и послеуборочная обработка выполняются как единый процесс Результаты действия этого комплекса оказывают решающее влияние на кс нечные результаты технологии и в то же время зависят от качества фу( кционирования всех предыдущих комплексов.

При составлении математической модели технологии в описании нуждаются не все комплексы, а только те, которые выполняются человеко! то есть машинные. Однако при исключении из рассмотрения естественны; комплексов технология как бы разрывается, перестает выглядеть непрерывным процессом. Чтобы этого избежать, вводится новая метрика врем> ни - в единицах сменного времени. При этом технология может рассмат риваться как единый непрерывный процесс последовательного функциони рования машинных комплексов.

В соответствии с представлением подсистемы прогрессивной техно логии как кусочно-линейного комплекса каждая из них начинает функци онировать в момент получения входного сигнала, существует в начальн состоянии весь период ее действия, а затем изменяет свое состояние скачкообразно, что означает конец работы данного комплекса и одновр менно начало действия следующего комплекса.

3 единицах сменного времени продолжительность существования пс системы-комплекса будет равна:

ого времени, сут ; Г1 с ~ коэффициент сменности работы техники в риод функционирования комплекса; ем - продолжительность смены единицах сменного времени, ч- (7 ч) ; ^~~ коэффициент использо-ния сменного времени по метеоусловиям.

Математическая модель системы должна связывать ее результирую-:й показатель с действующими на него факторами. Таким показателем ужит обычно программа производства или выполнения работ. Особен-сть растениеводства состоит в том, что предмет труда (почва, расте-:е в целом) в большинстве случаев, кроме уборки, не совпадает с объ-:том производства - урожаем, а объем выполняемых по технологии ра-т не имеет прямого соответствия с количеством получаемой продукции, этому выбор показателя, характеризующего программу производства, [зывает трудности. На наш взгляд, за результирующий показатель тех-1ЛОГИИ в растениеводстве целесообразно принять площадь поля, с кото-|й связаны и количество получаемой продукции, и объем механизирован-

Зажнейшими факторами, влияющими на выполнение программы произ-|дства технической системой, являются ее пропускная способность и 1емя функционирования. Пропускная способность технологии как систе-I зависит от пропускной способности ее подсистем, а время функцио-[рования - от агротехнических сроков проведения работ. Наш показать программы производства связан с названными факторами известным (отношением:

ix работ.

п = к ■т)

к I

(2)

где_ П - площадь поля,: га ; \л/к - пропускная способность К -го комплекса, га/ч ; ~ТК - время функционирования К -го комплекса в единицах сменного времени, ч. Здесь Тк вычисляется, исходя из агротехнического срока проведения работ, по уравнении (I).

Формулу (2) можно считать математической моделью технологии в общем виде. Развернутая форма этой модели зависит от количества входящим в технологию подсистем-комплексов, ¿ля технологии, схема которой изображена на рис. I, развернутая форма математической модели примет вид:

п = к .ТА = К4 . Те = 1л/в • Тв - ■ Тд = Й4 • тж = = иг ■ Т3 « ыи ■ Ти , сз:

где А, Б, 3, ... , И - порядковый индекс комплекса.

Соотношения (3) связывают комплексы в единую систему, зависиму! от показателя программы производства. При разработке и проектировании прогрессивной технологии соотношения (3) могут быть основой все) расчетов, так как с учетом местных условий, отраженных в агротехнических сроках проведения работ и других факторах, позволяют найти требуемую пропускную способность комплекса, а по ней - количество или требуемую производительность техники для выполнения работ, предусмотренных комплексом как подсистемой технологии.

Расчетные математические модели элементов технологии и технических средств для их реализации. Содержательное описание подсистем-комплексов прогрессивных технологий в растениеводстве показывает, что каждый комплекс сам представляет собой сложную систему, состоящую из разнородных частей, включая и естественные процессы. Поэтому комплекс можно описать с помощью соотношений вида (3). При этом возникает вопрос о пределах расчленения комплекса, то есть о виде его

¡нечных элементов, которые можно принять за неделимые. При возделы-шии сельскохозяйственных культур все работы выполняются тремя клас-ши технических средств: машинами и агрегатами, работающими пооди-зчно ; группами однотипных машин и агрегатов ; комплексными группа-л машин, агрегатов и оборудования.

Поэтому с целью упрощения математической модели комплекса мы эедлагаем считать его конечными элементами технологические операции, ыполняемые перечисленными классами технических средств. Это упрощает атематическую модель, но не упрощает информации о структуре комплек-а, так как с целью подбора технических средств для выполнения опе-

ации можно каждый такой элемент принять за техническую систему и асчленить на работы, выполняемые отдельными машинами, агрегатами

(или) установками. Исходя из этого, любой К -й комплекс прогрес-ивной технологии можно изобразить соотношениями:

? - К, ■ тк = и/К1- 4, = ... = ■ tlep , а)

де »А/^, - пропускная способность р -го конечного элемента К -го омплекса в единицу сменного времени, га/ч; кр - время функцио-ирования этого элемента в единицах сменного времени, ч.

Соотношения (4) есть математическая модель подсистемы-комплекса общем виде. Время функционирования конечных элементов комплекса юдсчитывает по уравнению (I). Пропускная способность любого конеч-юго элемента комплекса - это производительность выполняющих данную •ехнологическув операцию машин (агрегатов) или их групп. При пооди-ючной работе машины (агрегата) она равна:

У КО = Ч ■ ^ . (5)

\це - производительность поодиночно работающих машин (агрегатов), га/ч ; (лА. - производительность одной поодиночно работающей

машины (агрегата) в единицу сменного времени, га/ч ; N^ - количе ство аоодижчно работающих кашиц (агрегатов), используемых одновременно.

Общая производительность группы однотипных машин (агрегатов), как показала практика, обычно больше суммы выработки их при поодино ной работе за счет улучшения технического обслуживания, облегчения управления, лучших бытовых условий механизаторов и т.д. С учетом это го пропускная способность однородной группы машин составляет:

где Укг - производительность группы однотипных машин (агрегатов), га/ч ; р - коэффициент изменения производительности при работе машины в группе.

Пропускная способность комплексной группы машин зависит не тол ко от производительности каждого ее элемента, но и от взаимодействк их между собой. Наиболее подходящей моделью для описания работы таких групп мы считаем систему массового обслуживания. Поиск такой мс дели привел нас к системе с ожиданием, в которой заявка, застав все каналы обслуживания занятыми, становится в очередь и ждет высвобождения одного из каналов обслуживания, для соответствия этой идеальной модели реальным объектам необходимо за источник заявок принять лимитирующее звено комплексной группы - те машины, от которых завис пропускная способность всей группы. Обычно это транспортные средст!

В единицах программы производства пропускная способность комплексной группы как системы массового осблуживания равна:

\л/Кс = 1'Л-Я , (г,

где пропускная способность комплексной группы, га/ч ; Л

среднее количество заявок, поступающих в единицу времени, 1/ч ;

Л - коэффициент пересчета заявки в единицы программы производст-а, га ; - относительная пропускная способность системы.

Наибольшая пропускная способность системы массового обслужива-ия с ожиданием С ^ » I) наблюдается при условии:

< П, (8)

де среднее время обслуживания одной заявки, ч; П коли-

ество каналов обслуживания.

Математическая модель комплекса СО, уравнения (I), (5), (7) и оловие (8) могут быть использованы для подбора качественного и рас-ета количественного состава ТКМ, необходимого для реализации прог-ессивной технологии. Подбор качественного состава производится на снове расчета пропускной способности элемента комплекса:

п

™ КР = Т~ ■ С9)

^ кр

Расчет количества машин при их работе поодиночно или в составе днородных групп ведется по уравнениям:

п п

= 1 у 7- или --7-, -1 ' (10)

К ■ Г^ р ■ К 'I кР

Расчет количества техники для комплексной группы производится, сходя из ее качественного состава. К примеру, при внесении минераль-ых удобрений по прямоточной технологии "транспорт - разбрасыватель" оток заявок создают транспортные средства (например, автосамосвалы АЗ-САЗ-3508), а разбрасывателями минеральных удобрений (каналами бслуживания) служат машины МВ/-5. С использованием математической одели (4), формулы (7) и условия (8) получаем:

^ У^р • Ну -I ц

где - количество транспортных средств ; Н у - норма внесения удобрений, т/га ; ^ ц - время оборота одного транспортного средс! ва (время цикла), ч; 0.т - грузовместимость транспортного средс! ва, т; Nр - количество разбрасывателелей ; ^^ - производит^ ность разбрасывателя, га/ч.

В формулах (II) сначала производится расчет лимитирующего звен количества транспортных средств, а затем по условию (8) - количеств каналов обслуживания - разбрасывателей. При количестве звеньев боль ше двух группу следует расчленить на двухзвенные подгруппы и вести расчет по технологической цепочке для каждой подгруппы (к примеру, уборочно-транспортная, транспортно-обрабатываюиая, обрабатывающе-гранспортная).

3. Обоснование агротехнологических показателей

Одной из характерных особенностей сложной системы является то, что управление ее функционированием, влияющее на конечный результат производится изменением ее параметров. Для технологии возделывания культуры такими параметрами являются агротехнологические показатели Как известно, для получения запланированного результата технологии продуктивности возделываемой культуры необходимо обеспечить не тол^ ко требуемый уровень факторов жизни растений этой культуры, но и их оптимальное сочетание. Для решения этой проблемы нами применен системный подход, заключающийся в том, что вначале исходят из целей те

галогии - ее конечного результата, а затем находят агротехнологиче-кие показатели, необходимые для достижения этого результата, опре-1еляя тем самым и уровни факторов, и их рациональное соотношение.

При разработке вопросов интенсификации растениеводства усилился [нтерес к основам науки и, в частности, к законам научного земледе-:ия. Научная разработка проблемы была начата Ю. Либихом, сформулиро-1авшим в 1840 году закон возврата, а затем - важнейший закон миниму-1а иЛи ограничивающего фактора. Дальнейшее развитие этого фундаментального направления сельскохозяйственной науки связано с именами '. Сакса, Э.А. Митчерлиха, акад. К.А. Тимирязева, акад. З.Р. Вильям-;а, С.Д. Лысогорова и других. Исходя из современного представления

научных принципах и законах науки, нами выделены следующие принципы [ законы, на применении которых основано современное растениеводство: [ринцип жизнедеятельности зеленых растений ; принцип возрастания пло-юродия почвы ; принцип равнозначимости и незаменимости факторов жи-ни растений ; принцип возврата ; принцип плодосмена ; закон минимума ограничивающего фактора) ; закон оптимума (совокупного действия фак-'оров).

Перечисленные здесь основные принципы и законы научного земледе-;ия могут служить теоретической основой расчета основных показателей [рогрессивных технологий. В частности, принцип жизнедеятельности зе~ :еных растений требует присутствия на поле определенного количества ^егетируюиих растений, обеспечивающих продуктивную работу "зеленой абрики", производящей урожай. Принцип плодосмена ориентирует в выборе лучшей предшествующей культуры, что обеспечит достижение запла-[ированной урожайности с меньшими затратами ресурсов. Принципы воз-рата и возрастания плодородия почвы помогают в выборе норм внесения добрений, учитывающих как историю поля, так и потребности возделы-

ваемой культуры. Законы минимума и оптимума служат теоретической ос новой выбора урожайности по обеспеченности культуры факторами жизм растений, а также основой проектирования технологии, гарантирующей достижение этой урожайности о наименьшими необходимыми затратами рс курсов.

Рациональная схема размещения растений на поле. Для получения запланированной урожайности необходимо создать на поле насаждение культуры с листовой поверхностью, распределенной по площади поля так, чтобы в наибольшей степени усваивать солнечную энергию для фотосинтеза. Это достигается рациональной схемой расположения растен! на поле, которая должна удовлетворять двум основным требованиям: обеспечивать получение наибольшего количества продукции' с единицы площади поля ; создавать благоприятные условия для работы техники. Выбор рациональной схемы размещения растений, по мнению акад. В.И. Эдельштейна, является наиболее эффективным средством повышенш Урожайности культуры, достигающего 30...40%, что на порядок выше, чем за счет применения любого агротехнологического приема.

Наиболее рациональной схемой размещения растений акад. З.И. Эдельштейн считал многострочную (ленточную) как компромисс ме; ду необходимостью их загущения с целью повышения урожайности и требованием создать условия для работы машин. Многострочная схема росс ва представляет собой чередование нескольких рядков растений с узк! ми междурядьями и широкого междурядья для прохода машин. Расстоянш между многострочными лентами могут быть одинаковыми и неодинаковым! как в случае работы машин по постоянной технологической колее.

Многострочную схему посева можно обозначить формулами: при неодинаковых расстояниях между многострочными лентами

[В + Ь-(п.1-1) н- В - X ,

при одинаковых расстояниях между многострочными лентами

[В + В■ (Пр -1)] ■ Л , (12)

где В - размер широкого междурядья для прохода колес (гусениц) машин, м; б размер узкого междурядья, м; П ^ и - количество рядов растений в узкой (внутри колеи) и широкой многострочных лентах ; Н,^ - количество рйдов растений в многострочной ленте при одинаковых расстояниях между лентами ; X - расстояние между растениями (гнездами) в рядках, м.

Густоту насаждений, исходя из формул <ч12), можно рассчитать по уравнению:

10 /у Ю(п, + Г1г)

а*в{пр-1)1 х - >* = [2 В иЭ)

где Гр - густота насаждений, 103/га.

К каждому элементу схемы размещения растений предъявляются определенные агротехнологические и технические требования. Размер широкого междурядья должен учитывать ширину следа колеса (гусеницы) машины и ширину защитной зоны для исключения повреждения растений. Размер узкого междурядья в сторону его уменьшения ограничивается размерами рабочих органов для ухода за посевами либо величиной ~~-Х (при размещении растений в шахматном порядке или близком к нему). Так как схема посева обычно фиксирована и не может меняться произвольно, то оптимальная площадь питания достигается изменением расстояний между растениями в рядках. Схема размещения растений должна быть согласована с колеей машин. Если колея регулируется, то ее требуемую величину можно определить по формуле:

Кт = е>-5-(пр-1) или Кт = в + -у),

где Кт - ширина колеи, м.

Если колея не регулируется, то определяют количество рядов в многострочной ленте:

• Кт - в

пр или пл =—2— (15)

При сравнении различных схем размедения растений оптимальной следует считать ту, которая характеризуется наибольшей густотой насаждений при оптимальном расстоянии между растениями в рядках.

Возможная урожайность культуры. На урожайность культуры влияет множество факторов, которые Э.й. Митчерлих разделил на две группы: внутренние и внешние. К внутренним он отнес индивидуальные особенности возделываемых растений, их вид, сорт, чистосортность и другие, которые для повышения урожайности культуры можно улучшить путем сел< ционно-семеноводческой работы. Внешними факторами являются солнечны! свет, тепло, вода, химические элементы из почвы и из воздуха, опред ленные свойства почвы и другие, наиболее благоприятное сочетание которых позволяет достичь верхнего предела урожайности, ограниченного внутренними факторами.

3 большинстве зон земледелия России солнечного слета и тепла д статочно для получения самой высокой урожайности. Поэтому наиболее существенными факторами, ограничивающими урожайность сельскохозяйст венных культур, являются (по степени важности): наличие на поле оптимального количества рационально размещенных растений возделываемо культуры ; водообеспеченность поля ; наличие в почве питательных ЭJ ментов в рациональном соотношении ; физические свойства почвы ; урс вень засоренности поля сорными растениями ; уровень зараженности п< вы болезнями и вредителями возделываемой культуры ; и т.д. Наш выв<

ормулы урожайности основан на применении закона минимума, то есть оследовательном учете ограничивающих факторов по степени их важно-ти. Общая формула урожайности, предложенная акад. В.И. Эдельштей-ом, имеет вид:

Уп=У'ГР> (16)

де Уп - урожайность культуры, т/га ; У - продуктивность единич-ого растения, кг ; Гр - густота насаждений, 103/га.

Густота насаждений определяется по формуле (13), а продуктив-ость единичного растения зависит от густоты насаждений и внешних акторов. Из практики известно, что существует оптимальное соотноше-ие густоты насаждений и продуктивности растения, при котором урожай-ость наибольшая, для зависимостей такого вида акад. В.П. Горячкин ;редложил универсальную формулу, которая в наших обозначениях имеет 'ид:

/у-с/х)- с(х

У = А ■ е*1

(17)

'де А - предельная продуктивность единичного растения, кг ; X1 и X2 - реальные пределы расстояний между растениями в рядках, м; € - основание натурального логарифма.

Вид функции (17) зависит от выражения ^У^У • с1х . Исходя 13 положений, высказанных акад. З.П. Горячкиным о том, что продуктив-

юсть растения определяется его объемом, а питание, задаваемое рассто-шием между растениями в рядках, происходит через поверхность растеря, то есть пропорционально его площади, получим:

йя ео

где В9 - коэффициент, характеризующий интенсивность изменения при изменении X , При я 0 и а имеем:

- Ва-х

У = А ■ е . (19:

Густоту насаждений из уравнений (13) можно представить как Го~Вр/} Тогда по формуле (16) получаем:

У=Вп-А-х е его

añ-

il п

Функция (20) имеет максимум при / - Ва , то есть = Х Тогда ^ у

Л , -у опт

е . (21

Адекватность формулы (21) фактическим данным зависит от достов ности зависимости (18), которая нуждается в экспериментальной прове ке. На рис. 2 приведены данные, полученные путем обобщения исследов ний по густоте насаждений томатов, в том числе и наших исследований а на рис. 3 - наши данные. Здесь же нанесена зависимость по формуле (18). Как видно, теоретические кривые хорошо согласуются с опытнымь данными.

/равнение (21) является формулой урожайности сельскохозяйстве! ных культур в зависимости от схемы размещения растений на поле. Не! вестной величиной здесь является предельная продуктивность единичж растения, которая зависит от совокупности внешних факторов жизни р; тений, и прежде всего - от водообеспеченности поля и растений. Сел: скохозяйственные зоны по водообеспеченности можно разделить на три класса: избыточного и достаточного увлажнения ; неустойчивого увла;

ау

4-

44- +

- + \

юо

о

50

X. см

Рис. 2. Относительный прирост продуктивности томатов в

зависимости от расстояний между растениями в рядках

Рис. 3. Относительный прирост продуктивности озимой пшеницы в зависимости от расстояний между растениями в рядках

нения ; недостаточного увлажнения.

При достаточном и непрерывном обеспечении растений возделываемо! культуры почвенной влагой продуктивность растения зависит от пропускной способности капиллярной системы почвы при движении влаги вверх. 1 зоне неустойчивого увлажнения при отсутствии орошения продуктивность растений определяется расходованием ими влаги из почвенных запасов, I чем можно судить по транспирации. В зоне недостаточного увлажнения, где необходимо орошение, следует исходить из периодичности поливов, применяемой на практике для получения устойчивых урожаев.

Формула ^21) при Х-^ рпт позволяет заранее подсчитать возмож ную урожайность культуры, исходя из условий каждого поля и особенностей возделываемых на нем растений. Вычисленное значение урожайности может служить основой для расчета агротехнологических показателей, обеспечивающих ее достижение. Выражения (18)...(21) получены, исходя из условия, что хозяйство полностью обеспечено ресурсами, необходимы ми для возделывания сельскохозяйственных культур. При дефиците ресур сов для выбора значений возможной урожайности необходимо привлекать экономические соображения.

порма высева семян. Реализация на поле выбранной рациональной схемы размещения растений обеспечивается расстановкой сонников сеялки в соответствии со схемой посева и регулировкой нормы высева семяь рассчитанной так, чтобы ко времени начала уборки на поле осталось ог тимальное количество растений, подсчитанное по одной из формул (13), Исходя из необходимости получить на поле к началу уборки это количество растений, норма высева семян должна быть равна:

-3

Ц -___10_[р^Аа__(22

где Н& - норма высева семян, кг/га ; Г^ - расчетная густота насаждений перед уборкой, 103/га ; & с - масса 1000 семян, г ; С^ -чистота семенного материала, в долях единицы ; Л 8 - лабораторная всхожесть семян, в долях единицы; Дс - количество нераздробленных после высева семян, в долях единицы ; 3^ - заполняемость ячеек высевающих аппаратов, в долях единицы ; П% - полевая всхожесть семян, в долях от количества высеянных всхожих семян; ^ & _ выживание растений после боронования до и после появления всходов, в долях единицы; К ^ - выживание растений после культивация и других междурядных обработок, в долях единицы ; &- выживание растений при действии вредителей и болезней, в долях единицы.

Формула^(22) легко трансформируется для расчета нормы высева семян по их количеству на I га и на I м длины рядка. Она позволяет подсчитать норму высева семян в зависимости от их посевных качеств, качества работы применяемой сеялки, принятой технологии ухода за посевами и степени зараженности поля болезнями и вредителями в расчете на получение без прореживания избранной оптимальной густоты растений перед уборкой.

Норма внесения удобрений на основе баланса питательных веществ. При наличии на поле оптимального количества рационально расположенных растений и достаточной его влагообеспеченности достижение запланированной урожайности зависит от правильного выбора способа применения удобрений и назначения нормы их внесения в расчете на эту урожайность. Как недостаток, так и избыток питательных всществ в почве снижает урожайность, поэтому для получения запланированной урожайности при экономии ресурсов необходим точный расчет норм внесения удобрений. 3 соответствии с принципом возврата под возделываемую культ/ру необходимо внести столько питательных веществ, сколько их будет вынесено с

урожаем, а по закону минимума - столько, сколько необходимо для запл! нированной урожайности. При этом необходимо учесть, что часть удобре ний будет поглощена почвенным комплексом, а часть питательных вещест потеряна путем испарения и в результате влагопереноса.

Наиболее точным методом расчета норм внесения удобрений являете балансовый с учетом поступления и расхода питательных веществ в сист ме "почва-растение". В приходной части баланса учитывают поступление питательного вещества с удобрениями, растительными остатками предшественника, осадками, наличие его в почве, поступление с поливной водой. Часть азота накапливается в почве из воздуха микроорганизмами-азотфиксаторами. Расходную часть баланса составляют вынос питательных веществ растениями возделываемой культуры, превращение их в неус вояемые растениями формы, переход в газообразное состояние, перемеше ние из корнеобитаемого слоя при влагопереносе и т.д. С учетом изложенных соображений формулу нормы внесения удобрений можно записать £ виде:

, -г .1

'^акап.еп-спкп~ю Н&Сс~Ю УРСР-6Р), -их

где - норма внесения удобрений по д.в., кг/га ; ^у - коэффициент использования удобрений, в долях единицы; Уп - запланированная урожайность культуры, т/га ; С у , С& , С0 , Сп , Сс и Ср - содержание питательного вещества по д.в. соответственно: в биологическом урожае, поливной воде, осадках, валовое содержание почве, семенах и растительных остатках, % ; ^р - содержание продуктивной части растения в биологическом урожае, в долях единицы ;

Кг - показатель, учитывающий вымывание питательного вещества при лизком залегании грунтовых вод, в долях единицы ; ^пп - полная росительная норма с учетом взагозарядкового полива, м3/га ; Ос -■одовое количество осадков, мм; ^Р - поступление к корням расте-ий питательного вещества за счет фиксации его из воздуха, кг/га ; &к - толщина слоя почвы, из которого растение извлекает основную асть питательных веществ, м ; ' @ п - плотность почвы в расчетном лое, т/м3 (г/см3) ; £п - количество питательного вещества из починных запасов, усвоение которого возделываемой культурой возможно а период вегетации, в % от валового содержания его в почве ; К п _ оэффициент использования питательного вещества из почвы, в долях единицы ; Мв - норма высева семян, кг/га; Ур - количество расти-'ельных остатков предшествующей культуры, т/га ; &р - выделение пи-ательного вещества при разложении растительных остатков за период до борки возделываемой культуры, в % от валового содержания.

Расчет по формуле (¿3) дает более точные результаты, чем округ-енные рекомендации научных учреждений, так как опыты, из которых поучены эти рекомендации, ставятся при уровнях внесения питательных еществ, отличающихся не менее чем на ¿0 кг/га д.в., что в физической ассе дает значительные величины, существенные для хозяйства..

Оросительная норма вегетационных поливов. Наилучший водный режим ля большинства полевых культ/р наблюдается в диапазоне влажности поч-ы от наименьшей влагоемкости до влажности разрыва капиллярных свя-ей, которая и принимается за предполивную влажность почвы. Поливами влажняется слой почвы, в котором находится основная часть корневой истемы возделываемой культуры. Если нет возможности постоянно под-ерживать влажность почвы выше уровня разрыва капиллярных связей, то оливы стремятся приурочить к тем фазам роста и развития растений -

критическим фазам, когда происходит их быстрый рост или формирование продуктивных элементов. Поливная норма (норма одного полива) подсчить вается по известной формуле А.Н. Костякова.

Расчет оросительной нормы ведется балансовым методом. Мы предлагаем составлять водный баланс поля за весь период действия технологи! от завершения уборки предшественника до уборки возделываемой культур1 Зто позволит учесть все его составляющие и облегчит расчеты, так как запасы воды в почве в начале и конце предложенного периода практически исчерпываются. С учетом этого предлагается расширенная и уточне! ная формула расчета оросительной нормы вегетационных поливов:

+ Ю«и-Ос + 6Г], (24)

где ^&п - ор:с::тельш=я норма, м3/га ; ^ дв ~ коэффициент испарения воли из почвы а период от уборки предшественника до появления всходо возделываемой культуры; ^^ - сумма положительных температур возд ха за тог ае период, °С ; <Э р - среднесуточная транспирация воды о ним растением в средних местных условиях, м3/сут ; ТЁ - продолжительность вегетации культуры, сут ; Г'р - густота насаждений, 1/га 2 Ь & - сумма среднесуточных температур воздуха в период вегетации, °С ; - то же среднемноголетнее, ; И п - коэффициент испар

ния воды с поверхности почвы в период вегетации растений ; - ь

именьшая влагоемкость почвы, в долях единицы ; Ь/г и й/пп - влажность гигроскопичности и предполивная влажность почвы, в долях едим цы ; плотность (объемная масса) сухой почвы в расчетном слое

Ум3 ; с/ и ^§ - глубина слоя почвы, увлажняемого при влагона-эпительном и вегетационном поливах, м; Ки - коэффициент исподьзо-

1ния осадков ; Ос - годовое количество осадков, мм ; &г - коли-зство воды, поступавшей в корнеобитаемый слой почвы при близком за-эгании грунтовых вод, м3/га.

Вследствие введения оплаты за воду для орошения точный расчет росительной и поливной норм позволяет снизить затраты в сравнении с рактикуемым нормированием поливов в округленных числах.

Оптимальные сроки начала и продолжительность уборки урожая, /бора урожая - завершавшая операция прогрессивной технологии, от правиль-ого проведения которой зависит количество получаемой продукции. Ос-овной показатель уборки - потери урожая. Зажным моментом организации борочных работ является выбор рационального способа уборки, который олжен обеспечить сбор урожая в наиболее короткий срок с наименьшими отерями. Однако потери урожая зависят не только от способа уборки, о и от правильного назначения момента начала и оптимальной продолжи-ельности уборки. По мере созрезания продуктивной части растений на оле наступает момент относительного равновесия, когда количество родукции, созревавшей ежедневно, примерно равно ее потерям от пере-ревания. В дальнейшем, при созревании большей части продукции, поте-и резко возрастают. Если начать уборку в день, когда наступает отно-ительное равновесие созревания и потерь, и продолжать ее не дольше :ериода равновесия, потери урожая по естественным причинам будут на-:меньшими.

Момент начала уборки можно определить по количеству продуктивна элементов, созревших к началу периода равновесия. Исходя из высланных соображений, уровень созревания продуктивных элементов, при ютором следует начинать уборку, можно найти по уравнению:

С25)

с ,

где Уз - уровень зрелости продуктивных элементов - сигнальный признак начала уборки, % ; /4. п - среднее количество созревающих ежедне: но продуктивных элементов, % ; £ с - средний срок от момента созре вания продуктивного элемента до момента потерь (осыпания, загнивания И Т.Д.). С/Т. ,

Оптимальная продолжительность уборочных работ из условия минимальных потерь равна:

т - ^ г

где Ту _ оптимальная продолжительность уборки, сут.

Использование уравнений (25) и (26) позволяет избежать излишних потерь по естественным причинам - вследствие недозревания или перезревания части продукции. Для культур, которые до наступления осенней непогоды не успевают достичь полной физиологической зрелости (сахарная свекла и др.) и продолжают накапливать хозяйственно ценну! часть урожая до наступления устойчивых осенних заморозков, необходимо выработать рациональную стратегию уборки, которая, с одной -стороны, позволила бы накопить урожай, но, с другой стороны, исключить риск уборки в неблагоприятных условиях.

4. Методика создания ресурсосберегающих технологий в растениеводстве

В соответствии с разделом I ресурсосберегающая технология - эт прогрессивная технология возделывания сельскохозяйственной культурь

рименение которой позволяет получить положительный эффект в виде омплексной экономии всех расходуемых ресурсов без снижения продук-ивности культуры. Поскольку экономию ресурсов можно оценить лишь в равнении, должна быть принята технология-аналог. Поэтому ресурсосбе-егающую технологию можно определить как технологию, в результате при-енения которой сумма затрат ресурсов на единицу произведенной про-укции в сравнении с технологией-аналогом сокращается до необходимо-о минимума. В соответствии с этим при совершенствовании существующих создании новых ресурсосберегающих технологий могут быть поставлены решены следующие задачи:

Прямая задача. Сократить затраты ресурсов на единицу площади поя при той же продуктивности культуры.

Обратная задача. При тех же затратах ресурсов на единицу площади оля повысить продуктивность культуры.

Комбинированная задача. При меньших затратах ресурсов на едини-у площади поля повысить продуктивность культуры.

Экономическая ситуация в сельском хозяйстве России на ближайшую ерспективу диктует необходимость решать в первую очередь прямую зада-у. В решении обратной задачи нуждаются те хозяйства, у которых име-

тся запасы технологических материалов и нужно только рационально х использовать для производства наибольшего количества продукции, ешение комбинированной задачи относится к области наукоемких (высо-их) технологий и требует введение принципиально новых элементов.

Методы анализа технологии возделывания сельскохозяйственной ультуры по затратам ресурсов. При возделывании озимой пшеницы, куку-узы на зерно, томатов, репчатого лука, сахарной свеклы и других ку-ьтур применяются следующие ресурсы: горюче-смазочные материалы (ГСМ), г ; семена, кг ; удобрения, кг д.в. или т ; гербициды, кг или л ;

химические препараты против вредителей и болезней, кг или л ; вода для смешивания с препаратами, л; вода для орошения, м34 электроэш гия, кВт'ч ; тепловая энергия, ккал ; специальные материалы (препарг для протравливания семян, стимулирования их прорастания, иммунофит] ростовые вещества, ретарданты и др.), кг или л. Их количество изме] ется в различных единицах, что не позволяет определить сумму затра' ресурсов по периоду сельскохозяйственных работ или по технологии в целом. Судить же о суммарных затратах ресурсов по расходу каждого них невозможно, особенно при сравнении технологий различных классо] отличающихся по многим элементам.

Для определения суммарных затрат ресурсов ранее использовался денежный показатель, но сейчас он стал непригоден, так как цены на отдельные, ресурсы в России изменяются слишком часто и незакономерн' Поэтому необходим другой показатель, не зависящий от произвольного изменения цен, налогов, таможенных сборов и т.д. Таким показателем на наш взгляд, может быть энергетический. Действительно, наибольша. часть затрат в растениеводстве приходится на энергоносители и прод ты промышленного производства, цены на которые также определяются основном стоимостью энергоносителей и энергии. За энергетический п казатель затрат ресурсов наиболее целесообразно принять энергетиче ский эквивалент, равный сумме прямых и косвенных затрат энергии, о несенных к единице потребляемых предметов и средств труда. Справоч ные материалы об этом показателе имеются в литературе, посвященной энергетической оценке сельскохозяйственных технологий и технологич ских процессов.

Обычно при экономических расчетах затраты ресурсов относят не только к I га, но и к другим единицам объема работ (т, м3, км и др Поэтому методика расчета в единицах эквивалентного показателя долж

включать пересчет расхода ресурсов на I га с помощью технологических норм и нормативов - нормы высева семян, норм внесения удобрений и др. В общем виде затраты (расход) того или иного ресурса можно рассчитать по формуле:

Рр = Утех ■ Эр , (27)

где Рр - затраты (расход) ресурса, МДж/га ; Нр - норма расхода ресурса на единицу объема работы ; Тех - технологический норматив объема работы на I га ; Эр - энергетический эквивалент в МДж на единицу затрат ресурса.

К примеру, затраты семенного материала равны:

где Рс - затраты семенного материала, МДж/га; №^ - норма высева семян, кг/га ; Эс - энергетический эквивалент семенного материала, МДж/кг.

Затраты электрической энергии можно подсчитать по уравнению:

Рэ, = «эп ■ -Зм ,

где Р5л - затраты электроэнергии, ЛДж/га ; НЭ/1 - норма расхода электроэнергии на обработку массы материала, кЗт-ч/т ; г!^ - технологический норматив массы обрабатываемого материала, т/га ; Э -энергетический эквивалент электроэнергии, ;4Дж/кЗт«ч.

Рассчитав для каждой технологической операции по формуле (27) затраты ресурсов в единицах энергетического показателя и просуммировав их, можно приступить к решению задачи снижения затрат всех ресурсов в целом и каждого в отдельности. Однако прямой анализ технологии мало что может дать, так как каждая технологическая операция кажется необходимой, а затраты на ее проаедение - достаточно обоснованными.

Здесь нужны более глубокие научные методы поиска резервов экономии затрат ресурсов, в частности, системный анализ. Судя по опубликованным описаниям прогрессивных технологий в растениеводстве, их составные части (подсистемы) выделяются по двум главным признакам - функциональному и структурному. При описании технологии обычно используютс; оба эти признака.

Один из сравнительно новых углубленных методов анализа сложных систем - функционально-стоимостный анализ (£СА), цели которого совпа-тают с целями ресурсосберегающих технологий. ФСА - это метод исследования функций объекта, направленный на минимализацию затрат в стадии его проектирования, производства и эксплуатации при сохранении качества и полезности объекта. Методы ¿О эффективны благодаря тому, что анализируются в первую очередь назначение, сущность объекта, что позволяет исключить ненужные функции, а вместе с ними - их материальные носители, машины и оборудование. Объект £СА рассматривается как комплекс функций, отражающих его поведение. Каждая функция подвергается анализу путем сопоставления ее важности, степени выполнения с затратами на ее реализацию.

Замена объектов их функциями позволяет абстрагироваться от конкретного исполнения функции и рассмотреть альтернативные варианты. Особенности наззго подхода к применению ¿СА для анализа технологий в растениеводстве является применение для оценки величины затрат энергетического показателя затрат ресурсов и приложение его к технологии ее подсистемам и конечным элементам.

■гСА технологии с целью сокращения затрат ресурсов начинается с расчленения ее на функциональные и структурные подсистемы. Функциональные подсистемы составляют способ возделывания культуры (см. раздел I), каждая из них имеет отношение ко всей технологии и характери-

reт ее в целом. Поэтому затраты ресурсов на функциональную подсисте-f позволяют оценить ресурсозатратность одной из главных функций тех-элогии. Деление технологии по структурному признаку ведется на под-истемы - комплексы (см. раздел 2), состоящие из групп взаимосвязан-ах технологических операций. В этом случае можно оценить расход рейсов последовательно во времени, по периодам сельскохозяйственных 1бот.

Каждая подсистема и каждая из составляющих ее технологических пераций заменяются функциями, которые они выполняют, например: "вы-евает семена", "рыхлит почву", "разбрасывает удобрения" и т.д. При нализе функции ранжируются по трем классам: основные, вспомогатель-ые и ненужные. Выявление и исключение ненужных функций - сложная ворческая задача, требующая глубоких знаний в области технологий во-делывания сельскохозяйственных культур и растениеводства в целом, екомендуется следующая последовательность анализа и совершенствова-ия технологии возделывания культуры по затратам ресурсов: выбор тех-ологии - аналога, составление ее технологической карты и выявление актических затрат ресурсов на ее реализацию ; разделение технологии -налога на функциональные и структурные подсистемы, расчет затрат ре-урсов в единицах эквивалентного энергетического показателя и выявле-ие ресурсозатрагных подсистем ; замена ресурсозатратных подсистем их пункциями, оценка затрат ресурсов на выполнение этих функций, подбор i сравнение альтернативных вариантов выполнения функций с выбором на-(менне ресурсозатратных ; выявление на/более ресурсозатратных технологических операций, замена их функциями, ранжирование функций и иск-[ючение ненужных, оценка затрат ресурсов на выполнение каждой функции, юдбор и сравнение альтернативных вариантов выполнения функций с выбо-юм наименее ресурсозатратных ; составление с учетом найденных измене-

чг

ний технологической карты, которая и станет описанием ресурсосберегающей технологии, расчет затрат ресурсов на ее реализации и сравнение с технологией - аналогом.

Методы поиска и разработки ресурсосберегающих технологических операций. При анализе технологических операций наиболее важным является выявление ненужных функций. Такой функцией может быть первоначальная цель создания объекта, которая отпала вследствие научно-технич ского прогресса, изменения запросов потребителя или области применения, а также в результате выявления и устранения ошибок, допущенных при создании объекта. Ненужными могут отказаться также функции, исхо щие из шаблонного применения технологии без учета местных условий, привычных традиций, распространенного ошибочного субъективного мнени либо применения неточных Сили неверных) научных данных, догматически установок. Ненужная функция может быть исключена путем исключения ее материального носителя, если он выполняет только одну функцию, или путем изменения (замены) этого носителя, если он выполняет несколькс Функций. Кроме ненужных функций, выявляются слишком дорогие, недосте точно выполняемые либо выполняемые выше требуемого уровня. Цель ФСА определить, как иначе, лучше, эффективнее обеспечить выполнение фун1 ции, как обеспечить рациональное соотношение между степенью выполнения функции я затратами на ее реализацию.

Основным видом ресурсов, расходуемых на выполнение технологических операций, являются ГСМ. Сокращение затрат ГСМ возможно за счет агротехнологических, эксплуатационных и технических приемов и средс Агротехнологические приемы - проведение работ в наиболее благоприят ные сроки, обработка почвы после осадков или полива, предуборочное рыхление и другие позволяют существенно снизить тяговое сопротивление машин и за счет этого сократить расход ГСМ. При использовании а

ютехнологических факторов необходимо сопоставить затраты на проведете подготовительных операций с сокращением затрат на основную опера-шю. К эксплуатационным приемам относится выбор оптимального состава «ашинно-тракторных агрегатов. При составлении агрегата необходимо стремиться к полной загрузке двигателя. Запас мощности двигателя должен оставаться только на преодоление возможных временных перегрузок. Методы составления рациональных'машинно-тракторных агрегатов основаны ^а равенстве:

3 = • Са ■ ТУ ^ Мг ■ , (28)

.-де - рабочая ширина захвата машины (орудия), м ; Са - рабочая скорость агрегата, м/с ; Ту - удельное тяговое сопротивление яашины (орудия), кН/м ; Мт - тяговая мощность трактора, кВт ; ^ -коэффициент запаса мощности на преодоление зременных перегрузок.

/равнение (28) позволяет подобрать ширину захвата и рабочую скорость агрегата так, чтобы рационально загрузить двигатель трактора, что обеспечит наименьший расход топлива на единицу площади поля.

К техническим приемам и средствам сокращения расхода ресурсов относятся: замена машины (орудия) на другую, которая при той же ширине захвата и сохранении качества работы имеет меньшее тяговое сопротивление ; замена нескольких машинных агрегатов на комбинированный агрегат или комбинированную машину, которые за отведенный технологией срок способны проделать ту же работу с таким же или лучшим качеством при экономии ГСМ ; изменение регулировок и режимов работ машины (орудия), замена рабочих органов, обеспечивающие снижение тягового сопротивления ; замена трактора на другой такого же тягового класса, но более экономичный по расходу топлива.

Альтернативные варианты технологических операций сравнивают по

затратам ресурсов, выбирая вариант с наименьшими затратами.

Приемы сокращения затрат труда без увеличения расхода ресурсов. При возделывании томатов, репчатого лука, сахарной свеклы все еще используется ручной труд, в связи с чем общая трудоемкость производства этих культур доходит до 200-250 ч/га, а иногда и более. В основном ручной труд затрачивается на формирование густоты насаждений, прополку сорняков и уборку урожая. В ресурсосберегающих технологиях прямые методы сокращения затрат ручного труда путем замены его машинным не подходят, так как возрастают затраты ресурсов, главным образом ГСМ. Здесь необходим поиск приемов и средств, связанных с изменением внутреннего содержания технологии.

К подобным приемам сокращения затрат труда без увеличения расхода ресурсов относятся: высев семян в расчете на получение заданной густоты насаждений без ручной прорывки всходов ; применение более эффективных гербицидов и дробной (многократной) технологии их внесения замена применяемых машин более производительными с сохранением или сокращением затрат ресурсов на единицу площади поля ; применение комбинированных агрегатов и машин, позволяющих за один проход агрегата выполнить несколько технологических операций ; организация комплексных групп машин рационального состава, выполняющих сложную технологическую операцию, что позволяет повысить пропускную способность Группы ; составление машинно-тракторных агрегатов рационального состава, обеспеч;;васаих максимальную производительность ; рациональная организация полевых работ, обеспечивающая высокую производительность меньшим количеством работников.

5. Оптимизация прогрессивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур

Оптимизация технологии в целом. Для решения задач оптимизации сложных систем разработано множество приемов - методов оптимальных решений. Большинство из них оперирует с показателями систем, названными показателями эффективности. В общем случае процесс оптимизации представляет собой решение двух экстремальных задач, итогом одной из которых является величина ожидаемого результата функционирования системы, а итогом другой - величина ожидаемых затрат. Проще задача оптимизации решается для замкнутых систем, внутри которых выполняются законы сохранения. Технологии в растениеводстве - незамкнутые системы, обменивающиеся реществом, энергией и информацией с другими системами и с окружающей средой, поэтому для них трудно построить единственный показатель эффективности, способный учесть все их внешни? и внутренние свойства и отношения, и нужен комплекс показателей.

Процесс оптимизации сложных систем осуществляется с помощью критериев оптимальности - значений показателей эффективности, при сравнении с которыми фактических значений можно судить, достигает ли систе- ' ма в результате функционирования поставленные перед ней цели. Соотношение между показателем эффективности системы и критерием ее оптимальности носит название целевой функции. Показателями эффективности интенсивной технологии в соответствии с еэ определением могут служить

урожайность и приведенные затраты на единицу произведенной продукции. Систему целевых функций в этом случае можно представить в виде:

Ю У-Гр-Уг.Тсп.С

СП

тах,

где У - продуктивность единичного растения, кг ; ^р - густота насаждений, 1/га ; У % - уровень зрелости продуктивных элементов растений ко моменту начала уборки, в долях единицы ; Тсп - товарность спелых продуктивных элементов на начало уборки, в долях единицы ; С сп - сохранность спелых товарных продуктивных элементов в ре зультате уборки (с учетом невозвратимых потерь, повреждения и порчи в процессе уборки), в долях единицы ; С^ - прямые производствен^ издержки на / -той технологической операции, руб/т Сруб/га) ; ^н нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0,15) ;

К ■ - удельные капитальные вложения на I- -той технологической операции, руб/т (руб/га) ; 3 пл - запланированный уровень приведенных затрат, руб/т (руб/га).

Показателями эффективности индустриальной технологии могут быт кроме урожайности и приведенных затрат, также затраты труда в целом по технологии и затраты ручного труда. Исходя из этого, система цел вых функций индустриальной технологии будет иметь вид:

V —пгах,

¿Г (С1 — /тшх,

1=1

5Г -:

14 >а/ы

тт.

Н

* , р </

( < Гп или -I---^ГПСП, (3(

' ^ Щ ' I у

где -г - - количество обслуживавшего персонала в агрегате (машине) или пслезых рабочих в группе (звене); Й/^. - производительность

чНорма выработки) агрегата (машины) или группы полевых рабочих в здиницу сменного времени, га/ч; /7,' - объем работ с применением ручного труда в ^ -й "пиковый" период, га ; IV^ - производительность (норма выработки) полевого рабочего в этот период в единицу змеиного времени, га/ч; - продолжительность этого'периода в

здиницах сменного времени, ч ; Рп - среднегодовое количество полевых рабочих, выделенное для реализации индустриальной технологии.

Метод оптимизации ресурсосберегающей технологии зависит от того, гакул задачу решает данная технология. При решении прямой задачи т

21 р. ти , Уп = У а . <л>

где - затраты ресурсов на £ -й технологической операции,

№/га; У

п - урожайность (продуктивность) культуры при использовании ресурсосберегающей технологии, т/га ; Уд - урожайность (продуктивность) культуры, обеспечиваемая технологией - аналогом, т/га. При решении обратной задачи

71 Р. = Рп У„ так,

7— с « • П

С- 1

где Ра - сумма затрат ресурсов на I га по технологии - аналогу, 4Дж/га.

При решении комбинированной задачи пг

Р. пг1п, Уп тал. ^

Ч -^ШП, 3 п ¿=1

Рассмотрение систем целевых функций (2У)...(33) показывает, что первая целевая функция каждой системы противоречит остальным. Поэтому нами применены методы, основанные на идеях динамического программиро-

вания, в частности, метод последовательной оптимизации по критерия1 оптимальности, ранжированным по степени важности. Для интенсивной технологии такое ранжирование приводит к последовательности: урока ность ; приведенные затраты. Для индустриальной технологии: урожайность ; приведенные затраты ; общая трудоемкость ; затраты ручного труда. Для ресурсосберегающей технологии: затраты ресурсов ; урожа ность.

Процесс оптимизации в этом случае заключается в выполнении сл дующих шагов: из множества возможных вариантов технологий выбрать такие, для которых выполняется главная целевая функция ; из остави ся вариантов технологии выбрать такие, для которых выполняется еле ющая по важности целевая функция ; и т.д. до последнего по важное! критерия оптимальности, по которому выбирают единственный вариант технологии, который и принимают за оптимальный. Применение в проц* се совершенствования, разработки или проектирования прогрессивной технологии предлагаемых методов оптимизации ко всем ее частям и э; ментам позволяет получить в результате оптимальный вариант технол( гии без перебора ее вариантов.

Оптимизация элементов технологии. При рассмотрении прогресси; ной технологии как сложной системы за конечные элементы технологи приняты работа поодиночных агрегатов, их однотипных и комплексных групп, причем последний элемент рассматривается как система массо го обслуживания. Оптимизация первых двух элементов есть оптимизац параметров машинно-тракторного агрегата, которая заключается в оп делении оптимальных значений его дирины захзата и рабочей скорост Критерием оптимальности машинно-тракторного агрегата является мак мум его производительности. Разделив составляющие баланса времени смены агрегата на зависящие и не зависящие от его параметров, пол

чим: \

1лЛ = -—-— —^ тах , (34)

г / + г<поа . п

¿

о г

где VI^ - производительность агрегата в единицу сменного времени, га/ч; с^ Пр - доля составляющих времени смены агрегата, не зависящих от его параметров ; ' В р - рабочая ширина захвата агрегата, м ;

- рабочая скорость агрегата, м/с ; ^^ пев ~ 3Ремя одного поворота агрегата, с ; Ь г - длина гона обрабатываемого поля, м.

функция 04) монотонно возрастает, причем, если мощность трактора не ограничена, по В>р - до бесконечности, а по - до определенного предела, зависящего от величины Вр , то есть прирост производительности на единицу ширины захвата постоянен, а на единицу скорости движения - уменьшается. Поэтому выгоднее начинать оптимизация с выбора ширины захвата, используя для этого соотношения (28).

Из числа машинно-тракторных агрегатов, используемых для реализации прогрессивных технологий, почвообрабатывающие агрегаты отличаются повышенной энергоемкость«;, что следует учитывать при их оптимизации. Показателями эффективности таких агрегатов следует считать производительность, затраты энергии и топлива, а. также затраты труда. комплексным показателем эффективности почвообрабатывающего агрегата может быть г о удьдымд лрэ::злодлтельность, а критерием оптимальности - максимум этого показателя. В этом случае целевая функция будет иметь вид:

I / ^ ^ ■ чел

™ид - -- - ----— пгах 05)

А'е-ЯТ-Тп л/е ■ г ■ Л п

где ^уд - удельная производительность, (га)^/ч-кг ; - произ-

водительность почвообрабатывающего агрегата в единицах сменного вр мени, га/ч ; Nе - мощность двигателя трактора, кВт ; £ - уд льный расход топлива тракторным двигателем, кг/кВг»ч; Тп - тр доемкость процесса почвообработки, ч/га ; Л п - количество рабочих, обслуживающих почвообрабатывающий агрегат.

При подборе орудия к трактору из числа однотипных знаменатель формулы (35) не меняется, и критерием оптимальности служит максиму производительности. Если сравниваются разнотипные тракторы и оруди оптимизацию производят в два этапа: сначала комплектуют наиболее п изводительные агрегаты на базе каждого трактора, а затем из скомпл тованных агрегатов выбирают наилучший по максимуму удельной произв дительности.

При оптимизации комплексных групп машин и агрегатов, классифи цируемых как системы массового обслуживания, за показатели эффекти ности обычно принимают продолжительность простоев в ожидании обслу вания и стоимость каналов обслуживания, которые могут быть сведены единый показатель. Недостатками этих показателей являются произвол ность определения убытков от ожидания обслуживания и отсутствие за висимости стоимости канала обслуживания от результатов его функцис нирования. Поэтому нами рассмотрены показатели эффективности компл сной группы в вероятностной форме как совместная вероятность прост заявок э ожидании оЗслуживания и каналов обслуживания в ожидании з явок, а также суммарное время простоя заявок и каналов обслуживанк Анализ этих показателей дал одинаковые результаты: целевая функция выполняется-путем округления величины -Л • £a£¡ до ближайшего 6oj зего целого числа Um. раздел 2).

Исследование прогрессивных технологий

3 период I973-I9S6 гг. были проведены исследования интенсивнс

51 |

I

I

технологии возделывания озимой пшеницы, индустриальных технологий ' зозделывания кукурузы на зерно, томатов и репчатого лука, прогрессивных технологий возделывания сахарной свеклы. Исследования были направлены на обоснование основных элементов перечисленных технологий а зональных условиях и их проверку в производственных условиях в сравнении с рекомендованными ранее.

Интенсивная технология возделывания озимой пшеницы. В результате исследований 1986-1990 гг. разработан зональный вариант интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы на поливе для условий Чуйской долины Средней Азии, включающий: выращивание районированных сортов озимой пшеницы интенсивного типа (опыты проведены на пшенице -двуручке Интенсивная) ; посев семян с междурядьем 7,5 см и технологической колеей в 1,8 м ; конечную густоту растений озимой пшеницы, соответствующую интервалам между растениями в рядках в среднем 3, \ см ; предпосевную обработку почвы комбинированной машиной типа РВК-3,6 ; оптимизацию регулировок высевающих аппаратов зерновой сеялки типа С3-3,6 ; применение для подкормки посевов азотными удобрениями легкого навесного разбрасывателя типа МВУ-0.5А ; использование для опрыскивания растений озимой пшеницы навесного штангового опрыскивателя П0М-630 в комплексе со смесителем СТК-5Б и аодораздатчиком ВР-ЗМ ; уборку зерна прямым комбайнированием с помощью зернокомбайна "Енисей-1200", включенного в единый комплекс с автосамосвалами и зерноочистительным агрегатом.

Исследования показали, что при любой схеме посева оптимальная норма высева семян находится в интервале 100...150 кг/га. При снижении нормы высева семян неравномерность распределения растений пшеницы в рядках возрастает, что влияет на урожайность. С использованием полученных в опытах оптимальных параметров размещения растений пше-

ницы расчет по формуле (21) дает величины максимальной урожайности отличающиеся от фактических на 3,4...7,6%, что приемлемо для практ ческих расчетов.

На предпосевной обработке почвы под озимую пшеницу изучали ре личные варианты системы обработки. По комплексу качественных пока; телей лучшие результаты показала комбинированная машина РВК-3,6, I полняющая все операции за один проход. Для определения регулировоь зерновых сеялок, обеспечивающих более равномерный высев семян пше1 цы, было проведено исследование сеялки С3-3,б , в результате кото{ го получены следующие зависимости:

А/в = то ■ I • г • (17,1? * о, 1525

Ьо&= 5,Ь05-с -С - 0,0228 6,

где Н& - норма высева семян, кг/га ; то - объемная масса Сна' ра) семян, г/см3 ; 1 рабочая длина ребристой высевной катуш] мм ; / - передаточное отношение привода на вал высевающих апп! ратов ; б" - зазор между ребрами катушки и переставным донышко! высевающего аппарата, мм ; ^ов " неустойчивость общего высева, ! ^^неравномерность высева между аппаратами, %.

В соответствии с формулами (36) наибольшее и примерно равное влияние на норму высева семян оказывают длина катушки и передаточное отношение, но нельзя пренебрегать и зазором под катушкой, пов шающим равномерность общего высева. Поэтому при настройке сеялки типа 03-3,6 рекомендуется: установить наибольший возможный зазор

под катушками ; установить наименьшее передаточное отношение привода ; по первой из формул (36) подсчитать на заданную норму высева длину катушки ; проверить на соответствие агротребованиям показатели равномерности высева по двум остальным формулам (36) ; в случае

несоответствия требованиям увеличить передаточное отношение и повторить процедуру.

Опыты показали, что при оптимальной норме высева семян конечная густота насаждений пшеницы зависит в основном от лабораторной всхожести семян, а сохранение растений после перезимовки наибольшее и составляет 92...93?. Наиболее подходят для работы по направляющей колее навесные машины - разбрасыватель минеральных удобрений типа МВУ-0,5А и штанговый подкормщик-опрыскиватель П0М-630 в комплекте со смесителем и водораздатчиком. На уборке зерна сравнивали прямое комбайниро-вание и поточно-индустриальную технологию с обработкой убранной хлебной массы на стационаре. Оказалось, что при поточно-индустриальной «

технологии повышаются влажность и дробление зерна, снижается пропускная способность техники, ухудшается чистота обработанного зернового вороха. Зернокомбайн "Енигей-1200" по всем показателям превзошел СК-5М "Нива". Средняя скорость движения автомобиля ГАЗ-САЭ-3507 на перевозке зерна от комбайнов составила: с грузом - 29,4 км/ч, без груза - 38,6 км/ч;, среднее время оборота при расстоянии 5 км -0,55 ч; производительность автомобиля в единицу сменного времени -4,0 т/ч; производительность пункта ЗАВ-20 - 8,3 т/ч.

Производственная проверка интенсивной технологии на сорте пшеницы Интенсивная была проведена в 2 хозяйствах Чуйской долины в 1989-1990 гг. в сравнении с ранее рекомендованной технологией. Установлено, что урожайность зерна возросла на 8,8...13,8?, приведенные затраты на I т при урожайности на контроле 6,3 т/га снизи-

лись, а при 7,1 т/га - возросли из-за повышенных затрат на перевозку и обработку урожая. Расчетные методы, изложенные в разделах 2 и позволили разработать проект интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы на поливе и применить его в хозяйстве. При расчетное урожайности в 7,9 т/га фактическая составила 7,7 т/га.

Индустриальная технология возделывания кукурузы на зерно. На основании исследований 1986-1990 гг. разработан зональный вариант индустриальной технологии возделывания кукурузы на зерно при орошении для условий Чуйской долины Средней Азии, включающий: выращиваш перспективного гибрида кукурузы Октябрьский 70, созданного специал] для индустриальной технологии, и других районированных высокоурожа! ных гибридов ; улучшенную основную обработку почвы с включением эл! ментов гладкой вспашки и внесением расчетной дозы удобрений под вс! шку ; предпосевную обработку почвы в виде ранневесеннего боронования зубовыми боронами и однократного дискования орудием ЛДГ-10А ; внесение перед посевом высокоэффективных гербицидов комбинированны! агрегатом дТ-75М П0М-630 + ДдГ-ЮА с уменьшением расхода воды до 200 л/га ; посев семян расчетной нормой сеялкой СПЧ-6М или переоборудованной сеялкой СУПН-3 ; комплексную междурядную обработку с применением усовершенствованных рыхлителей-присыпшиков ; полив расчетными оросительной и поливной нормами ; уборку початков уборочно-транспортно-обрабатываюкими комплексами в составе кукурузоуборочно] комбайна КСКУ-6, транспортных средств для перевозки початков и стационарного пункта послеуборочной обработки початков.

Система основной обработки почвы под кукурузу заимствована из числа наиболее эффективных в зоне, а при определении доз удобрений предложено использозать расчетные методы (раздел 3). Из изученных систем допосевной обработки почвы лучшие результаты по качеству

подготовки почвы и урожайности показала система,, включающая ранневе-сеннее боронование зубовыми боронами и предпосевное рыхление дисковым лущильником ЛДГ-10А, производительность которого в 3,6 выше, чем при использовании культиватора КПС-4. Более высокие показатели при допосевном внесении гербицидов получены по комбинированному агрегату, включающему трактор ДТ-75М, лущильник ЛДГ-10А и подкормщик-опры-скиватель П0М-630 (расход воды - 200 л/га, производительность возросла на 23,4$).

Отечественная сеялка СУПН-8 оказалась неработоспособной из-за нарушений в работе гидропривода компрессора. С механическим приводом ее работа стала устойчивой, но высев семян снижается на 1,6$ в сравнении с установленным, что следует учесть при расчете нормы высева. По опытным данным, средняя полевая всхожесть семян кукурузы, высеянных пневматическими сеялками, составила 87,9%, выживание растений после культивации - 92,1?, а в последующий период до уборки - 98,6%. По технологии боронование до и после появления всходов исключено и предусмотрена лишь одна комплексная междурядная обработка, включающая рыхление почвы, присыпку корневой части растений и нарезку борозд. В дополнение к рабочим органам, входящим в комплект культиватора КРН-4,2 (5,6), разработаны односторонние рыхлители-присыпщики, у которых оптимальный угол установки отвальчика равен 45°.

Сравнительное исследование кукурузоуборочных комбайнов КСКУ-6 и К0П-1,4В показало, что комбайн КСК/-6 не в полной мере соответствует требованиям: его производительность лишь в 1,8 раза выше (при ширине захвата, большей в 3 раза), а невозвратимые потери больше в в 3,2 раза. Тем не менее по основным показателям он превосходит комбайн К0П-1.4В. Данные о работе транспортных средств, необходимые для расчета уборочного комплекса с комбайном КСКУ-6, приведены в таблице I.

Показатели Т1 комбайном

Таблица I

тных средств при работе с кукурузоуборочным

Показатели

мтз-ао +

+• 2ПТС-6

,• ГАЗ-САЗ-3&

Среднее расстояние перевозок, км 8,0

Средняя грузовместимость кузова, т 5,78

Средняя скорость движения, км/ч: с грузом 29,4

без груза 32,4

Производительность в единицу сменного

времени, т/ч 10,51

Среднее время оборота транспортного средства, ч 0,55

Средняя продолжительность загрузки и разгрузки, ч 0,17

5,0 2,92 36,4 40,6

6,79

0,43

0,10

Производственная проверка технологии в целом проведена в 2 хозяйствах Чуйской долины в 1989-1990 гг. в сравнении с рекомендованной ранее. Новая технология превзошла контроль по урожайности зерна на 7,2...II,8?, приведенные затраты уменьшились на 1,5...2,6?, а затраты груда лишь в 1990 г. оказались несколько выше, так как для достижения урожайности зерна в 10,63 т/га пришлось провести ряд дополнительных операций. Методами, приведенными в разделах 2 и 3, был составлен и проверен з хозяйстве проект индустриальной технологии возделывания кукурузы на зерно. Расчетная урожайность по гибрийу Чуйский 62 составила 9,9 т/га, по гибриду Октябрьский 70 - 11,4 т/г а фактическая соответственно 9,5 и 10,6 т/га, что близко к расчетной.

Индустриальная технология возделывания томатов. Исследования по обосновании основных элементов технологии выполнены в 19761965 гг. в Чуйской долине Средней Азии. Разработанный зональный вариант индустриальной технологии возделывания томатов на поливе

предназначен для производства томатов на промышленную переработку и зключает: выращивание машинных сортов томатов интенсивного типа, при- ' годных к одноразовой комбайновой уборке ; улучшенную основную обра-5отку почвы с внесением удобрений под вспашку ; применение двухстроч-зой схемы посева семян (100 + 40) см ; посев семян в расчете на оптимальную конечную густоту насаждений сниженной нормой с применением приспособления к овощной сеялке для мелких семян ; предпосевную обработку почвы дисковым лущильником с одновременным внесением почвенного гербицида трефлан в дозе I кг/га, повторное (при необходимости) применение этого гербицида с внесением его в почву междурядий ; многократную (после каждого полива) междурядную обработку почвы с применением ботвоотводителей ; однократную комбайновую уборку урожая зпециализированным уборочно-транспоргно-обрабатываюшим комплексом машин в составе комбайна СКТ-2, контейнеровоза ПГ-3,5 , контейнеро-эпрокидывателя К0Н-0,5 и томатосортировочного пункта СПТ-15.

Для выращивания по индустриальной технологии были изучены сор-га томатов машинного типа с сохранением спелых плодов на кустах в течение 30 дней. По основным показателям наиболее подходят для ком-5айновой уборки сорта Кросс 525 и Новинка Приднестровья, у которых зредний темп ежесуточного созревания плодов составляет 2,31...2,48?,

спелость их к началу уборки равна 69,4...74,5», а содержание плодов в надземной биомассе - 74,4...78,3?. Осенний комплекс работ под томаты включает лучшую систему основной обработки почвы и внесение полной нормы удобрений, что обеспечивает дружность созревания к началу уборки.

До посева в зоне обычно успевают провести ранневесеннее боронование с выравниванием поверхности почвы шлейф-боронами. Взамен этого мы применили комбинированный агрегат из трактора ДТ-75М, дисково-

го лущильника 1ДГ-10А и навесного штангового опрыскивателя, что при внесении гербицида трефлан в дозе 0,8.-.1,0 кг/га снизило засоренность посевов на 96$. Повторное внесение гербицида в половинной дозе с помощью машины АБА-0,5 и культиватора при обработке под окучивание снизило засоренность на 48$, а при опрыскивании вблизи растений - на 83%. По продуктивности и благоприятным условиям для рабои машин, особенно уборочных, лучшей оказалась схема посева (100 + + 40) см.

Для высева семян томатов сниженной нормой на конечную густоту нами разработано приспособление к сеялкам СКОН-4,2 и С0-4,2 (а.с. СССР № 942618). Исследования показали, что приспособление в сравнении с серийными высевающими аппаратами обеспечивает более равномерный высев семян томатов, что способствует и более равномерному (на уровне точного высева) распределению всходов в рядках. С целью определения регулировочных параметров приспособления был проведен опыт по схеме рационального планирования эксперимента, в результат которого получены зависимости: для сеялки СКОН-4,2

-?к х

■2 = 17.5 1"ш е ■ б (21.G - 5}, для сеялки СО-4,2

- ? -

£ - '27S Г',, ■ е (3

где С - количество высеваемых семян, г/мин ; - линейная

скорость обода шайбы, м/с ; t - рабочая длина ребристой катушки (с толщиной шайбы), мм ; С - зазор между ободом шайбы и пе-рзставным донышком, мм.

Исходя из уравнений (.37), при регулировке сеялок на норму вы-сзэа устанавливают минимальный зазор под катушкой, минимальную ра-

очуп длину катушек Сони выдвигаются из коробок высевающих аппара-ов, и там остаются только шайбы), а изменяют только передаточное тношение на вал высевающих аппаратов.

На ранних междурядных обработках необходима защита всходов от асыпания почвой. На полигоне с пылевидной почвой был проведен опыт, оторый показал, что худшим является вариант с защитными щитками на апах-бритвах, лучшим - со сдвоенными лапами-бритвами. С увеличени-м скорости обработки засыпание рядков почвой повышалось, кроме ва-ианта со сдвоенными лапами-бритвами. Поэтому повышать скорость вые 2 м/с не рекомендуется. При последующих междурядных обработках ультивация без защитных приспособлений, начиная с третьей обработ-;и, недопустима, хотя при схеме посева (100 + 40) см, начиная с чет->ертой обработки, растения повреждаются меньше, чем при схеме посе-1а с междурядьями 70 см. Поэтому на третьей-четвертой обработках 1ыли применены ботвоотводители, в результате чего повреждение расте-1ий снизилось до допустимого, а производительность возросла на 15... 5%.

Для точного расчета нормы высева семян томатов на конечную гус-■оту по формуле (22) необходима информация по изреживанию растений I период вегетации, полученная нами в полевых опытах и приведенная I таблице 2.

Таблица 2

Доля растений томатов, уцелевших после каждой обработки •--_______________ _ ----

После междурядных обработок ; После прополки ; Перед

■ ~ 7 —1--5--1--т--1— 7 — ' вручную уборкой

! ! \ ! \ ' 0,99 0,99~ ~ ~ 0,93 0~7д 0,85 0~99

Оптимальный момент начала и продолжительность машинной уборки томатов можно определить по формулам (25) и (26) с учетом характе-

ристик машинных сортов, приведенных выше. Практически оптимальный момент начала уборочных работ наступает с появлением первых загнивших плодов. Результаты исследования уборочного комплекса позволили установить, что комбайн СКТ-2 по производительности заменяет примерно 100 сборщиков, и при этом содержание примесей не превышает 1%. С целью расчета состава томатоуборочного комплекса определены характеристики работы транспортно-обрабатывавщих средств: скорость движени;

платформы ПТ-3,5 с плодами - 2...4,7 м/с, вхолостую - 6,4... 6,9 м/с ; продолжительность выгрузки платформы с плодами - 0,05 ч,

погрузки порожних контейнеров - 0,05...0,08 ч; время обработки одного контейнера машиной К0Е-0,5 - 0,04...0,05 ч. В выход красных плодов СПГ-15 поступает 98,1? спелых плодов, что достаточно для выпуска томатопродуктов, а состав вороха в выходе зеленых плодов соответствует требованиям цельноплодного консервирования. Пропускная способность пункта СПТ-15 составляет в среднем 8,4 т/ч.

Производственная проверка индустриальной технологии в сравнении с ранее рекомендованной (ширина междурядий 70 см, формирование густоты насаждений и прополка - вручную, уборка плодов - вручную с затариванием в ящики) в полном объеме выполнена в 1979 году в хозяй сгве Ч/йской лолты. Урожайность плодов возросла на 30,7?, общие за траты труда снизились в 4,4 раза, а затраты ручного труда - в 3.8,3 раза, приведенные издержки сократились на 58?, подтвердилась эффективность гербицидов, приспособления для высева мелких семян, убороч но-транспортно-обрабатывающего комплекса машин. С применением расчетных методов (разделы 2 и 3) был составлен проект индустриальной технологии возделывания томатов, нацеленный на достижение максималь ноя урожайности. По данным за 3 года (сорт - Новинка Приднестровья урожайность при схеме посева и размещения растений (100 + 40) х 15

¡тавила: по расчету - 55,7 т/га, фактически - 54,7 т/га ; при схе- \ (120 + 40) х 15 см - соответственно 44,3 и 41,1 т/га ; при схеме ' У) + 60) х 15 см - 39,4 и 37,9 т/га. В производственных условиях и расчетной урожайности 61,2 т/га получили в зачетной массе: в 32 году - 63,0 т/га, в 1984 году - 52,7 т/га, в 1985 году -,4 т/га (в среднем 63,3 т/га).

Индустриальная технология возделывания репчатого лука. Исследо-ния по индустриальной технологии возделывания репчатого лука прово-лись в Чуйской долине Средней Азии на поливных участках поймы реки на легких лугово-сероземных почвах. Эта технология включает: улуч-нную основную и допосевную обработку почвы ; допосевное внесение рбицида трефлан почвенного действия с немедленной заделкой его в чву ; посев семян лука овощной сеялкой с четырехстрочными сошника-I; междурядную обработку почвы с одновременной обработкой рядков 'ольчатыми ротационными дисками ; машинную уборку урожая уборочно->анспортно-обрабагывающим комплексом, включающим полевую уборочную идину, тракторные прицепы и стационарную линию послеуборочной обрати луковиц.

На осеннем комплексе работ и предпосевной обработке почвы приме-

эны те же приемы и средства, что и под томаты. Химический и механи-

эский методы борьбы с сорняками изучены на сильно засоренном участ-

2

з (в среднем 244 сорняка' на I м ). Гербицид трефлан вносили в дозе ,5 кг/га перед посевом, засоренность подсчитывали через месяц пос-е посева. Установлено, что применение гербицидов - наиболее эффек-ивный прием борьбы с сорняками ; боронование до и после появления сходов лука приближается по эффективности к химической прополке, о при этом изреживается до 10? и более всходов лука.

Для интенсификации производства лука-репки разработан 4-строч-

ный сошник к овощным сеялкам (а.с. СССР № 628840) и применена 4-с

ная схема посева (46 + 8 + 8 + 8) см. Использование этих сошиков шает равномерность распределения всходов лука вдоль рядков, повыа полевув всхожесть семян, не снижая производительности посевного е гата. Установлено, что с помощьв пропашного культиватора можно уь тожить до 46,3? сорных растений, поэтому применение гербицидов и ронований после посева обязательно.

На исследовании процесса уборки лука использовали лукоуборо1 машину ЛКГ-1,4 , настраиваемую для укладки луковиц в валок и подС ки валка, и линию послеуборочной обработки лука ПМЛ-б, комплектуе из различных машин и передаточных механизмов. В полном комплекте линия ПМЛ-6 повреждала большинство обрабатываемых луковиц. В рез^ тате исследований установлено, что для снижения повреждения луко! до уровня в 14% и очистки луковиц от пера на 93% рекомендуется ис льзовать машину ЛКГ-1,4 без комкодавителей, а линию ПМЛ-6 в состе приемный бункер ПБ-15 ; переборочный стол СЛЛ-6 для отбора комко! почвы и больных луковиц ; грохотный очиститель 0ГЛ-6 ; вальцовый очиститель 0БЛ-6 ; выгрузной бункер ПБ-15. Полученные 14% луковт с повреждениями самозалечиваются при сушке на току перед затариве или закладкой на хранение.

Производственная проверка индустриальной технологии произве; ка в 1978 году з сравнении с рекомендуемой ранее (схема посева С г 20) см; формирование густоты насаждений, прополка и уборка -вручную). Урожайность возросла на 34,4%, общие затраты труда yмe^ -ились в 2 раза, затраты ручного труда - в 2,4 раза, приведенные затраты снизились на 32,7%,

Прогрессивные технологии возделывания сахарной свеклы. Разв1 тиэ современных прогрессивных технологий возделывания сахарной С1

в России основано на использовании сортов сахарной свеклы с одно-¡тковыми семенами, что позволило перейти на пунктирный и точный :ев семян, упростить формирование густоты насаждений, облегчить шнную уборку. Однако затраты труда достигали 200 ч/га и выше, а [ыдой расход ресурсов не окупался соответствующей урожайностью ■за недостаточной густоты насаждений и неравномерного распределения содов в рядках, травмирования растений при механических обработках ю другим причинам. В конце 80-х годов качалось применение интэн-зной технологии и соответствующего ей ТКМ, разработанных группой гчных и конструкторских организаций при активном участии ВНййСС. I технология, значение которой не утрачено и по сей день, обеспе-зает сокращение затрат труда до уровня 70...90 ч/га и урожайность ...40 т/га и выше.

Однако в последнее время вследствие дефицита основных ресурсов возрастающей дороговизны ручного труда в России остается все мень-хозяйств Сне более 20%), имеющих все необходимое для реализации 1диционной или интенсивной технологий. В какой-то мере может по-<ь разработанная ЗНИИСС полосная технология с ориентацией машин направляющим щелям и полосным внесением гербицидов, однако она збует специальных технических средств и повышения на 10-20$ расхо-топлива. Кардинальное решение вопроса состоит в разработке ресур-:берегающих технологий, отличающихся экономией одного или несколь-< расходуемых ресурсов.

Во' ВНИКСС завершена разработка энергосберегающей технологии, зспечивающей возделывание сахарной свеклы без затрат ручного тру, экономию семян и ГСМ. В этой технологии объединены основные зменты лучших зарубежных технологий (немецких, французских и дру-О с применением имеющихся в свеклохозяйствах технических средств.

Но она все же относится к классу интенсивных и требует затрат все основных ресурсов на высоком уровне. Имеющаяся в хозяйствах техн* с использованием направляющих щелей позволяет осуществить безгерС цидную технологию возделывания сахарной свеклы, основанную на мне кратной механической обработке поверхностного слоя почвы взамен г менения гербицидов.

Оценка эффективности ресурсосберегающих технологий заключает в комплексном расчете затрат расходуемых ресурсов. При замене одь из технологических приемов другим, например, замене механических работок почвы многократным применением повсходовых гербицидов, сн ние затрат ресурсов в целом по технологии может и не произойти, т как снижение затрат ГСМ компенсируется затратами гербицидов и вол для смешивания с ними. Поэтому для комплексной оценки затрат ресу сов необходим универсальный показатель, эквивалентный расходу каж го из ресурсов. В качестве такого универсального показателя нами принят энергетический эквивалент (см. раздел 4), равный затратам энергии на создание ресурса и доведение его до потребителя.

Результаты расчета затрат ресурсов на возделывание сахарной свеклы по универсальному энергетическому показателю приведены в т лице 3. При этом сравнивали интенсивную, энергосберегающую, безге бидиднук и ресурсосберегающую технологии, причем ресурсосберегающ технология сформирована методами, описанными в разделе 4. Результ руюаке показатели по каждой из технологий приняты по данным их ра работчикоэ. По комплексной оценке затрат ресурсов безусловные пре музества имеет ресурсосберегающая технология, в которой, по сравн с интенсивной технологией, предусмотрена экономия всех расходуемы ресурсов. По затратам труда эта технология также имеет неплохие п хазатзли, средние между энергосберегающей и безгербицидной технол

тт.

Таблица 3

Затраты ресурсов и труда при возделывании сахарной свеклы по различным технологиям

¡"Затраты ресурсов,1 Затраты труда,

Технология ! МДж , ч

|--7--I---т--.--т--1--т -

! на I га | на 1 т | на I га ; на I т

1нтенсивная 16372 409 117 2,9

¡нергосберегающая 15528 345 31 0,7

безгербицидная 13615 389 58 1,6

'эсурсосберегающая 13295 332 57 1,4

Разработка и применение ресурсосберегающих технологий - новая для России научная проблема, проработка которой находится на начальной стадии. Главной задачей при этом для сахарной свеклы является изыскание эффективных и дешевых методов очистки поля от сорных растений в период вегетации. Основным принципом, который может помочь решению этой задачи, является перенесение большинства работ по борьбе с сорняками за пределы вегетационного периода, на осенне-зимне-весен-ний период, когда работы можно выполнить быстрее и дешевле.

ОБЩЕ ЗиВОДл И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. Современные прогрессивные технологии в растениеводстве позволяют получить положительный эффект в форме повышения продуктивности возделываемой культуры, улучшения качества продукции, сокращения затрат труда, денежных средств, расходуемых ресурсов, сохранения или накопления элементов плодородия почвы и других полезных результатов. Сформированы научные определения интенсивной, индустриальной и ресурсосберегающей технологий возделывания сельскохозяйственных куль-

тур как исходные положения для комплексного обоснования таких техно логий применительно к условиям их использования.

2. Технология возделывания сельскохозяйственной культуры может рассматриваться как сложная техническая система, обладающая свойств ми внутренней взаимосвязи и взаимозависимости ее элементов, содержа ние которых целенаправлено на достижение определенного конечного ре зультата. Разработана расчетная математическая модель такой системь ее подсистем и конечных элементов, позволяющая произвести расчет те нологии в зависимости от условий ее применения.

3. Управление технологией в растениеводстве, как сложной систе мой, в том числе ее привязка к местным условиям осуществляются изм« нением ее параметров, которыми являются основные агротехнологическ! показатели. На основе законов и принципов научного земледелия получены формулы для расчета элементов схемы размещения растений на поле, возможной урожайности культуры в зависимости от условий произв! ства, нормы высева семян для получения оптимальной густоты насаждений, норм внесения удобрений и оросительной нормы, сроков начала уборки урожая и продолжительности уборочных работ.

4. Экономическое состояние сельского хозяйства России в наст яцее время требует разработки и применения ресурсосберегающих техн логий, обеспечивающих комплексную экономию расходуемых ресурсов. Разработана методика создания таких технологий в растениеводстве, зируюааяся на применение функционально-стоимостного анализа и универсального энергетического показателя затрат расходуемых ресурсов Получены формулы для расчета затрат ресурсов, включающие нормы рас хода ресурсоз в физических единицах, технологические нормативы об! ма работ, приходящегося на единицу площади поля, и энергетические эквиваленты физических единиц затрат ресурсов.

5. Оптимизации прогрессивных технологий в растениеводстве как 1жных систем и их элементов можно осуществить с применением показали их эффективности, придавая им значение, служащее критерием опти-[ьности. Такими критериями являются: для интенсивной технологии -ссимум урожайности (продуктивности) и допустимый уровень приведен-

с затрат ; для индустриальной технологии - эти же показатели, а еже минимум трудоемкости и затрат ручного труда ; для ресурсосбере-щей технологии - минимум затрат ресурсов на единицу продукции. Пеня из этого, сформулированы системы целевых функций интенсивной, оустриальной и ресурсосберегающей технологий, предложена методика зледовательной оптимизации по степени важности критериев.

6. На основе предложенных методов проектирования и создания агрессивных технологий в растениеводстве проведены исследования, правленные на обоснование основных элементов зональных технологий: тенсивной технологии возделывания озимой пшеницы в условиях поли; индустриальной технологии возделывания кукурузы на зерно при ошении ; индустриальных технологий возделывания томатов и репчато-

лука ; прогрессивных технологий возделывания сахарной свеклы.

7. Применение интенсивной технологии зозделывания озимой пшени-, по данным производственной проверки, позволяет повысить урожай-сть зерна на 8,8...13,3%, при этом приведенные затраты или не воз-стают, или возрастают меньше, чем урожайность. По индустриальной хнологии возделывания кукурузы на зерно получены следующие данные: ожайность зерна возрастает на 7,2...II,8?, приведенные затраты сни-ются на 1,5...2,6%, а трудоемкость растет лишь при получении уро-Яности свыше 10 т/га. Применение индустриальной технологии возделы-.ния томатов повышает урожайность на 30,7%, сокращает приведенные .траты на 58%, трудоемкость - в раза и затраты ручного труда -

в 18,3 раза; по репчатому луку те же показатели составляют соотве венно 34,4!?, 32,7$, 2,0 и 2,4 раза. Ресурсосберегающая технология возделывания сахарной свеклы, сформированная на базе интенсивной нологии, сокращает затраты всех расходуемых ресурсов на 18,8? без снижения продуктивности, что выше, чем при использовании энергосС гающей и интенсивной технологий.

8. Предложенные математические модели расчета структуры прог сивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур и их нологических показателей могут быть использованы для проектирован существующих технологий применительно к местным условиям и разраС ки принципиально новых технологий, соответствующих изменяющимся у виям производства. Особую актуальность имеет предлагаемая методик разработки ресурсосберегающих технологий. Интенсивная технология делывания озимой пшеницы, индустриальные технологии возделывания курузы на зерно, томатов и репчатого лука, основные элементы коте обоснованы опытным путем, могут быть использованы хозяйствами зон для которых они рекомендованы.

СЛ/1С0К йПШШОЗАННлА РАБОТ ПО ТЕМЕ НА/чпОГО ДОКЛАДА

1. Абрамов л.А., Нанаенко А.л. Модернизация свеклопогрузчика CHT—2,1 // Сельское хозн/.стзо Киргизии. - 1961. - № 7. - С. 12—IJ

2. Абрамов A.A., Нанаенко А.л. Ботвоотзодитали на трактор Т-38 // Сахарная свекла. - 1969. - » 5. - С. 20-21.

3. Савин П.Л., Нанаенко А.К. Пути совершенствования высевног диска Ц Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1959. - И. - J. 27-28.

4. Нанаенко А.К. Закономерности движения активного слоя семя в катушечном высевавшем аппарате // Научные труды / КиргНИИЗ. -

\ - Вып. 14. - С. 135-139.

5. Нанаенко А.К., Абрамов A.A. К методике сравнительной оценки )чих органов культиватора // Там же, С. 150-152.

6. Нанаенко А.К. в колл. авт. Основная обработка почвы в услови-(иргизии. - Фрунзе: Кыргызстан, 1979. - 100 с.

7. Нанаенко А.К. В расчете на конечную густоту // Сельское хо-:тво Киргизии. - 1981. - № 3. - С. 18-19.

8. Нанаенко А.К. Выбор рациональной площади питания // Карто-ь и овощи. - 1981. - № 4; - С. 21.

9. Нанаенко А.К., Абрамов A.A., Локтионов Г.Г. и др. Механиза-овощеводства Киргизии. - Фрунзе: Кыргызстан, 1981. - 108 с.

10. Нанаенко А.К. в колл. авт. Рекомендации по индустриальной нологии возделывания и уборки кукурузы в Киргизской ССР. -нзе: МСХ Кирг. ССР, 1981. - 47 с.

11. Нанаенко А.К. Технология механизированного возделывания и байновой уборки томатов // Механизация и электрификация сельского яйства. - 1981. - » 7. - С. 29-32.

12. Нанаенко А.К., Пропостин М.А., Абрамов A.A. и др. Рекоменда-по механизированной технологии зозделывания и уборки репчатого

а в Киргизской ССР. - Фрунзе: МСХ Кирг. ССР, 1981. - 28 с.

13. Нанаенко А.К. в колл. авт. Типовые перспективные технологи-кие карты возделывания и уборки технических, овощных, плодовых ьтур и винограда в Киргизской ССР. - Фрунзе: Кыргызстан, 1982. -

с.

14. Нанаенко А.К., Метальников В.М., Белоусов Н.К, и др. Реко-дации по индустриальной технологии производства томатов в Кир-ской ССР. - Фрунзе: МСХ Кирг. ССР, 1982. - 40 с.

15. Нанаенко А.К., Пропостин М.А., Орозалиев Т.О. Механизация делывания и уборки лука // Картофель и овощи. - 1982. - i 8. -

С. 23.

16. Нанаенко А.К., Локтионов Г.Г. Особенности технологии воз; лывания томата при орошении // Картофель и овощи. - 1983. - № 2. -С. 20-22.

17. Нанаенко А.К., Абрамов A.A., Локтионов Г.Г. Усовершенств< ние сеялки СК0Н-4,2 для мелкосеменных культур // Картофель и овощ! 1983. - № 4. - С. 24.

18. Нанаенко А.К. Применение индустриальных технологий произ] ства овощей в Киргизии. - Фрунзе: МСХ Кирг. ССР, 1983. - 20 с.

19. Нанаенко А.К. в колл. авт. Составление и расчет основных элементов индустриальных технологий возделывания сельскохозяйстве! ных культур. - Фрунзе: МСХ Кирг. ССР, 1983. - 51 с.

20. Нанаенко А.К. Моделирование индустриальных технологий в i леводстве // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1984. - № I. -С. 142-149.

21. Нанаенко А.К. з колл. авт. Методическое руководство по з! прения индустриальных технологий с программированием урожая на ор< шаемых землях Киргизии. - ¿р/нзе: МСХ Кирг. ССР, 1984. - 16 с.

22. Нанаенко А.К. Научные основы комплексной механизации в р; тениеводстве // Пути завершения комплексной механизации в растенш зодстве Киргизской ССР: Научные труды / КиргНПОЗ. - 1984. - Вып. 21. - С. 3-23.

23. Нанаенко A.n. з колл. авт. Рекомендации по интенсивной и нологии аозделывания озимой пшеницы в Киргизской ССР. - гр/нзе: я> Кирг. ССР, 1985. - 21 с.

24. Нанаенко А.К. в колл. авт. Индустриальная технология воз, лывания и уборки кукурузы в Киргизии: Рекомендации. - грунзе: МСХ Кирг. ССР, 1985. - 51 с.

25. Нанаенко A.K. в колл. авт. Памятка по интенсивной технологии >лывания зерновых колосовых. - Фрунзе: Госагропром Кирг. ССР,

, - 24 с.

26. Нанаенко А.К. в колл. авт. Технология механизированного во-(вания и уборки томатов на столовые цели в условиях Киргизской

'/ Законченные научно-исследовательские работы по овощеводству гриод I98I-I985 гг., рекомендованные для внедрения в производст-ЗАСХНИЛ. - М., 1986. - С. 18-19.

27. Нанаенко А.К. Математическое обоснование выращивания программных урожаев по индустриальной технологии // Проблемы интенси-im земледелия а Киргизии: Научные труды / Кирг. НПОЗ. - 1986. -23. - С. 91-101.

28. Нанаенко А.К., Метальников З.М., Локтионов Г.Г. и др. Меха-юванная технология возделывания столовых томатов в Киргизии: Ре-дации. - Фрунзе: Госагропром Кирг. ССР, 1986. - 30 с.

29. Нанаенко А.К., Абрамов A.A., Гук Л.Н. Определение нормы вы// Кукуруза и сорго. - 1987. - » 2. - С. 14-15.

30. Нанаенко А.К., Абрамов A.A. Комбинированный агрегат для

гния гербицидов // Техника в сельском хозяйстве. - 1987. - 5 4. -1-13.

31. Нанаенко А.К., Абрамов A.A., Локтионов Г.Г. и др. Механиза-юсева мелкосеменных культур сниженными нормами. - Фрунзе: Гос-фом Кирг. ССР, 1987. - 9 с.

32. Нанаенко А.К. Особенности индустриальных технологий при 1емом земледелии // Механизация и электрификация сельского хо-гва. - 1987. - № II. - С. 48-51.

33. Нанаенко А.К. Обоснование схемы размещения растений поле-сультур для интенсивных технологий // Вестник сельскохозяйствен-щуки. - 1988. - № 4. - С. 139-144.

34. Нанаенко А.К., Абрамов A.A., Гук JI.H. Применение рабоч! ганов для рыхления уплотненных междурядий и присыпки рядов раст( Фрунзе: Госагропром Кирг. ССР, 1988. - 8 с.

35. Нанаенко А.К. в колл. авт. Система машин для комплекса ханизации растениеводства. - Фрунзе: Госагропром Кирг. ССР, 1981 390 с.

36. Нанаенко А.К. Теория и расчет технологических комплекс машин для возделывания сельскохозяйственных культур по интенсив индустриальным технологиям // Технические основы интенсивных и стриальных технологий в растениеводстве Киргизской ССР: Научные ды / Кирг. НПОЗ. - 1989. - Вып. 26. - С. 7-33.

37. Нанаенко А.К., Абрамов A.A., Локтионов Г.Г. Интенсивны индустриальные технологии возделывания сельскохозяйственных кул в Киргизской ССР: Проблемы механизации // Там же, С. 33-49.

38. Нанаенко А.К», Локтионов Г.Г., Матисакоз А.Ь. Интенсив технология возделывания озимой пшеницы на поливе // Аннотирован перечень законченных НИР, рекомендуемых для внедрения в произво во/ Республиканский центр научного обеспечения АПК Киргизской С Фрунзе, 1989. - С. 10-11.

39. Нанаенко А.Н., Абрамов A.A. Индустриальная технология делывания кукурузы на зерно // Там же, С. 11-12.

40. Нанаенко А.К., Локтионов Г.Г., Матисаков А.а. Инд/стру ная технология возделывания томатов // Там же, С. 12-13.

41. Нанаенко А.К. 0 методике работ по Системе машин для ре ниеводстза // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1989. -№ 7. - С. 60-61.

42. Нанаенко А.К. 0 законах и общих принципах научного зе> лия // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1989. — К 10. - С, 50.

43. Нанаенко А.К. О равномерности распределения растений по по/ Техника в сельском хозяйстве. - 1990. - ® 3. - С. 37-38.

44. Нанаенко А.К. К вопросу об орошении как главном факторе, тирувшем урожайность сельскохозяйственных культур в Киргизии // ; повышения интенсификации орошаемого земледелия в Киргизии: [ные труды / КиргНПОЗ. - 1990. - Вып. 27. - С. 49-55.

45. Нанаенко А.К. Инженерное проектирование прогрессивных тех-гий в растениеводстве // Техника в сельском хозяйстве. - 1991. -

- С. 30-32.

46. Нанаенко А.К., Локтионов Г.Г. Оптимальная регулировка высе-¡его аппарата зерновой сеялки // .Механизация и электрификация .ского хозяйства. - 1391. - № 5, - С. 19-20.

47. Нанаенко А.К. Работа приспособления сеялкам для высева :их семян // Техника в сельском хозяйстзе. - 1991. - № 3. - С. >6.

48. Нанаенко А.К., Локтионов Г.Г. Урожайность пшеницы в зазиси-'и от нормы высева семян и равномерности размещения растений // 'ник сельскохозяйственной науки. - 1991. - й 10. - С. 148-150.

49. Нанаенко А.К. в колл. авт. Типовой организационно-технологи-:ий проект возделывания кукурузы на зерно по индустриальной тех->гии. - Бишкек: Минсельхозпрод РК, 1991. - 58 с.

50. Нанаенко А.К. в колл. авт. Типовой организационно-технологи-:ий проект возделывания озимой пшеницы по интенсивной техноло-

, - Бишкек: Минсельхозпрод РК, 1991. - 58 с.

51. Нанаенко А.К. в колл. авт. Типовой организационно-технологи-;ий проект возделывания томатов по индустриальной технологии. -сек: Минсельхозпрод РК, 1991. - 68 с.

32. Нанаенко А.К. Анализ главных принципов и законов научного геделия // Интенсификация земледелия Кыргызстана: Научные труды /

КиргНПОЗ. - 1991. - San. 28. - С. I0I-II3.

53. Нанаенко A.K. Формула урожайности для зоны орошения // Ме лиорация и водное хозяйство. - 1992. - Ъ 3-4. - С. 27-31.

54. Нанаенко А.К. Оценка равномерности расположения семян и растений в рядах // Техника в сельском хозяйстве. - 1992. - № 5-6 С. 20-21.

55. Нанаенко А.К, в колл. авт. Перспективные технологии, сист машин и нормативно-справочные материалы для комплексной механиза1 растениеводства. - Бишкек: КО ВАСХНИД, 1992. - 409 с.

56. Нанаенко А.К. в колл. авт. /совершенствованные машинные технологии возделывания сахарной и кормовой свеклы (экологически чистые, энергоссерегавпие). - М.: ЗИМ, 1994. - 19 с.

57. Корниенко A.B., Нанаенко А.К. Механизация свекловодства России: Итоги и перспективы // Техника в сельском хозяйстве. -1994. - $ 6. - С. 4-6.

58. Корниенко A.B., Нанаенко А.К. Зарубежная техника в свекл водстве России // Инженерно-техническое обеспечение АПК. - 1995. » 5. - С. 12-16.

59. Корниенко A.B., Нанаенко А.л. Какие машины нужны свеклов дам России // Сахарная свекла. - 1995. - Je 9. - С. 2-4.

60. Корниенко А.З., Нанаенко А.К. Будущее - за pecypcccöejer шими технологиями ,/ Сахарная свекла. - 1995. - й 10. - С. 2-4.

61. Нанаенко А.К., Гичкин O.i. Расчетная модель свеклоуборон го комплекса /У Материалы международной научно-практической конЗ ренции "Проблемы и перспективы создания свеклоуборочной техники" Винница, 1596. - С. 52-57.

62. Нанаенко А.К. Ресурсосберегасеие технологии возделывани? сахарной свеклы: Анализ и проектирование /, Техника в сельском >