Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Семыкин Владимир Анатольевич. Совершенствование технологии и средств механизации производства сахарной свеклы в ЦЧР на агроэкологической основе : диссертация ... доктора сельскохозяйственных наук : 05.20.01.- Курск, 2003.- 360 с.: ил. РГБ ОД, 71 03-6/59-0

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ И 14

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Агроэкологический подход к проблемам 14

растениеводства

Современное состояние свекловодства в Центральном 22

Черноземье

Сущность машинных технологий в растениеводстве и 33

современные методы формирования

Концепция перевода свекловодства России на 46

устойчивое развитие и роль механизации

УСЛОВИЯ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА 68

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия проведения исследований 68

Программа исследований 79

Методика исследований 80

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАШИННЫХ 91

ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОИЗВОДСТВА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ НА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ

Анализ агроэкологически безопасной системы 91

возделывания сахарной свеклы

Анализ уплотнения почвы энергетическими средствами 117

и обоснование путей его снижения

Анализ работы машинно-тракторных агрегатов на 146

склонах и пути улучшения качества их работы на горизонтальной и склоновой поверхности

Агроэкологическое обоснование приемов и средств 156

механизации возделывания сахарной свеклы

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Уплотнение почвы энергетическими средствами 174

Работа машинно-тракторных агрегатов на склонах 184

Способы основной обработки почвы 195

Точный высев семян сахарной свеклы 207

Междурядная обработка почвы 212

Уборка урожая 252

Оптимальная, экологически безопасная технология 269
возделывания сахарной свеклы в ЦЧР

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ 275

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 282

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 287

ЛИТЕРАТУРА 288

ПРИЛОЖЕНИЯ 320

Введение к работе:

Сахарная свекла в Российской Федерации является единственной сельскохозяйственной культурой, из которой промышленным способом вырабатывают сахар. Поэтому уровень производства сахарной свеклы прямо влияет на продовольственную безопасность страны, а сахар из свеклы имеет стратегическое значение, такое же, как нефть, газ, уголь, лес, зерно пшеницы и др. За последние 10 лет вследствие проводимых в сельском хозяйстве реформ и инициированного ими экономического кризиса производство сахарной свеклы и сахара из нее резко сократилось. Вследствие диспаритета цен на продукцию свеклосеющих хозяйств и приобретаемые ими средства производства хозяйства лишились оборотных средств, в результате обновление техники проводится в очень малых объемах, обеспечение топливно-смазочными материалами затруднено, ухудшилось качество высеваемых семян, внесение удобрений под сахарную свеклу сократилось примерно в 5-10 раз, гербициды почти не применяются.

Не обошли кризисные явления и Центрально-Черноземный регион. В сравнении с предкризисным периодом 1986-1990 гг. в 1996-2000 гг. площадь посева сахарной свеклы снизилась во всех областях ЦЧР и в целом по региону сократилась в 2 раза. Существенно снизилась и урожайность корнеплодов - с 23,6 до 15,1 т/га, или в 1,6 раза. За счет более поздних сроков уборки и сокращения периода переработки корнеплодов их сахаристость при приемке несколько возросла - с 16,2 до 17,1%, что повысило и выход сахара при переработке. И тем не менее, из-за спада валового производства сахарной свеклы выработка из нее сахара-песка уменьшилась в 2 раза. В 2000 г. доля свекловичного сахара в общем объеме его производства по ЦЧР упала до 33% и продолжает сокращаться, что серьезно угрожает продовольственной безопасности страны. И дело

не только в том, что Россия попадает в зависимость от импорта тростникового сахара-сырца, но и в том, что свекловичный сахар нельзя заменить тростниковым в ряде отраслей промышленности: кондитерской, пивоваренной, винодельческой и др.

В последние 3 года производство сахарной свеклы в ЦЧР вновь стало рентабельным даже при низкой урожайности, получаемой основной частью свеклосеющих хозяйств. Однако груз накопленных проблем -долги, отсутствие оборотных средств, кредитов и инвестиций - не позволяет хозяйствам поднять производство. Мировой опыт показывает, что единственным выходом из подобной ситуации является применение новых ресурсосберегающих технологий, позволяющих повысить продуктивность культуры без больших дополнительных затрат. Нынешний уровень технологии производства сахарной свеклы в ЦЧР грозит серьезными негативными экологическими последствиями.

В мировом научном сообществе вследствие всемирного экологического кризиса коренным образом изменилась система взглядов на дальнейшее ведение растениеводства и земледелия. Парадокс заключается в том, что и интенсивное растениеводство, практикуемое в странах Западной Европы, США и других, и экстенсивное растениеводство, наблюдаемое в охваченной кризисом России, приводят к одинаково отрицательным последствиям: деградации почв, загрязнению и разрушению природной среды, загрязнению вод и т.д. Выход, закрепленный в решениях ряда всемирных конференций, был найден в переходе от интенсификации к устойчивому, экологически оправданному растениеводству и земледелию, основными фундаментальными основами которых должны стать биологизация, адаптация и низкозатратность. Новое растениеводство, решая проблему постепенного повышения продуктивности, одновременно должно стать экологически безопасным и экономически оправданным. Иными словами, будущее растениеводство должно не пре-

одолевать природу, как это было раньше, а занять в ней свою экологическую нишу, стать органичной частью природы, постоянно устраняя отрицательные последствия своего влияния.

В диссертационной работе решена важная народнохозяйственная проблема - разработана экологически обоснованная машинная технология производства сахарной свеклы с применением усовершенствованных технических средств, позволяющих возделывать её с почвозащитным эффектом на эрозионно-опасных территориях.

Для решения этой проблемы нами была выдвинута гипотеза: повышение урожайности сахарной свеклы на эрозионно-опасных территориях с обеспечением экологической безопасности возможно за счет совершенствования технологии и технических средств производства культуры. Она может быть реализована путём создания и решения математической модели экологически безопасной машинной технологии возделывания сахарной свеклы, основанной на соблюдении уровня техногенных нагрузок, обеспечивающего самовосстановление оптимального состояния почвы для производства сахарной свеклы и других культур.

Актуальность проблемы. Сахарная свекла является одной из основных сельскохозяйственных культур в РФ, уровень производства которой определяет продовольственную безопасность страны. Продукты, производимые из сахарной свеклы, используются в питании населения, пищевой промышленности, животноводстве, фармацевтической промышленности, производстве спирта и т.д.

В настоящее время свекловодство России находится в состоянии глубокого кризиса. Это стало результатом недостаточного обновления техники, высоких цен на горюче-смазочные материалы, резкого сокращения основных технологических материалов, ухудшения их качества.

Особенно ощутимо сказался кризис на оснащении свеклохозяйств специальными средствами механизации, производство большей части которых оказалось за рубежом.

Устаревшие энергетические средства с экологически опасными движителями уплотняют почву на глубину, превышающую возможности разуплотняющего воздействия почвооборабатывающих орудий. Сами эти орудия, производя технологически оправданную обработку почвы, одновременно излишне разрушают ее структуру, которая не всегда успевает самовосстановиться к сезону выращивания сахарной свеклы. Применяемая техника плохо приспособлена для работы на склонах более 3, на которых размещена значительная часть свекловичных плантаций, что приводит к водной эрозии почвы и утрате ею потенциального плодородия. Низкие нормы внесения удобрений не компенсируют вынос основных питательных веществ урожаем сахарной свеклы, вследствие чего почвы постепенно деградируют из-за минерализации гумуса и снижения его содержания в почве.

Научными учреждениями России разработана «Национальная научная концепция устойчивого развития свекловодства в России до 2030 года», в которой отражены основные направления перевода свекловодства на экологически безопасное, устойчивое развитие. Однако в этой концепции почти не затронуты две проблемы, особенно актуальные для Центрального Черноземья: переуплотнение почвы колесами тракторов и самоходных машин и ухудшение работы свекловичной техники на склонах крутизной более 3, на которых здесь размещается значительная часть посевов сахарной свеклы.

Данная работа актуальна, имеет теоретическую и практическую значимость, так как посвящена формированию экологически обоснованных машинных технологий возделывания сахарной свеклы, снижению уплотняющего воздействия колесных энергетических средств на почву,

минимизации техногенной нагрузки на нее при основной и междурядной обработках, улучшению качества работы свекловичной техники на горизонтальной поверхности и на склонах, совершенствованию конструкции рабочих органов.

Диссертационная работа выполнена в 1986-2001 гг. в соответствии с планом НИР Курской ГСХА по теме «Разработать интенсивные технологии выращивания сельскохозяйственных культур в севообороте» (номер госрегистрации 01.9.7000668) и хоздоговорной тематикой (1985-1992 гг.) по внедрению прогрессивных технологий в Курской области. Результаты исследований включены в Систему земледелия Курской области, Комплексную программу развития производства и переработки сахарной свеклы в Курской области, Комплексную программу социально-экономического развития Курской области на 2002-2005 гг.

Объекты исследования. Объектами исследования были машинная технология возделывания сахарной свеклы, колесные тракторы и самоходные корнеуборочные машины, техника для основной обработки почвы, свекловичные сеялки и культиваторы.

Предмет исследования. Предметом исследования являлись методы формирования экологически обоснованной машинной технологии возделывания сахарной свеклы, уплотнение почвы колесами тракторов и самоходных машин, работа свекловичной техники на склонах, системы основной и междурядной обработки почвы в основных типах севооборотов с сахарной свеклой, приемы и средства повышения качества работы техники на горизонтальной поверхности и на склонах.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка экологически обоснованной технологии и совершенствование технических средств производства сахарной свеклы, обеспечивающих сохранение и повышение продуктивности культуры при снижении антропогенной нагрузки на почву, окружающую среду и сокращение затрат

энергии и материальных ресурсов при возделывании на эрозионно-опасных землях.

Для достижения этой цели потребовалось решить следующие задачи:

  1. Разработать основные положения теории экологически оправданной машинной технологии возделывания сахарной свеклы и проверить ее в полевых условиях.

  2. На основе теории взаимодействия движителя с почвой обосновать рациональную колесную формулу, массу и ее распределение по осям пропашного свекловичного трактора с целью снижения его уплотняющего воздействия на почву.

  3. Изучить приемы и средства основной обработки почвы с целью снижения воздействия на почву и затрат энергии без сокращения продуктивности сахарной свеклы.

  4. Исследовать теоретически и экспериментально работу агрегатов на склонах различной крутизны для выбора приемов стабилизации их прямолинейного движения и улучшения качества работы.

  5. Обосновать и исследовать технические возможности повышения точности высева семян сахарной свеклы высевающими аппаратами сеялки ССТ- 12В(Б).

6. Изучить и обосновать конструктивные усовершенствования
культиватора УСМК-5,4В для работы на склонах и горизонтальной по
верхности, кратность междурядных обработок и окучивания рядков при
сохранении и повышении продуктивности сахарной свеклы.

7. Разработать и исследовать конструкции рабочих органов, прие
мы и средства стабилизации прямолинейного движения корнеуборочных
машин с целью повышения качества их работы на горизонтальной по
верхности и склонах.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального Черноземья на основе системного подхода разработана экологически оправданная и экономически обоснованная машинная технология возделывания сахарной свеклы, обеспечивающая сохранение и повышение её продуктивности без существенных экономических затрат.

Составлена математическая модель, которая может служить критерием выбора технологических и агротехнических решений для практической реализации предлагаемых экологически оправданных технологий.

Проведен теоретико-экспериментальный анализ процесса уплотнения почвы колесами энергетических средств, что позволило обосновать рациональную колесную формулу, вес и распределение нагрузки по осям пропашного трактора для использования в свекловодстве.

Разработана информационная модель работы машинно-тракторного агрегата на склонах, послужившая основой проведения экспериментальных исследований.

Предложен показатель, характеризующий интенсивность основной обработки почвы в севообороте, который может быть использован для выбора агроэкологически обоснованной системы основной обработки почвы под сахарную свеклу.

Обоснована техническая и экологическая возможность и необходимость снижения кратности междурядных обработок и окучивания.

Разработаны конструкции выкапывающих рабочих органов свеклоуборочных машин.

Научная новизна работы подтверждена патентами № 2117422, 2176866,2176867 и 2185717.

Научные положения, выносимые на защиту. В результате исследований разработаны и выносятся на защиту следующие основные положения:

  1. Разработанная нами машинная технология возделывания сахарной свеклы представляет собой агроэкологически обоснованную совокупность взаимосвязанных приемов и средств, которые позволяют сократить затраты ресурсов на 26,5% и повысить эффективность технологии в 1,8 раза.

  2. Тракторы колесной формулы 4x4 с одинаковыми размерами колес и нагрузкой на заднюю ось в 2-2,5 раза больше, чем на переднюю (при номинальном тяговом усилии) в наибольшей степени соответствуют агроэкологическим требованиям по уплотняющему воздействию на почву.

  3. Различные приемы и средства основной обработки почвы на высоком агротехническом фоне не оказывают существенного влияния на урожайность сахарной свеклы. Поэтому выбор этих приемов и средств определяется типом засоренности поля, а также их влиянием на затраты труда и средств при возделывании сахарной свеклы.

  4. Для обеспечения прямолинейности движения и хорошего качества работы машинно-тракторных агрегатов на склонах крутизною более 3 на свекловичные сеялки, культиваторы для междурядной обработки и корнеуборочные машины нужно устанавливать стабилизирующие устройства, исключающие сползание.

  5. В зональную традиционную технологию возделывания сахарной свеклы необходимо внести изменения:

посев производить сеялками, оборудованными приспособлениями для улучшения заполнения ячеек семенами;

междурядные обработки выполнять культиваторами, дооснащен-ными игольчатыми дисками с изменяемым углом атаки;

сократить число междурядных обработок почвы до одной-двух, совмещая их с окучиванием свеклы.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Практическая значимость работы состоит в том, что разработанная нами и апробированная в производстве экологически обоснованная технология возделывания сахарной свеклы обеспечивает сокращение затрат ресурсов на 26,5%.

Подготовленные научно-методические работы, часть из которых утверждена на федеральном и областном уровнях, рекомендованы и используются в учебном процессе вузов.

Результаты исследований включены в Систему земледелия Курской области, Комплексную программу развития производства и переработки сахарной свеклы в Курской области, Комплексную программу социально-экономического развития Курской области на 2002-2005 гг. и внедрены в хозяйствах Курской и Белгородской областей (на площади 650 га).

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научных конференциях в КГСХА (1997-2002 гг.); на II международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственного производства и пути их решения» (Белгород, 1998); IV международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2000); VI международной научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2002).

Личный вклад автора. Лично автором разработаны гипотеза, программа и методика исследований, проведены полевые эксперименты, предложены конструктивные изменения технических средств. Всё это позволило решить важную народно-хозяйственную проблему: разработать экологически обоснованную машинную технологию производства сахарной свеклы и усовершенствовать технические средства, позволяю-

щие возделывать её с почвозащитным эффектом на эрозионно-опасных территориях.

Публикации. По материалам диссертации автором опубликовано 44 научные работы, в том числе монография, учебное пособие с грифом УМО, учебно-методические работы, получено 4 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Она изложена на 319 страницах компьютерного текста, включает 5J_ таблицу и 49 рисунков. Список литературы включает 409 наименований.

Подобные работы
Бряков Валерий Константинович
Совершенствование технологии и средств механизации для получения концентрированного корма на основе послеспиртовой барды и семян сои
Курбанов Рустам Файзулхакович
Разработка и совершенствование ресурсосберегающих технологий и средств механизации производства объемистых растительных кормов
Иванов Сергей Анатольевич
Совершенствование технологии и технических средств приготовления кормов для животноводства на основе соевого зерна
Хахов Мурат Анатольевич
Совершенствование технологии и средств механизации для посева семян яровых культур в условиях повышенной влажности почв
Агузаров Алан Маирбекович
Разработка технологии и совершенствование средств механизации приготовления сенажа из трав субальпийских лугов в условиях Республики Северная Осетия-Алания
Губейдуллин Харис Халеуллович
Совершенствование технологий и средств механизации раздачи жидких и полужидких кормов
Фоминых Александр Васильевич
Повышение эффективности сепарирования зерна и сои на основе совершенствования фракционных технологий и машин
Юхин Геннадий Петрович
Совершенствование технологий и технических средств заготовки и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов
Колесников Николай Петрович
Совершенствование технологии и технических средств внесения дефекта за счет выбора их рациональных параметров
Легоев Виктор Борисович
Совершенствование технологии и технических средств для подбора яблок с земли в садах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net