Спосіб визначення оптимального складу машинно-тракторного парку для вирощування зерна в короткоротаційній сівозміні на зрошуваних землях південного степу

Реферат: Спосіб визначення оптимального складу машинно-тракторного парку для вирощування зерна в короткоротаційній сівозміні на зрошуваних землях Південного Степу включає розміщення сільськогосподарських культур в ланках сівозміни, диференційований обробіток ґрунту для кожної культури, догляд за посівами, збирання врожаю. Для вирощування культур на ланках сівозміни з площею 180 га для кожної з культур та загальною площею земельного масиву 720 га для чотирипільної зернопросапної сівозміни пшениця озима - ріпак озимий - кукурудза - соя виконують основний обробіток ґрунту за наступною схемою: пшениця озима - нульовий обробіток, сівба в попередньо необроблений ґрунт; ріпак озимий - мілкий обробіток, дискування на 14-16 см; кукурудза - глибокий, чизельний обробіток на 38-40 см; соя - глибокий обробіток, оранка на 28-30 см. UA 116539 U (12) UA 116539 U UA 116539 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, до способу розміщення та зрошення культур у сівозмінах короткої ротації. Сівозміни довгої ротації були необхідні у великих господарствах, оскільки забезпечували повну маневреність щодо розміщення культур, залежно від ґрунтово-ландшафтних чинників, повніше використовували біокліматичний потенціал місцевості, а також сприяли поліпшенню й охороні родючості ґрунтів за невисоких витрат ресурсів. Для невеликих за площею господарств виникає необхідність розроблення оптимальної форми організації території землекористування на основі запровадження вузькоспеціалізованих сівозмін короткої ротації. Побудову таких сівозмін необхідно здійснювати за науково обґрунтованими принципами, головний з яких - розміщення і чергування культур за законами плодозміни. Саме цей чинник є основою забезпечення високої й сталої продуктивності культур, збалансованих показників родючості ґрунту і фітосанітарного стану посівів. Оптимальна тривалість ротації таких сівозмін повинна бути 4-пільна (при варіюванні від 3- до 5-пільної). Це зумовлено вимогами розміщення культур після відповідних попередників і дотримання періоду повернення їх на попереднє місце вирощування, який для більшості з них становить 3-4 роки. Але є культури (льон, люпин, соняшник, капуста, баштанні), які можна вирощувати у схемі сівозміни не раніше ніж через 5-8 років. Недотримання цих нормативів у побудові сівозмін призводить до нагромадження інфекції в ґрунті і посівах, розповсюдження шкідників та хвороб. Високу продуктивність такі культури забезпечують тільки за умови їх правильного розміщення в сівозміні з урахуванням допустимої періодичності їх посівів на одному й тому ж полі. За законом плодозміни сівозміна має бути насиченою на 50 % зерновими колосовими, на 25 % бобовими (кормовими) і зернобобовими, на 25 % просапними культурами. Це означає, що на окремих полях короткоротаційних сівозмін можна вирощувати декілька культур, близьких між собою за біологічними властивостями. Такі сівозміни дають можливість скоротити набір шлейфу сільськогосподарських машин для вирощування польових культур. Особливістю сучасної структури посівних площ переважної кількості господарств степового регіону є чітка спеціалізація на вирощуванні зерна та соняшнику як найбільш рентабельної продукції. Відомо спосіб підвищення продуктивності культур у сівозмінах короткої ротації (Патент України № 42825). Спосіб включає певне послідовне чергування культур у 3-5-пільних сівозмінах із різною насиченістю в них зерновими культурами, соняшником та паром. Впроваджуються п'ятипільні польові сівозміни з наступною структурою: 20 % соняшника, до 60 % зернових (в тому числі озимої пшениці 20-40 %), 20 % чорного пару, а культури розміщуються в сівозміні за одним із варіантів: чорний пар - озима пшениця - соняшник - озимий ячмінь - сориз; чорний пар - озима пшениця - кукурудза - озимий ячмінь - соняшник; чорний пар - озима пшениця - ярий ячмінь кукурудза - соняшник; чорний пар - озима пшениця - озима пшениця - соняшник - сориз. За узагальненими даними по всім сівозмінам встановлено, що наявність чорного пару помітно впливає на економічні, енергетичні та натуральні показники сівозмін. З одного боку, поле чорного пару не дає продукцію, що негативно відображується на виході зерна і кормопротеїнових одиниць основної та побічної продукції. Ці показники зменшуються при зростанні питомої ваги чорного пару і зменшення питомої ваги зернових культур в сівозмінах. З іншого боку, поле чорного пару виконує важливі агротехнічні функції, завдяки чому підвищується урожайність всіхкультур сівозмін, а в найбільшій мірі - озимої пшениці. Спосіб дозволяє одержувати стабільні врожаї за рахунок накопичення вологи чорним паром. Проте відсутність опадів тривалий час може призвести до значних втрат врожаю. Відомо Методичні Рекомендації щодо оптимального співвідношення сільськогосподарських культур у сівозмінах різних ґрунтово-кліматичних зон України [Методичні Рекомендації, Київ 2008 рік, затверджений наказом Мінагрополітики та УААН від 18 липня 2008 р. № 440/71]. Степ Південний охоплює південні та південно-західні райони Одеської області, південні райони Херсонської області і Автономну Республіку Крим. Середньорічна кількість опадів становить 350-400 мм, ГТК - 0,45-0,75. Спеціалізація землеробства в зоні Південного Степу - вирощування зерна. Основними зерновими культурами є пшениця озима, кукурудза, ячмінь, технічними олійними - соняшник, ріпак, соя. На поливних землях треба розміщувати високорентабельні культури, які добре реагують на зрошення. У цьому випадку головним завданням є виробництво зерна, переважно кукурудзи і зрошувані землі необхідно використовувати під культури з різною тривалістю вегетаційного 1 UA 116539 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 періоду з урахуванням вологозабезпеченості, або гідромодуля конкретної зрошувальної системи для рівномірного розподілу поливної води протягом поливного сезону. При формуванні структури посівних площ необхідно передбачати обґрунтоване поєднання вологолюбних культур з культурами, які належать до так званої групи буферності щодо режиму зрошення. Цими культурами є озимі та ярі зернові, ріпак, гірчиця, ранні кормові сумішки, люцерна на насіння та інші. Таке поєднання дає змогу уникнути "пікових" періодів при зрошенні і раціональніше використовувати поливну воду. За останні роки на зрошуваних землях набула поширення досить рентабельна культура соя. Насичення нею сівозмін може становити 20-25 %, а в спеціалізованих господарствах в умовах зрошувальних систем з високою водозабезпеченістю - до 50 %. Обов'язковим компонентом сівозмін на зрошуваних землях повинні бути багаторічні бобові трави, питома вага яких у сучасних умовах може становити 16-20 % (вивідне поле). Якщо господарство не займається тваринництвом, то бобові трави потрібно вирощувати на насіння. Проте Рекомендації не регламентують яким чином виконувати основний обробіток ґрунту під кожну культуру, не вказують в які агротехнічні строки виконувати полив культур, як розраховувати норму зрошення та поливні норми. Роботи, як правило, виконують застарілим машинно-тракторним парком, що призводить до збільшення загальних витрат на вирощування товарної продукції. Відомо спосіб визначення номенклатурного та кількісного складу машинно-тракторного парку для вирощування сільськогосподарської продукції в багатопільних сівозмінах, взятий в якості аналога. (Патент України № 93155). Спосіб передбачає вибір енергетичних засобів та машин для вирощування продукції в семипільній сівозміні. В сівозміні виконують диференційований обробіток ґрунту під кожну культуру та інші роботи, пов'язані з вирощуванням культур та збиранням врожаю. Вибір енергетичних засобів та машин виконують на основі ранжування, вибираючи найкращі вітчизняні та зарубіжні зразки техніки. Знаючи вартість робіт в сівозміні та вартість машин та енергетичних засобів можна заздалегідь прорахувати економічну ефективність сівозміни. До недоліків корисної моделі можна віднести те, що виробництво товарної продукції виконують на богарних землях. При тривалій відсутності опадів, особливо в літні посушливі місяці, це може призвести до небажаних ризиків та втрати значної частки врожаю. В основу корисної моделі поставлена задача застосувати науково обґрунтовану чотирьохпільну зернопросапну сівозміну на зрошенні, розробити диференційований обробіток під кожну культуру з врахуванням їх біологічних особливостей, сформувати машиннотракторний парк для виконання технологічних процесів вирощування культур в ланках сівозміни, вибрати оптимальну схему зрошення з мінімальною кількістю дощувальних машин, оптимізувати капітальні затрати на придбання техніки, зменшити вартість виконання річних робіт по обслуговуванню ланок сівозміни і собівартість вирощування сільськогосподарської продукції. Поставлена задача виконується тим, що спосіб визначення оптимального складу машиннотракторного парку для вирощування зерна в короткоротаційній сівозміні на зрошуваних землях Південного Степу включає розміщення сільськогосподарських культурв ланці сівозміни, диференційований обробіток ґрунту для кожної культури, догляд за посівами, збирання врожаю, згідно корисної моделі, для вирощування культур на полях з площею 180 га для кожної з культур та загальною площею земельного масиву 720 га для чотирьохпільної зернопросапної сівозміни - пшениця озима - ріпак озимий - кукурудза - соя виконують основний обробіток ґрунту по наступній схемі: пшениця озима - нульовий обробіток, сівба в попередньо необроблений ґрунт; ріпак озимий - мілкий обробіток, дискування на 14-16 см; кукурудза - глибокий, чизельний обробіток на 38-40 см; соя - глибокий обробіток, оранка на 28-30 см. Поставлена задача виконується також тим, що полив культур та внесення мінеральних добрив разом з поливною водою виконують широкозахватними дощувальними машинами фронтальної дії, які зрошують земельний масив сівозміни та при поливі перекривають суміжні поля сівозміни (перше-третє, друге-четверте), на яких прокладають спільні лінії водопроводів з гідрантами, при цьому водоспоживання сівозміни пшениця озима - ріпак озимий - кукурудза соя повинно знаходитися в межах спроможності зрошувальної системи та не перевищувати її гідромодуля. Поставлена задача виконується також тим, що типорозміри тракторів, сільгоспмашин та дощувальних машин, їх номенклатуру та кількісний склад визначають на основі технологічного модуля сівозміни, який представляє собою всю необхідну сукупність агротехнологічних операцій для кожної культури сівозміни з визначенням оптимальних агростроків їх виконання, в залежності від розмірів ланок сівозміни, конкретних культур у сівозміні, диференційованої 2 UA 116539 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 системи обробітку ґрунту, графіків та норм поливу, внесення засобів живлення та захисту культур. Глобальні зміни клімату в останні десятиріччя для України проявляються переважно в зростанні температури повітря, що вимагає реалізації заходів, спрямованих на зниження залежності землеробства від дефіциту природного вологозабезпечення. Рішення проблеми полягає в нарощуванні площ зрошуваного землеробства, розвиток якого забезпечує сталість виробництва АПК та передумови соціально-економічного розвитку регіону. Наукова новизна корисної моделі полягає в тому, що вперше, для посушливих умов Південного степу України розроблено комплексний техніко-технологічний проект вирощування культур на зрошенні у короткопільній науково обґрунтованій зерно-просапній сівозміні із застосуванням диференційованої системи обробітку ґрунту, нових підходів до групового використання дощувальних машин з внесенням з поливною водою хімічних засобів живлення та захисту культур, орієнтований для господарств, що спеціалізуються на вирощуванні зернових та технічних культур. Система зрошуваного землеробства повинна забезпечити найбільший вихід сільськогосподарських продуктів з кожного гектара поливної площі при найменших витратах праці й коштів. Найбільш ефективним є комплексний підхід до вирішення задач ресурсо- та енергозбереження у зрошувальному землеробстві, головними складовими якого разом з технічними є такі агротехнологічні аспекти, як структура посівних площ і побудованих на її основі сівозмін. Структура посівів має сприяти повному і рівномірному використанню поливної води протягом вегетаційного періоду. При цьому найбільша потреба у воді всієї сівозміни й окремих культур повинна повністю забезпечуватись пропускною здатністю каналів та трубопроводів, продуктивністю насосних станцій і сприяти раціональній експлуатації зрошувальної системи, не допускати холостих періодів у її роботі. В сучасних умовах зрошення потребує нових підходів до його використання - концентрації на зрошувальних землях найбільш прибуткових і рентабельних культур і створення на основі цього раціональних сівозмін, науково обґрунтованих в плані ефективності використання ріллі та збереження родючості ґрунтів. Спеціалістами Південноукраїнської філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого в останні роки проводилась дослідження по визначенню науково обґрунтованих техніко-технологічних рішень для Південного Степу України в богарних умовах та на зрошенні. Роботи вилились в декілька проектів, які дістали умовну назву АгроОлімп. До вибору ефективної сівозміни пред'являються наступні вимоги: культури зерно-просапної групи з ефективною врожайністю на зрошенні, розподілом на протязі агрономічного року оптимальних строків виконання агротехнологічних операцій, в тому числі строків поливу; парна кількість ланок сівозмін; помірні вимоги до об'ємів сумарного використання поливної води; економічна ефективність; стабільна ліквідність продукції. Спираючись на дослідження Інституту зрошуваного землеробства НААНУ для реалізації ефективного виробництва продукції рослинництва на зрошення вибрана 4-пільна зернопросапна науково-обґрунтована сівозміна з наступним чергуванням культур: пшениця озима ріпак озимий - кукурудза - соя. Озима пшениця не забур'янює поля. Солому при збиранні зерна подрібнюють, розстеляють на полі і придисковують. Таким чином, на цьому полі повертається у ґрунт органіка. Солому можуть також підбирати прес-підбирачами на корм худобі. На другому полі висівається ріпак озимий. На сидерат висівають гірчицю, зелену масу якої приорюють пізно восени. Поживні речовини повертаються в ґрунт і допомагають вирішити проблему бездефіцитного балансу гумусу. Третє поле зайняте зерновими культурами в одновидовому посіві (кукурудза). Пожнивні рештки заробляють в ґрунт. Четверте поле - соя, нагромаджує азот у ґрунті, покращує його структуру за рахунок розвиненої кореневої системи і повернення в ґрунт значної кількості органіки. Це найкращий попередник для озимої пшениці. Така універсальна динамічна сівозміна дозволяє підтримувати баланс гумусу без внесення гною, боротися з шкідливими організмами без пестицидів, наполовину зменшити норму мінеральних добрив і одержувати екологічно чисту високоякісну продукцію при менших затратах матеріальних ресурсів. Показники ефективності зернопросапних сівозмін показано в таблиці 1. 60 3 UA 116539 U Таблиця 1 Показники ефективності зернопросапних сівозмін № Набір с.-г. культур в сівозміні п/п 1 2 3 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 Соя - пшениця озима - соя кукурудза на зерно Соя - пшениця озима кукурудза на зерно кукурудза на зерно Соя - пшениця озима - ріпак - кукурудза Пшениця озима - ріпак Пшениця озима - соя Соя - кукурудза Люцерна (вивідне поле) кукурудза Показник ефективності на 1 га сівозмінної площі вихід, т витрати прибуток на 1 прибуток, 3 поливної тис м води, корм, тис грн. зерна 3 води, м тис грн. одиниць Чотирипільні 2,9 6,6 3.4 1610 2,1 4,6 9,1 3,6 1610 2,2 3,1 7,0 3,7 1470 2,5 2,7 3,4 4,2 1200 1470 1750 2,2 2,3 2,4 2,9 1750 1,7 1,8 2,3 4,4 Двопільні 4,2 5,0 9,6 4,1 9,7 Співставлення спроможності зрошувальних систем подавати певну кількість поливної води в розрахунку на гектар сівозмінної площі протягом вегетації сільськогосподарських культур сівозміни з біологічними потребами за фазами розвитку культур свідчить про те, що більшість зрошувальних систем України має гідромодуль або проектну спроможність з подачі води в розрахунку на 1 га сівозмінної площі в межах 0,35-0,40 л/сек. га. [Формування сівозмін на зрошуваних землях відповідно до гідромодулю зрошувальних систем. Вожегова Р.А., Малярчук М.П., УДК 631.5, Херсон, Інститут зрошуваного землеробства НААН]. Водоспоживання сівозміни соя - кукурудза перевищує гідромодуль зрошувальної системи, а водоспоживання сівозміни соя - пшениця озима - ріпак озимий - кукурудза знаходиться в межах спроможності зрошувальної системи, тобто вибір сівозміни по водоспоживанню культур зроблено правильно. Характеристика водоспоживання різних сівозмін представлена на кресленні Фіг. 1. Система обробітку ґрунту в загальновизначеній для умов зрошення Півдня України сівозміні повинна базуватися на оптимізованих способах, різній глибині розпушування та періодичності проведення протягом ротації. Провідними науково-дослідними установами, що здійснюють наукове забезпечення технологій вирощування с.-г. культур у сівозмінах на зрошені встановлено, що для кукурудзи на зерно, сої та ріпаку озимого найбільш сприятливою для росту, розвитку і формуванню врожаю є 3 щільність складення 1,1-1,32 гр/см . За такої щільності складення створюються умови високої пористості, біологічної активності, що сприяє формуванню оптимального водного та поживного режиму. [Особливості системи обробітку ґрунту під сівбу ранніх зернових культур після збирання ріпаку озимого. О.П. Митрофанов, В.М. Малярчук, А.С. Малярчук - Наукововиробничий журнал "Техніка і технології" № 2 (65), лютий 2015, 9 с.] 3 Для пшениці озимої діапазон оптимальної щільності складення зростає до 1,38-1,42 гр/см . В зв'язку з вищевикладеним при виборі способу та глибини розпушування ґрунту необхідно підбирати такі знаряддя, які здатні найбільш повно забезпечити біологічні потреби вирощуваних культур. Схема сівозміни та диференційована система основного обробітку ґрунту в 4-пільній сівозміні показані в Таблиці 2. 4 UA 116539 U Таблиця 2 Схема сівозміни та диференційована система основного обробітку ґрунту Пшениця озима Нульовий сівба в попередньо необроблений ґрунт Доцільно для: забезпечення дозимового розвитку при пізніх строках сівби; - збереження вологи поверхневого шару ґрунту; збереження поверхневої мульчі для кращого зимування. 5 10 15 20 25 30 Ріпак озимий Кукурудза Соя Мілкий Глибокий Глибокий дисковий обробіток на чизельний обробіток на оранка на (28-30) см (14-16) см (38-40) см Сприяє руйнуванню Доцільно проводити на плужної підошви, фоні післядії глибокого збільшенню пористості чизельного і водовбирної розпушення та оранки здатності, покращує під попередники біологічну активність та поживний режим Забезпечує загортання рослинних решток накопичених протягом трьох попередніх років в шар ґрунту оптимального зволоження і мікробіологічного розкладання За результатами досліджень Південноукраїнської філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого встановлено, що знаряддя полицевого типу вітчизняного та зарубіжного виробництва сприяють найбільшому розущільненню орного шару. На темнокаштанових важкосуглинкових ґрунтах Південної сухостепної ґрунтово-екологічної підзони, де розташована експериментальна ділянка, рівноважна щільність складення яких 3 становить 1,41-1,44 гр/см , що є критичною не тільки для просапних культур, але і для зернових колосових. Відповідно до набору культур у визначеній сівозміні найбільш сприятливі умови для росту і розвитку сої формувалися за обробітку ґрунту з обертанням скиби на глибину 28-30 см, в той час як для кукурудзи на зерно кращі умови забезпечувало чизельне розпушування на глибину 38-40 см. Озимі культури - пшениця та ріпак мають різні біологічні особливості і вимоги для щільності складення ґрунту. Водночас основний обробіток ґрунту під посіви цих культур проводиться в найбільш посушливий період (серпень - початок вересня) тому проведення глибокого основного обробітку ґрунту може призвести до сильного пересушування оброблюваного шару ґрунту. Навіть за рахунок вологозарядкових та передпосівних поливів практично поповнити втрати вологи неможливо. Культури суцільного способу сівби такі як: озима пшениця, озимий ячмінь, жито озиме не вимагають зменшення щільності складення навіть на темнокаштанових ґрунтах, тому під ці культури доцільно проводити поверхневий та мілкий обробіток, або сівбу в попередньо необроблений ґрунт після сої, як в нашій сівозміні. Для ріпаку озимого, який має стрижневу кореневу систему, з метою формування сприятливих умов розвитку в осінній період доцільно проводити мілкий безполицевий обробіток ґрунту, який попереджає втрату вологи з глибоких горизонтів та сприяє оптимізації умов росту і розвитку. В Таблиці 3 наведені агротехнічні вимоги до основного обробітку ґрунту під культури сівозміни та енергетичний засіб в агрегаті з сільськогосподарською машиною, які забезпечують їх виконання. 5 UA 116539 U Таблиця 3 Агротехнічні вимоги та номенклатура технічного забезпечення № п/п 1 1 2 3 4 5 5 Технологічні Вимоги до якості виконання Технічне забезпечення операції операції 2 3 4 Основний обробіток ґрунту під культури сівозміни - глибина обробітку - (8-16) см; - трактор потужністю (240-260) підрізання бур'янів - не менше 99 %; - к.с. з ґрунтообробним нерівномірність глибини обробітку - не агрегатом лемішно-дискового більше 1,5 см; - кількість грудочок типу або дискова борона Мілкий розміром до 50 мм - не менше 75 %; - шириною захвату (5,4-6,3) м; обробіток загортання післяжнивних решток - не продуктивність за годину менше 50 %; - гребнистість поверхні поля змінного часу, га/год. - не - не більше 3 см; - робоча швидкість - (6- менше 2,2; витрати палива, 12) км/год. л/га - не більше 12 - глибина обробітку до 30 см; - загортання трактор потужністю (240-260) післяжнивних решток - не менше 97 %; - к.с. з обертовим глибина загортання пожнивних решток (8- шестикорпусним плугом; Оранка 12) см; - кількість грудочок розміром до 50 продуктивність за годину мм - не менше 75 %; - гребнистість змінного часу, га/год. - не поверхні поля - не більше 4 см; - робоча менше 1,4; витрати палива, швидкість - (6-10)км/год. л/га - не більше 20,0. - глибина обробітку - (30-35) см; - трактор потужністю (240-260) збереження післяжнивних решток - не к.с. з глибокорозпушувачем менше 85 %; - кількість грудочок розміром шириною захвату (3,5-4,0) м; Глибоке до 50 мм: - не менше 50 % після оранки, - продуктивність за годину розпушування не менше 25 % без оранки; - гребнистість змінного часу, га/год. - не поверхні поля - не більше 5 см - робоча менше 2,0; витрати палива, швидкість - (6-12) км/год. л/га - не більше 20,0. - глибина загортання насіння - (4-10) см; кількість загорненого насіння в шар середньої глибини і в два суміжних шари трактор потужністю (240-260) (±1 см) - не менше 80 %; - робоча к.с. з сівалкою для прямої швидкість - не більше 9 км/год.; Сівба зернових сівби шириною захвату (6,0нерівномірність висіву для насіння по стерньовому 9,0) м продуктивність за годину зернових та бобових трав до±5 %; фону змінного часу, га/год. - не нестійкість загального висіву для насіння менше 3,5; витрати палива, зернових культур до±2 %; - подрібнення л/га - не більше 8,0. насіння зернових культур - 0,3 %; - висота стерні зернових та пожнивних решток пропашних культур до 15 см. трактор потужністю (240-260) - глибина обробітку - (10-12) см; к.с. з культиватором для підрізання бур'янів - не менше 99 %; суцільного обробітку ґрунту нерівномірність глибини обробітку - не шириною захвату (9,5-11,0) м; Культивація більше 1,5 см; - кількість грудочок продуктивність за годину розміром до 25 мм - не більше 80 %; змінного часу, га/год. - не гребнистість поверхні поля - не більше 3 менше 4,5; витрати палива, см; - робоча швидкість - (8-12) км/год. л/га - не більше 5,0 В таблиці показано тільки ті агротехнічні вимоги, що стосуються диференційованої системи основного обробітку ґрунту. Аналогічно розроблені також агротехнічні вимоги і до технологічних процесів догляду за культурами, зрошенням, збиранням врожаю. Взаємоузгодження в просторі і часі технологічних процесів вирощування культур у сівозміні, де фактори поля виражені послідовністю агротехнологічних операцій, а фактори часу послідовністю календарних декад року значно спрощується побудовою матриці технологічного модуля сівозміни. Технологічний модуль сівозміни представляє собою всю необхідну сукупність 6 UA 116539 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 агротехнологічних операцій для кожної культури сівозміни з визначенням оптимальних агросроків їх виконання. Технологічний модуль показано на кресленні Фіг. 2. На прикладі пшениці озимої за допомогою технологічного модуля визначаємо, що її посів виконують після попередника сої в попередньо необроблений ґрунт в першій декаді жовтня. З Таблиці 2 видно, що сівба в попередньо необроблений ґрунт доцільна для забезпечення дозимового розвитку при пізніх строках сівби, збереження вологи поверхневого шару ґрунту та збереження поверхневої мульчі для кращого зимування. В першій та другий декаді жовтня 3 виконують зрошення поливною нормою 400 м /га. В першій декаді березня виконують внесення мінеральних добрив, а в третій виконують хімічний захист рослин. В другій декаді квітня 3 виконують полив поливною нормою 500 м /га, в першій декаді травня знову вносять мінеральні добрива, в другій декаді хімічний захист рослин, в третій декаді травня та першій декаді червня 3 виконують полив по 500 м в кожній декаді. В третій декаді червня збирають врожай, після чого підбирають солому. Після пшениці озимої готують поле для посіву ріпаку озимого в третій декаді вересня. В технологічній ланці вирощування с.-г. продукції застосування техніки для зрошування: дощувальних машин, засобів доставки води (насосні станції, зрошувальні мережі трубопроводи, канали) займає доволі велику складову у собівартості продукції. Для організації ефективної роботи сучасних дощувальних машин при застосуванні їх групової роботи на поливі с.-г. культур, що складають сівозміну необхідно враховувати тісний зв'язок між структурою посівних площ, гідромодулем зрошувальної системи і технікотехнологічними параметрами дощувальних машин. Поєднання всіх наведених факторів забезпечує використання сучасних мобільних (багатопозиційних) дощувальних машин - універсальних комбінованих фронтально-кругових, фронтальних, що розвертаються або буксируються; кругових, що буксируються. Класична схема роботи кругової або фронтальної дощувальної машини передбачає здійснення нею поливу з однієї позиції. Тобто вона обслуговує одну, закріплену за нею площу, величина якої обумовлена довжиною машини та її продуктивністю. Застосування мобільних (багатопозиційних) машин дозволяє зрошувати поля різної конфігурації, збільшувати площу зрошення однією машиною за рахунок поливу суміжного поля, або полів, що розташовані окремо. При правильно підібраній структурі культур у сівозміні (коли на суміжних полях розташовуються культури з різним періодом водоспоживання) використання дощувальних машин такого типу дозволяє зменшити їх загальну кількість для поливу площі цієї сівозміни у порівнянні з машинами класичної схеми роботи. Це в свою чергу і призводить до зниження різних видів затрат на зрошення, зменшення собівартості продукції зрошувального землеробства, підвищення рентабельності продукції с.-г. підприємств. При виборі типу дощувальної машини та технологічної схеми поливу були проаналізовані основні переваги та недоліки фронтальних та кругових машин. Дощувальні машини кругової дії мають такі переваги: менші затрати праці на обслуговування; менші енерговитрати на переміщення; менші витрати на зрошувальну мережу. Недоліки: незабезпечення поливу кутів поля (до 21,5 % загальної площі); більші енерговитрати на подачу води; неефективні траєкторії руху польових машин; більша питома вартість машин (765 дол./га). Дощувальні машини фронтальної дії відповідно мають такі переваги: полив повної площі прямокутника; менша питома вартість машин (652 дол./га); менші енерговитрати на подачу води; оптимальні траєкторії руху польових машин. Недоліки: більші затрати праці на обслуговування; більші енерговитрати на переміщення; більші капіталовкладення на зрошувальну мережу. При застосуванні кругових дощувальних машин, що буксируються, мінімальна кількість машин для зрошувального масиву 720 га та чотирипільній системі сівозміни буде складати 6 дощувальних машин. При цьому, загальна зрошувальна площа складе на 21,5 % меншу від проектної. Це пояснюється кресленням Фіг. 3. При застосуванні багатопозиційних фронтальних машин загальна їх кількість для цього масиву зрошення складе 4 дощувальні машини. При цьому загальна площа зрошення буде дорівнювати площі проектного масиву. Це пояснюється кресленням Фіг. 4. При порівнянні технологічних схем поливу із застосуванням мобільних (багато позиційних) машин кругової та фронтальної дії, враховуючи вище приведені переваги та недоліки машин вказаних типів і необхідну кількість машин, вибір було зроблено на користь дощувальних машин фронтальної дії. 7 UA 116539 U Розрахунок технічних даних дощувальної машини проводився, виходячи з площі зрошення поля сівозміни - 180 га, графіку поливів та проектних зрошувальних норм культур сівозміни, розбитих на поливні норми згідно кожної культури, складений на основі технологічного модуля. Графік поливів та поливні норми сівозміни показано в таблиці 4. 5 Таблиця 4 Графік поливів та поливні норми сівозміни Місяць Червень Липень Серпень Вересень Жовтень Листопад Декада 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Попередня культура ріпак озимий + кукурудза на соя Пшениця озима сідерати зерно Наступна культура ріпак озимий + пшениця озима кукурудза на зерно Соя сидерати Літньо-осінній період П-500-пш. П-500-соя* П-500-кук. П-500-соя П-500-кук. П-500-кук. П-300-сід. П-500-соя П-500-кук. П-500-соя П-500-соя П-500-кук. П-300-ріп. П-500-кук. П-300-сід. П-400-пш. Весняний період Березень Квітень Травень 1 2 3 1 2 3 1 2 3 П-500-ріп. П-500-пш. П-500-ріп. П-500-пш. 3 * - П-500-соя: полив - м /га - культура сівозмін 10 15 Виходячи з черговості культур у сівозміні та графіку поливів, а також приймаючи до уваги, що кожна дощувальна машина повинна обслуговувати ділянки двох полів з різними культурами, по 90 га кожна, приймаємо розміщення полів відносно ліній гідрантів та дощувальних машин на поливному масиві наступним чином: - кожне поле займає половину довжини ліній двох гідрантів; - кожна дощувальна машина обслуговує 2×0,5 площі суміжних полів з різними культурами; - кожна машина виконує, згідно з графіком, полив відповідної культури з виконанням повної норми поливу за один прохід, рухаючись по двох суміжних відносно гідранта полосах поливу даної культури з холостим розворотом в кінці полоси. Виходячи з вищенаведеного ширина захвату дощувальної машини приймається рівною 0,25 ширини поля сівозміни: 0,25×1550 м=387,5 м. Приймаємо наступну конструкційну схему 8 UA 116539 U 5 10 дощувальної машини, виходячи з ширини захвату та використовуючи каталоги по дощувальним машинам - 7 прольотів по 53,44 м, консоль - 14,12 м. Виходячи з площі обслуговування однієї позиції дощувальною машиною - 90 га, графіку та норм поливу, допустимої інтенсивності дощу приймаємо витрати води по машині - 80 л/с. Технологічна схема поливу чотирипільної сівозміни площею 720 га показана на кресленні Фіг. 4. Розраховуємо поливний період для кожної культури. На прикладі пшениці цей період становитиме 7,4 доби при поливній нормі 500 м3/га. Сюди додамо час, необхідний для повороту машини на 180 град., при зміні позиції. Загальний час поливу поля площею 90,1 га з врахуванням повороту машини на суміжне поле буде складати - 7,7 діб. Поливні періоди кожної культури відповідними дощувальними машинами приведені у Таблиці 5. Таблиця 5 № поля № ДМ 1 І І Пш. Ріп. Ріп. Сид. 2 3 II 4 1 IIІ Квітень II 7.7* 500** 7.7 500 IIІ І 7.7 500 7.7 500 Травень II IIІ 7.7 500 7.7 500 І 7,7 500 7,7 500 Кукурудза IV Соя IIІ 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7.7 500 7.7 500 2 3 Червень II 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 Культура Пш. 4 15 Продовження Таблиці 5 І Липень II III І Серпень II 4,73 300 4,73 300 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 І III 4,73 300 4,73 300 4,73 300 4,73 300 Вересень II III І Жовтень II III 4,73 300 4,73 300 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 7,7 500 6,22 400 6,22 400 * - кількість діб поливу з врахуванням зміни позиції дощувальною машиною ДМ (переїзд на суміжне поле за рахунок повороту дощувальної ферми на 180 град.) 3 ** - поливна норма, м /га 9 UA 116539 U 3 5 10 15 20 25 30 35 40 Коефіцієнт запасу часу на виконання поливів з максимальною нормою 500 м /га складає: 10 діб: 7,7 діб =1,3. Для внесення мінеральних добрив разом з поливною водою використовують різноманітні гідропідживлювачі, зокрема гідропідживлювач для приготування розчинів добрив та дозованої подачі їх потік поливної води, патент України № 67810, розробки Південноукраїнської філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Для підстраховки у разі виникнення складних ситуацій із вологозабезпеченням окремих культур необхідно мати машини фронтальної дії, здатні до переміщення між лініями гідрантів (придатні до буксирування). На основі технологічного модуля сівозміни визначають номенклатуру машин, склад машинно-тракторних агрегатів, машинно-тракторного парку та необхідну кількість машин для виконання робіт в сівозміні на протязі агрономічного року. Склад машинно-тракторних агрегатів, дощувальні машини, енергетичні засоби показано на кресленні Фіг. 5. При виборі енергетичних засобів (тракторів) було визначено два їх типорозміри: - основний енергетичний засіб - трактор, який застосовується для основного обробітку та більшості операцій обробітку ґрунту і сівби; - допоміжний енергетичний засіб - трактор, який застосовується для догляду за посівами та може використовуватись для сівби і збирання незернової частини урожаю. Клас тракторів було визначено виходячи із розмірів посівних площ господарства; практики використання тракторів в господарствах відповідної їм площі; оптимального завантаження тракторів в формуванні системи машинно-тракторних агрегатів, виходячи із пропозиції на ринку та агротехнічних строків виконання агротехнічних операцій. Проект складу машинно-тракторного парку для типового господарства площею 720 га в 4пільній зернопросапній сівозміні на зрошені з базовим трактором потужністю (240-260) к.с. та допоміжним трактором потужністю (80-100) к.с. розроблено Південноукраїнською філією УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого та дістав назву "АгроОлімп-Зрошення". Основним трактором було визначено трактор МТЗ 2022.3. Це універсальний трактор, загального призначення, який має традиційну компонувальну схему з потужністю двигуна 212 к.с. Тракторів такого типу промислові підприємства України не випускають. Вартість трактора одна з найнижчих серед імпортованих тракторів даного класу. Налагоджена розгалужена та професійна система сервісного обслуговування. Трактор забезпечує комфортні умови роботи для оператора. Допоміжним трактором був визначений трактор МТЗ-920 з потужністю двигуна 80 к.с. Трактори даного типу є найбільш поширеними енергозасобами для господарств площею (300500) га та допоміжними для господарств з площею земель (500-2000) га в технологіях виробництва сільськогосподарської продукції. При порівняно-невисокій ціні, трактори ефективно використовуються на сівбі, догляді за посівами та інших операціях, завдяки наявності широкого парку машин, що оптимально використовують їх тягово-потужності характеристики. Кількісний склад машинно-тракторного парку представлений у таблиці 6. Таблиця 6 Кількісний склад машинно-тракторного парку 4-пільної зерно-просапної сівозміни Назва машини 1 Плуг Глибокорозпушувач Культиватор паровий Культиватор Борона дискова Розкидач мін добрив Сівалка Пристрій для прямої сівби Марка машини 2 Мастер 6 ЧГ-40-02 КП-10,5 Максим КРНВ-5,6 PALLADA-6000 РМД-3000 СЗТ-5,4 ППС-5,4 Продукти Площа вність за виконанн годину я робіт, га змінного часу, га 3 180,2 180,2 180,2 180,2 180,2 540,6 180,2 180,2 10 4 1,44 2,51 7,5 2,26 3,48 11,79 3,60 3,60 Час Кількіст робот ь днів и за агростр зміну, оку год. 5 10 7 10 10 10 7 10 10 6 20 20 10 10 10 10 10 10 Розрахун кова кількість машин та агрегатів 7 0,626 0,513 0,240 0,797 0,518 0,655 0,501 0,501 Прий Коефіцієн нята т кількі використа сть ння МТА 8 1 1 1 1 1 1 1 1 9 0,626 0,513 0,240 0,797 0,518 0,655 0,501 0,501 UA 116539 U Продовження таблиці 6 1 Сівалка Коток Обприскувач Дощувальна машина Комбайн Прес-підбирач Кукурудзозбиральна машина Пристрій для збирання ріпаку Пристрій для збирання сої Комплект для фертигації Базовий трактор Допоміжний трактор Допоміжний трактор для ДМ 5 10 15 20 25 30 35 40 2 УПС-8 КП-9 ОПШ-3024 Тетіс Reinke E2065-G 4WD387,5 м MF 73472 Aktiva Challenger SB36 3 180,2 180,2 540,6 4 3,26 6,23 21,77 5 10 7 7 6 10 10 10 7 0,553 0,413 0,355 8 1 1 1 9 0,553 0,413 0,355 360,4 0,51 24 10 2,944 4 0,736 180,2 180,2 2,98 2,82 10 10 10 10 0,605 0,639 1 1 0,605 0,639 KMC-8 180,2 2,52 10 10 0,715 1 0,715 ПРМ-7,6 180,2 2,52 10 10 0,715 1 0,715 ПСМ-7,6 180,2 2,86 10 10 0,630 1 1 1 2 1 0,630 Беларус 2022.3 МТЗ-920 ДТЗ 5404К На прикладі зернозбирального комбайну MF 73472 Aktiva визначимо необхідну їх кількість для збирання врожаю зерна в сівозміні в оптимальні агротехнічні строки. Збирання озимої пшениці виконують в третій декаді червня. При продуктивності комбайна за годину змінного часу 2,82 га, тривалості роботи за добу 10 годин, збирання врожаю на полі площею 180 га здійснюється за 6,4 доби. Тобто, для виконання цієї технологічної операції потрібен один комбайн, який виконає роботу в оптимальні агростроки. Технічний результат: - перехід фермерських господарств на науково-обґрунтовані та ефективні сівозміни з оптимізацією агротехнологічних операцій та чітким визначенням вимог та строків їх виконання; - визначення та впровадження сучасних підходів до реалізації (відновлення) зрошення на меліорованих землях із застосуванням передової дощувальної техніки та новітніх підходів до її використання; - створення та експлуатації оптимального за складом та достатнього для забезпечення агротехнологій машинно-тракторного парку; - створення бази даних для планування річного циклу робіт, графіків матеріального технічного та технологічного забезпечення, планового ТО сільгосптехніки, планів фінансових надходжень і витрат, планування заходів логістики та аутсорсингу. Корисна модель має актуальність і шляхи подальшого розвитку у напрямках: - різних розмірів господарств та їх спеціалізації; - більш глибокої деталізації проектів у певних напрямках, наприклад: уточнення строків експлуатації різних машин МТП і, відповідно, розмірів амортизаційних відрахувань, визначення і порівняння енергетичних витрат вирощування різних культур і сівозмін, та ін. - інших технологій агробізнесу, як, наприклад, логістика, зберігання та переробка продукції та ін. Корисна модель орієнтована до впровадження як складова частина загально-інвестиційних та прогнозних проектів створення нових агропідприємств на зрошуваних землях. Окрім господарств сільськогосподарського профілю, технологічні, технічні та економічні складові можуть бути використані виробниками і постачальниками техніки для кращої адаптації машин та їх характеристик під потреби ринку, та сервісними центрами - для розробки планів ТО та ремонтів техніки у господарствах на основі розроблених за проектами таблиць сезонного завантаження тракторів та сільгоспмашин. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб визначення оптимального складу машинно-тракторного парку для вирощування зерна в короткоротаційній сівозміні на зрошуваних землях Південного Степу, що включає розміщення сільськогосподарських культур в ланках сівозміни, диференційований обробіток ґрунту для кожної культури, догляд за посівами, збирання врожаю, який відрізняється тим, що для вирощування культур на ланках сівозміни з площею 180 га для кожної з культур та загальною 11 UA 116539 U 5 10 15 20 площею земельного масиву 720 га для чотирипільної зернопросапної сівозміни пшениця озима - ріпак озимий - кукурудза - соя виконують основний обробіток ґрунту за наступною схемою: пшениця озима - нульовий обробіток, сівба в попередньо необроблений ґрунт; ріпак озимий мілкий обробіток, дискування на 14-16 см; кукурудза - глибокий, чизельний обробіток на 3840 см; соя - глибокий обробіток, оранка на 28-30 см. 2. Спосіб визначення оптимального складу машинно-тракторного парку для вирощування зерна в короткоротаційній сівозміні на зрошуваних землях Південного Степу за п. 1, який відрізняється тим, що полив культур та внесення мінеральних добрив разом з поливною водою виконують широкозахватними дощувальними машинами фронтальної дії, які зрошують земельний масив сівозміни та при поливі перекривають суміжні поля сівозміни (перше-третє, друге-четверте), на яких прокладають спільні лінії водопроводів з гідрантами, при цьому водоспоживання сівозміни пшениця озима - ріпак озимий - кукурудза - соя повинно знаходитися в межах спроможності зрошувальної системи та не перевищувати її гідромодуля. 3. Спосіб визначення оптимального складу машинно-тракторного парку для вирощування зерна в короткоротаційній сівозміні на зрошуваних землях Південного Степу за п. 1, який відрізняється тим, що типорозміри тракторів, сільгоспмашин та дощувальних машин, їх номенклатуру та кількісний склад визначають на основі технологічного модуля сівозміни, який являє собою всю необхідну сукупність агротехнологічних операцій для кожної культури сівозміни з визначенням оптимальних агростроків їх виконання, в залежності від розмірів ланок сівозміни, конкретних культур у сівозміні, диференційованої системи обробітку ґрунту, графіків та норм поливу, внесення засобів живлення і захисту та збирання культур. 12 UA 116539 U 13 UA 116539 U 14 UA 116539 U 15 UA 116539 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16