Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса обработки почвы в междурядьях садов, цель и задачи исследования 8
1.1 Механический состав почвы и его влияние на физические свойства 8
1.2 Технологические операции и задачи обработки почвы в междурядьях сада 17
1.3 Обзор применяемых технических средств для обработки почвы в междурядьях плодоносящих садов 25
1.4 Результаты теоретических исследований по определению силы сопротивления почвы при ее обработке 40
1.5 Краткие выводы, цель и задачи исследования 48
2 Теоретическое обоснование параметров универсального рабочего органа для обработки почвы в междурядьях сада 50
2.1 Сопротивление почвы, возникающие при воздействии на нее долотом универсального рабочего в процессе работы 50
2.2 Силы сопротивления почвы, действующие на плоскорезную лапу универсального рабочего органа в процессе работы 57
2.3 Расчет силы сопротивления почвы, действующей на рабочий орган универсального орудия в процессе работы 62
2.4 Краткие выводы 70
3 Программа и методика экспериментальных исследований 72
3.1 Программа экспериментальных исследований 72
3.2 Методы исследования агрофона 73
3.3 Экспериментальная установка для динамометрирования 76
3.4 Приборы и оборудование 77
3.5 Показатели энергетической оценки и методы их определения 86
3.6 Методика обработки экспериментальных данных 88
3.7 Частная методика определения адекватности аналитической зависимости по критерию Кохрена 95
4 Результаты экспериментальных исследований 98
4.1 Исследования агрофона 98
4.2 Оптимизация параметров универсального рабочего органа для обработки почвы 108
4.3 Анализ тягового сопротивления универсального рабочего органа для обработки почвы 112
4.4 Проверка на адекватность теоретической зависимости 117
4.5 Производственные испытания универсального рабочего органа 120
4.6 Краткие выводы 123
5 Экономическая эффективность результатов исследования 125
5.1 Оценка базовой технологической операции обработка почвы в междурядьях сада применяемой ОАО КСП «Светлогорское» 125
5.2 Расчет эффективности инвестиций внедрения универсального орудия для обработки почвы по контуру залегания корневой системы деревьев в междурядьях сада 126
Основные выводы 130
Список использованных источников 132
Приложения 144
- Технологические операции и задачи обработки почвы в междурядьях сада
- Сопротивление почвы, возникающие при воздействии на нее долотом универсального рабочего в процессе работы
- Методика обработки экспериментальных данных
- Анализ тягового сопротивления универсального рабочего органа для обработки почвы
Введение к работе
Начальный период развития садоводства в мире связывают с использованием человеком дикорастущих плодовых растений. Человек переносил плодовые растения к своему жилищу, тем самым создавались первые сады. В дальнейшем плодовые культуры появились в долинах рек и на равнинных участках. По данным специальной литературы известно, что первые сады появились на Ближнем Востоке, что история садоводства тесно связана с историей цивилизации. Подвесные сады Вавилона расположенные на террасированных склонах, являющиеся значительным достижением того времени, относящиеся к временам правления легендарной царицы Семирамиды.
Значительное развитие садоводство как наука, достигло в древнем Египте, много заимствовавшее у Шумеро-аккадской цивилизации.
Есть свидетельство, что интродукцией плодовых деревьев занимался Рамзес третий. Во времена его правления было заложено 514 садов. Все они предназначались для снабжения храмов маслом, древесиной и ароматическими травами.
Важнейшей социально-экономической задачей населения нашей страны является сбалансированное питание, составляющим которого является потребление свежих плодов и ягод. По рекомендации НИИ садоводства им. Мичурина совместно с институтом питания АМН, необходимая годовая норма потребления свежей плодово-ягодной продукции составляет 91 кг. Тем не менее, производство плодов и ягод в нашей стране далеко от нормативного и не превышает двадцати килограмм из расчета на душу населения.
Краснодарский край является крупнейшим регионом России по производству плодово-ягодных культур. По данным 1998-1999гг площади занятые садами составляют 11,2% от общей площади плодовых насаждений России, урожай с которых составляет 14% валового сбора, большая часть
5 которого приходится на яблоко. Однако фактическое производство плодов не удовлетворяет потребности регионального рынка.
В последнее время наметилась тенденция к снижению валового сбора фруктов (8,6% от сбора плодов в России [109]). Вследствие деградации почв отмечается снижение плодородия и урожайности [17, 72, 80]. Только за период 1990-1997гг площадь садов и ягодников на сельскохозяйственных предприятиях сократилась с 70,1 до 52,1 га. Урожайность снизилась с 72,9 до 58,9 ц/га. Валовое производство плодов и ягод с 319 до 215 тыс. т, или уменьшилось в 1,5 раза.
Подводя итог, можно сказать, что садоводство как область сельскохозяйственного производства не потеряло свою актуальность и в наше время. Поэтому возрождение агрофизических свойств почвы и плодородия с наименьшими экономическими и энергетическими показателями - наиболее актуальная задача, поставленная перед учеными Кубани.
Сегодня применяются совершенно новые, научно обоснованные технологические процессы по производству плодовых культур и восстановлению плодородия почвы. Однако существующие технические средства, отвечающие исходным требованиям на базовые технологии по обработке почвы, остаются энергоемкими, расходуется до 40% денежных средств на выполнение технологической операции.
Много технических решений по снижению энергоемкости процессов обработки почвы предложено ведущими учеными, такие как: П.А. Лукашевич, В.А. Бондарев, И.М. Брутенер, И.Б. Беренштейн, Б.В. Бычков, В.Д. Бартенев, Г.П. Варламов, В.П. Горячкин, Е.Э. Дибнер, В.Я. Зельцер, В.В. Кацыгин, А.Н. Карпенко, Х.А. Кикабидзе, В.Х. Кульчиев, В.К. Кутейников, A.M. Кротов, М.Н. Летошнев, Г.Г. Маслов, А.Н. Медовник, М.Д. Мо-кан, А.С. Пронь, В.Б. Рыков, С. М. Сидоренко, И.А. Стоюшкин, Г.й. Сине-оков, Е.И. Трубилин, Б. Ф. Тарасенко, Б.Э. Темирханов, В.И.Турбина, А.Ф. Ульянова, Ю.А. Утков, В.А. Фёдоров, И.М. Федотов, И.С. Хачатрян, А.А. Цымбал, А.В. Четвертаков, М. И. Чеботарев, Р.Я. Ягубян.
Создание машин и орудий нового поколения, высокоэкономичных, высокопроизводительных, менее энергоемких и металлоемких - глобальная задача современной науки.
На основании изложенного сформулированы цели и задачи данной исследовательской работы.
Цель исследований заключается в снижении энергоемкости процесса обработки почвы путем оптимизации параметров универсального рабочего органа и совершенствования технологической схемы расстановки рабочих органов орудия.
Объект исследования — технологический процесс обработки почвы по контуру залегания корневой системы плодовых деревьев в междурядьях сада и универсальное орудие.
Предмет исследования - параметры процесса обработки почвы универсальным рабочим органом в междурядьях сада и их влияние на энергоемкость.
Научную новизну представляют математическая модель процесса обработки почвы с одновременным применением лобового и косого резания, позволяющая определить оптимальные конструктивные параметры долота универсального рабочего органа;
— зависимость схемы расстановки рабочих органов от расположения
корневой системы плодовых деревьев в междурядьях сада.
Новизна технического решения подтверждена патентом Российской федерации РФ №2298302 от 06.06.2005г.
Практическая значимость исследования заключается в:
научно обоснованных технологических режимов обработки почвы в междурядье сада по контуру корневой системы плодоносящих деревьев;
аналитической зависимости влияния параметров универсального рабочего органа на процесс обработки почвы по контуру корневой систе-
7 мы плодовых деревьев в междурядьях сада, позволяющей определить оптимальные параметры при проектировании и модернизации однотипных орудий;
- применение в учебном процессе ФГОУ ВПО КубГАУ разработан
ных пятнадцати программ для ПВМ с программным обеспечением
Windows - 2000, Windows - ХР.
На защиту выносятся следующие положения и результаты исследовательской работы:
технологическая схема расстановки рабочих органов по глубине и ширине захвата универсального устройства для обработки почвы;
конструктивные параметры долота универсального рабочего органа для обработки почвы;
зависимость энергетических показателей от технологических параметров процесса обработки почвы по контуру залегания корневой системы в междурядьях сада;
экономическая эффективность внедрения универсального орудия для обработки почвы в междурядьях сада.
Технологические операции и задачи обработки почвы в междурядьях сада
Обработкой почвы называется механическое воздействие на нее рабочими- органами машин и орудий с целью создания лучших условий для выращивания растений. Эти условия формируются в первую очередь в результате изменения агрофизических показателей плодородия почвы, от которых непосредственно зависят водно-воздушный И тепловой режимы. Действие механической обработки почвы на питательный режим осуществляется через почвенную биоту [5,8].
При обработке почвы достигается улучшение строения пахотного слоя. Рыхление увеличивает общую пористость и уменьшает объем капиллярных пор. Это способствует снижению капиллярного и повышению конвекционно-диффузного испарения влаги, а также улучшению прогревания почвы. Обратная картина происходит при уплотнении, общая пористость уменьшается, изменяется соотношение объема разных по величине пор в сторону увеличения капиллярных, это создает благоприятные условия для подтока влаги из нижних слоев к верхним и снижение аэрации, что сказывается на интенсивности аэробных процессов.
Следовательно, регулируя степень уплотнения почвы посредством обработки, можно в значительной мере воздействовать на сохранение и накопление влаги, а также на условия жизнедеятельности почвенной микрофлоры [5, 8, 10, 90, 139].
Повышение воздухо - и теплопроницаемости почвы при достаточной влажности активизирует биологические процессы, благодаря которым повышается содержание усвояемых растениями питательных веществ за счет трансформации труднодоступных минеральных и органических соединений.
Следует подчеркнуть важную роль обработки в воспроизводстве органического вещества - фундамента плодородия, при этом почва поддерживается в рыхлом состоянии, поэтому создаются условия для интенсивной минерализации и снижения его содержания. При более плотном сложении минерализация снижается, и складываются лучшие условия для процесса гумификации органического вещества. Наряду с положительным действием обработки на почвенное плодородие ее применение без учета зональных почвен-но-климатических условий может привести к отрицательным последствиям. Это развитие водной и ветровой эрозии, чрезмерное уплотнение или распыление почвенных агрегатов и т. д. Наличие таких процессов снижает плодородие и продукционную способность почв.
Знание научных основ современного земледелия, позволит нам усилить положительные ее качества и уменьшить отрицательное воздействие обработки на воспроизводство плодородия почвы.
Технологические операции обработки почвы. Почвообрабатывающими орудиями выполняют следующие технологические операции: оборачивание, рыхление, крошение, уплотнение, перемешивание, выравнивание почвы, подрезание сорняков, создание гребней и борозд, а также сохранение влаги и стерни на поверхности [12, 21, 26, 34, 38, 51].
Оборачивание — взаимное перемещение частей пахотного слоя или горизонтов почвы в вертикальном направлении. Необходимость оборачивания вызвана дифференциацией частей пахотного слоя по плодородию почвы. За время возделывания сельскохозяйственных растений верхний слой уплотняется в результате разрушения структурных агрегатов, иссушается, засоряется семенами сорных растений, а нижний обедняется питательными веществами из-за снижения микробиологической активности при отсутствии свежего растительного материала.
Оборачивание также необходимо для заделки в почву растительных остатков и удобрений [8, 17, 22].
Полный оборот пласта на угол до 135 градусов называют взметом., Промежуточное положение занимает культурная вспашка, при которой срезают верхнюю часть задернелого слоя и сбрасывают на дно борозды. Осуществляется эта операция с помощью отвальных плугов и лущильников.
Наряду с положительными действиями, оборачивание может оказывать и отрицательное влияние, в условиях недостаточной влажности теряется много влаги и снижается эрозионная стойкость почвы [17, 22, 23].
Рыхление - изменение размеров почвенных агрегатов и расстояние между ними, в результате чего улучшается водо- и воздухопроницаемость. Степень рыхления оценивается отношением толщины взрыхленного слоя к его первоначальной толщине.
Крошение почвы - уменьшение размеров почвенных структурных от-дельностей. Крупные комки и глыбы распадаются на мелкие комочки. Крошение необходимо для создания при обработке почвы мелко комковатой структуры, оно осуществляется многими сельскохозяйственными орудиями и машинами, но наиболее эффективно - ротационными, особенно фрезами [13,43]. Перемешивание почвы - изменение взаимного расположения почвенных отдельностей, обеспечивающее более однородное состояние обрабатываемого слоя почвы. Перемешивание требуется при внесении органических удобрений, извести, фосфоритной муки, а также при создании более мощного пахотного слоя путем припахивания подпахотных слоев. Перемешивание осуществляется при обработке плугами без предплужников, фрезами, отвальными и дисковыми лущильниками. Оно не желательно при необходимости глубокой заделки семян и вегетативных органов размножения сорных растений [17, 22, 23].
Подрезание сорняков осуществляется одновременно с рыхлением, перемешиванием и оборачиванием почвы. Однако применяются специальные приемы обработки почвы с использованием культиваторов с одно — и двухсторонними лапами — бритвами, ножевыми лапами [17, 22, 23].
Создание гряд и нарезка борозд способствует регулированию водного, воздушно-термического и пищевого режимов почвы. Практикуется в зоне избыточного увлажнения и на склоновых землях. Борозды, гребни и гряды создаются для отвода излишней воды и улучшения газообмена, ускорения прогревания почвы и активизации процессов превращения питательных веществ. На полях, подверженных водной эрозии, создание прерывистых борозд, гребней, щелей и лунок способствует снижению поверхностного стока, предупреждению смыва почвы и увеличения запаса влаги.
Для создания микрорельефа используют окучники, плуги со специальными приспособлениями, грядоделатели, лункообразователи, щелерезы и другие машины и орудия.
Сопротивление почвы, возникающие при воздействии на нее долотом универсального рабочего в процессе работы
Фирма Пармитер (Великобритания) выпускает несколько моделей дисковых борон, которые могут работать как в навесном, так и в прицепном варианте. В широкозахватных моделях используют шарнирное крепление дисковых секций, что позволяет для уменьшения габаритных размеров при транспортировании запрокидывать их на центральную секцию. Фирма Браун (Великобритания) для лущения стерни и предпосевной обработки почвы изготавливает дисковые бороны с активными рабочими органами, приводимые от ВОМ трактора. Поперечная устойчивость бороны обеспечивается передним и задним полозками; угол атаки регулируется винтовым механизмом.
Представляет интерес семейство дисковых, симметричных борон ЕТВ и XT Венгерской Народной Республики. Односледные бороны типа ЕТВ предназначены для лущения на легких почвах, предпосевной обработки междурядий садов для посадки сидератов и обработки паров на глубину 8... 18 см. Двуследные дисковые бороны типа XT, предназначены для обработки тяжелых почв; ширина захвата 3...8 м. Диски переднего ряда в семействе этих борон устанавливаются с вырезами, а заднего ряда сплошные.
Садовые бороны предназначены для обработки почвы в садах и ягодниках. ГСКБ по машинам для улучшения лугов и пастбищ совместно со ВНИИС им. И.В. Мичурина создали ряд машин для обработки почвы в садах и ягодниках. В производство внедрено семейство дисковых садовых борон БДН-1,3; БДН-1.3А; БДС-3,5 и БДСТ-2,5.
Садовые бороны, применяемые за рубежом. Несимметричные бороны используют главным образом в садах, ягодниках и виноградниках. Конструкция их принципиально не отличается от конструкций отечественных. Диаметр дисков составляет 530-660 мм, диски применяются сплошные и вырезные. Некоторые прицепные бороны имеют опорные пневматические колеса, с помощью которых регулируется глубина обработки, а также проводится транспортирование борон.
Ротационные фрезы (рисунок 1.4) предназначены для обработки участков с тяжелыми почвами в целях их окультуривания. Для агрегатирования с тракторами тягового класса 6т разработана и внедрена двухроторная дисковая фреза ФП-4,2 производительностью 1,6 га/ч. Данная фреза предназначена для рыхления сильно задернелых почв. Общий вид и принципиальное устройство фрез представлено на рисунке 1.6. Ротационные машины широко представлены в комплексе машин для расчистки земель от древесно-кустарниковой растительности. Для этого используется фрезерный кусторез КФМ-2,8, а для глубокого фрезерования кустарников фрезы МНФ-500А, МТП-42,МТП-44А. Поверхностное фрезерование кустарников осуществляется фрезами ФКН-1,7; МТП - 42А и МТП - 44А. Кроме указанных фрезерных машин для расчистки земель от крупного кустарника и мелколесья предназначен фрезер МНФ-500А с шириной захвата 2,3 м и глубиной обработки до 0,6 м.
Для рыхления дернового слоя в целях аэрации почвы и уничтожения кротовых кочек предназначена фреза ФП-4,2, а для разработки мерзлых грунтов и вырезки крупных пней используется щелерезно-фрезерная машина ЩФМ-3-0,8.
Ротационные почвообрабатывающие машины широко используются в садах для обработки почвы в междурядьях. Технические характеристики садовых фрез представлены в таблице 1.8.
Для рыхления почвы и уничтожения сорняков в межствольных полосах молодых и плодоносящих садов с кроной, позволяющей приблизиться на расстояние 2,5 м, используют фрезу ФС-0,9, которая агрегатируется с тракторами семейства МТЗ.
Садовая навесная фреза ФСН-0,9Г фронтальной навески агрегатируется с тракторами тягового класса 1,4 т. Ее используют для рыхления почвы и уничтожения сорняков в приствольных полосах садов и междурядий ягодников, а также для заделки удобрений в почву.
Для обработки почвы в междурядьях садовых, чайных плантаций, плантаций роз, цитрусовых и других плодовых культур, посаженных с междурядьем от 1,4 до 2,5 метров, применяют навесные фрезы ФН-110 и ФН-125.
В защищенном грунте для обработки почвы применяют самоходную фрезу ФС-0,7. Этот культиватор КФ-5,4 особенно эффективен на сильно уплотненных и засоренных сорняками почвах. Роторы культиватора приводятся во вращение от вала отбора мощности трактора через карданный вал, конический одноступенчатый редуктор, трансмиссионный вал и цепные передачи. На ведущем валу привода секции установлен предохранитель, рассчитанный на передачу крутящего момента 200...250 Н-м и обеспечивающий нормальную работу ротора, защищая его от поломок при встрече с камнями или другими препятствиями.
Преимущество роторного культиватора КФ-5,3 перед обычными культиваторами заключается в лучшем рыхлении почвы, более полном уничтожении сорняков и образовании мощного мульчирующего слоя, хорошо защищающего почву от высушивания и улучшающего доступ воздуха к корневой системе. Однако, наряду с достоинствами, культиватор КФ-5,3 имеет и ряд недостатков, таких как: ограничение использования на каменистых почвах, сложность устройства привода рабочих органов культиватора и низкая эксплуатационная надежность его, а также высокие затраты труда на техническое обслуживание и ремонт.
Отечественная промышленность для рыхления пласта выпускает куль-тиватор-глубокорыхлитель КФГ-3,6. Однако наряду с достоинствами культиватор КФГ-3,6 имеют и ряд недостатков такие, как: в ограничении применения на каменистых почвах, сложность устройства привода рабочих органов культиватора и низкая эксплуатационная надежность его, а также высокие затраты труда на техническое обслуживание и ремонт.
Методика обработки экспериментальных данных
При каноническом преобразовании уравнения второго порядка [1, 2, 80, 143, 144] производился перенос начала координат в новую точку пространства S и поворот первоначальных осей на некоторый угол в факторном пространстве. Для этого продифференцировали функцию отклика по каждой переменной и, приравняв к нулю частые производные, получали серию изолиний на плоскости, на основании которых производился анализ уравнения регрессии [1,2, 80, 143,144].
После канонического преобразования и определения вида поверхности отклика проводили анализ с помощью двухмерных сечений.
Для этого в модель подставляем нормализованные значения всех факторов кроме двух. В полученном выражении определяем центр поверхности отклика, путем взятия частных производных по каждому фактору и приравнивания полученных выражений к нулю. Строим полученную поверхность [1, 2, 33, 50, 83, 91, 100, 143, 144]. Придаем различные значения критерию оптимизации ограниченных интервалом варьирования, строим серию кривых равного выхода (изолиний) в области допустимых значений независимых переменных. По кривым сечений судим об изменении величины критерия оптимизации в зависимости от натуральных значений рассматриваемых [1, 2, 33, 50, 83, 91, 100, 143, 144]. Таким образом, выбираем параметры характеризующие процесс контурной обработки почвы и рассматриваем математические выражения для их вычисления.
Рассмотрели методику обработки экспериментальных данных (регрессионного анализа) при использовании матриц симметричного композиционного плана типа Вк.
Проверку адекватности аналитической зависимости проводим наложением ее на полученную методом планирования эксперимента и аппроксимирования экспериментальную функцию. Для этого в аналитическую зависимость подставляем оптимальные значения параметров трёх факторов, а четвертый изменяем в пределах интервала варьирования. Проводим расчеты и получаем параметрическую кривую в декартовой системе координат, где по оси (у) — расположен отклик, а по (х) - варьируемый фактор. Аналогично определяем параметрическую кривую экспериментальной функции и строим ее в той же декартовой системе координат. Определяем коэффициент перехода [61] от аналитической зависимости к экспериментальной аппроксимированной модели по разработанной нами программе для ПЭВМ (приложение D). Функция адекватна, если выполнятся условие (3.30). В противном случае необходимо изменить коэффициент перехода или определить ошибку аналитической зависимости. Могут оказывать влияние неучтенные динамические факторы. Лабораторно-полевые испытания проводили на территории «Открытого акционерного общества коллективного сельскохозяйственного предприятия «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края. Для проведения эксперимента опытные делянки выделяли на площади с посадками многолетних насаждений 13 квартал, сорт «Прима» подвой ММ 106. Система содержания комбинированная, в первом междурядье дерново-перегнойная, во втором - черный пар Определение метеорологических условий. Метеорологические ус ловия: температура, относительная влажность воздуха, осадки, скорость вет ра определяла метеорологическая станция, расположенная в поселке Светло горский, Абинского района. Метеорологическая станция находится в непо средственной близости от места проведения полевых испытаний. Зафикси ровали следующие показатели: - осадков нет; - среднесуточная температура tmax = 36,7 tm,n = 18,3 Определение характеристики почвы. По J природно сельскохозяйственному районированию земельного фонда России террито рия хозяйства относится к степной и лесостепной зоне, предкавказской лесо степной провинции, расположенной на карте хозяйства под номером 131, (рисунок 4.1). По мощности гумусовых горизонтов и степени эродированности дерново-карбонатные почвы отнесены к мощным слабосмытым (А+В колеблется от 61 до 66 см), среднемощным слабосмытым слаборазмываемым и слаборазмытым (А + В колеблется 42...57 см), маломощным сильносмытым слаборазмытым (А + В составляет 28см). По степени выщелоченности дерново-карбонатые почвы делятся на типичные (вскипание от действия 10% соляной кислоты отмечается по всему профилю) и выщелоченные (вскипание ниже гумусового профиля). По величине комков почву делили на фракции по ГОСТ 20915-75. Для учета агрегатного состава почвы по диагонали обработанного участка взяли совком пять проб почвы массой по 2,5 кг из слоя толщиной 20 см равного глубине хода рабочих органов, сортировали почву на решетах, получили результаты, таблица 1,2 приложение В. Определение влажности почвы. Отбор проб почвы для определения абсолютной влажности проводили по ГОСТ 20915-75. Обработку данных проводили по разработанной программе в среде «MathCAD», (приложение СЗ), для операционных систем Windows ХР, Windows-2000. Определили закономерность изменения влажности (рисунок 4.2), в зависимости от глубины залегания исследуемого уровня, получено уравнение регрессии Для горизонта 30...40 см значение твердости определяли аналогично, т.е. на данной глубине взяли пробы почвенным твердомером. После планиметрирования диаграммы, получили результаты Р - 24.733 (средняя), V = 22,587 % - коэффициент вариации, SS = 436,93,933 и S = 5,587 - среднеквадратичное и максимальное отклонение, средняя относительная ошибка выборки Sxp = 5,832 % Sx= 1,442 Глубину определения плотности почвы установили такую же, как и при отборе проб для измерения влажности и твердости. Пробы для определения плотности почвы отбирали и определяли по ГОСТ 20915-75 (таблица 3 приложения В). Обработали данные по разработанной программе в среде «MathCAD», (приложение СЗ) для операционных систем Windows ХР, Windows-2000, определили закономерность изменения плотности почвы (рисунок 4.4), в зависимости от глубины залегания исследуемого уровня
Анализ тягового сопротивления универсального рабочего органа для обработки почвы
Экономическую эффективность разработанного универсального орудия для сплошной обработки почвы по контуру залегания корневой системы деревьев рассчитывали теоретически в соответствии с методикой, утвержденной Министерством сельского хозяйства и продовольствия России [89, 121].
Методика экономической оценки представляет собой сопоставление расчетов предлагаемой технологической операции обработки почвы и существующей на базе «Открытого акционерного общества коллективного сельскохозяйственного предприятия «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края, где испытывалось предлагаемое универсальное орудие на площади 10 га (приложение А1).
Исходными данными для проведения расчетов принята существующая в хозяйстве технологическая операция обработки почвы в междурядьях сада, выполняемая машинотракторным агрегатом МТЗ-82+ПЧН-2,5. По технологическим картам ОАО КСП «Светлогорское», междурядья сада обрабатываются за два прохода при различных схемах посадки и ширине междурядья свыше 5м, при этом норма выработки составляет 4,9 га/см, удельный расход топлива 6,8 кг/га (приложение A3).
Качество обработки оценивала комиссия компетентных специалистов ОАО КСП «Светлогорское» (приложение А1).
За критерий экономической оценки была принята минимальная вели-чина прямых эксплуатационных затрат на обработку междурядий многолетних насаждений. Этот критерий соответствует основному показателю хозяйствования в условиях рыночной экономики - максимальная величина чистой прибыли или чистого дохода [6, 29, 35, 46, 62, 81, 121, 127].
Эксплуатационные затраты хозяйства на машинотракторный агрегат МТЗ-82+ПЧН-2,5 при выполнении технологической операции обработка почвы в междурядьях сада, составляют 552,68 руб. на один гектар, при этом производительность 1,3 га/ч и норма расхода дизельного топлива 6,8 кг/га.
Как видно из полученных результатов (таблица 5.1), эксплуатационные затраты на обработку междурядий на площади 10 га сада с использованием предлагаемого орудия снижаются с 5526,8 рублей до 4823 рублей, т.е. на 703,8 руб. или 12,72%.
Снижение тягового сопротивления универсального орудия за счет конструктивных особенностей рабочих органов и применение новой технологической схемы их расстановки, приводит к уменьшению энергоемкости процесса обработки почвы (глава 4). Это позволяет увеличить ширину захвата орудия до 5,4 м, и, как следствие, повышение производительности до 2,5га/ч предлагаемого варианта против 1,3 га/ч базового варианта, применяемого в хозяйстве.
Расчет эффективности инвестиций внедрения универсального орудия для обработки почвы по контуру корневой системы деревьев в междурядьях сада
Рассматриваемая задача сводится к сравнению вариантов инвестиций в проекты (технологические операции обработки почвы в междурядьях сада базовым и предлагаемым орудием), по каждому из них производится стоимостная оценка результата.
Наиболее общей постановкой задачи по определению эффективности инвестиций является динамическая схема, при которой расчеты проводятся за расчетный период с учетом затрат и результатов работы подразделения за каждый год расчетного периода. Мы примем упрощенный вариант постановки задачи — статический. При этом полагаем, что все платежи и поступления распределяются равномерно в течение всего расчетного периода.
Рассматриваемые далее варианты инвестиций по международной классификации относятся как к третьему классу - обновление основных производственных фондов, так и к четвертому — экономия затрат. Для третьего класса капиталовложений рекомендуемая ставка процента на капитал составляет 0,12, а для четвертого - 0,15 [35, 81]. В расчетах примем і = 0,12.
Таким образом, чистый дисконтированный доход за срок эксплуатации технического средства, определяемый по формуле (5.1), в нашем случае составляет 63,68 тыс. рублей. Так как значение дисконтированного дохода величина положительная, следовательно, инвестиции в предлагаемый проект (внедрение универсального орудия для обработки почвы по контуру залегания корневой системы плодовых деревьев в междурядьях сада) являются эффективными.
Затраты труда на сплошную обработку почвы по контуру корневой системы деревьев в междурядьях сада при использовании универсального орудия составляют 0,4 чел.-ч/га, а применение традиционной технологической операции в хозяйстве - 0,76чел.-ч/га, т.е. снижаются на 23,3%.
Проведенные расчеты подтвердили эффективность использования предлагаемого орудия для сплошной обработки почвы по контуру корневой системы в междурядье плодоносящего сада. Так возросла производительность труда на 1,2га/ч, снизились эксплуатационные затраты на 12,8%. Дополнительные капиталовложения составляют 20980 рублей и окупаются дисконтированным доходом за 1,5 сезона. Считаем внедрение предлагаемого орудия в технологический процесс обработки почвы по контуру залегания корневой системы плодовых деревьев в междурядьях садов целесообразным и экономически выгодным.
