Введение к работе
Актуальность темы. Получение конкурентоспособной продукции животноводства в нашей стране невозможно без достаточного количества дешевых высокобелковых кормов, собранных с пашни и естественных кормовых угодий. Производство фуражного зерна и объемистых растительных кормов на пахотных землях в условиях Северо-Востока европейской части Российской Федерации требует больших затрат труда и средств. Одним из основных резервов снижения себестоимости кормов в этом случае является разработка и совершенствование новых технологий и средств механизации уборки зернобобовых культур на кормовые цели на основе изучения динамики технологических процессов.
Средняя урожайность сенокосов в последние годы остается низкой -0,7. .0,9т/га сена невысокого качества, а пастбиш - 0,3...0,5 т/га сухого вещества (СВ). В настоящее время в нашей стране из 72,6 млн. га всей площади природных кормовых угодий для укосного и пастбищного использования пригодно только около 43 млн. га. Остальные угодья находятся в неудовлетворительном культуртехни-ческом и мелиоративном состоянии. Ежегодное производство сена, достигавшее в среднем за 1986...1990 гг. 24 млн. т, снизилось на 37 % за 1996...2000 гг. В связи с тем, что большая часть кормов заготавливается с низкоурожайных естественных сенокосов, обеспечить требуемое качество кормовой массы невозможно Удельный вес наиболее дешевых лугопастбищных кормов в структуре рациона жвачных животных не превышает 15.. 20 % вместо возможных 50.. 60 %.
Кормопроизводство страны нуждается в коренной технической и технологической модернизации и, при складывающихся условиях, должно развиваться за счет разработки научных основ повышения продуктивности пашни, лугов и пастбищ, создания и освоения новых ресурсосберегающих технологий и технических средств для возделывания объемистых растительных кормов, обеспечения экологической безопасности, заключающейся в восполнении питательных веществ пашни, защите почв естественных кормовых угодий от эрозии и сокращении или полном исключении использования гербицидов.
Следовательно, исследования, направленные на снижение затрат энергии и живого труда, повышения продуктивности, качества и питательной ценности объемистых растительных кормов, являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение
Цель работы - разработка и совершенствование ресурсосберегающих экологически безопасных технологий и технических средств повышения продуктивности и питательной ценности объемистых растительных кормов на пашне и естественных кормовых угодьях путем создания на них оптимальных по составу бобово-злаковых травостоев из адаптивных к региональным условиям возделывания видов трав
Объекты исследования - технологические процессы и технические средства производства объемистых растительных кормов.
Методы исследований. Методологическую основу составил системный
анализ и синтез динамики технологических прІцр^а^Д^й^шолнении работы
БИБЛИОТЕК/
С 9»
Г$%Г1
использовались типовые и вновь разработанные технологические процессы возделывания и уборки объемистых растительных кормов, серийно выпускаемые и вновь разработанные технические средства для механизации технологических процессов и разработанные экспериментальные установки; методы и средства анализа физико-механических свойств зернового вороха, объемистых кормов, дернины лугов и пастбищ, рекомендуемые ГОСТами и предложенные вновь; методы планирования экспериментов с обработкой данных на ПЭВМ. Научную новизну работы составляют:
уточненная методика обоснования рационального соотношения технологий производства объемистых растительных кормов на основе анатаза и синтеза их динамики;
технология возделывания трав, включающая формирование на естественных кормовых угодьях фитоценозов с бобово-злаковыми травостоями путем посева семян с локальным внесением минеральных удобрений в полосы механически разрушенной дернины, наиболее адаптивных для конкретных местообитаний, видов трав;
- конструктивно-технологические схемы рабочих органов и средств меха
низации производства объемистых растительных кормов;
математические модели, устойчивости движения посевных агрегатов с активными рабочими органами; рабочих процессов фрезерных сошников и спи-рально-шнекового туковысевающего аппарата и их параметры, обеспечивающие оптимальные условия работы;
новые технологические и технические решения в сфере производства объемистых растительных кормов, защищенные 3 авторскими свидетельствами СССР и 12 патентами РФ на изобретения.
Практическую значимость представляют:
резервная технология производства зерносенажа сформированными кор-моуборочными комплексами, повышающая производительность труда в 1,4...1,6 раза;
новая технология улучшения естественных кормовых угодий посредством создания на них бобово-злаковых травостоев путем полосного посева семян трав в дернину, повышающая урожайность сена в 1,7.. 2,0 раза при более высоком его качестве за счет использования фактора биологизации;
разработанные, освоенные в серийном производстве и включенные в Государственный реестр сельскохозяйственной техники и оборудования навесная дернинная сеялка СДК-2,8 и полунавесная комбинированная дернинная сеялка СДКП-2,8. Изготовлено 150 таких сеялок, которые приобретены и эксплуатируются сельскими товаропроизводителями 35 областей, краев и республик Российской Федерации;
опытный образец комбинированного агрегата АДК-2.8 для тракторов интегрального типа класса тяги 20 кН;
- энергосбережение при использовании новых технологий и технических
средств, характеризующееся среднегодовыми значениями коэффициента оку
паемости знергии при трех гіеі нем произволе гвенном использовании посева на
лугах клевера лугового - 6,52 и при восьмилетнем использовании лядвенца рогатого - 6,72;
практическая значимость технических разработок подтверждена 2 патентами РФ на полезную модель;
годовой экономический эффект от использования новых технологий и технических средств составляет от 700 до 1200 рублей на 1 га кормовых угодий.
Экологическая значимость работы заключается в том, что полосной посев семян трав в дернину позволяет защитить почву склоновых и пойменных естественных кормовых угодий от водной эрозии. Кроме того, механическое разрушение дернины полосами, занимающими до 30% общей площади, создает благоприятные условия для прорастания и развития посеянных семян трав, что позволяет отказаться от использования в этот период гербицидов. Локальное внесение стартовой дозы минеральных удобрений в механически обрабатываемые полосы дернины одновременно с посевом семян трав, которое может выполняться полунавесной дернинной сеялкой СДКП-2,8, повышает эффективность использования удобрений, уменьшает потери питательных веществ и загрязнение окружающей природной среды.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в сельскохозяйственных предприятиях Кировской области и в 35 регионах Российской Федерации, использованы при разработке Концепции развития кормопроизводства Кировской области до 2010 года.
Для реализации новых технологий впервые в Российской Федерации в Государственном учреждении Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н В Рудницкого Российской академии сельскохозяйственных наук разработаны и успешно прошли государственные приемочные испытания навесная дернинная сеялка СДК-2,8 и комбинированная полунавесная дернинная сеялка СДКП-2,8. Сеялки сертифицированы, включены в Государственный реестр сельскохозяйственной техники и, в соответствии с лицензиями, ОАО "Вятское машиностроительное предприятие "АВИТЕК" освоило их серийное производство и поставку сельским товаропроизводителям. Произведено 150 дернинных сеялок СДК-2,8 и СДКП-2,8, которые приобретены и эксплуатируются сельскими товаропроизводителями 35 областей, краев и республик Российской Федерации.
Широкая производственная проверка новых ресурсосберегающих технологий и технических средств повышения продуктивности лугов и пастбищ в различных регионах Российской Федерации показала, что годовой экономический эффект от их использования составляет от 700 до 1200 рублей на 1 га кормовых угодий (в ценах 2002 г.).
Результаты научно-технических разработок используются в учебном процессе на инженерных факультетах ФГОУ ВПО Вятская ГСХА, Казанская ГСХА, Чувашская ГСХА, Нижегородская ГСХА, Самарская ГСХА и при повышении квалификации руководителей и главных специалистов сельскохозяйственных предприятий в Кировском институте переподготовки и повышения квалификации кадров АПК.
Апробация работы Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях секции «Уборочные машины» Челябинского ордена Трудового Красного Знамени агроинженерного университета (г. Челябинск, 1987, 1991 гг.); на Международных научно-практических конференциях в ГУ ЗНИИСХ Северо-Востока им Н.В. Рудницкого (г. Киров, 2000, 2002, 2004 гг.); в Мелитопольской государственной агротехнической академии (г. Мелитополь, 2001); в ГНУ ВИМ (г. Москва, 2001, 2004 гг.); в ГНУ ВИЭСХ (г. Москва, 2003, 2004 п); в Казанской ГСХА (г. Казань, 2001, 2004 гг.); в Чувашской ГСХА (г. Чебоксары, 2003 г.), на VIII, IX и X Международных симпозиумах по проблеме окружающей среды при интенсификации производства продукции животноводства (г Варшава, 2001, 2002, 2003 гг.); на практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника» (і СПб, 2002, 2003 гг.). С 1987 г. содержание работы докладывалось на ежегодных научных конференциях Вятской ГСХА Сеялка СДКП-2,8 отмечена серебряной медалью и дипломом II степени смотра-конкурса «Лучшая сельскохозяйственная техника и оборудование для АПК» на Российской агропромышленной выставке 7-11 октября 2000 года.
Публикации. Результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в 108 печатных работах, в том числе 54 работах соответствующих перечню журналов и изданий, предусмотренных п. 11 Положения о порядке присуждения ученых степеней. Общий объем публикаций, приходящихся на долю соискателя, составляет 14,65 п. л.
Защищаемые положения. 1. Уточненная методика обоснования рационального соотношения технологий производства объемистых растительных кормов путем анализа и синтеза их.
2 Усовершенствованные технологии фракционной обработки зернового вороха и производства зерносенажа как резервные технологии производства объемистых растительных кормов на пашне; новые технологии возделывания трав на естественных кормовых угодьях за счет формирования на них бобово-злаковых травостоев путем полосного посева семян в дернину.
3. Новые конструктивно-технологические схемы средств механизации и
рабочих органов для производства объемистых растительных кормов.
4. Математические модели рабочих процессов технических средств для про
изводства зерносенажа на пашне и кормов на естественных кормовых угодьях.
-
Аналитические зависимости, описывающие влияние конструктивно -технологических параметров активных рабочих органов дернинных сеялок на качество работы, устойчивость движения и расчетные параметры дополнительных стабилизирующих устройств
-
Энергосберегающие режимы работы технических средств и их рабочих органов для производства объемистых растительных кормов;
7. Экономическая и энергетическая эффективность разработанных технологий и средств механизации производства объемистых растительных кормов.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 410 наименований и приложений Работа изложена на 491 страницах машинописного текста, включает 380 страниц основного текста, 142 рисунка и 17 таблиц.
