Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Одним из ключевых вопросов интенсификации сельского хозяйства республики является внедрение научно-обоснованных энергосберегающих технологий возделывания и уборки пропашных культур, в том числе и картофеля. При производстве картофеля суммарный расход топлива достигает 400 ... 500 кг/га, материалоемкость средств механизации 100 ... 140 кг/га, что свидетельствует о высокой энергоёмкости технологий, которая в зависимости от применяемых технических средств изменяется в 1,2 ... 1,5 раза. Глубокая проработка возможных путей снижения ресурсопотребления позволит значительно повысить энергетическую эффективность отдельных энергоемких технологических операций и технологии в целом. В связи с этим важное значение приобретает проблема разработки и внедрения машинных технологий и комплекса технических средств, обеспечивающих снижение энергозатрат при производстве картофеля в расчете на единицу продукции (площади). Исследования показывают, что затраты топлива, металла и других ресурсов на единицу площади посевов картофеля отличаются по сравниваемым вариантам механизированных технологий на 20...50% в связи с влиянием урожайности и природно-производственных условий на энергоемкость основных технологических процессов. Актуальность и практическая значимость решения обозначенной проблемы снижения энергоемкости производства картофеля значительно возрастает п связи с переподом сельского хозяйства на строжайшую экономию энергии и нормированное использование материально-энергетических ресурсов.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Научные исследования проводились в соответствии с подпрограммой «Механизация» ГНТП «Агропромкомплекс» на 1991-1995 Годы, рассмотренной и одобренной Комиссией Президиума Совета Министров Республики Беларусь по вопросам научно-технического прогресса от 16 октября 1991г. № 13/76, ГНТП «Механизация и энергетика» на 1996-1998 годы, утвержденной Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 17 января 1997г. № 7, и совместной подпрограммой Республики Беларусь и России «Повышение эффективности производства картофеля и картофелепродуктов на 1998-2000 годы», утвержденной Постановлением Исполкома Союза Белоруссии и России от 2 декабря 1997г. № 3.
Цель н задачи исследования. Целью исследования является обоснование направлений снижения удельных энергетических затрат на возделывание н уборку картофеля путем определения структуры и оптимальных уровней ресурсопотребления, всестороннего анализа технологий и внедрения соответствующего комплекса машин в зависимости от урожайности п природно-ироиэволственных условий.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
- провесні анализ использования существующих отечественных и ззру-
бежных технологий и комплексов машин возделывания и уборки картофеля применительно к условиям РБ;
- разработать методику и проаестн комплексную энергетическую оценку существующих технологий возделывания и уборки картофеля по интегральному и дифференцированным показателям энергетических затрат, используя метод декомпозиции сложной системы на более простые подсистемы (принцип иерархий системы).
выполнить анализ уровня ресурсопотребления по основным технологическим процессам (подготовка почвы, внесение удобрений, посадка, уход за посадками, уборка), а также но видам затрат ресурсов (топливо, электроэнергия, материалы, удобрения, пестициды, затраты труда, семена) и определить пути снижения их потребления по наиболее энергоемким процессам.
определить уровни и закономерности изменения потребления материально-энергетических ресурсов в зависимости от урожайности и природно-производственных условий.
провести производственную проверку и оценить технике - экономическую эффективность результатов исследования.
Объект н предмет исследования. Технологии возделывания и уборки картофеля и комплекс технических средств для их реализации.
Методологии и методы проведенного исследования. Технология производства картофеля рассматривалась как сложная многопараметрическая система, в которой критериальные свойства производственного процесса являются ее системообразующими элементами. Исследование проводилось на основе системного подхода с учетом влияния определяющих факторов на полные энергетические затраты. Исходной информацией явились данные технологических карт, протоколов испытаний машин, хрономегражные наблюдения рабочего времени смены.
В работе использовались методы энергетического анализа производственных процессов и отраслевых связей, математического моделирования и математической статистики.
Научная пошпна и значимость полученных результатов. Разработана методика энергетической оценки применяемых технологий и комплексов машин производства картофеля по минимуму энергетических затрат на единицу продукции в условиях Республики Беларусь. Использован интегральный показатель - коэффициент энергетических затрат, характеризующий уровень научно-технического прогресса, на основе которого предложен метод оптимизации технологий и.комплекса технических средств. Уточнены значения энергетических эквивалентов средств механизации и энергоносителей. Определено влияние урожайности на энергоемкость производства картофеля с учетом затрат на семена и изменения окупаемости удобрений от норм их внесения. Усовершенствована технология производства картофеля за счет применения перспективною и энергетически эффективного комплекса технических средств прнмени- к основным природно-пронзподсгвепным условиям республики.
Практическая (экономическая, социальная) значимость полученных результатов. Результаты исследования используются при внедрении технологий производства картофеля и формировании эффективных комплексов машин в ряде хозяйств РБ для освоения новых технологических процессов обработки почвы; явились основой для обоснования параметров и создания конструкций комбинированных почвообрабатывающих машин АРК-4, МРП-2,1; нашли практическое применение при комплектовании агрегатов в процессе производства картофеля для конкретных природно-производственных условий. По данным испытаний, проведенных БелНИИМСХ, БелИИИК и БАТУ, комбинированные агрегаты АРК-4, ІуГРП-2,1, АКР-2,5, АКР-4,5 позволяют совместить ряд технологических операций, сократить применение энергетических средств, снизить затраты энергии. При этом разработанные варианты технологий по сравнению с традиционными обеспечивают повышение урожайности картофеля на 20...30%, при снижении удельных энергетических затрат на 12...25% (данные производственной проверки в хозяйствах республики).
Экономическая значимость результатов обеспечивается за счет совмещения операций обработки почвы комбинированными агрегатами, оптимизации технологии применительно к конкретным природно-производственным условиям, повышения качества подготовки почвы и, соответственно, урожайности картофеля.
Основные положения диссертации, выносимые па защиту:
выбор и обоснование метода оценки ресурсосберегающих технологий производства картофеля на основе использования наиболее энергетически эффективных машинно-тракторных агрегатов;
методика определения энергоемкости производства картофеля;
уточненная методика определения энергетических эквивалентов средств механизации и энергоносителей;
зависимость потребления материально-энергетических ресурсов от урожайности и природно-производственных условий;
- предложения по применению перспективных технологий и комбинированных почвообрабатывающих агрегатов для условий республики.
Личный вклад соискателя. Диссертация является самостоятельной научно-исследовательской работы, в которой на основании проведенных автором теоретических и экспериментальных исследований предложена методика определения энергоемкости производства картофеля с учетом урожайности и природно-производственных условий. По результатам энергетической оценки существующей технологии определена структура ресурсопотребления по технологическим процессам, а также по составляющим видам затрат материально-энергетических ресурсов, что позволяет осуществить выбор эффективных технологий при наличии альтернативных средств механизации. Установлены зависимости энергоемкости процесса от урожайности . и природно-производственных условий и на их основе оптимизированы машинные техно--логии и комплексы технических средств.
Апробация результатов диссертации. Основные положения работы до-
ложены и одобрены на научно-технических конференциях «Проблемы энерго сбережения» (Киев, 1991 г.), «Технология и механизация возделывания карто феля» (Минск, 1992 г.), «Моделирование сельскохозяйственных процессов і машин» (Минск, 1994 г., 1996 г.), «Научно-технический прогресс в инженерно) сфере АПК России» (Москва, 1995 г.), «Научно-технический прогресс в сель скохозяйственном производстве» (Минск, 1996 г.), «Повышение эффективно ста использования топливно-энергетических ресурсов в АПК» (Минск, 1997 г.] «Эксплуатация, ремонт и восстановление сельскохозяйственной техники; (Горки, 1997 г.), «Современные технологии в АПК» (Минск, 1997 г.), «Ресур сосберегающие и экологически чистые технологии» (Гродно, 1998 г.), «Совре менные проблемы сельскохозяйственной механики» (Минск, 1999 г.), «Эколо гия и сельскохозяйственная техника» (Санкт-Петербург-Павловск, 2000 г.).
Производственная проверка результатов теоретического исследованн осуществлена в период с 1996г. по 1999 год на экспериментальной базе НИІ картофелеводства, а также в 1999 году в колхозе К. Маркса Воложинского pail она на площади 8 га, колхозе "Светлый путь" Молодечненского района . (6 га' колхозе «Шипяны» Смолевичского района (70 га) Минской области (приложс ние б).
Опублнкованность результатов. По теме диссертации опубликовано статьи в научных сборниках и журналах, 12 работ в материалах и тезисах док ладов конференций. Общий объем печатных работ 35 страниц.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из перечня ус ловных обозначений, введения, четырех глав, заключения, списка использоваї кьгх источников и приложений. Изложена на 199 страницах машинонисиог текста, включает 17 рисунков, 21 таблицу, 79 страниц приложения и 135 ис пользованных источников.
