Основы машинной технологии

Механизированных процессов

В растениеводстве

Основные понятия и определения

Задача получения максимально высоких и качественных урожаев при низкой себестоимости требует изыскание и применение новых путей и способов ее решения. Технология производства любой с.-х. культуры по природно-климатическим зонам страны включает комплекс последовательно выполняемых технологических процессов по обработке почвы, внесению удобрений, посеву и уходу за посевами, уборке и первичной доработке урожая, т.е. связана с выполнением взаимосвязанных во времени и пространстве различных с.-х. работ, совершаемых в определенной последовательности, чтобы каждая предыдущая операция готовила необходимые условия для проведения последующей. Все с.-х. работы состоят из основных (технологических) и вспомогательных. Технологическая операция характеризуется направленным воздействием на обрабатываемый материал (почву, семена, удобрения и т.д.) с целью заданного изменения его положения, физико-механических или биологических свойств (вспашка, разбрасывание удобрений, культивация, посев и др.). Вспомогательная - направлена на облегчение, ускорение или повышение качества основной (технологической) операции (регулировка машины, разбивка поля на загоны, отбивка поворотных полос, проведение контроля качества вспашки, сева и др.). Транспортные операции связаны с перемещением с.-х. материалов без изменения их состояния и свойств (доставка семян, овощей, зерна и т.д.) и их следует относить к группе основных операций.

Сельскохозяйственные работы могут выполняться машинно-тракторными агрегатами или отдельными с.-х. машинами в движении, на стационаре, во время остановок или замедления (разгона) движения. Технологические процессы, как совокупность воздействий на обрабатываемый материал с целью изменения его свойств до требуемого состояния, органической составляющей входят в технологические операции и характеризуются следующими показателями:

качественными, как нормативы качества (глубина обработки почвы, высота среза растений, дробление и засоренность зерна и т.п.);

энергетическими (расход механической энергии на выполнение операции);

экономическими (затраты труда и средств, производительность и др.).

В с.-х. производстве различают технологию возделывания и уборки с.-х. культур (технология производства с.-х. продукта) и технологию с.-х. работ (операционная технология).

Последовательность, способы и средства выполнения с.-х. работ и производственного процесса в целом представляет собой технологию. Она включает перечень и последовательность выполнения работ по производству конкретной с.-х. культуры (пшеницы, ячменя, проса и т.п.), агротребования к их выполнению, технические средства, технико-экономические показатели работ, а также – транспортировку к месту хранения, складирования, первичной дороботки и др. операции необходимые для получения готового (товарного) продукта. Наиболее высоким уровнем технологии является интенсивная индустриальная технология. Это машинная технология производства продукта запланированной урожайности, которая сочетает применение высокопроизводительной техники с новейшими агротехническими приемами, предусматривает поточное выполнение всех работ с полным соблюдением агротребований на каждой технологической операции. Индустриальные (интенсивные) технологии предполагают комплексную механизацию производства с.-х. продукта. Комплексная механизация это такая организация и такой уровень с.-х. производства, при которых не только основные, но и все вспомогательные операции полностью механизированы и выполняются определенной системой машин в полном соответствии с агротехническими требованиями. Ручной труд при этом сводиться лишь к управлению и обслуживанию машин.

При этом достигается наибольшая производительность труда, сокращаются сроки работ, снижаются затраты труда и себестоимость с.-х. продукции.

Все работы при комплексной механизации можно разбить на три группы:

Общего назначения, выполняемые при возделывании различных с.-х. культур (вспашка, сплошная культивация, боронование, внесение удобрений и др.);

Специальные, выполняемые только при возделывании конкретной культуры (сев проса, посадка картофеля, уборка гороха и др.);

Вспомогательные (погрузочно-разгрузочные, подготовительные, контрольные и др.). В соответствии с этим различают и машины: общего назначения, специальные и вспомогательные.

При комплексной механизации, наряду с технологическими операциями по производству с.-х. продукции, выполняют работы по повышению плодородия почв, освоению новых (заболоченных, солонцовых и др. почв), по борьбе с эрозией и т.п. Механизация таких работ является составляющей комплексной механизации.

Опыт показывает, что одним из факторов, сдерживающих внедрение в производство уже разработанных новых индустриальных технологий, рассчитаных на получение, например, 7,5-8 т/га озимой пшеницы, 10-12 т/га зерна и 100-120 т/га зеленой массы кукурузы, является несовершенство машин, отсутствие во всех звеньях производственного процесса комплексной механизации.

Материально-технической основой комплексной механизации с.-х. производства является система машин. Система машин – это набор взаимоувязанных между собой по технологическому процессу, рядности (ширине захвата) и производительности различных машин и оборудования, применение которых обеспечивает выполнение всех работ по производству с.-х. продукта высокого качества без затрат ручного труда в оптимальные агротехнические сроки.

Система машин подразделяется на общероссийскую (для хозяйств всей страны), зональную (для хозяйств отдельной зоны), отраслевую (для животноводства, полеводства, садоводства, овощеводства и др.) и для производства отдельной с.-х. культуры (кукурузы на зерно, сахарной свеклы, картофеля, томатов и др.). Отраслевая система машин обеспечивает комплексную механизацию производства продукции в конкретной отрасли и содержат как машины общего назначения (плуги, лущильники, культиваторы для сплошной обработки и др.), так и сугубо специализированные (зерновые сеялки, комбайны и др.). Система машин для комплексной механизации с.-х. производства отражает основные направления научно-технического прогресса. Она предусматривает расширение выпуска самоходных и комбинированных машин, создание более современных машин для точного высева семян, рационального внесения минеральных и органических удобрений. Освоение машин для минимальной обработки почвы, нового поколения противоэрозионных машин, машин более экономно расходующих топливо и энергию, новых машин для фермерских и крестьянских хозяйств. Перспективный проект системы машин совершенствуется постоянно в соответствии с новыми технологиями производства продукции, использование средств автоматизации, повышение качества, надежности и долговечности средств механизации.

Дальнейшим развитием комплексной механизации является автоматизация сначала отдельных операций, а затем – производственных процессов в целом.

Следует четко представлять, что машинная технология тесно связана и определяется агроклиматическими и почвенными особенностями региона (физико-механические свойства почвы, влагообеспеченность, запасы питательных веществ и др.), особенностями возделываемых культур (высота стеблей, устойчивость к осыпанию, глубина и зона расположения корней и др.), существующим набором машин, определенных агротехнических приемов, уровнем организации выполнения работ и др. В зависимости от конкретных производственных условий по каждой с.-х. культуре обосновывают и выделяют необходимые операции, сводят их в специальные технологические карты, которые являются основным технологическим документом при проведении комплекса работ по возделыванию и уборке с.-х. культур. Научно-исследовательскими учреждениями разрабатываются типовые технологические карты для наиболее характерных условий данной почвенно-климатической зоны. На основе типовых технологических карт специалисты хозяйства разрабатывают рабочие, с учетом местных условий. Технологическая карта содержит перечень и последовательность проведения работ по возделыванию и уборки конкретной культуры, их продолжительность, обслуживающий персонал, перечень технических средств, технико-экономические показатели работ. Каждая операция в карте записывается отдельной строкой. Эти карты служат основой для планирования работы МТА, составление заявок на приобретение новых машин, топлива, минеральных удобрений, семян, ядохимикатов, расчета оплаты труда механизаторов.

Полный перечень с.-х. работ по технологической карте, с помощью которых совершаются законченные периоды производства определенной с.-х. культуры, т.е. достигается конечный результат и образует производственный с.-х. процесс (процесс производства с.-х. продукта).

Технологическая карта представляет собой маршрутную технологию проведения необходимого комплекса полевых работ по возделыванию и уборке конкретной с.-х. культуры и отвечает на вопрос, что нужно сделать, чтобы получить запланированный урожай при конкретно рассчитанных затратах.

1.2. Программирование урожаев – агробиологическая основа машинной технологии

При программировании урожая рассматривают агробиологическую систему – растение и оптимальное сочетание многих основных и побочных факторов, определяющих рост и развитие культурных растений: свет и тепло, вода и воздух, ФАР и питательные вещества в почве, пространство и время, качество работы машин и сроки выполнения работ, подбор сортов и гибридов растений, химическая борьба с сорняками и болезнями растений и тд. Поэтому для получения гарантированного (программированного) урожая при возделывании с.-х. культуры главной задачей в каждом конкретном случае является возможность добиться путем применения соответствующих технологических операций и агроприемов оптимального сочетания факторов, влияющих на урожай. Таким образом, чтобы получить максимальный урожай задачей технологии является обеспечение и поддержание всех факторов на оптимальных уровнях. Эту задачу в реальных условиях выполнить нельзя, т.к. факторы, влияющие на рост и развитие растений, подразделяются на: управляемые (норма высева, глубина заделки семян, сроки и нормы посева, регулировки машин и др.); частично управляемые (физико-механические свойства почвы, всхожесть семян и др.); неуправляемые (климат, ФАР, тепло, свет и др.).

Модель функционирования системы можно представить в следующем виде:

Z₁; Z₂; ….. Z_n – частично управляемые факторы

Х₁; Х₂;... Х_n –

управляемые

факторы

a₁; a₂; ….. a_n – неуправляемые факторы

Рис.1.1. Модель функционирования системы

Обеспечить все факторы на оптимальных уровнях практические возможно только в ограниченном пространстве (климатотроне), в реальных условиях необходимо программировать, т.е. рассчитывать урожай заранее на основе долгосрочных прогнозов ожидаемого эффекта, применяя стратегию минимального риска, с тем, чтобы последующими технологическими операциями (подготовка к посеву, посев, уход за посевами и т.д.), добиться максимального повышения урожая выращиваемой культуры.

В общем случае система мероприятий по выращиванию программируемых урожаев включает:

1. Определение потенциально возможного для конкретной зоны (хозяйства) уровня урожая с учетом максимального числа факторов (фотосинтеза активной радиации солнца, биоклиматического потенциала, продуктивности земель, биологических особенностей выращиваемой культуры и др.);

2. Разработку комплекса агротехнологических мероприятий (сроки и нормы сева, систему удобрений, систему обработки почвы и т.д.);

3. Установление порядка сбора информации о состоянии культуры, почвы, метеоусловиях и др., для прогнозирования сроков проведения технологических операций;

4. Выбор оптимальных технологических режимов и соответствующих им технических средств для выполнения технологических операций;

5. Инструментальный контроль качества технологических операций.

Комплекс оптимальных агротехнологических и технических мероприятий, обеспечивающих получение запланированного (рассчитанного) урожая, составляет основу интенсивных технологий производства с.-х. продукции, являясь практическим результатом программирования урожая, и заключается в комплексной интенсификации агробиологических процессов роста и развития с.-х. культур со следующими особенностями:

1. Высокий агрофон (качественная почвообработка, современное внесение удобрений и борьба с сорняками);

2. Механизация и автоматизация технологических процессов, исключающих ручной труд и обеспечивающий максимальный технологический эффект;

3. Точный высев высококачественных семян;

4. Управляемость отдельными операциями и в целом технологией в целях обеспечения стабильности производства независимо от изменяющихся условий;

5. Поточность, точная временная и пространственная взаимоувязка, совмещение и дифференциация операций, обеспечивающие высокий конечный результат;

6. Технологическая документация с вариантами, нормативами на качество и инструментальным контролем.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: