CC BY
151
УДК 633.1:631.5 ГРНТИ 68.85.29
Е.В. Демчук, А.С. Союнов
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Следовательно, недобор урожая и увеличение затрат труда на единицу продукции зависят от несовершенства технологии и применяемых сельскохозяйственных машин или их отсутствия. Это создает обратную связь - агротехнических требований к почвообрабатывающим и посевным машинам - их конструктивному совершенству. Для повышения урожайности зерновых культур необходимо сохранение плодородия почвы путем применения передовых технологий почвозащитного земледелия, направленных на улучшение её агрофизических свойств: повышения её аккумулирующей способности, предотвращения испарения влаги и борьбу с сорняками. Таким образом, технологию почвозащитного земледелия можно представить системой «почва - технология - машины - урожайность». В системе предусмотрены рациональный режим питания культурных растений за счет внесения удобрений; обеспечение необходимого количества влаги в почве при улучшении её агрофизических свойств; обеспечение воздушного и теплового режимов. Для улучшения сельскохозяйственных машин наиболее перспективны: совершенствование формы и параметров существующих рабочих органов; разработка новых конструкций универсальных рабочих органов и создание на их базе комплекса машин, отвечающего в полном объеме агротехническим требованиям. Немаловажна и продуктивность растений, во многом зависящая от способа посева и геометрии размещения семян на засеваемой площади. Оптимальное размещение растений по площади поля - триангуляционное, характеризующееся равноотстоянием растений и рядковой структурой с 60° между рядками. При обеспечении данных параметров семена в достатке обеспечены питательными веществами и не оказывают друг на друга угнетающего воздействия. Удобрения при посеве необходимо вносить ниже уровня семян основной культуры, это позволяет корням растений развиваться в направлении источника питания, образуя мощную, разветвленную, корневую систему.
Ключевые слова: система, урожайность, технология возделывания, почва, сельскохозяйственная машина.
E.V. Demchuk, A.S. Soyunov
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY OF CROPS CULTIVATION
The article is devoted to the improvement of technology of cultivation of agricultural crops. Yields of crops depend on the technology of cultivation, soil properties and the complex of agricultural machinery used. Consequently, the loss of crops and an increase in labor costs per unit of output depend on the imperfection of technology and agricultural machines used or their absence. This entails feedback agronomic requirements for tillage and seeding machines, which requires their constructive perfection. To increase the yields of grain crops soil fertility conservation is needed through the application of advanced technologies conservation agriculture designed to improve agrophysical properties of the soil: improve its storage ability, prevent evaporation of moisture and weed control. Thus, the technology of conservation agriculture can be represented by the system "soil -technology - machines - yield". This system provides: rational nutrition of cultivated plants due to the fertilizer; securing the necessary amount of moisture in the soil by improving its agro-physical properties; ensure air and thermal regimes. It has been found that the most promising ways of improving farm machinery are improving the form and parameters of the existing working bodies; development of new designs universal working bodies and creation on their basis of complex machines that meet in full the agrotechnical requirements. Not unimportant is plant productivity, which largely depends on the sowing method and the geometry of placement of seeds on sown area. Optimal placement of plants on the field area is triangulation, characterized by equidistance plants and row structure with 60° between the rows. By providing these parameters, the seed in abundance are provided with nutrients and have inhibitory effects on each other. Fertilizer at planting is necessary to make lower level of the main crop seeds, this allows plant roots to develop in the direction of the nutrition source to form a strong branched root system.
Keywords: system, productivity, technology of cultivation, soil, farm machine.
© Демчук Е.В., Союнов А.С., 2016
Введение
Основным звеном в системе мер повышения производства продукции растениеводства является интенсификация, предусматривающая рост урожайности возделываемых культур за счет рационального использования удобрений, внедрения высокоурожайных сортов, улучшения агротехники их возделывания, а также совершенствования существующих и создания новых машин агропромышленного комплекса.
Объекты и методы
В ходе исследований проанализированы технологии почвозащитной системы земледелия, на основании которых представлена система «почва - технология - машины - урожайность». Установлено, что недобор урожая и затраты труда на единицу продукции зависят от несовершенства применяемых сельскохозяйственных машин, а порой и их отсутствия. Поэтому в системе появляется обратная связь от агротехнических требований к почвообрабатывающим и посевным машинам, требующая их конструктивного совершенства.
Результаты и их обсуждение
Повышение урожайности зерновых культур неразрывно связано с сохранением плодородия почвы благодаря применению передовых технологий почвозащитной системы земледелия (рис. 1). Для получения прироста урожайности необходима разработка такой технологии, которая бы обеспечила растениям оптимальные условия произрастания.
ГЪвьивние уршвйюспу зернивьк культ/р
Пжышие плодородия птвы
Пхирешшье технологии почвозвщтюО сисгтны земпедалш
Срганша-ционньв Биологические Агротехнические Гидротехнические Лкздмапи-орапивньЕ
Рациональны] режим питания расптий
ш
Т
Обеспечение необходимее □ количества влаги в лтве
ГЬвьшзние биологической акпивноспи в псыве
Обеспечение ептявпьньк условий жизнвдеяпвпь-ноегги раеггений_
Внесение минеральные и органических удобрений
Улучшение агрофизи-чесш свойств почвы
I Ко/ллекс почвообрабэггъвакщя и посевньк маиин Рис. 1. Схема технологии почвозащитной системы земледелия
Агротехническая система мер повышения плодородия почвы включает проведение технологических операций, направленных на улучшение ее агрофизических свойств для повышения ее аккумулирующей способности, предотвращения испарения влаги из почвы, и борьбу с сорняками. Также система предусматривает: рациональный режим питания культурных растений за счет внесения удобрений; обеспечение необходимого количества влаги в почве путем улучшения ее агрофизических свойств; обеспечение воздушного и теплового режимов [1].
Выполнение технологических операций неразрывно связано с комплексом почвообрабатывающих и посевных машин.
Существующие сельскохозяйственные машины не в полной мере отвечают агротехническим требованиям, поэтому появляется обратная связь от агротехнических требований к почво-
обрабатывающим и посевным машинам, требующая их конструктивного совершенства. Связь эта вполне управляемая, направлена на модернизацию и создание новых конструкций рабочих органов машин.
Для улучшения сельскохозяйственных машин наиболее перспективны: совершенствование формы и параметров существующих рабочих органов; разработка новых конструкций универсальных рабочих органов и создание на их базе комплекса машин, отвечающего в полном объеме агротехническим требованиям.
При совершенствовании существующих и разработке новых рабочих органов для почвообрабатывающих и посевных машин должны быть обеспечены оптимальные условия для роста культурных растений (т. е. выполнение в полном объеме агротехнических требований) и экономия энергии (топлива) за счет правильного выбора приемов обработки почвы с учетом поч-венно-климатических условий (рис. 2).
Все это позволяет сказать, что существует тесная связь между урожаем и технологией, с одной стороны, и комплексом машин с их агротехническими показателями - с другой. Взаимосвязь представлена системой «почва -технология - машины - урожайность» (рис. 3). К основным элементам представленной системы относятся:
1. Почва с её свойствами (фон, физико-механический состав, влажность и т. п.). Она является основой для получения урожая.
2. Технология выполнения операций с учетом технико-экономических требований.
3. Комплекс машин для выполнения данной технологии с определенными агротехническими показателями.
4. Урожай и затраты на его производство.
В описанной системе входными параметрами являются агрофон и его физико-механические свойства, выходными - наивысший урожай с наименьшими затратами труда.
Управляющая функция системы, способствующая получению наиболее оптимальных выходных параметров, - технология возделывания, удовлетворяющая агротехниче-
ским и экономическим требованиям,
взаимосвязанная с конструкцией почвообрабатывающих и посевных машин. Если применяемые машины по агротехническим показателям соот-
ветствуют технологическим и технико-экономическим требованиям, выходные параметры
системы будут оптимальными.
У существующих сельскохозяйственных машин агротехнические показатели не отвечают в полном объеме данным требованиям, поэтому на выходе системы параметры получаются неоптимальными. Это выражается в недоборе и потере урожая, а также в повышении трудовых и материальных затрат. Их структуру можно представить в виде математического выражения [1]
УН = УВ — УФ , (1)
Требования, предъявляемые к сельскохозяйственным машинам
Технологические
3
I
Технике- эксплуатационные
3
Посевные машинь
Орудия для основной обработки почвы
Орудия для поверхностной обработки почвы
Наименьшие затраты труда
Наименьшие эксплуатационные издержки
Наименьшие капитальные вложения
сб
Рис. 2. Требования, предъявляемые к сельскохозяйственным машинам
где УН - недобор урожая по причине невыполнения агротехнических требований, ц/га; УВ -возможный урожай при выполнении агротехнических требований, ц/га; УФ - фактический урожай, ц/га.
Агротехнико- экономические показатели
Фон Фл
Физико- механические свойства почвь! Фп
§ Я
Почвообра-бапывакще машины Модернизация рабочих органов и узлов
х
Посевные машины Разработка новых рабочих органов и узлов
Урожайность,
У
■'тех
Затраты труда, Зп
Управляемые воздействия
Рис. 3. Система «почва - технология - машины - урожайность»
Недобор урожая УН складывается из ряда слагаемых:
У = у + У + У + У + У + + У
(2)
где недоборы урожая УП - от необеспеченности оптимальной площади питания, ц/га; УГ - от неравномерной глубины заделки семян, ц/га; УУ - от нерационального размещения удобрений относительно семян, ц/га; потери урожая УМ - при уборке, ц/га; УС -при наличии сорной растительности, ц/га; УN - другие показатели потерь, ц/га.
Из выражения (2) видно, что большая часть слагаемых относится к размещению семян и удобрений, т.е. к технологической операции посева.
При посеве необходимо обеспечить оптимальную густоту стеблестоя, а также равномерное распределение семян по площади питания и глубине заделки для наилучших условий прорастания семян и появления всходов [2].
Продуктивность растений во многом зависит от способа посева и геометрии размещения семян на засеваемой площади. Одинаковое количество семян может быть размещено на данной площади по-разному, следовательно, у площади питания может быть различная геометрическая форма. Из вышеизложенного следует, что площадь питания формируется нормой высева семян и способом посева.
Установлено, что оптимальной площадью питания зерновых культур является круг, а оптимальное размещением растений по площади поля - триангуляционное (рис. 4) с равноот-стоянием растений и рядковой структурой с 60° между рядками [3]. При обеспечении данных
параметров при посеве семена в достатке обеспечены питательными веществами и не оказывают друг на друга угнетающего воздействия.
Удобрения при посеве необходимо вносить ниже уровня семян основной культуры. Внесение удобрений при посеве совместно с семенами может создать риск солевого эффекта и химический ожог. Наиболее благоприятно раздельное внесение удобрений и семян, это позволяет корням растений развиваться в направлении источника питания, образуя мощную, разветвлённую корневую систему [4, 5].
Помимо урожайности возделываемых культур, важным показателем являются затраты труда на производство единицы продукции
ЗФ = ЗТ.Ж. ' Ц1 + ЗТ.ОВ. ' Ц2 , (3)
где ЗФ - фактические затраты, руб.; ЗТ Ж ' Ц1 - затраты живого труда и цена его единицы, чел.-ч/га; ЗТ ОВ ' Ц2 - затраты овеществленного труда и цена его единицы, чел.-ч/га.
Система «почва - технология - машина - урожай» будет оптимальной, если:
УФ ^ к наибольшему значению;
ЗФ ^ к наименьшему значению.
Выражения (2) и (3) показывают: недобор урожая и затраты труда на единицу продукции зависят от несовершенства применяемых сельскохозяйственных машин, а порой и их отсутствия.
Заключение
Существует тесная взаимосвязь между технологией возделывания сельскохозяйственных культур, машинами для выполнения технологических операций и урожайностью возделываемой культуры. Из-за несовершенства сельскохозяйственных машин происходит недобор урожая по причине невыполнения агротехнических требований, это создает предпосылки для улучшения существующих и создания новых машин для производства продукции растениеводства.
Список литературы
1.Мальцев, В.В. Совершенствование технологии и средств механизации при возделывании зерновых в Западной Сибири : монография / В.В. Мальцев. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2004. - 116 с.
2. Демчук, Е.В. Равномерность распределения семян зерновых культур двухленточным сошником / Е.В. Демчук, И.Д. Кобяков // Тракторы и с.-х. машины. -2012. - № 2. - С. 21-23.
3. Механизация процессов селекции, земледелия и растениеводства : монография / В.А. Домрачев [и др.]. - Омск : Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. - 2011. - 190 с.
4. Демчук, Е.В. Разноуровневый посев семян зерновых культур комбинированным сошником / Е.В. Демчук, А.С. Союнов, В.В. Мяло // Научно-техническое обеспечение процессов и производств АПК: материалы науч.-практ. конф. с международным участием, посвящ. 70-летию образования Инженерного института (Новосибирск, 28 октября 2014 г.). - Новосибирск : Золотой колос, 2014. - С. 24-26.
5. Исследования равномерности распределения семян зерновых культур комбинированным сошником / Е.В. Демчук [и др.] // Ом. науч. вестн. - 2015. - № 1 (138). - С. 105-110.
Демчук Евгений Владимирович, кандидат технических наук, доцент, Омский ГАУ; Союнов Алексей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, Омский ГАУ, [email protected]
References
1. Maltsev, V.V. Sovershenstvovanie tehnologii i sredstv mehanizatsii pri vozdelyivanii zerno-vyih v Zapadnoy Sibiri : monografiya / V.V. Maltsev. - Omsk : Izd-vo OmGAU, 2004. - 116 s.
2. Demchuk, E.V. Ravnomernost raspredeleniya semyan zernovyih kultur dvuhlentochnyim soshnikom / E.V. Demchuk, I.D. Kobyakov // Traktoryi i s.-h. mashi-nyi. - 2012. - N 2. - S. 21-23.
3. Mehanizatsiya protsessov selektsii, zemledeliya i rastenievodstva : monografiya / V.A. Domrachev [i dr.]. -Omsk : Izd-vo FGBOU VPO OmGAU im. P.A. Stolyipina. -2011. - 190 s.
4. Demchuk, E.V. Raznourovnevyiy posev semyan zernovyih kultur kombinirovannyim soshnikom / E.V. Demchuk, A.S. Soyunov, V.V. Myalo // Nauchno-tehnicheskoe obespechenie protsessov i proizvodstv APK: materialyi nauch.-prakt. konf. s mezhdunarodnyim uchastiem, posvyasch. 70-letiyu obrazovaniya Inzhenernogo instituta (Novosibirsk, 28 oktyabrya 2014 g.). - Novosibirsk : Zolotoy kolos, 2014. - S. 24-26.
5. Issledovaniya ravnomernosti raspredeleniya semyan zernovyih kultur kombinirovannyim sosh-nikom / E.V. Demchuk [i dr.] // Om. nauch. vestn. - 2015. - № 1 (138). - S. 105-110.
Demchuk Evgeny Vladimirovich, Candidate of Techn. Sciences, Associate Professor, Omsk SAU; Soyunov Alexey Sergeyevich, Candidate of Techn. Sciences, Associate Professor, Omsk SAU, [email protected]
Статья поступила в редакцию 16 марта 2016 г.
