Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время в Российской Федерации ежегодно защитные мероприятия проводят на площади более 40 млн. га с использованием пестицидов и энтомофагов. Средства защиты растений (СЗР) сохраняют более 30% урожайности с.-х. культур. Эффективное их применение напрямую зависит от уровня технического оснащения и организационно-технологического обеспечения по своевременному использованию для борьбы с вредителями, болезнями и сорняками.
Отсутствие отечественного производства машин для защиты растений привело к необоснованному многообразию и разномарочностн дорогостоящих импортных опрыскивателей и протравливателей. Отсутствует и материально-техническая база для выполнения полного технологического цикла работ — хранение, подготовка к применению, транспортировка и заправка рабочими жидкостями и водой - внесение — очистка - мойка — обезвреживанне техники - возврат тары и упаковок.
Из-за несовершенства по экобезопасности опрыскивателей свыше 70% используемых препаратов попадают не на растения,"а в почву, атмосферу и водоемы.
Анализ многообразия технологических решений и опыта эксплуатации машин и оборудования по защите растений показал,'что одним из перспективных направлений является разработка экологически безопасных средств механизации использования пестицидов, а также совершенствование альтернативных химическим методам — технологий применения энтомофагов.
Таким образом, существует проблема разработки оптимальных технологических схем, охватывающих комплекс операций использования химических и биологических СЗР по замкнутому циклу, одним из основных критериев которого является минимум загрязнения экосистемы путем совершенствования существующих и разработки новых технологий и технических средств защиты растений.
Цель исследований — совершенствование и разработка технологий и технических средств, повышающих эффективность и экологическую безопасность использования химических и биологических средств защиты растений.
Объект исследований — технологии и технические средства защиты растений.
Предмет исследовании - установление аналитических и функциональных взаимосвязей между факторами, влияющими на функционирование экологически безопасных технологий и технических средств подготовки и использования СЗР.
Научную новизну работы составляют:
- системный анализ технологических процессов, комплексов машин
и оборудования для защиты растений;
— методика по оптимальному размещению и производственной мощ-
ности пунктов агрохимического обслуживания, контролю за качеством выполняемых процессов; "'
синтезированные графовые модели технологий использования СЗР;
экономико-математическая модель оптимизации технологий подготовки и использования СЗР;
методика по определению технологических, конструктивных и режимных параметров перспективных технических средств для использования СЗР с учетом сохранения экосистемы;
конструктивные решения машин и оборудования для защиты растений, апробированные и внедренные в производство.
Практическая ценность и реализация результатов исследовании. Теоретические положения использованы в методике расчета схем рационального размещения материально-технической базы химизации земледелия, утвержденные МСХ РСФСР, ВО «Россельхозтехника» и МГА СССР 27.09.72г. и выездными НТС МСХ РСФСР и СССР, Министерством гражданской авиации, ВАСХНИЛ и Госкомсельхозтехникой РСФСР и СССР. Схема оптимального размещения и производственной мощности пунктов химизации реализована в Воронежской и Липецкой областях, «Отделение приготовления растворов и смесей пестицидов и минеральных удобрений» на этих пунктах — в типовом проекте ТП-705-1-176.85 и внедрено в четырех районах Воронежской области и в семидесяти хозяйствах Ростовской области. Результаты, исследований, приведенные в диссертации, использованы в «Системе машин для комплексной механизации с.-х. производства на 1991-2000гг., в разделе Р29 «Машины для химической и биологической защиты . растений» - P29.4J «Стационарный пункт приготовления рабочих Жидкостей»; Р29.00.5 «Приспособление для расселения энтомофагов»; «Стенд для контроля рабочей жидкости через распылители».
Самозаправочные системы опрыскивателей прошли широкую производственную проверку с последующим внедрением по линии ВПНО «Россельхозхимия» в хозяйствах ЦЧР, Нечерноземной зоны, Поволжья, Северного Кавказа, Донецкой области, Белоруссии и др. регионах бывшего СССР, в гранхах провинции Гавана Республики Куба. По технической документации ОПКБ при ВНИИЗР по линии ВПНО «Россельхозхимия» и Госафопрома СССР было изготовлено 750 стендов для селективной подборки распылителей и их внедрение в ЦЧР, Нечерноземной зоне, Северном Кавказе, Южном Урале, Поволжье, Сибири и др. регионах. Аналогичным путем внедрены установки и машины для производства и расселения трихограммы в Горьков-скоп области и в пяти областях ЦЧР, Краснодарском и Ставропольском краях, Кабардино-Балкарии, Татарстане, Чувашии, Адыгейской АО, Харьковской и Полтавской областях, Казахстане, Армении, Молдавии, Узбекистане.
Подготовленные в 2004 г. автором «Рекомендации по применению наземного и авиационного опрыскивания при возделывании сельскохозяйственных культур» (4,25 п.л.) и изданные тиражом 1 тыс. экз. переданы по заявкам в различные регионы РФ, Белоруссию.
По результатам исследований автор награжден двумя медалями ВДНХ СССР, а разработка «Технологический комплекс машин и оборудования для применения средств защиты растений в растениеводстве» удостоена Второй премии МСХП РФ за освоение в агропромышленном производстве важнейших научно-технических достижений (Приказ Минсельхозпрода России от 22.10.96г. №298).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях и совещаниях ВИЗР (1970-1994, 2004гг.); на Первом и Втором Всероссийских съездах по защите растений (СПб-Пушкин, 1995, 2005гг.); ВНИПТИМЭСХ (1975-2005гг.); НИПТИМЭСХ С-3 (1972-1993гг.); ГСКТБ по машхимзащите (г. Львов, Украина, 1972-1987гг.); на Всесоюзных НП совещаниях «Проблемы индустриализации применения удобрений и средств защиты растений» и «Программы комплексной механизации процессов хранения, подготовки и внесения органических, минеральных удобрений, известковых материалов и средств защиты растений ЗО ВАСХНИЛ, ЦНИИМЭСХ (Минск, 1973 и 1979гг.); на Всесоюзном НТ совещании «Развитие комплексной механизации производства зерна с учетом зональных условий» ВАСХНИЛ (Москва, 1982г.); совещании Всероссийского общества охраны природы «Проблемы охраны и рационального использования полезных насекомых, аспекты Всероссийского похода «Биощит» (Москва, 1985г.); Всесоюзной НТК государственных АПК СССР «Проблемы механизации сельскохозяйственного производства» (Москва, 1985г.); РАСХН (Москва, 1993г.); Международной научной конференции «Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем» (Воронеж, 1996г.); Конгрессе по защите растений, Республика Куба (Гавана, 1978г.).
Отделение приготовления растворов и смесей пестицидов и минеральных удобрений и заправки наземных машин и самолетов — ТП 705-1-176.85 (а.с. 1491427) и усовершенствованный опрыскиватель демонстрировались на ВДНХ СССР (1985, 1986гг.).
Машина для приготовления и внесения рабочих жидкостей пестицидов и удобрений (а.с. СССР № 1516075) демонстрировалась по центральному телевидению СССР (1986г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в изданиях ФГНУ «ВНИИЗР» (ВНИИЗР), ВНИПТИМЭСХ, ВИЗР, ВГАУ, ЦНИИМЭСХ (Минск), в центральных журналах «Механизация и электрификация сельского хозяйства», «Техника в сельском хозяйстве», «Химия в сельском хозяйстве», «Защита растений» («Защита и карантин растений»), «Сахарная свекла», «Сельское хозяйство России», «Садоводство и виноградорст-во»7 в методических указаниях и рекомендациях «Россельхозиздат». Материалы исследований отражены в 175 печатных работах, в том числе в 18 рекомендациях, 12 авторских свидетельствах и 12 патентах на изобретения. Общий объем опубликованных работ— 31,9 п.л., в т.ч. автора— 21,5 п.л.
На защиту выносятся:
оптимизационная модель системы «Средства защиты растений — технические средства - поле — охрана окружающей среды»;
модели функционирования технологий и комплексов машин по защите растений с целевой функцией сохранения экосистемы;
аналитические зависимости для обоснования конструктивно-технологических схем и параметров технических средств подготовки и использования химических и биологических СЗР
конструктивно-технологические схемы, параметры и режимы работы технических средств для подготовки и использования СЗР с учетом санитарно-гигиенических требований и охраны окружающей среды.
Работа выполнена в соответствии с планами НИОКР института по заданиям научно-технических проблем 051.458 (1969-1970гг.); 1б.02е (1971-1975гг.); 16.02.01.02 (1975-1980гг.), 0.51.01 (1981-1985гг.); 06 (программа 01.03 051.05 ГКНТ СССР - 1986-1990гг.); а также по договорам с МСХП РФ: 29.21.03-91; 20.006-93; 20.018-93; 20.040-93; 20.042-93; 20.008-94; 20.010-94; 20.016-94; 20.012-96; 02.01 (1996-2000гг.); 1.8; 5.6 (2001г.); 03.04.01; 03.05.01 (2002-2005гг.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, списка литературы из 325 наименований и 52 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 352 страницах машинописного текста, включая 121 рисунок и 37 таблиц.
