Перспективные агротехнологии для качественной уборки урожайной массы зерновых культур

Перспективные агротехнологии для качественной уборки урожайной массы зерновых культур

В НИИ агроинженерных проблем и новых технологий КазНАУ сформулирована основа новой теории обмолота биомасс, согласно которой в практику внедряются комплексные математические модели инновационных агротехнологий и технических средств, составляющие научные основы создания уборочных машин нового поколения. Получен ряд параметрических математических моделей новых рабочих органов инновационных уборочных машин.

Одним из перспективных направлений НИОКР является разработка нового способа обмолота семенных и зерновых культур и конструктивно-технологической схемы зерноуборочного комбайна, позволяющая, реализовать магнитную стимуляцию зерна в процессе обмолота. Новый способ обмолота сельскохозяйственных культур путем магнитной обработки свеже вымолоченных семян способствует изменению ее биофизических, биохимических, физико-химических свойств и может быть использован для омагничивания семян разных видов сельскохозяйственных культур.

Положительный эффект при использовании предлагаемого способа обмолота проявляется в активизации или подавлении биологических процессов, в частности всхожести, влияющей на изменение сроков созревания, повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур, на продолжительность их хранения без потери качества и другие процессы.

По сравнению с прототипом предлагаемое нововведение имеет ряд преимуществ:

• · простота способа достигается за счет использования традиционных процессов вариантов обмолота урожайной массы;
• · повышение качества обработки свеже вымолоченных семян достигается тем, что магнитное поле беспрепятственно пронизывает среду порции семян, обрабатывая весь объем зерна, перемещающихся транспортирующими модулями, проходящего через активные и пассивные их зоны.

Совершенствование и внедрение модернизированных технологий уборки зерновых и семенных культур соответствует социально-экономическому развитию Республики Казахстан. Реализация результатов полученных в ходе выполнения научноисследовательских работ в данном направлении позволит увеличить урожайность зерновых и семенных культур, а также сократить расходы на их хранение, что может привести к социально-экономическому и экологическому эффекту.

Актуальность

В сельскохозяйственном производстве наиболее капиталоемкими являются мобильные машины (тракторы, комбайны, автомобили), стационарное оборудование для переработки урожая и животноводческие комплексы. Применительно к ним проблема повышения их эффективности находила определенное решение, но в настоящее время она приобрела особую остроту. И дело не только в рыночной экономике. По многим направлениям технической политики человечество столкнулось с порогом разумной предельности машин и оборудования по размерно-массовым и стоимостным показателям. Например, за последние шестьдесят лет, масса зерноуборочных комбайнов наиболее распространенных моделей увеличилась с 3−3,5 т до 13−15 т (почти в 5 раз), мощность устанавливаемых двигателей с 50 до 350 л.с. (в 7 раз), пропускная способность с 2−2,5 кг/с до 12−14 кг/с (в шесть раз). Эксплуатационная масса комбайна с заправкой и полным бункером составляет 18−22 т, а комбайнов класса 10−12 кг/с до 25 т. Отсюда большой расход топлива, разрушающее воздействие на почву, чрезмерные капвложения с длительными сроками окупаемости. Встает вопрос — куда дальше идти? Рост одиночных мощностей машин уже не дает должного эффекта [1].

Многие страны находят разные пути выхода из этой ситуации, хотя параллельно еще продолжают габаритную и энергетическую тенденцию наращивания своих машин. Но все, же наиболее эффективными признаются такие направления: технологизация производства, совершенствование машиноиспользования, внедрение принципов точного земледелия, дифференцированнность решений применительно к конкретным производственным условиям получения сельхозпродукции, типажирование машин на основе унифицированного семейства базовых машин и их модификаций, разработка новых технологий и способов воздействия на сельхозсырье, интеллектуализация машин, повышение эксплуатационной надежности техники.

Во многих случаях эти направления дают наиболее ощутимый эффект, превышающий эффект от простого наращивания массы и мощности машин [2].

Результаты исследований

Учеными Казахского национального аграрного университета (КазНАУ) совместно с крупнейшими комбайностроительными заводами России разработана перспективная зерновая технология и модификация семя-рисозерноуборочного комбайна «Казакстандык- 1», которая прошла, государственные испытания и рекомендована на выпуск промышленной партии. Это может служить основой отечественного комбайностроения, что совпадает с предложенной Президентом страны стратегией реформирования агропромышленного комплекса Казахстана, соответствует Закону РК «О зерне», Закона.

«О семеноводстве», а также постановлению Правительства РК о производстве в Казахстане зерноуборочных комбайнов и их дальнейшей реализации.

В КазНАУ продолжаются исследования по теоретическим, методологическим и практическим аспектам создания перспективной конкурентоспособной отечественной зерновой технологии адаптированной к специфике местных условий [3−13]. Результаты испытаний уникальной конструкции семя-рисозерноуборочного комбайна «{азаyстандыy- 1», подтвердили экономическую целесообразность их внедрения не только в нашей стране, но и за рубежом.

При этом достоинства конструкции уборочной техники нового поколения «{азаyстандыy-1» следующие:

• · установка усовершенствованного узла не мешает эффективно использовать комбайн по прямому назначению;
• · использование конструкционных схем серийной наклонной камеры, днище которой служит очесывателем;
• · достаточные надежность и работоспособность конструкции;
• · зерно, прошедшее в зону очеса наклонной камеры превосходит по качеству зерно после барабанного обмолота: меньшая травмируемость зерна (микроповреждение и дробление), высокие энергия прорастания и всхожесть, наибольшая масса 1000 зерен;
• · обеспечение разгрузки барабана до 8,4% от общей технологической массы, а полнота выделения зерна перфорированной поверхностью наклонной камеры, при соответствующих условиях, может достигать 10% и более;
• · ожидаемая экономическая эффективность от изменения качества продукции (пшеница «Саратовская-29») с применением модифицированного комбайна «Казахстандык-1» достигает 670 716 тенге на годовой нормативный объем, а с учетом изменения количества продукции (рис сорта «Кубань») эффективность на годовой нормативный объем может достигать 1 410 000 тенге;
• · безопасность и соответствие испытываемого узла требованиям ССБТ (система стандартов безопасности труда) [14] .

В НИИ агроинженерных проблем и новых технологий КазНАУ сформулирована основа новой теории обмолота биомасс, согласно которой в практику внедряются комплексные математические модели инновационных агротехнологий и технических средств, составляющие научные основы создания уборочных машин нового поколения. Получены ряд параметрических, математических моделей новых рабочих органов уборочных машин. магнитный урожайность зерновой обработка Внедрение усовершенствованной отечественной зерновой технологии предполагается осуществлять по следующим этапам: изготовление и демонстрация новых комбайнов в работе; организация учебно-образовательных тренингов и семинаров в регионах и подготовка соответствующих специалистов; распространение рекламных материалов и маркетинговых исследований. Для формирования и технического перевооружения машиностроительных производств, выпуска конкурентоспособного «{азаyстандыy-1» потребуются большие средства на закупку оборудования, запатентованных технологий и «ноу-хау». На эти цели должна быть направлена часть средств выделяемых по госпрограмме форсированного индустриально-инновационного развития, которую необходимо предос-тавить заводам осваивающих производство комбайнов «{азаyстандыy-1» в виде долгосрочных кредитов на льготных условиях. На первом этапе необходимо содействовать созданию в республике совместных производств по выпуску «{азаyстандыy-1» с постепенным увеличением доли отечественных компонентов до 60…80 процентов.

Результаты проведенных НИОКР рекомендуется использовать в ВУЗах, в конструкторских бюро машиностроительных заводов и машиноиспытательных станций, в НИИ для проведения исследований по ресурсосберегающей технологии и уборочной техники при создании новых и совершенствовании старых конструкций, в институтах повышения квалификации. Разработки помогут специалистам Министерства сельского хозяйств, хозсубъектов, работникам частного сектора, малого и среднего бизнеса; предпринимателям, занимающимся обеспечением процесса уборки и послеуборочной обработки зерна усовершенствовать агротехнику зернопроизводства, улучшить использование имеющихся машин при уборке семенных и зерновых культур, увеличить экспортный потенциал зерновых и повысить их качество. Все это даст возможность нашей республике найти свою нишу в современном рынке, иметь продукцию высокого качества, выпускать ее с меньшими производственными издержками, чем у конкурентов; поможет тем, кто работает в сфере агробизнеса и всем желающим ознакомиться с современным взглядом на теорию и практику сельхозмашиностроения в Казахстане.

В НИИ агроинженерных проблем и новых технологий КазНАУ также проводятся исследования, связанные с разработкой конструкции оптического прибора для оптимизации параметров агромашинной технологии производства сельскохозяйственной продукции по минимуму потерь. Это направление обосновывается тем, что поскольку Казахстан находится на аграрно-индустриальном этапе технологического развития, ключевыми факторами, влияющими на технологическое развитие, являются эффективность производства и техническое перевооружение, скорость освоения новых видов продукции и привлечение новейших технологий производства. Сбор биологически полноценного зерна и семян путем более точного распознавания уборочной спелости сельскохозяйственных культур способствует решению проблемы обеспечения продовольственной безопасности и может быть решен при наличии эффективных средств механизации уборочных работ, которые позволили бы убирать их на семена и товарное зерно с наименьшими потерями и высоким качеством.

Поэтому разработка оптического метода и прибора для распознавания уборочной спелости сельскохозяйственных культур, обеспечивающей снижение количественных и качественных потерь по сравнению с аналогами на 20−30%, а также сбор биологически полноценного зерна обеспечивающего качественные продукты питания и лучшие посевные качества семян, является актуальной задачей [15].

Выводы

Производство зерновых культур вступило в тот этап, когда дальнейшее расширение площадей стало экономически нецелесообразным. Наращивание производства зерна должно достигаться за счет роста урожайности и снижения потерь при уборке. В этой связи перспективным направлением НИР в агроинженерной отрасли является новый способ обмолота сельскохозяйственных культур путем магнитной обработки свеже вымолоченных семян для изменения ее биофизических, биохимических, физикохимических свойств, который будет использован в сельском хозяйстве для омагничивания семян разных видов сельскохозяйственных культур при их обмолоте и уборке.

Перспективным направлением НИР является разработка нового способа обмолота семенных и зерновых культур и конструктивно-технологической схемы зерноуборочного комбайна, позволяющая, реализовать магнитную стимуляцию зерна в процессе обмолота. Авторами на основе изучения процесса обмолота зерновых и семенных культур предлагается новое технологическое решение с применением магнитной стимуляции [5].

Реализация результатов, полученных в ходе выполненных НИР, в данном направлении позволит увеличить урожайность зерновых и семенных культур, а также сократить расходы на их хранение. Предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества: простота достигается за счет использования традиционных процессов обмолота урожайной массы, а повышение качества обработки свеже вымолоченных семян — за счет обработки всего объема зерна в магнитном поле и т. д.

• 1. Жалнин Э. В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов. -М.: ВИМ, — 107 с.
• 2. Жалнин Э. В. Аксиоматизация земледельческой механики. -М.: ВИМ, 2002. — 204 с.
• 3. Садыков Ж. С. Zharylkasyns method for collecting biologically interesting grains and devices for realizing the same //WO 00/72 658 А1, опубл. 07.12.2000, бюл. ВОИС № 6, г. Женева.
• 4. Садыков Ж. С. Способ сбора биологически ценного зерна и устройства для его осуществления // Евразийский патент № 2 420, опубл. 04. 2002, ЕАПВ, г. Москва.
• 5. Садыков Ж. С., Альпейсов Ш. А. Перспективные технологии уборки зерновых путем магнитной стимуляции продуктов обмолота // Труды VIII международной научной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов». — Алматы: {азаy университеті, 2011, с. 496-
• 6. Тойлыбаев М. С. Обоснование параметров и разработка безударного обмолачивающего устройства комбайна для уборки семян изеня. Автореф… канд. техн. наук: 05.20.01. -Алматы: КазНАУ, 2004 — 30 с.
• 7. Тургенбаев М. С. Совершенствование комбайновой технологии и технических средств уборки семян фитомелиорантных кормовых культур на примере прутняка. Автореф… канд. техн. наук: 05.20.01. -Алматы: НПО «Казсельхозмеханизация», 1992 — 28 с.
• 8. Умбеталиев Н. А. Совершенствование технологического процесса обмолота и конструкции рисоуборочного комбайна. Автореф… доктора техн. наук: 05.20.01. — Алматы: КазНАУ, 2010 — 39 с.
• 9. Жетпейсов М. Т. Совершенствование рабочего органа для выравнивания слоя рисовой массы в наклонной камере комбайна. Автореф… канд. техн. наук: 05.20.01. -Алматы: КазНАУ, 2010 — 24 с.
• 10. Сейтимов С. А. Обоснование параметров и разработка активатора обмолота комбайновой уборки сои. Автореф… канд. техн. наук: 05.20.01. -Алматы: КазНАУ, 2010 — 24 с.
• 11. Каимова Р. Т. Совершенствование технологического процесса комбайновой уборки рапса на семена. Автореф… канд. техн. наук: 05.20.01. -Алматы: КазНАУ, 2010 — 25 с.
• 12. Садыков Ж. С. и др. Активатор обмолота уборочной машины // Предпатент № KZ, опубл. 16. 02.2009, бюл. № 2.
• 13. Садыков Ж. С. и др. Ускоритель обмолота для уборочных машин // Инновационный патент № KZ, опубл. 2011.
• 14. Протокол госиспытаний опытного образца комбайна «{азаyстандыy-1» // № 4−8-01 (1.4.011) от 11.2001.
• 15. Садыков Ж. С. и др. Способ распознавания уборочной спелости биомасс и устройство для его осуществления // Инновационный патент № KZ. Опубл.17.05.2010, бюл. № 2.