CC BY
18АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.316.578.3
ТЕХНОЛОГИЯ ТРЕХФАЗНОЙ КОМБАЙНОВОЙ УБОРКИ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ С ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКОЙ ЗЕРНА И СОЛОМЫ
Беренштейн И. Б., доктор технических наук, профессор; Воложанинов С. С., кандидат технических наук, доцент; Высоцкая Н. Д., кандидат технических наук, доцент;
Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Представлены результаты технико-эксплуатационных и технико-экономических исследований ресурсосберегающей трехфазной технологии уборки пшеницы и ячменя комбайном Акрос-550 с послеуборочной обработкой зерна и соломы в сравнении с традиционной технологией уборки зерновых (колосовых) культур. Применение трехфазной технологии в сравнении с традиционной технологией уборки позволяет снизить эксплуатационные затраты в зависимости от урожайности и культуры на 20 руб/т, повысить производительность труда комбайна на 25-100 %, сократить сроки уборки зерна с поля в 1,5 раза, значительно уменьшить технологические потери и самоосыпание зерна.
Ключевые слова: зерно, колосья, солома, жатка, комбайн, очистка, сортировка, затраты.
TECHNOLOGY OF THREE-PHASE COMBINE WHEAT AND BARLEY ASSEMBLY WITH POST-TURNING GRAIN AND STRAW PROCESSING
Berenstein I. B., Doctor of Technical Sciences, Professor;
Volozhaninov S. S., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Vysotskaya N. D., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
This article describes the results of technical-economic and technical-operational researches which are connected with resource-saving three- phase technology for wheat and barley harvesting by the Akros-550. The grain and straw post-harvest process compared with the traditional harvesting grain (spiked) crops technology. The use of three-phase technology in comparison with traditional harvesting technology allows to reduce the cost which depends on the yield and crops where 20 rubles / ton, to increase the combine productivity by 25-100 %, to short the time for grain harvesting from the field in 1,5 times. It is also necessity to reduce significantly technological losses and self-shedding of grain.
Key words: grain, ears, straw, header, harvester, cleaning, sorting, costs.
83
Введение. Убрать комбайнами урожай зерна (пшеница, ячмень, рожь) с поля под крышу в агротехнические сроки 7-10 дней - важнейшая задача инженерно-агрономической службы сельскохозяйственного предприятия, выполнение которой обеспечит сокращение технологических потерь зерна (жаткой и молотилкой) и потерь от самоосыпания созревшего зерна от перестоя на корню.
Проведенные нами опыты [2] показали, что даже при выполнении уборки за 4-7 дней технологические потери зерна пшеницы сортов Эвклид, Гавань, Аскет, Херсонская безостая увеличились от 1,7 до 3,6 %, а самоосыпание - от 0,23 до 0,67 % в день.
При уборке ячменя сортов Зимовый, Кузен, Кариока за 6 дней уборки потери от самоосыпания возросли от 0,27 % в первый день до 0,5 % в шестой день, а у сорта Достойный за 7 дней уборки потери от самоосыпания составили 2,19 % в день [2].
По данным Сухарева А. А. и Игнатьева Н. Г. [5], десятидневный перестой урожая на корню приводит к потере от самоосыпания 5 %, а пятнадцатидневный - к потере 10 % урожая.
В Республике Крым в уборке урожая 2017 года участвовало около 1100 зерноуборочных комбайнов, которые убирали 550 тыс. га посевов зерновых (колосовых) культур. Уборка продолжалась больше месяца. Можно предположить, что было потеряно не менее 10 % урожая.
Сократить продолжительность уборки урожая пшеницы и ячменя возможно двумя путями: увеличить количество комбайнов либо значительно повысить производительность зерноуборочных машин.
Производительность зерноуборочного комбайна зависит от урожайности зерна и соломы на 1 га поля и от пропускной способности молотилки, которая в современных машинах составляет 5-12 кг хлебной массы в секунду, и соотношения веса зерна к весу незерновой части урожая, которая в зависимости от высоты стеблей составляет: 1:1 - низкорослый; 1:1,5 - среднерослый и 1:2 - высокорослый стеблестой.
Увеличить производительность комбайна (рабочую скорость) можно сокращением количества соломы в хлебной массе, т.е. увеличением высоты среза стеблей. Нами были проведены опыты по применению двухфазной технологии уборки, при которой I фаза - срезание и обмолот колосьев с оставлением стерни высотой 25-30 см, что позволяет увеличить рабочую скорость комбайна в 1,5 раза, а производительность на 42 %, но приводит к увеличению потерь зерна за молотилкой до 2,8 %, что недопустимо [1].
Возрастание потери зерна за молотилкой при уборке колосьев пшеницы и ячменя объясняется увеличением доли зерна в хлебной массе до 67 % при отношении массы зерна к соломе 1:0,5 и производительностью системы очистки, рассчитанной на 40 % содержания хлебной массы. Увеличить пропускную способность решетной очистки без существенного изменения конструкции комбайна невозможно.
84
В условиях, когда урожайность зерна - более 40 ц/га и соотношение зерна к соломе - более чем 1:1, следует применять не двухфазную, а трехфазную технологию уборки пшеницы, ячменя и других колосовых культур, при которой I фаза - срезание и обмолот колосьев комбайном с погрузкой неочищенного зерна «невейка» (мелкого вороха) в транспортное средство, перевозка вороха на ток, II фаза - очистка и сортировка зерна на току на зерноочистительных машинах с электроприводом, III фаза - утилизация соломы.
II и III фазы могут выполняться в послеуборочный период с работой агрегатов в 2-3 смены.
Научная гипотеза исследований: затраты труда, энергии, материальных средств по выполнению дополнительных операций полностью окупаются повышением производительности комбайнов и другой сельскохозяйственной техники сокращением продолжительности уборки зерна с поля «под крышу», сокращением потерь урожая - технологических и от самоосыпания.
Цель работы - дать технико-эксплуатационную и экономическую оценку трехфазной технологии уборки зерновых (колосовых) культур в условиях Крыма в сравнении с традиционной комбайновой уборкой.
Задачи исследования: 1. Определить структуру хлебной массы в зависимости от урожайности зерна и незерновой части (солома, полова) при уборке колосьев пшеницы и ячменя с оставлением высокой стерни.
2. Рассчитать оптимальную рабочую скорость зерноуборочного комбайна, производительность (теоретическую и техническую) при скашивании и обмолоте колосьев с очисткой зерна и без очистки, с погрузкой в транспорт и при применении традиционной технологии в зависимости от урожайности зерна и соломы.
3. Определить эксплуатационные и приведенные затраты на выполнение:
I фазы: а) при традиционной технологии уборки зерноуборочным комбайном Акрос-550, б) при уборке колосьев и обмолоте пшеницы и ячменя с очисткой зерна комбайном и без очистки, с транспортированием зерна от комбайна на ток и с перевозкой мелкого вороха «невейка».
II фазы - первичная очистка зернового вороха и сортировка зерна в стационарных условиях на серийных зерноочистительных и сортировальных машинах с электроприводом.
III фазы - утилизация соломы: скашивание, измельчение и разбрасывание измельченной массы по полю с использованием косилки-мульчировщика в агрегате с трактором.
4. Рассчитать возможные потери зерна от самоосыпания в зависимости от урожайности и продолжительности выполнения уборки урожая.
5. Определить экономическую эффективность трехфазной технологии уборки пшеницы и ячменя в сравнении с традиционной технологией в зависимости от убираемой культуры урожайности зерна и соломы.
Материал и методы исследований. Эксплуатационные и приведенные затраты определялись по общепринятой методике с использованием норм вы-
85
работки и расхода топлива и электроэнергии, системы оплаты труда, применяемых в ООО «Борис-Агро» (одно из лучших хозяйств Красногвардейского района Республики Крым, оснащенное современной сельскохозяйственной техникой и высококвалифицированными кадрами) и материалов научно-производственного центра растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
Стоимость комбайнов, тракторов и сельскохозяйственных машин определялась по каталогам «Техноторга». Зерноуборочный комбайн Акрос-550 с жаткой 6 м - 7,5 млн руб., косилка-мульчировщик ПЗМ-2 - 465 тыс. руб., трактора: МТЗ-80 - 1 млн руб., автомобиль КАМАЗ-5511 - 5 млн руб., передвижной зерноочистительный комплекс ПЗК-100 «Мамонт» - 1,2 млн руб., зерноочистительная машина ВСО-25 - 630 тыс. руб. Годовая наработка комбайнов - 500 мтч, тракторов МТЗ-80 - 1600 мтч, косилок-измельчителей - 500 мтч, автомобилей КАМАЗ-5511 - 40000 км/год. Срок амортизации комбайнов, тракторов и автомобилей - 10-15 лет, сельхозмашин - 8-10 лет. Годовые отчисления на текущий ремонт и техобслуживание тракторов, комбайнов, автомобилей - 5 %, сельскохозяйственных машин - 8 % от их стоимости. Стоимость дизельного топлива - 40 руб/л, электроэнергии - 5,3 руб/квт-ч.
Возможные потери от самоосыпания рассчитываются по данным наших опытов [2]: в период уборки на третий день - 0,25 %, шестой день - 0,5 %, далее - ежедневное увеличение на 0,5 % урожая [5].
Методика расчета эффективности технологии уборки зерновых (колосовых) культур.
Эффективность технологии уборки определяется путем сравнения суммарных значений эксплуатационных и приведенных затрат на выполнение всех технологических операций, входящих в технологию, с учетом потерь зерна: технологических и от самоосыпания.
Для определения эксплуатационных и приведенных затрат требуется вначале рассчитать рабочую скорость и производительность комбайна (теоретическую) в зависимости от урожая зерна и соломы и пропускной способности молотильного устройства и системы очистки комбайна. Необходимо также определить затраты труда и расход топлива (энергии) на тонну зерна, провести расчет эксплуатационных и приведенных затрат на выполнение каждой технологической операции, выполнить расчеты возможных потерь зерна в зависимости от убираемой культуры и продолжительности уборочных работ.
Методика расчета рабочей скорости и производительности зерноуборочного комбайна в зависимости от урожайности зерна и соломы приведена в работе [3].
Пропускная способность молотилки современных зерноуборочных комбайнов - 5-12 кг/с (килограмм в 1 секунду хлебной массы), а производительность системы очистки - вдвое меньше. Хлебная масса, поступающая в молотилку, состоит из зерна и незерновой части (солома, полова). Ее величина зависит от урожая зерна и количества (веса) незерновой части (полова, солома)
86
и зависит от длины стеблей (соломы). При традиционной технологии уборки пшеницы, ячменя, ржи, риса, овса и т. д. жатка комбайна срезает стебли на высоте 7-10 см и подает их с колосьями в молотилку.
Соотношение массы (веса) зерна и веса соломы зависит от длины стеблей (соломы) - высоты хлебостоя и подразделяется: 1:1 - вес зерна равен весу соломы; 1:1,5 - вес соломы в 1,5 раза больше веса зерна; 1:2 - вес соломы в 2 раза больше веса зерна.
При урожайности зерна на поле 40 ц/га и соотношении зерна к соломе 1:1,5 хлебная масса составит 10000 кг/га, или 1 кг/м2, в том числе вес зерна -4000 кг/га (0,4 кг/м2). При уборке срезанием колосьев на высоком срезе (с оставлением стерни высотой 45-50 см) соотношение веса зерна к соломе равно 1:0,5, вес (т) хлебной массы с одного гектара равен 6000 кг (0,6 кг/м2). При уборке «клюнувшего» ячменя срезать стебли следует на 10-12 см ниже поникшего колоса, соотношение зерна к соломе составит 1:0,65-1:0,70, вес хлебной массы соответственно равен 6600-6800 кг/га (0,66 - 0,68 кг/м2).
Ограничивать рабочую скорость комбайна может пропускная способность системы очистки, которая у всех машин равна примерно половине пропускной способности молотилки. Так, комбайн Акрос-550 имеет площадь двух решет 5,1 м2, т. е. площадь верхнего решета - 2,55 м2, при очистки зерна пшеницы пропускная способность 1 м2 площади решета - 2 кг/с, а при очистке ячменя - 1,6 кг/с. Следовательно, на уборке пшеницы система очистки Акрос-550 может обработать (без потерь зерна) 5,1 кг/с (18360 кг/ч), а на уборке ячменя - 4,08 кг/с (14688 кг/ч).
Нами предложена формула для расчета максимальной скорости комбайна Уоч исходя из пропускной способности системы очистки и удельной урожайности зерна, но вместо пропускной способности молотилки - пропускная система очистки, а вместо удельного значения хлебной массы - удельная масса зерна с 1 м2 поля.
где qз - пропускная способность системы очистки комбайна, кг/с; Уз - вес зерна на 1 м2 поля, кг; В - ширина захвата жатки, м.
Методика расчета возможных потерь зерна пшеницы и ячменя (технологических и от самоосыпания) при перестое созревшего урожая на корню.
По результатам наших опытов, технологические потери увеличиваются на 0,2 % в день уборки сверх допустимых 2 % по агротребованиям, а самоосыпание возрастает на 0,27 % в день [2]. Следовательно, суммарные ежедневные потери в агротехнические сроки (10-12 дней) составляют 0,47 % урожая. Ежедневные потери от перестоя урожая на корню после истечения агротехнических сроков уборки составят: до 15 дней - по 0,75 %, а после 15 дней - по 1,0 % в день. Расчет потерь проводится по площади сельскохозяйственной культуры на корню на день уборки.
87
Для перевозки зерна и мелкого вороха от комбайна на ток предлагается использовать КАМАЗ-5511. Расчеты производительности автомобиля КАМАЗ-5511 проводились при загрузке в кузов зерна (при традиционной технологии) в объеме одного бункера комбайна 9 м3 весом 6,3 т, а при перевозке мелкого вороха - двух бункеров комбайна общим весом 10 т. Для этого требуется нарастить борта кузова на 0,7 м. Средняя скорость движения автомобиля - 40 км/ч.
При выполнении II фазы - очистка и сортировка зерна на току - применялся передвижной зерноочистительный комплекс ПЗК-100 «Мамонт», производительностью 80-100 т/ч с суммарной мощностью электродвигателей 23,3 кВт. Для получения товарного зерна необходимо зерновой материал дважды пропускать через машину, а для подготовки семенного материала использовать и сортировальную машину ВСО-25 с производительностью 20-25 т/ч, с расходом электроэнергии 0,38 кВт-ч/т. Коэффициент использования времени при работе зерноочистительных машин был 0,80. Каждую машину обслуживал один оператор. Работы по очистке и сортировке зерна можно выполнять в 2-3 смены.
Для выполнения III фазы - утилизации соломы - предлагается применить косилку-мульчировщик ПЗМ-2 в агрегате с трактором МТЗ-80. Работы по скашиванию, измельчению и разбрасыванию соломы можно выполнять в две смены. Производительность агрегата - 2 га/ч, расход топлива - 1,5 л/т (6,0 л/га).
Результаты и обсуждение. Рабочая скорость комбайна Акрос-550 с жаткой 6 м в зависимости от пропускной способности молотильного устройства и производительности системы очистки комбайна, урожайности зерна и соотношения веса зерна к соломе представлена в таблице 1.
Таблица 1. Зависимость рабочей скорости и производительности комбайна Акрос-550 от урожайности зерна, соотношения зерна к соломе, пропускной способности молотилки и системы очистки зерна
§ « Рабочая скорость, Производительность теоретическая Повышение
¡Я н о и ю км/ч, по молотилке, по очистке, по системе производи-
о в зависимости от про- га/ч га/ч «Невейка», тельности,
Л" 53 о о к а <и со о й <и „ « а пускной способности т/ч т/ч (га/ч) / (т/ч) %
молотилки системы традиционная двухфазная трехфазная
<и « >К о я 8 к § Л « ч <и £ очистки л л л Е Л И
1 <и 13 о И н О пшеница ячмень ц и н <и В п нь е Я £ ц и н <и В п нь е Я £ ц и н <и В п нь е Я £ е ме £
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
20 1:0,5 0,3 20,0 15,0 12,0 9,0 18,0 72 14,4 90 18,0 72 14,4 12,0 24,0 12,0 24,0 1,33 1,66
1:1 0,4 15,0 15,0 12,0 9,0 18,0 72 14,4 1,33 1,66
1:1,5 0,5 12,0 12,0 12,0 7,2 14,4 72 14,4 1,67 1,67
88
Продолжение таблицы 1
1:2 0,6 10,0 10,0 12,0 60 12,0 6,0 12,0 2,0 2,0
30 1:0,5 0,45 13,3 10,0 8,0 60 18,0 4,8 14,4 6,0 18,0 4,8 14,4 8,0 24,0 8,0 24,0 1,33 1,67
1:1 0,6 10,0 10,0 8,0 60 18,0 4,8 14,4 1,33 1,67
1:1,5 0,75 8,0 10,0 8,0 48 14,4 4,8 14,4 1,67 1,67
1:2 0,9 6,6 10,0 8,0 40 12,0 4,0 12,0 2,0 2,0
40 1:0,5 0,6 10,0 7,5 6,0 18,0 3,6 14,4 4,5 18,0 3,6 14,4 6,0 24,0 6,0 24,0 1,33 1,67
1:1 0,8 7,5 7,5 6,0 45 18,0 3,6 14,4 1,33 1,67
1:1,5 1,0 6,0 7,5 6,0 3,6 14,4 3,6 14,4 1,67 1,67
1:2 1,2 5,0 7,5 6,0 3,0 12,0 3,0 12,0 2,0 2,0
50 1:0,5 0,75 8,0 6,0 4,8 3,6 18,0 28 14,0 3,6 18,0 24 12,0 4,8 24,0 4,8 24,0 1,33 2,0
1:1 1,0 6,0 6,0 4,8 3,6 18,0 28 14,0 1,33 2,0
1:1,5 1,25 4,8 6,0 4,8 3,0 15,0 28 14,0 1,68 1,68
1:2 2,0 3,0 6,0 4,8 18,0 о 8 2,67 2,67
60 1:0,5 0,9 6,6 5,0 4,0 3,0 18,0 24 14,4 3,0 18,0 24 14,4 4,0 24,0 4,0 24,0 1,33 1,67
1:1,1 1,2 5,0 5,0 4,0 3,0 18,0 24 14,4 1,33 1,67
1:1,5 1,5 4,0 5,0 4,0 24 14,4 24 14,4 1,67 1,67
1:2 1,8 3,3 5,0 4,0 20 12,0 20 12,0 2,0 2,0
70 1:0,5 1,05 5,7 4,25 3,4 18,0 20 14,0 25 17,9 2,0 14,0 3,4 23,9 3,4 23,9 1,36 1,7
1:1 1,4 4,2 4,25 3,4 18,0 20 14,0 1,36 1,7
1:1,5 1,75 3,4 4,25 3,4 20 14,0 20 14,0 1,42 1,7
1:2 2,10 3,0 4,25 3,4 18 12,6 18 12,6 1,89 1,89
89
Анализ данных таблицы 1 показывает, что при двухфазной технологии уборки, где I фаза - срез, обмолот колосьев и очистка зерна - выполняется комбайном при соотношении зерна к соломе 1:1,5, рабочую скорость и теоретическую производительность комбайна следует определять по пропускной способности системы очистки, которая значительно меньше, чем скорость, определенная по пропускной способности молотилки комбайна, и зависит от урожайности зерна и вида зерновой культуры.
Максимально использовать рабочую скорость комбайна (по пропускной способности молотилки) можно при применении системы «Невейка», при которой очистка зерна проводится на стационаре. В этом случае при соотношении зерна к соломе 1:1 производительность комбайна повысится в 1,33 раза, при соотношении 1:1,5 - в 1,66 раза, при 1:2 - в 2 раза. Это позволит значительно сократить сроки уборки и потери зерна (технологические и от самоосыпания).
В таблице 2 представлены эксплуатационные и приведенные затраты при уборке пшеницы по традиционной технологии и технологии «Невейка» (I фаза уборки). Анализ данных таблицы 2 показывает, что при применении технологии «Невейка» на уборке пшеницы в сравнении с традиционной технологией, при соотношении зерна к соломе 1:1, экономия эксплуатационных расходов в зависимости от урожайности зерна составляет от 50 руб/т до 60,8 руб/т. При соотношении зерна к соломе 1:1,5 экономия составила: при урожае зерна 20-30 ц/га - от 50,0 до 69,5 руб./т; при урожае зерна 40 ц/га и выше - от 113 руб/т до 135,7 руб/т, т. е. сократилась на 31 %.
Экономия приведенных затрат при соотношении зерна к соломе 1:1 составляла от 59 руб/т до 69,5 руб/т. При соотношении 1:1,5 экономия приведенных затрат в зависимости от урожайности зерна составляла от 156 руб/т до 187 руб/т (34 %), по сравнению с традиционной технологией приведенные затраты сократились на одну треть.
На уборке ячменя технология уборки колосьев на высоком срезе стерни, обмолот и очистка зерна по сравнению с традиционной технологией позволяют увеличить производительность комбайна на 25-33 %, но не дают существенного сокращения эксплуатационных и приведенных затрат.
Эффект от применения «Невейки» в сравнении с традиционным способом при уборке ячменя. Экономия эксплуатационных затрат при соотношении зерна к соломе 1:1 (при урожайности от 30 до 60 ц/га) составила 131,5 руб/т, при урожайности 70 ц/га - 144 руб/т, при урожайности 90 ц/га - 130 руб/т.
При соотношении зерна к соломе 1:1,5 экономия эксплуатационных затрат составляет: при урожайности от 30 до 60 ц/га - 132,5 руб/т, при урожайности 70-90 ц/га - от 100 руб/т до 77 руб/т. С увеличением урожайности эффективность уменьшается.
При применении технологии «Невейка» приведенные затраты сокращаются на сумму от 182 руб/т при урожайности зерна 30-50 ц/га до 144109 руб/т при урожае 60-100 ц/га. С увеличением урожайности эффективность «Невейки» снижается.
90
Таблица 2. Эксплуатационные и приведенные затраты на уборке ячменя и пшеницы по традиционной и технологии «Невейка» (I фаза)
* Традиционная технология Уборка колосьев «Невейка»
Производительность техническая Затраты, руб/т Производительность техническая Затраты, руб/т Экономия
о й Э 1 § ё а § е ё а § е ё а § е
1 ^ ё деннев деннев деннев
о £ нос о га/ч т/ч & га/ч т/ч & &
При убо же ячменя
30 1:1 3,36 10,0 397,6 547,6 5,0 15,0 265,07 365,06 132,5 182,6
30 1:1,5 3,36 10,0 397,6 547,6 5,0 15,0 265,07 365,06 132,5 182,6
40 1:1 2,5 10,0 397,6 547,6 3,75 15,0 265,07 365,06 132,5 182,6
40 1:1,5 2,5 10,0 397,6 547,6 3,75 15,0 265,07 365,06 132,5 182,6
50 1:1 2,0 10,0 397,6 547,6 3,0 15,0 265,07 365,06 132,5 182,6
50 1:1,5 2,0 10,0 397,6 547,6 3,0 15,0 265,07 365,06 132,5 182,6
60 1:1 1,7 10,2 390,0 537,0 2,5 15,0 265,1 365,10 132,5 182,6
60 1:1,5 1,7 10,2 390,0 537,0 2,15 12,9 308,2 424,50 82,0 112,5
70 1:1 1,4 9,8 405,7 558,8 2,15 15,05 261,6 363,85 144,1 195,0
70 1:1,5 1,4 9,8 405,7 558,8 1,85 13,0 305,85 421,23 100,0 137,6
80 1:1 1,25 10,0 397,6 547,6 1,85 14,8 268,65 370,0 129,0 177,6
80 1:1,5 1,25 10,0 397,6 547,6 1,6 12,8 310,63 427,81 87,0 120,0
При уборке пшеницы
30 1:1 4,2 2,6 315,6 434,6 5 15,0 265,10 365,10 50,5 69,5
30 1:1,5 3,35 10,5 378,70 521,52 5 15,0 265,10 365,10 113,6 156,42
40 1:1 3,15 12,6 315,6 434,6 4 16,0 248,50 342,25 67,1 92,3
40 1:1,5 2,5 10 397,6 547,6 3,8 15,2 261,58 360,63 37,0 187,0
50 1:1 2,1 12,5 315,0 430,0 3,0 15,0 265,1 365,10 50,0 65,0
50 1:1,5 2 10 397,6 547,6 3,0 15,0 265,1 365,10 132,5 182,5
60 1:1 2,1 12,2 325,9 448,85 2,5 15,0 265,1 365,10 60,8 143,7
60 1:1,5 1,7 10,2 389,8 536,86 2,5 15,0 265,1 365,10 124,7 171,7
70 1:1 1,8 12,6 315,0 434,6 2,3 16,1 247,0 342,0 68,0 91,4
70 1:1,5 1,4 9,8 405,71 558,78 2,1 14,7 270,5 372,52 135,1 186,3
80 1:1 1,6 12,8 310,60 427,81 1,85 14,8 268,65 370,0 42,0 57,8
80 1:1,5 1,25 10 397,6 547,6 1,85 14,8 268,65 370,0 128,5 177,6
Расчет возможных потерь был проведен на примере сельхозпредприятия, которому предстоит убрать 400 га ячменя и 600 га пшеницы, с урожайностью 40 ц/га и соотношением зерна к соломе 1:1,5. В хозяйстве два зерноуборочных комбайна Акрос-550 с 6-метровой жаткой. Дневная производительность двух комбайнов при традиционной технологии - 40 га, намолот - 160 т/день, продолжительность уборки - 10 дней. При технологии «Невейка», соответственно,
91
160 га/день и 300 т/день, продолжительность уборки зерна ячменя - 6 дней. При уборке пшеницы по традиционной технологии продолжительность работ -15 дней, при «Невейке» - 8 дней. Принята схема изменения коэффициента ежедневных потерь от самоосыпания ячменя по нашим данным [2] и данным [5]: I день - 0,3 % с ежедневным увеличением 0,1 %, на 10 день - 1,4 %. Технологические потери - от 2,0 % в день уборки (допустимые потери по ГОСТу [1]) с ежедневным нарастанием с третьего дня уборки ячменя на 0,2 %.
Схема изменения коэффициента потерь зерна пшеницы была принята при условии, что полное созревание пшеницы наступит после окончания уборки ячменя. От самоосыпания 0,2 % в I день до 0,5 % на 5 день с последующим ежедневным возрастанием на 0,05 %. Технологические потери по пшенице увеличивались с третьего дня уборки на 0,1 % ежедневно [5].
Результаты расчетов показывают, что за 10 дней уборки ячменя по традиционной технологии потери от самоосыпания составят 53 т, технологические -44,8 т, всего - 97,8 т (2,45 ц/га), при технологии «Невейка»: всего - 62 т, экономия - 35,8 т (286,4 тыс. руб.). При уборке пшеницы потери будут сокращены на 78 т (621 тыс. руб.). За счет сокращения потерь на 1000 га посевов зерновых экономия составит 907 тыс. руб. (907 руб/т). Очевидно, что если сроки полного созревания зерна пшеницы частично совпадут в период уборки ячменя, то, соответственно, потери пшеницы значительно возрастут.
При средней нагрузке на комбайн в Республике Крым 500 га при традиционной технологии уборка зерна с поля «под крышу» (средняя производительность 18 га/день) будет проведена за 28 дней, а при трехфазной технологии -за 15 дней, т. е. перестой урожая на корню будет на 13 дней меньше. Таким образом, потери зерна от самоосыпания составят 8-10 % урожая (по данным Игнатьева Н. Г. [5]). В Крыму в 2017 году собрано 1,3 млн тонн зерна, 10 % от урожая потеряно - 130 тыс. т, или по 2,3 т с каждого гектара, на сумму 1875 руб/т. Даже если считать, что половина площадей была убрана в агротехнические сроки (10-12 дней), а потери от самоосыпания имели место по площади 375 тыс. га, то реальные потери составили 86 тыс. тонн зерна (375 тыс. га • 2,3 т • 0,1), на сумму 603,7 млн рублей, или по 1100 руб/га.
II фаза. Для очистки и сортировки зерна на току предлагается использовать передвижной зерноочистительный комплекс ПЗК-100 «Мамонт» и очистительно-сортировальную машину ВСО-25. Каждую машину обслуживает один оператор. Техническая производительность: ПЗК-100 - 80 т/ч, ВСО-25 -20 т/ч. Расход электроэнергии на обработку 1 т сырья: ПЗК-100 - 0,23 кВт-ч, ВСО-25 - 0,48 кВт-ч.
Очистку мелкого вороха можно осуществить по двум схемам: 1) предварительная очистка зерна на ПЗК-100 + сортировка зерна на ВСО-25, 2) двукратная обработка сырья на ПЗК-100.
При применении первой схемы расход электроэнергии составит 0,78 кВт-ч/т, затраты труда - 0,062 чел.-ч/т, эксплуатационные затраты - 25,02 руб/т, приведен-
92
ные затраты - 32,43 руб/т. При применении второй схемы расход электроэнергии - 0,58 кВт-ч/т, затраты труда - 0,025 чел.-ч/т; эксплуатационные затраты -19,40 руб/т, приведенные - 24,4 руб/т. Экономически выгоднее применять вторую схему, так как в этом случае экономия электроэнергии составит 0,2 кВт/т, затрат труда - 0,097 чел.-ч/т, эксплуатационных затрат - 5,62 руб/т, приведенных - 8 руб/т. Применение первой схемы целесообразно при подготовке семенного материала.
В таблице 3 приведены суммарные эксплуатационные и приведенные затраты на уборку пшеницы с урожайностью зерна 40 ц/га при трехфазной и традиционной технологии уборки.
Таблица 3. Суммарные эксплуатационные и приведенные затраты на уборку пшеницы с урожайностью зерна 40 ц/га при трехфазной и традиционной технологии уборки
Фазы Операции Состав агрегата Техническая производительность Затраты
энергии, л/т, кВт/т эксплуа-тацион-ные, руб/т приведенные, руб/т
га/ч т/ч затраты труда, чел.-ч/т
1 2 3 4 5 6 7 8
При трехфазной технологии уборки и соотношении зерна к соломе 1:0,5
1 Скашивание и обмолот колосьев с погрузкой мелкого вороха Комбайн Акрос-550, жатка 6 м 4,2/16,8 0,12 2,0 л/т 245,60 340,80
Перевозка неочищенного зерна (вороха) на расстояние 5 км КАМАЗ-5511 10,6 т/ч 0,10 0,56 л/т 61,52 69,33
2 Очистка и сортировка (зерна) за два пропуска через машину ПЗК-100 «МАМОНТ» 40,0 г/ч 0,025 0,6 кВт/т 19,40 24,40
3 Скашивание и мульчирование соломы МТЗ-80 + ПЗМ-2 2,0 га/ч (8 т/ч) 0,13 1,5 л/т 106,0 125,25
Итого 0,42 чел.-ч/т 4,06 л/т+ 0,6 кВт/т 432,52 559,78
При традиционной технологии уборки и соотношении зерна к соломе 1:1,5
1 Котение, обмолот, очистка, погрузка в транспорт Комбайн Акрос-550 2,3/9,2 0,22 3,6 л/т 382,30 545,30
Перевозка зерна на расстояние 5 км КАМАЗ-5511 12,6 0,08 0,7 л/т 70,97 80,56
Итого 0,30 4,3 л/т 453,27 625,86
Выводы. Технология комбайновой уборки колосовых культур, в которой I фаза - срез колосьев, обмолот и очистка зерна, рабочая скорость и произво-
93
дительность уборочного агрегата ограничиваются пропускной способностью системы очистки зерна комбайна.
Сравнивая трехфазную технологию уборки с традиционной технологией, отмечаем, что повышение производительности на уборке пшеницы составляет от 25 до 33 % (в зависимости от урожайности соломы), экономия эксплуатационных расходов (при соотношении массы зерна к соломе 1:1,5) - от 63 до 90 руб/т, а приведенных затрат - от 87 до 140 руб/т.
Применение технологии «Невейка» с очисткой и сортировкой зерна на стационаре позволяет увеличить производительность зерноуборочного комбайна в сравнении с традиционной технологией на уборке пшеницы и ячменя в зависимости от урожайности соломы на 33 % при соотношении зерна к соломе 1:1, при 1:1,5 - на 67 - 68 %, 1:2 - на 89-160 %.
Экономия эксплуатационных расходов на уборке зерновой части урожая пшеницы при технологии «Невейка» - от 67 до 135 руб/т, а на сборе ячменя -77-144 руб/т.
За счет сокращения продолжительности уборочных работ по технологии «Невейка» уменьшаются потери зерна пшеницы (технологическая и от самоосыпания) от перестоя урожая на корню в среднем на 1,3 ц/га (стоимость - 900 руб./га).
Выполнение операции по очистке и сортировке зерна на стационаре требует: эксплуатационных расходов - 19,4 руб/т; приведенных затрат - 23,4 руб/т.
На скашивание, измельчение и разбрасывание соломы по полю расходуется (дополнительно) 106 руб/т эксплуатационных и 123,25 руб/т приведенных затрат.
В целом по всему технологическому процессу технологии «Невейка» в сравнении с традиционной комбайновой уборкой экономический эффект составляет на уборке пшеницы 20,75 руб/т эксплуатационных расходов, 66,0 руб./т приведенных затрат и 225 руб/т от уменьшения потерь зерна из-за сокращения продолжительности уборки урожая.
Список использованных источников:
1. Бурак П. И., Пронин В. М., Прокопенко В. А. и др. Сравнительные испытания сельскохозяйственной техники: науч. издание - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013 - 416 с.
2. Беренштейн И. Б., Высоцкая Н. Д., Адамень В. А. Потери при комбайновой уборке пшеницы и ячменя // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - Вып. 13 (176). - Симферополь: ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского». - 2018.- С. 82-89.
References:
1. Burak P. I., Pronin V. M., Prokopenko V. A. Comparative testing of agricultural machinery: scientific. Edition - Moscow: FGBIC «Rosinformagrotekh», 2013 - 416 p.
2. Berenstein I. B., Vysotskaya N. D., Adamen V. A. Grain losses at wheel and barley combine assembly // Transactions of Taurida Agricultural Science. - Is. 13 (176). - Simferopol: FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University». -2018. - P. 82 - 89.
3. Berenstein I. B., Shabanov N. P. Resursosberegayuschie technology har-
94
3. Беренштейн И. Б., Шабанов Н. П. Ресурсосберегающие технологии уборки зерновых (колосовых) культур // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - Вып. 10 (173). - Симферополь: ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского». - 2017. - С. 62-73.
4. Беренштейн И. Б., Гончар И. В. Технико-экономическая эффективность двухфазной уборки зерновых (колосовых) культур с послеуборочной утилизацией // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - Вып. 11 (174). - Симферополь: ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского». - 2017.- С. 51-60.
5. Сухарев А. А., Игнатьева Н. Г. Влияние сроков и способов уборки на урожайность и качество зерна озимой мягкой пшеницы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. rusnauka.com/JNIO 2014М^гюо1е/5154 764.doc.htm.
vesting of grain (spiked) crops // Transactions of Taurida Agricultural Science. - Is. 10 (173). - Simferopol: FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University». - 2017. - P. 62 - 73.
4. Berenstein I. B., Gonchar I. V. Technical and economic efficiency of two-phase harvesting of grain (spiked) crops with post-harvest utilization // News of agricultural science of Tavrida. - Iss. 11 (174). - Simferopol: FGAOU VO «Crimean Federal University. IN AND. Vernadsky.» - 2017. - P. 51-60.
5. Sukharev A. A., Ignatyeva N. G. Influence of terms and methods of harvesting on yield and grain quality of winter soft wheat [Electronic resource]. -Access mode: http://www.rusnauka.com/ JNIO 2014/Agricole/5 154764.doc.htm
Сведения об авторах:
Беренштейн Исаак Борисович -доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники АРК, академик Крымской академии наук. Профессор кафедры технических систем в агробизнесе Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», е-тай: [email protected], 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Воложанинов Сергей Сергеевич -кандидат технических наук, доцент кафедры общетехнических дисциплин
Information about the authors:
Berenstein Isaak Borisovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, honored worker of science and technology of ARC, Academician of Crimean Academy of Sciences. Professor of the Department of technical systems in agribusiness, the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University». e-mail: [email protected], Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Volozhaninov Sergey Sergeevich -Candidate of Technical Sciences, Asso-
95
Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: s.volozhani [email protected], 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
Наталия Дмитриевна Высоцкая -кандидат технических наук, доцент кафедры общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: natali.v-v@ mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
ciate Professor of technical disciplines of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: [email protected], 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Natalia Dmitrievna Vysotskaya -Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of technical disciplines of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: natali. [email protected], Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal Universi-ty», 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
96
