8

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. Современное состояние проблемы
• 2. Организация уборочных работ и машиноиспользования
• 3. Технологическое обеспечение уборочных работ
• Заключение
• Список литературы

Введение

Уборка и послеуборочная обработка зерна -- финишные операции по возделыванию зерновых культур. Они подводят итог всему комплексу предыдущих работ по оптимальному выбору районированных сортов, подготовке семян, почвообработке, посеву, уходу за растениями. Вместе с тем это самые ресурсоемкие операции. Так, эксплуатационные затраты на уборку урожая с поля и его транспортировку на хозяйственный пункт послеуборочной обработки зерна составляют 50--55 % всех затрат на его возделывание. Это обосновывает необходимость постоянного совершенствования технологий уборки и технических средств для их реализации.

Развитие механизации уборки на федеральном уровне определяется такими документами, как "Концепция развития механизации уборки зерновых культур на период до 2005 года" [1] и Федеральный регистр технологий и машин [2]. Главным итогом реализации этих документов стала окончательно утвердившаяся концепция широко разветвленной структуры типажа зерноуборочных машин. Для России признано целесообразным иметь четыре базовые модели комбайнов класса 3, 6, 9 и 12 кг/с, на основе которых изготавливаются различные модификации, в том числе и комбайны промежуточных классов (6--7 и 7--8 кг/с).

В условиях становления рыночных отношений в АПК РФ все отечественные комбайновые заводы удалось сориентировать на выпуск машин определенного класса: Таганрог -- самоходные класса 3 кг/с (КЗС-3); Тула -- прицепные аксиально-роторные класса 3 кг/с (ПН-100); Ростов-на-Дону -- самоходные класса 5--6 кг/с ("Нива"), 9--10 кг/с ("Дон-1500Б") и 11-12 кг/с ("Дон-2600"); Красноярск -- класса 5,5-- 6,5 кг/с ("Енисей-1200", "Енисей-950"). Тульский комбайновый завод и Назаровский завод сельхозмашин удовлетворяют потребности АПК в валковых жатках шириной захвата 4,2--10 м. Эту положительную тенденцию в формировании парка отечественных уборочных машин следует сохранить и на следующий период. Однако за прошедшие годы в АПК страны произошли крупные производственно-экономические и социальные изменения, которые создают основу для формирования новых концептуальных положений в развитии сельхозмашиностроения и механизации уборочных процессов. Задача состоит в том, чтобы при разработке новой стратегии учесть эти изменения, сохранив все лучшее, что было в прошлом.

1. Современное состояние проблемы

Анализ современного состояния механизации уборки зерновых культур в России выявляет ее низкую эффективность [3]. Статистические данные (табл. I) свидетельствуют о постоянной тенденции сокращения общего числа комбайнов в парке, возрастания доли неисправных машин, старения парка, увеличения средней нагрузки на комбайн, сроков уборки и потерь зерна от самоосыпания. По сравнению с 1990 г. парк комбайнов и их годовой выпуск уменьшились соответственно почти в 2,5 и более чем в 10 раз, а нагрузка на одну машину возросла в 1,9 раза (со 155 до 297 га при нормативе 110--120 га), что приводит к нарушению агротехнических сроков уборки урожая (в агросрок убирается лишь около 30 % полей). Продолжительность уборочного сезона по регионам (даже с учетом уборки разных по срокам созревания культур) превышает нормативные в 3--9 раз. Общая сезонная нагрузка на комбайн находится в пределах 140--1010 га. Из-за недоукомплектованности уборочного парка, его недостаточной суммарной производительности и низкого уровня организации использования потери зерна превышают 9 млн. т.

По техническому обеспечению уборочных работ Россия отстает от ведущих стран мира в 3--6 раз, а по обеспечению зерном на душу населения мы находимся на уровне начала прошлого века. Поголовье скота сократилось почти вдвое, что резко уменьшило потребность в фуражном зерне и грубых кормах (соломе). Заказы на новую технику упали ниже ожидаемого уровня, что привело к сокращению се промышленного производства. Изменилась территориальная структура регионов страны. Вместо 12 зон введено 7 округов с перераспределением посевных площадей и масштабов возделыва-ния зерна. Общие посевные площади под зерновыми уменьшились с 63,1 млн. га в 1990 г. до 46,8 млн. га в 2003 г. Еще больше ослабла роль государственных механизмов управления сельским хозяйством, изменилась форма лизингования техники, объемы применения различных технологий уборки деформировались в сторону малооперационных, менее ресурсоемких и результативных по валовым сборам зерна. Практически прекратило существование промышленное семеноводство. Однако немного возросла роль МТС в проведении уборочной кампании и увеличился импорт зарубежной техники. Во многих документах и материалах федерального и регионального уровня положение с производством зерна и техническим обеспечением АПК (в том числе и уборки зерновых) в России оценивается как критическое [4].

В настоящее время сельское хозяйство страны находится на новом этапе своего развития. Тенденция многоукладности с внедрением рыночного механизма регулирования взаимоотношений производителей и потребителей продукции требует изыскания новых подходов к созданию зерноуборочной техники и ее использованию. Появление производителей зерна с разным уровнем товарной и финансовой состоятельности (покупательной способности) требует существенной корректировки ранее принятой общегосударственной технической политики, когда централизованно обеспечивался массовый выпуск базовой однотипной техники всезоналъного использования со слабым учетом требований непосредственно самих производителей с.-х. продукции.

2. Организация уборочных работ и машиноиспользования

Общая стратегия организации уборки зерновых должна быть направлена на обеспечение полнопоточного приема зерна с поля с любой исходной влажностью, его временного хранения в спецхранилищах с последующей очисткой, сушкой и длительным хранением. Главное -- суметь быстро и в полном объеме вывезти зерно с поля, избежать его порчи и потерь от самоосыпания или действия осадков. Недопустимо даже временное хранение зерна б буртах под открытым небом. Необходимо добиваться, чтобы большая часть зерна проходила полную переработку в хозяйствах и там хранилась (в США до 60 % зерна хранится на фермах, в Венгрии -- до 70 %). Во многих странах Западной Европы государство оплачивает стоимость хранения зерна непосредственно в местах его производства. Одновременно надо развивать материально-техническую базу послеуборочных предприятий по приему, сушке, хранению и переработке урожая в хозяйствах. Важнейшее звено -- организация сушильного процесса и хранения зерна.

Особое внимание должно уделяться повышению эффективности использования уборочной техники в реальных условиях эксплуатации:

· оптимизация севооборотов с целью получения максимального количества зерна при минимизации площадей под одновременно созревающими культурами (внедрение инженерных севооборотов);

· выбор оптимального соотношения прямого комбайнирования и раздельной уборки зерновых в сложившихся условиях по урожайности, состоянию хлебостоя, погодным условиям и т. п.;

· оптимизация структуры и количественного состава регионального комбайнового парка для каждого хозяйства с целью обеспечения полной загрузки молотилки комбайна в типичных условиях уборки урожая;

· выбор оптимального способа уборки НЧУ, обеспечивающего наибольшую производительность комбайна при достижении заданного объема сбора НЧУ;

· рациональная организация уборочно-транспортных работ, а также технического, технологического и организационного обслуживания уборочной техники на основе технологических и технических регламентов;

· использование межхозяйственных уборочно-транспортных отрядов и МТС [8);

· совершенствование системы обслуживания и ремонта техники в соответствии с рекомендациями ГОСНИТИ.

3. Технологическое обеспечение уборочных работ

Приоритетные технологии уборки зерновых культур: прямое ком-байнирование с обмолотом хлебной массы (на 55--60 % площадей), раздельная уборка (на 35--40 % площадей) и другие способы (до 5 % --- с очесом, уборка на зернофураж или "невейки", сбор в стога). Приоритетные регионы: для прямого комбайнирования -- Центральный, Северо-Западный, Южный и Дальневосточный, для раздельной уборки -- Приволжский, Уральский и Сибирский (табл. 3). Приоритетные технологии уборки соломы: коленная (55 %), валковая (18 %), с измельчением и разбрасыванием по полю (27 %) -- табл. 4. Эти рекомендации -- одно из принципиальных отличий новой стратегии развития механизации уборки до 2015 г. До недавнего времени в целом по стране масштабы применения способов прямого комбайнирования и раздельной уборки оценивались примерно одинаково (50 : 50), хотя в отдельных регионах явное предпочтение отдавали той или иной технологии. Исходя из этого формировался и парк уборочных машин.

По мнению ведущих НИИ страны на период до 2010--2015 гг. предпочтение будет отдано прямому комбайнированию, так как поднимется общая культура растениеводства, начнут реализовываться принципы технологизации производства (см. рис. 5). То, что сейчас в ряде зон преимущество получает раздельная уборка, не всегда оправданно и часто является вынужденной мерой (нет удобрений, не применяется защита растений, низкий уровень семеноводства и т. п.). Будущее за прямым комбайнированием, но раздельная уборка останется в некоторых регионах важным технологическим приемом (хотя и в меньших объемах). Найдет применение технология уборки с очесом растений на корню, которая раньше вообще не предусматривалась ни в каких объемах.

Сдвиги должны произойти и в масштабах реализации различных технологий уборки незерновой части урожая (НЧУ). Раньше почти повсеместно предпочитали копенную технологию (до 90 %). В перспективе ее масштабы существенно уменьшатся, х отя и останутся в целом по стране превалирующими. Найдут применение и другие варианты (табл. 4.). Предстоящее перераспределение масштабов применения различных технологий уборки повлечет за собой изменение структуры парка уборочных машин и уточнение потребности в каждой из них.

Жатвенный парк должен состоять из 190 тыс. валковых жаток и хедеров с шириной захвата 4--12 м на 50--60 млн га зерновых: преимущественно 6 м, сдваивающие 6--12 м и широкозахватные 10--12 м в вариантах агрегатирования с комбайном (до 30 %), прицепные к трактору (до 20 %) и самоходные навесные на спецэнер-госредство (до 50 %) -- рис. 7 и 8. Энергосредства должны быть двух типов -- малогабаритные для валковых жаток и косилок для трав с шириной захвата до 5 м и с требуемой мощностью до 50 л. с. Для валковых жаток большого типоразмера и другой с.-х. техники необходимо создать энергосредства с мошностью двигателя до 100 л. с., массой не более 4 т и годовой загрузкой не менее 600 ч (рис. 9). По-прежнему актуальна проблема создания и выпуска универсальных жаток-хедеров с шириной захвата 6--12 м.

Валковые жатки должны иметь материалоемкость на 1 м ширины захвата до 150--160 кг (при ширине захвата до 6 м) и 170--190 кг (до 10 м), частоту вращения вала привода режущего аппарата не менее 750 мин , гидрофицированный привод рабочих органов и гидрокопирование, время стыковки с энергосредством и подключения привода до 5 мин и унификацию с хедерами и жатками внутри семейства не менее 60 %.

Заслуживает внимания и распространения опыт Тульского комбайнового завода по созданию семейства навесных и прицепных блочно-модульных валковых жаток (рис. 10). В табл. 5 представлена структура жатвенного парка по различным видам агрегатирования.

Обоснование оптимального типажа комбайнов для любой страны -- сугубо национальная проблема, так как их реальная эксплуатационная производительность определяется урожайностью и уборочной влажностью зерна и соломы, фактически реализуемыми скоростями движения и шириной захвата жатки на разных фонах, эксплуатационной надежностью и транспортным обеспечением отвозки зерна. Это конкретная научно-инженерная задача, решаемая с помощью определенного аналитического аппарата [6, 9, 10] и заменять ее какими-либо интуитивными рекомендациями несовременно.

Статистический анализ динамики урожайности зерновых культур в России по годам и распределения полей по урожайности показывает, что в России в целом около 75 % площадей стабильно имеют урожайность зерна менее 20 ц/га при среднем отношении массы зерна к массе соломы 1 : 1,5 (хотя каждый регион имеет свое распределение). Рабочая скорость движения комбайна колеблется в диапазоне примерно 2--10 км/ч. Наиболее рациональный диапазон ширины захвата жатки по условиям маневренности, проходимости по дорогам и др. на протяжении многих десятилетий установлен в пределах 3--12 м. В каждом регионе сложились определенные ограничения на эти факторы, что привело к общему ограничению потенциально реализуемой пропускной способности комбайна в них. В целом по России определилось, что наиболее часто реализуемая пропускная способность комбайнов не превышает 6 кг/с хлебной массы при урожайности менее 25 ц/га и 9 кг/с при урожайности зерна 25--50 ц/га. Это также согласуется с имеющимся автомобильным парком в стране, в котором насчитывается почти 70 % машин грузоподъемностью 4--5 т, что достаточно для двойной выгрузки зерна из одного комбайнового бункера вместимостью 3 куб.м (или одной выгрузки из бункера 6 куб. м). Такие комбайны с массой соответственно не более 8--8,5 и 12--13 т способны оказывать малое давление на почву и лучше удовлетворяют экологическим требованиям.

Расчетами установлено, что в целом для России два класса комбайнов по пропускной способности 5--6 и 8--9 кг/с на 80 % перекрывают весь требуемый для России их типоразмерный ряд. В зонах с урожайностью менее 25 ц/га массовое применение найдут комбайны класса 5--6 кг/с (типа СК-5М "Нива", "Енисей-1200" и "Руслан-950"), а в зонах с большими урожаями--комбайны 9--10 кг/с (типа "Дон-1500Б"). Для уборки одновременно созревающих хлебов в пиковый период парк должен состоять из пяти классов комбайнов по пропускной способности с общим количеством на первом этапе (парк роста до 2010 г.) до 250 тыс. шт., а для уборки в оптимальные агротехнические сроки -- до 410 тыс. шт. со следующим распределением по классам: 3 кг/с -- 8 %; 6 кг/с -- 55 %; 7-- 8 кг/с - 9 %; 10 кг/с - 26 %; 12 кг/с - 2 % (рис. 11 и 12).

Все зерноуборочные комбайны в зависимости от региона использования и районированных севооборотов должны оснащаться широким набором адаптеров для уборки различных не колосовых культур (кукурузы, подсолнечника, трав на семена и др.).

Рассчитанная потребность в технике является технологической, т. е. она определяет то количество машин, которое нужно иметь в хозяйствах для оптимального выполнения агротехнических требований, предъявляемых к технологическому процессу уборки. Фактическая (коммерческая) потребность зависит от платежеспособности хозяйств, ценовой и инвестиционной политики в АПК.

Заключение

Проблема эффективного производства зерна в стране как и создания высоконадежной зерноуборочной техники не может быть решена усилиями отдельных предприятий и НИИ. Зерноуборочный комбайн по своей конструкции -- сложное изделие, интегрирующее достижения многих отраслей народного хозяйства. Поэтому частными мерами отраслевого характера или отдельными ведомственными решениями поставленную задачу не решить. Именно ослабление интегрирующих процессов в современном народном хозяйстве и привело к создавшемуся критическому положению в механизации производства зерна. На этом основании механизм реализации предлагаемой стратегии должен состоять из комплекса мер общефедерального, отраслевого и ведомственного уровня. Предлагаются четыре блока мероприятий: меры государственной поддержки; программа мер отраслевого уровня по укреплению отечественного сельхозмашиностроения; программа решения фундаментальных научных проблем; программа укрепления инженерно-технической сферы АПК.

Меры государственной поддержки включают: усиление контроля за выполнением закона РФ "О зерне" по пунктам о поддержке производителей зерна в приобретении уборочной техники; активизацию конверсионных предприятий оборонной промышленности в интересах АПК; усиление интеграционных процессов со странами СНГ для выпуска с.-х. техники; доработку законопроекта "Госполитика в инженерно-техническом обеспечении АПК" в направлении стимулирования отечественного сельхозмашиностроения; утверждение и финансирование Федеральной программы по созданию приоритетной техники; совершенствование механизации кредитования АПК и политики лизингования; формирование государственного заказа на определенные объемы производства зерна и приобретение необходимой для этого техники.

Программа мер отраслевого уровня по укреплению отечественного сельхозмашиностроения включает: разработку программы интеграции (создание холдингов, ассоциаций, концернов); разработку и реализацию программы повышения качества промышленной продукции и обеспечения ее конкурентоспособности; разработку программы стимулирования предприятий на создание приоритетной техники; организацию совместных производств с конверсионными предприятиями и зарубежными фирмами; создание стандартизованной системы элементной базы по комплектующим изделиям.

Программа обеспечения развития фундаментальной науки включает: разработку комплексной программы стабилизации и последующего развития научных школ, предотвращение их распада; интеграцию НИИ, вузов и создание научных центров; разработку законопроекта об охране интеллектуальной собственности в области решения научно-технических проблем; планирование НИОКР с учетом приоритетных фундаментальных разработок; совершенствование методов технико-экономического анализа НИОКР; системную компьютеризацию научных исследований; создание информационного банка исходных данных для оптимизации агротехнологий и системы машин; разработку новых принципов воздействия на обрабатываемый материал; генерирование новых технологий уборки; совершенствование методов анализа и синтеза новых рабочих органов.

Программа укрепления инженерно-технической сферы АПК включает: контроль за выполнением закона РФ о развитии инженерно-технической сферы на селе; предложения по повышению эффективности лизинговой политики; повышение эффективности системы информационных инженерно-технических и консультационных услуг на базе техцентров, МТС и др.; инвестирование инженерно-технической сферы АПК РФ на конкретные виды работ или производство конкретного вида продукции; повышение эффективности подготовки кадров высокой квалификации для АПК.

Список литературы

1. Концепция развития механизации уборки зерновых культур на период до 2005 года. - М.: ВИМ, 1994.

2. Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Система технологий. -- М: Информагротех, 1999.

3. Основные показатели уровня механизации агропромышленного комплекса Российской Федерации в 1999--2002 гг. (аналитико-статистическии сборник). -- М.: Союзагромаш, 2003.

4. Сборник материалов научной сессии Россельхозакадемии "Научно-технический прогресс в АПК России -- стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции на период до 2010 года". -- М.: Россельхозакадемия, 2004.

5. Пьянов С.В. Совершенствование механизации уборки и послеуборочной обработки зерна в условиях крупнотоварного зерно производства. Дис.... канд. техн. наук. - Нальчик: КБГСХА, 2004.

6. Жалнин Э.В., Мурашов А.Д., Буланец В.И. Автоматизированная система формирования агротехнологий и оптимизации состава машино-тракторного парка хозяйства (АСФАТ МТП). -- М.: ВИМ, 1999.

7. Машино-технологическая станция. Издание 2-е. -- М.: ГОСНИТИ, 2003.

8. Тенденции развития сельскохозяйственной техники за рубежом (по материалам Международной выставки в Ганновере, Германия, 9--11 ноября 2003 г.). -- М.: Росинформагротех, 2004.

9. Жалнин Э.В. Основы расчета типоразмерного ряда зерноуборочных комбайнов / В сб. трудов ВИМ, вып. 113. -- М.: ВИМ, 19В7.

10. Жалнин Э.В., Мнацаканов А.С. Структура комбайнового парка для уборки зерновых культур/ В сб. трудов ВИМ, вып. 113. - М.: ВИМ, 1987.