отчет о выполнении тематического плана научно
advertisement
PACCMOTPEH OTYET 0 BbIIIOJIHEHl?U!l TEMATMZIECKOI'O IIJIAHA HAYYHO-MCCJIEAOBATEJIbCKkIXPAEOT IIO 3AICA3Y MnHCEJIbX03A POCCHH k13 CPEACTB QEAEPAJIbHOTO EIOAXETA 2011 r O A OTYET IIPMHAT: 3 a ~ e c ~ m e an ub p e ~ ~ Ao e~na~ a y . r ~ e x n o n a ~ a ~ a Mk~~cenbxosa POCCH~ B.E. Eepab~rue~ (( )) 2011 r. СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ............................................................................................................................2 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ ПО РАЗДЕЛАМ (темам) ......................................................5 РЕФЕРАТ......................................................................................................................................8 1 РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ, РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА ОСНОВЕ ИНТРОДУКЦИИ, МИНИМАЛИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СЕВООБОРОТОВ И ВОСПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВЫ ВЕРХНЕГО ПОВОЛЖЬЯ ........................................................................................................14 1.1 Введение .................................................................................................................. 14 1.2 Современное состояние изучаемого вопроса......................................... 15 1.2.1 Принципы и способы перехода от традиционного земледелия к ресурсосберегающим технологиям ........................................................ 15 1.2.2 Современные подходы к ресурсосберегающим технологиям.... 16 1.3 Роль ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур с использованием минимальных приемов обработки почвы 19 1.3.1 Цели и задачи исследований .......................................................... 19 1.3.2 Условия научно-исследовательской работы и методика исследований ............................................................................................ 20 1.3.4 Результаты исследований роли ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур с использованием минимальных приемов обработки почвы ....................................................................... 22 1.3.4.1 Метеорологические условия .................................................... 22 1.3.4.2 Влияние приемов обработки на плотность и пористость почвы ...................................................................................................... 24 1.3.4.3 Изменение влажности почвы в зависимости от приемов обработки почвы .................................................................................. 29 1.3.4.4 Видовой состав и численность сорных растений в агроценозе .............................................................................................. 32 1.3.4.5 Микробиологическая активность почвы .............................. 34 1.3.4.6 Биологическая урожайность и элементы её структуры.... 39 1.3.4.7 Экономическая оценка результата применения элементов ресурсосберегающей технологии ........................................................ 42 1.4 Интродукция сои как фактор повышения уровня интенсификации отрасли растениеводства (на примере условий Костромской области) .................................................................................................... 44 1.4.1 Характеристика почвенного участка для проведения исследований, объекты и схема исследования...................................... 44 1.4.2 Результаты исследований интродукции сои в условиях Костромской области ............................................................................... 47 1.4.2.1 Продолжительность вегетационного периода и фаз роста и развития сои.......................................................................................... 47 2 1.4.2.2 Формирование габитуса растений сои.................................. 49 1.4.2.3 Показатели фотосинтетической деятельности растений 51 1.4.2.4 Биологическая урожайность и элементы её структуры.... 52 1.4.2.5 Экономическая оценка результата ........................................ 53 1.5 Рекомендации производству ................................................................................ 54 2 АНАЛИЗ ГЕНОФОНДА КОСТРОМСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДНК-МАРКЕРОВ ПО ГЕНАМ, ОТВЕТСТВЕННЫМ ЗА РОСТ, КАЧЕСТВО МОЛОКА И УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАБОЛЕВАНИЯМ........................................................ 58 2.1 Введение .................................................................................................................. 58 2.2 Обзор литературы............................................................................................ 59 2.3 Материалы и методы ....................................................................................... 68 2.4 Результаты и их обсуждение .............................................................................. 77 3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОДРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР МЕТОДОМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ............................................. 86 3.1 Автоматизированные и автоматические системы управления технологическим процессом ....................................................................................... 86 3.2 Обзор существующих систем управления технологическим процессом сушки зерновых колосовых культур .............................................. 94 3.3 Особенности автоматизации процесса сушки зерна методом термодинамического воздействия ....................................................................... 101 3.3.1 Регулирование процессов сушилок термодинамического воздействия ............................................................................................. 101 3.3.2 Регулирование отдельных параметров ....................................... 104 3.4 Классификация датчиков и основные требования к ним ............. 111 3.5 Разработка экспресс-метода определения структуры зернового слоя .................................................................................................................. 125 4 РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО АППАРАТА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СЕМЕННОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ ОТ СТЕБЛЕЙ ПРИ РАЗДЕЛЬНОЙ УБОРКЕ ЛЬНА....................................... 131 Введение ......................................................................................................... 131 4.1 Обоснование необходимости проведения НИР................................ 133 4.2 Анализ известных аппаратов для отделения семенной части урожая от стеблей льна-долгунца........................................................... 143 4.3 Разработка технологической схемы усовершенствованного ресурсосберегающего плющильно-очесывающего аппарата для льна ........................................................................................................................... 155 3 4.4 Разработка конструкции и изготовление макетного образца усовершенствованного плющильно-очесывающего аппарата ........ 160 5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НАУЧНО-ОБОСНОВАННЫХ НОРМАТИВОВ ПОТРЕБНОСТИ В ТЕХНИКЕ, ТОПЛИВЕ И РАБОЧЕЙ СИЛЕ ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАШИНОИСПОЛЬЗОВАНИЯ ............................... 165 5.1 Введение ................................................................................................... 165 5.2 Общие сведения о нормативах............................................................ 167 5.3 Методика компьютерного моделирования ..................................... 171 5.4 Средства оценки и сравнения вариантов использования МТП .. 177 5.5 Варианты использования компьютерной программы ................. 180 5.6 Краткое описание компьютерной программы «Машиннотракторный парк» версии 2011 ................................................................................ 182 5.6.1 Ввод исходных данных................................................................. 183 5.6.2 Контроль ошибок ......................................................................... 194 5.6.3 Просмотр результатов.................................................................. 195 5.7 Методика применения программы для работы с нормативами .. 202 5.7.1 Оценка последствий использования конкретных нормативов 203 5.7.2 Уточнение значений нормативов в определенных условиях .. 205 5.7.3 Разработка (выведение, обоснование) новых нормативов ....... 212 5.7.4 Получение нормативов из справочников ................................... 213 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................. 214 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 222 Выписка из протокола заседания Научно-технического совета ФГБОУ ВПО Костромская ГСХА от 29.12.2011 г. 240 4 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ ПО РАЗДЕЛАМ (темам) Раздел 1. Разработка экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур на основе интродукции, минимализации обработки почвы, совершенствования севооборотов и воспроизводства плодородия дерновоподзолистых почвы Верхнего Поволжья. Исполнители работы: Реферат. Демьянова-Рой Г.Б. – д.с.-х.н., профессор, Раздел 1 (введение, заведующая кафедрой растениеводства, основная часть, селекции, семеноводства и луговодства Костромской ГСХА; заключение) Панкратов Ю.В. – доцент кафедры растениеводства, селекции, семеноводства и луговодства Костромской ГСХА; Сорокин А.Н. - доцент кафедры растениеводства, селекции, семеноводства и луговодства Костромской ГСХА, исполнители. Меркушева Н.А. аспирант кафедры растениеводства, селекции, семеноводства и луговодства Костромской ГСХА Раздел 2. Анализ генофонда костромской породы крупного рогатого скота с использованием ДНК-маркеров по генам, ответственным за рост, качество молока и устойчивость к заболеваниям. Исполнители работы: Реферат. Сулимова Г.Е. - д.б.н., профессор, ведущий Раздел 2 (введение, научный сотрудник лаборатории генетики и основная часть, ДНК-технологий селекционного центра по заключение) бурым породам Костромской ГСХА; Столповский Ю.А. – к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории генетики и ДНКтехнологий селекционного центра по бурым породам Костромской ГСХА Шалугин Б.В. – к.с-х.н., старший научный сотрудник лаборатории генетики и ДНКтехнологий селекционного центра по бурым породам Костромской ГСХА; 5 Раздел 3. Разработка и исследование автоматизированной системы управления технологическим процессом подработки зерновых колосовых культур методом термодинамического воздействия. Исполнители работы: Реферат. Волхонов М.С. - д.т.н., заведующий Раздел 3 (основная часть, лабораторией ресурсосберегающих заключение) технологий при послеуборочной обработке зерна Костромской ГСХА; Курилов С.В. - к.т.н., ведущий научный сотрудник лаборатории ресурсосберегающих технологий при послеуборочной обработке зерна Костромской ГСХА; Полозов С.А.– к.т.н. старший научный сотрудник лаборатории ресурсосберегающих технологий при послеуборочной обработке зерна Костромской ГСХА; Зырин И.С.– к.т.н. лаборатории ресурсосберегающих технологий при послеуборочной обработке зерна Костромской ГСХА. Раздел 4. Разработка и изготовление макетного образца усовершенствованного ресурсосберегающего аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей при раздельной уборке льна. Исполнители работы: Реферат. Введение. Смирнов Н.А.- к.т.н., ведущий научный Раздел 4 (основная сотрудник лаборатории уборки и часть, заключение) послеуборочной обработки льна Костромской ГСХА; Соколов В.А. – зав. лабораторией уборки и послеуборочной обработки льна Костромской ГСХА; Зинцов А.Н.–доктор технических наук, старший научный сотрудник лаборатории уборки и послеуборочной обработки льна Костромской ГСХА; Смирнов С.В. – к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории уборки и 6 послеуборочной обработки льна Костромской ГСХА; Лобачев А.А. – к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории уборки и послеуборочной обработки льна Костромской ГСХА; Стопцов Н.Л.–.аспирант кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка Костромской ГСХА. Раздел 5. Разработка методических рекомендаций по применению научно-обоснованных нормативов потребности в технике, топливе и рабочей силе для растениеводства на основе компьютерного моделирования машиноиспользования. Исполнители работы: Колегаев И.А. - к.т.н., заведующий Реферат. Раздел 5 (основная часть, научно-производственной лабораторией заключение) компьютерного программирования для АПК Костромской ГСХА; Щеголев П.О. - к.с.-х.н., научный сотрудник лаборатории компьютерного программирования для АПК Костромской ГСХА 7 РЕФЕРАТ Научно-технический отчет, включающий 5 разделов в соответствии с тематическим планом НИР по заказу Минсельхоза России на 2011 год, изложен на 240 стр. содержит 24 таблицы, 72 рисунка, 165 литературных источников. Краткая характеристика НИР по разделам (темам) Раздел 1. Разработка экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур на почвы, основе интродукции, минимализации обработки совершенствования севооборотов и воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почвы Верхнего Поволжья Ключевые слова: РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ОЗИМЫЕ ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ, СОЯ, ИНТРОДУКЦИЯ, СОРТА, АДАПТИВНОСТЬ, УРОЖАЙНОСТЬ. Целью работы является разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий возделывания озимых зерновых культур и сортов сои северного экотипа с применением комплекса машин в производственных условиях Костромской области. В течение 2011 года проведены наблюдения за изменением физикомеханических свойств почвы, её микробиологической активностью, реакцией изучаемых культур и сорных растений на применение минимальной обработки почвы в сравнении с традиционной обработкой (отвальной вспашкой). Снижение интенсивности обработки почвы повышает накопление органического вещества, улучшает процессы гумификации, физические свойства почвы. Комплексные изменения в системе обработки почвы сформировали условия повышения урожайности озимой тритикале на 0,7 т/га. Подбор адаптивных сортов сои позволяет получить в условиях Костромской области урожайность в пределах 1,1-3,4 т/га. 8 Применение минимальной обработки почвы позволило снизить себестоимость полученной продукции по сравнению со вспашкой на 9,41 руб./ц. Раздел 2. Анализ генофонда костромской породы крупного рогатого скота с использованием ДНК-маркеров по генам, ответственным за рост, качество молока и устойчивость к заболеваниям Ключевые слова: КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАД, ГЕНЫ КАППА КАЗЕИНА, ГОРМОНА РОСТА И ПРОЛАКТИНА, МЕТОД ПЦР-ПДРФ, ЧАСТОТЫ АЛЛЕЛЕЙ И ГЕНОТИПОВ, ВЫБОРКИ, ЦЕННЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ. Цель данного исследования - проведение комплексного исследования стад костромской породы КРС из разных хозяйств Костромской области по группе генов, ответственных за рост (гены гормона роста и пролактина), качество молока (гены каппа-казеина, гормона роста и пролактина) и устойчивость к заболеваниям (ген BoLADRB3). Исследования проводили на выборках коров костромской породы из ГКПЗ «Лужки», СПК «Гридино» и ОАО «Минское», и быков из ОАО «Костромское» по племенной работе. Тестирование А- и В-аллелей гена CSN3 проводили с помощью ПЦР-ПДРФ и аллель-специфичной ПЦР. ДНК-полиморфизм генов bPRL, bGH и BoLA-DRB3 исследовали методом ПЦР-ПДРФ. Определены частоты аллелей и генотипов по исследуемым генам. Показано высокое содержание ценных аллелей и генотипов исследованных генов в изученных выборках: - В-аллеля каппа-казеина (до 59,5%, в целом по породе ), определяющего сыродельческие качества молока; 9 - генотипа L/L по гену гормона роста (до 95%) , ассоциированного с высоким содержанием жира и белка в молоке и большим приростом массы тела; - генотипа АА по гену пролактина (до 73,7%), ассоциированного с высоким содержанием белка в молоке; - аллелей гена BoLA-DRB3, определяющих устойчивость к лейкозу (до 44,8%, в целом по породе - 36%) и клиническому маститу (до 34,3%, в целом по породе - 24,1%). Таким образом, в результате проведенных исследований показана уникальность сочетании костромской породы, которая ценных генетических заключается комплексов, в редком одновременно обеспечивающих высокое качество молока, большой прирост массы тела и высокий уровень устойчивости к заболеваниям. Генетический потенциал костромской породы не исчерпан. Она является одной из лучших отечественных пород и может быть с успехом использована в животноводческих хозяйствах как молочного, так и мясного направления. Раздел 3. Разработка и исследование автоматизированной системы управления технологическим процессом подработки зерновых колосовых культур методом термодинамического воздействия Ключевые слова: ЗЕРНО; КОМПЛЕКСНЫЙ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНО-СУШИЛЬНЫЙ ПУНКТ; АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ; СУШИЛКА, ЭКСПРЕСС-МЕТОД. Цель работы – анализ конструкций, компонентов и режимов существующих систем управления технологическим процессом подработки зерновых культур методом термодинамического воздействия; 10 отбор наиболее рациональных вариантов, обоснование технических решений. В отчёте представлены существующие системы автоматического регулирования, управления и защиты технологического процесса сушки, проведен анализ выпускаемых промышленностью датчиков для контроля параметров сушки основании анализа процесса сушки сушилок термодинамического предложена в установках схема воздействия. технологического термодинамического На контроля воздействия. Разработан экспресс-метод определения структуры зернового слоя, позволяющий контролировать порозность слоя зернового материала в потоке. Раздел 4. Разработка и изготовление макетного образца усовершенствованного ресурсосберегающего аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей при раздельной уборке льна Ключевые слова: ЛЕН, РАСТЕНИЯ, СТЕБЛИ, КОРОБОЧКИ, ТЕХНОЛОГИЯ, АППАРАТ, УБОРКА, ПЛЮЩЕНИЕ, РАЗДЕЛЬНАЯ УБОРКА, ПЛЮЩИЛЬНЫЙ МАШИНА, АППАРАТ, ОЧЕС, ОЧЕСЫВАЮЩИЙ АППАРАТ, КОМБИНИРОВАННЫЙ АППАРАТ, ПОДБОРЩИК-ОЧЕСЫВАТЕЛЬ. Цель НИР - разработка и изготовление макетного образца усовершенствованного ресурсосберегающего аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей при раздельной уборке льна-долгунца. В отчете приведены обоснование необходимости выполнения работы и анализ известных аппаратов для отделения семенной части урожая от стеблей льна, разработана технологическая схема усовершенствованного ресурсосберегающего аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей при раздельной уборке льна-долгунца, проведено изготовление макетного аппарата. 11 образца усовершенствованного Раздел 5. Разработка методических рекомендаций по применению научно-обоснованных нормативов потребности в технике, топливе и рабочей силе для растениеводства на основе компьютерного моделирования машиноиспользования Ключевые слова: НОРМАТИВЫ, РАСТЕНИЕВОДСТВО, МАШИННО-ТРАКТОРНЫЙ ПАРК, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИКИ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА, ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ, СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА. Объектами исследования являются различные нормативы, связанные с использованием техники и рабочей силы, производственные процессы, методы, модели и компьютерные программы для моделирования машиноиспользования в растениеводстве. Цель НИР — повышение эффективности управления сельхозпредприятием за счет применения компьютерных технологий. Рассмотрены вопросы, связанные с моделированием, оптимизацией, структурно-технологическими схемами [5.5], сетевым планированием [5.10] при машиноиспользовании. Результатом работы является научно обоснованная методика применения нормативов в компьютерной программе «Машинно- тракторный парк» версии 2011, предназначенной для компьютерного моделирования машиноиспользования, а также методика ее применения. Созданная компьютерная программа является современной, обладает низкими системными требованиями, автономностью, может быть применена в любом хозяйстве (занимающемся производством продукции растениеводства), сопровождается подробным описанием. Может использоваться для планирования, оперативного управления, рационализации машиноиспользования; количественного обоснования разнообразных управленческих решений; для оценки последствий применения той или иной системы нормативов (или отдельных 12 нормативов); уточнения значений нормативов в условиях конкретного хозяйства; разработки новых нормативов, получения справочных сведений о нормативах. В результате применения программы хозяйства смогут более эффективно использовать имеющиеся ресурсы, сократить расходы, и количественно обосновать наиболее выгодные варианты вложения средств. Помимо сельхозпредприятий, программа может использоваться в научно-исследовательской работе и консультационных службах для разработки рекомендаций по применению техники и рабочей силы. В 2011 году программа использовалась в ОАО «Племзавод Караваево» Костромского района, Костромской ГСХА. 13 а также в учебном процессе 1 РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ, РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА ОСНОВЕ ИНТРОДУКЦИИ, МИНИМАЛИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СЕВООБОРОТОВ И ВОСПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВЫ ВЕРХНЕГО ПОВОЛЖЬЯ 1.1 Введение «… Современнейшим сельским хозяйством называться должно то, которое наилучшим образом приспособлено к местным обстоятельствам, ибо такое только хозяйство может быть выгоднейшим» М.Г. Павлов, 1838 В Костромской области ресурсосберегающие технологии и повышение эффективности ведения севооборотов за счет введения в них товарных интродуцируемых культур, рассматриваются как перспективный способ ведения сельскохозяйственного производства. По России более 560 тыс. гектаров (40 % площадей зерновых культур) засевается по ресурсосберегающей технологии, в том числе нулевой посев (без предварительного рыхления) достигает 210 тыс. гектар. В ресурсосберегающей технологии центральным объектом является специфика адаптивных реакций биотических компонентов экосистемы, и, в первую очередь, возделываемых культур и сортов. В связи с этим, введение в зональную культуру земледелия интродуцируемых растений является фактором повышения уровня интенсификации отрасли растениеводства. Для Нечерноземной зоны России соя является малораспространенной. Значимость и востребованность сои в России возросли из-за обострения дефицита белка в связи со снижением производства животноводческой продукции в последние 15 лет. 14 Соединение научной ценности подбора культур и технологий представлено в отчете в виде двух подразделов: «Роль ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур с использованием минимальных приемов обработки почвы» и «Интродукция сои в условиях Костромской области». 1.2 Современное состояние изучаемого вопроса 1.2.1 Принципы и способы перехода от традиционного земледелия к ресурсосберегающим технологиям Переход на ресурсосберегающие технологии необходимо осуществлять последовательно и планомерно в течение 3-4 лет, создавая поэтапно, постепенно преимущества сберегающего земледелия. В этот период происходят положительные изменения биологических, агрохимических, агрофизических и других свойств почвы, почва становится «живой», начинает повышаться продуктивность культур. Установлено, что минимальная обработка и прямой посев в сочетании с рациональным применением систем удобрений и пестицидов, использованием правильных севооборотов могут применяться в различных агроклиматических зонах. Практически все виды почв различного гранулометрического состава пригодны для освоения минимальных и нулевых систем обработки. Даже на малогумусных и плохо дренированных глинистых почвах, при внедрении сберегающих технологий в течение 3-4 лет после отказа от плуга, происходит постепенное улучшение физических и биологических свойств почвы. Во избежание уплотнения почвы, создания и сохранения достаточно большой и стабильной системы пор, за счет соответствующих обработок и севооборотов, все почвы сельскохозяйственного назначения могут с успехом обрабатываться без плуга. Перед переходом на сберегающие технологии необходимо провести ряд организационных и агротехнических мероприятий. Вначале следует собрать и оценить информацию для создания топографических 15 планов полей, почвенных и агрохимических карт, баз данных о сорняках, заболеваниях растений, вредителях, планов урожайности различных участков полей. Вторым этапом при переходе на сберегающие технологии является выравнивание поверхности поля, разрушение плужной подошвы глубокорыхлителями, чизельными плугами или с помощью специально подобранного севооборота. При использовании минимальной и нулевой обработки почвы важно включать в севооборот культуры, повышающие почвенное плодородие. Использование в севообороте бобовых культур позволит сэкономить значительное количество азотных удобрений, а использование культур с глубоко проникающими в землю корнями (рапс, редька) — снять традиционной проблему технологии, плужной подошвы, доставшейся и улучшить структуру почвы от без механических обработок. Важным этапом при переходе на сберегающие технологии является составление сельскохозяйственных технологических культур, на основе карт которых возделывания определяется необходимая техника и ее количество для проведения полевых работ в оптимальные агротехнические сроки. Составной частью переходного периода является работа с кадрами. Очень важно привить трудовому коллективу понимание того, что ресурсосберегающие технологии это не упрощение традиционных технологий, они требуют высокой дисциплины и творческого подхода, а пренебрежение одной технологической операцией или некачественное её исполнение может погубить труд всего коллектива. 1.2.2 Современные подходы к ресурсосберегающим технологиям 16 Построение технологии начинается с выбора сорта, ошибка на этом этапе ведет к высоким энергетическим издержкам пестицидов и недостатка органики, поступающей в почву. В современных технологиях возделывания зерновых культур, основанных на бесплужных обработках почвы, растительные остатки сохраняются на поверхности. Снижения численности болезней и вредителей зерновых культур можно добиться путем их чередования с многолетними и однолетними бобовыми культурами, рапсом и другими. Использование растительных остатков. Начинать необходимо с уборки. Солому при этом нужно измельчать на отрезки длиной не более 50-100 мм. Высота стерни не должна превышать ширину междурядий сеялки более чем на 5 см. Продукты распада соломы не являются токсичными для растений, если посев проводить протравленными семенами (Чернов Н.В., 2005). Измельчённая солома более влагоёмка и гигроскопична, равномернее распределяется в почве и становится доступнее для микрофлоры. Из каждой тонны соломы, внесённой в почву, образуется 1,5-2,0 ц гумуса. Технологию поверхностного компостирования растительных остатков предложили Р.Ф.Еремина, С.С. Мащенко и др., (2005). Важно включать в севообороты культуры, повышающие плодородие почвы. Бобовые экономят количество вносимых азотных удобрений, а растения с глубоко проникающей в землю корневой системой, помогут бороться с плужной подошвой и улучшать структуру почвы без механических обработок. Схема чередования культур в севообороте может быть такой: 17 1. пар занятый 2. озимая пшеница 3. рапс или многолетние травы (для нашей зоны) 4. озимая пшеница 5. горох 6. озимая пшеница 7. ячмень 1. озимая пшеница (озимая рожь или тритикале) 2. картофель 3. яровая пшеница 4. ячмень Большое значение отводится выбору сортов. Они должны быть интенсивного типа, устойчивыми к болезням, адаптированными к местным климатическим условиям. Обработка почвы. В первые 2-3 года для выравнивания поля и сглаживания свальных и развальных борозд осенью после уборки предшественника проводится обработка культиватором «Смарагд» или «Vogel» на глубину 8-10 см. В дальнейшем её осуществляют на глубину заделки семян (6-8 см). Удобрения. Использование ресурсосберегающих технологий вызывает замедление минерализации органического вещества и выделения азота. Поэтому первые 2-3 года работы его понадобится на 10-20% больше, чем при традиционных технологиях. На 1 тонну соломы необходимо вносить 10-12 кг азотных удобрений. Наибольший эффект достигается при локальном внесении удобрений при посеве, но с увеличением обеспеченности почвы элементами питания зависимость урожайности от способа внесения нивелируется. Посев при наступлении физической спелости почвы проводится без боронования и предпосевной культивации специальными сеялками. Не рекомендуется завышать нормы посева и слишком глубоко заделывать семена. Оптимальная глубина посева – не более 3-4 см. Защита посевов. Необходим мониторинг состояния земель и хорошее знание гербицидов. Использование препаратов сплошного действия на основе глифосата (Глисол, Ураган, Раундап, Глиалко (36% ВР., 5-6 кг/га)) на паровых полях или за 3-5 дней до посева культуры – важный элемент борьбы с сорняками в сберегающих технологиях, 18 особенно в переходный период при сильной засоренности или наличии залежных земель. Биологически активные вещества используются одновременно с протравителями, что предусматривает снижение нормы расхода последнего на 50%. Первая обработка проводится в межфазный период кущения-выхода в трубку одновременно с внесением гербицидов, вторую совмещают с опрыскиванием фунгицидами против заболеваний, третья проводится вместе с проведением защитных работ против клопачерепашки. При этом норму расхода всех препаратов снижают на 50% при использовании БАВ. Это гарантирует стабильную урожайность и повышение её ежегодно на 15%. По всходам культуры для борьбы с сорняками используются препараты избирательного действия (Луварам, Чисталан, Гренч, Диален, Секатор, Пума-супер). Представляя короткий анализ направления ресурсосбережения и экологизации земледелия, мы многократно убеждаемся в необходимости усиления зональных наукоемких исследований, ресурсосберегающих избирательном технологий. применении Сущность методики разработки и применения ресурсосберегающих технологий заключается в их адаптации к агроэкологическим условиям с учетом уровня развития производства и организации хозяйственной деятельности конкретного предприятия. 1.3 Роль ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур с использованием минимальных приемов обработки почвы 1.3.1 Цели и задачи исследований Целью работы ресурсосберегающей является технологии разработка возделывания и яровых внедрение и озимых зерновых культур с применением комплекса машин в производственных условиях ООО «Сущево» Костромского района Костромской области. 19 Для перехода к ресурсосберегающей технологии в хозяйстве необходимо было провести ряд организационных и агротехнических мероприятий: 1) Собрать и оценить информацию для выявления состояния полей. 2) Провести почвенные и агрохимические обследования. 3) Сформировать базу данных о сорняках, заболеваниях растений. 4) Оценить урожайность за предыдущие годы и задать планируемую на перспективу. Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи: 1. Определить полевую всхожесть зерновых культур (озимой тритикале) по изучаемым вариантам обработки почвы. 2. Определить густоту стояния растений в фазу полных всходов и перед уборкой. 3. Определить плотность почвы по разным слоям пахотного горизонта, приурочивая отборы к фазам: весеннее кущение, цветение, полная спелость. 4. Определить видовой и количественный состав сорной растительности на различных вариантах обработки. 5. Определить микробиологическую активность почвы в динамике и по разным слоям пахотного горизонта. 6. Разработать технологическую карту выращивания озимой тритикале. 7. Разработать план перехода хозяйства к ресурсосберегающим технологиям. 1.3.2 Условия научно-исследовательской работы и методика исследований Объекты исследований и схема опыта. Характеристика почвенного участка для проведения исследований 20 Исследования проводились на поле у д. Невежино, примерно в 1,2 км севернее центральной усадьбы ООО «Сущёво» – села Сущёво на поле № 7, имеющем 2 контура (рис. 1.1). Рисунок 1.1 - Схема расположения поля и контуров (вспашка — контур 1, слева; min (культивация) — контур 2, справа) Контур 1, площадь 38,5 га, имеет следующие характеристики: содержание гумуса– 3,4%, содержание подвижного фосфора– 328 мг/кг почвы, содержание обменного калия– 241 мг/кг почвы, рН– 5,1-5,5. Контур 2, площадь 48,3 га, имеет следующие характеристики: содержание гумуса– 3,2%, содержание подвижного фосфора– 390 мг/кг почвы, содержание обменного калия– 171 мг/кг почвы, рН– 5,6-6,0. Схема исследований В 2011 году изучали два варианта: 1. Вспашка плугом на полную глубину пахотного горизонта (контур 1); 2. Культивация культиватором Vogel Terramix 600, взамен вспашки (контур 2). Характеристика посевного материала Культура – Озимая тритикале Сорт – Корнет Репродукция – I 21 Норма посева – 200 кг/га. Методики проведения исследований 1. Учет густоты стояния растений проводили в период весеннего кущения-выхода в трубку и в фазу полной спелости, перед уборкой, по методике Майсуряна Н.А (1970). 2. Влажность и плотность почвы, пористость, запас воды в почве определяли по методике Доспехова Б.А. и др. (1987). 3. Микробиологическую активность почвы определяли методом льняных полотен (Доспехов Б.А., 1977). 4. Определение токсичности почвы проводили в лабораторных условиях по методу Красильникова Н.А. (Сэги Й., 1979). 5. Учет засоренности проводили одновременно с учетом густоты стояния растений количественным методом. Одновременно определялся видовой состав сорных растений (Степанов Н.С., Костецкий И.И., 1981). 6. Определение биологической урожайности и её структуры проводили методом пробных снопов. Снопы отбирались с учетных площадок 0,25 м2 по диагонали поля. 1.3.4 Результаты исследований роли ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур с использованием минимальных приемов обработки почвы Изучение ресурсосберегающей технологии выращивания зерновых культур в условиях ООО «Сущево» обеспечило получение следующих положительных результатов. 1.3.4.1 Метеорологические условия Метеорологические условия 2011 года характеризовались неравномерным распределением влаги и тепла в течение периода вегетации. Перепады температур имели меньшие колебания от среднемноголетних значений, чем количество осадков. Следует отметить, что апрель 2011 года оказался значительно теплее, чем обычно, особенно первая и вторая его декада (рис. 1.2). Средняя температура воздуха в мае находилась на уровне или чуть выше 22 среднемноголетних значений, при этом количество выпавших осадков в первые две декады мая было на 27,9 и 48,4% ниже нормы соответственно. Температура воздуха в период активного роста и цветения тритикале в июне незначительно отличалась от среднемноголетних значений, с превышением её в первой и третьей декаде и с уменьшением – во второй. При этом количество осадков за этот период имело более высокую градацию, особенно в первую декаду, когда осадков выпало только 20% от нормы. Количество осадков во вторую декаду месяца находилось в пределах нормы, а в третью декаду – превышало норму на 25,8% (рис. 1.3). В период формирования и налива зерна в июле 2011 года погодные условия отличались достаточно высокой температурой, превышающей норму по декадам месяца на 23,8; 15,7 и 32,0% соответственно. Режим увлажнения, также как и в июне этого года, имел более резкие перепады с более сухими условиями в первой декаде месяца, практически оптимальными условиями увлажнения во второй декаде и с небольшим превышением нормы в третьей декаде июля (125,8% от нормы). температура, град. С 25 2011 год 20 15 10 Средняя многолетняя температура, °С 5 0 I II III апрель I II май III I II июнь III I II июль III I II III август I II III сентябрь декада, месяц Рисунок 1.2 - Средняя температура воздуха вегетационного периода в 2011 году 23 количество осадков, мм 60 2011 год 50 40 30 Среднее многолетнее количество осадков, мм 20 10 0 I II III апрель I II май III I II июнь III I II июль III I II III август I II III сентябрь декада, месяц Рисунок 1.3 - Сумма осадков за вегетационный период 2011 года Период налива и созревания зерна озимой тритикале, проходящий в августе 2011 года, был наиболее оптимальным для развития культуры, по погодным условиям. В это время наблюдалась достаточно теплая погода с небольшим количеством осадков (во вторую и третью декаду месяца выпало всего около 28% осадков от нормы), что является наиболее благоприятным фактором для лучшего созревания зерна. 1.3.4.2 Влияние приемов обработки на плотность и пористость почвы Повышенная плотность неблагоприятно отражается на водном режиме, газообмене и биологической активности почвы. Поэтому, чем суше почва, тем больше угнетаются растения. С увеличением плотности на 0,1 г/см3 содержание недоступной для растений влаги возрастает на 10%. От излишней плотности снижается полевая всхожесть семян, уменьшается глубина проникновения корней и их объем, нарушается форма корней. Оптимальная плотность почвы для зерновых культур на дерново-подзолистых почвах находится в диапазоне 1,22 – 1,4 г/см3. 24 Анализ этого показателя в условиях ООО «Сущево» проводился по двум слоям пахотного горизонта: 0-10 и 10-20. Если вспашка проводилась на глубину около 20 см, то поверхностная обработка достигала глубины только 10 см. В результате планировалось выяснить степень влияния глубины обработки на показатель плотности почвы. В целом плотность почвы в 2011 году значительно отличалась как по вариантам обработки почвы, так и по слоям пахотного горизонта. При этом более высокой плотностью обладал вариант с минимальной обработкой почвы. 1,45 Плотность, г/куб.см 1,40 1,35 выход в трубку цветение 1,30 1,25 полная спелость 1,20 1,15 1,10 0-10 см 0-10 см 10-20 см 10-20 см Пов ерхн.об-ка Вспашка Пов ерхн.об-ка Вспашка Рисунок 1.4 - Плотность почвы по фазам развития культуры в 2011 году Таблица 1.1 - Плотность почвы в 2011 году, г/см3 Вариант Фазы развития Выход в трубку Цветение Полная спелость Слой 0-10 см Поверхностная обработка 1,28 1,39 1,35 Вспашка 1,26 0,12 1,23 0,07 Слой 10-20 см 1,23 0,23 Поверхностная обработка 1,40 1,38 1,43 Вспашка 1,27 0,19 1,22 0,09 1,23 0,02 НСР05 НСР05 25 В период начала выхода в трубку (рис. 1.5) озимой тритикале плотность в верхней части пахотного горизонта незначительно различалась по вариантам обработки и варьировала от 1,26 до 1,28 г/см3. а б а- контур 2; б – контур 1 Рисунок 1.5 - Общий вид поля в фазу начала выхода в трубку Анализируя плотность более глубокого слоя пахотного горизонта (10-20), отмечаем резкое увеличение этого показателя в варианте с минимальной обработкой по сравнению со вспашкой. Если в варианте со вспашкой плотность в этом слое была на уровне слоя 0-10 см, то на минимальной обработке показатель плотности достиг 1,40 г/см3. В середине вегетации, в фазу цветения тритикале (рис. 1.6), плотность почвы в варианте со вспашкой по обоим исследуемым слоям пахотного горизонта оказалась несколько ниже, чем в предыдущий период наблюдений и составила 1,23 г/см3 – в слое 0-10, и 1,22 г/см3 – в слое 10-20. 26 Рисунок 1.6 - Общий вид поля в фазу цветения (контур 1) В варианте с поверхностной обработкой в слое 0-10 см произошло повышение плотности на 8,6% (до 1,39 г/см3) по сравнению с предыдущим исследованием. Анализируя более глубокий слой пахотного горизонта на варианте с поверхностной обработкой, отмечаем, что по сравнению с предыдущей фазой растений плотность почвы снизилась незначительно на 1,4%, до 1,38 г/см3. При этом плотность почвы в варианте с поверхностной обработкой достоверно была выше варианта со вспашкой. На момент полной спелости озимой тритикале (рис. 1.7) ситуация не изменилась. В целом, показатели плотности почвы по вариантам обработки в 2011 году отвечали требованиям озимой тритикале, и внешнего проявления угнетения растений отмечено не было. Анализируя полученные результаты, отмечаем, что за вегетационный период 2011 года пористость почвы по вариантам опыта варьировала от 45 до 53%. 27 Рисунок 1.7 - Общий вид поля в фазу начала полной спелости (контур 1) При этом несколько большие значения этого показателя отмечены в слое почвы 10-20 см, по сравнению с верхним десятисантиметровым слоем пахотного горизонта (табл. 1.2). Таблица 1.2 - Пористость почвы в 2011 году, % Вариант Фазы развития Выход в трубку Цветение Полная спелость 50,64 46,41 48,21 51,67 7,18 Слой 10-20 см 52,82 2,80 52,56 8,71 46,15 46,79 45,00 51,28 7,21 53,21 3,71 52,69 0,68 Слой 0-10 см Поверхностная обработка Вспашка НСР05 Поверхностная обработка Вспашка НСР05 В течение вегетационного периода, по фазам развития, общая пористость по вариантам опыта изменялась разнонаправленно. Если в варианте с поверхностной обработкой в десятисантиметровом слое почвы 28 пористость, по фазам развития тритикале, несколько снижалась, то в варианте со вспашкой, этот показатель имел некоторое превышение в динамике. Такая же тенденция отмечается при анализе более глубокого слоя пахотного горизонта. Для того чтобы сделать общий вывод о степени уплотнения почвы по двум сравниваемым вариантам обработки, необходимо воспользоваться данными табл. 1.3. Таблица 1.3 - Шкала оценки уплотнения почвы Показатель Плотность почвы, г/см3 Пористость общая, % Степень уплотнения почвы очень среднеочень рыхлая плотная рыхлая плотная плотная < 1,00 1,00 - 1,20 1,21 - 1,40 1,41 - 1,50 > 1,50 > 60 60 - 53 51 - 47 46 - 42 < 42 В результате можно заключить, что плотность почвы по обоим вариантам опыта и по разным слоям пахотного горизонта в динамике позволяет отнести почвы исследуемого участка к среднеплотным. 1.3.4.3 Изменение влажности почвы в зависимости от приемов обработки почвы При разработке и внедрении новых приемов обработки почвы важно знать их влияние на сохранение и накопление запасов продуктивной влаги. Неравномерное выпадение осадков в 2011 году, приемы обработки почвы и глубина отбора проб оказали влияние на её влажность (рис. 1.8). Градация колебания влажности по слоям пахотного горизонта в обоих вариантах была сильнее выражена в верхнем слое пахотного горизонта, чем в нижней его части. Ранее отмечалось, что погодные условия апреля - начала мая были не характерными для нашей зоны. 29 Влажность почвы, % 25,00 20,00 выход в трубку цветение 15,00 10,00 полная спелость 5,00 0,00 0-10 см 0-10 см 10-20 см 10-20 см Пов ерхн.об-ка Вспашка Пов ерхн.об-ка Вспашка Рисунок 1.8 - Влажность почвы по вариантам обработки в 2011 году Все это привело к тому, что растения озимой тритикале раньше перешли к весенней вегетации и уже к середине мая находились в фазе начала выхода в трубку. Такие погодные условия отразились и на показателе влажности почвы на эту фазу развития культуры (табл. 1.4). Анализируя влажность почвы на этот период, отмечаем, что в вариантах опыта она колебалась в пределах от 15,38 до 19,41%. При этом вариант с поверхностной обработкой значительно уступал по этому показателю варианту с применением вспашки по обоим анализируемым слоям пахотного слоя. Таблица 1.4 - Влажность почвы в 2011 году, % Фазы развития Выход в трубку Цветение Полная спелость Слой 0-10 см Поверхностная обработка 15,38 17,80 9,31 Вспашка 18,39 21,54 12,12 НСР 3,85 6,22 2,69 Слой 10-20 см Поверхностная обработка 15,63 12,96 11,17 Вспашка 19,41 10,70 13,74 НСР05 2,49 2,66 2,93 Вариант 30 К моменту начала цветения культуры (третья декада июня) погодные условия также отличались от нормы. Анализируя полученные результаты, отмечаем, что по обоим вариантам опыта влажность верхнего 10-ти см слоя почвы была значительно выше, нижележащего слоя. Засушливые условия первой декады июня сильнее проявились на влажности нижней части пахотного горизонта. По сравнению с предыдущим исследованием, влажность в этом слое почвы значительнее снизилась в варианте со вспашкой до 10,70% (уменьшение составило 8,71%), в варианте с поверхностной обработкой почвы до 12,96% (уменьшение составило 2,67%). К концу вегетационного периода, при созревании тритикале, погодные условия были на уровне среднемноголетних значений лишь с небольшим превышением температуры воздуха. В этих условиях, при созревании зерна, корневая система активно поглощала воду из почвы, что привело к тому, что влажность почвы в этот период оказалась наименьшей за все исследуемые периоды. Особенно это проявилось в верхней части пахотного горизонта. В результате влажность почвы, по сравнению с предыдущим обследованием, значительно снизилась в варианте с поверхностной обработкой почвы и достигла 9,31% (снижение достигло 8,49%). В варианте со вспашкой снижение было также значительным по сравнению с предыдущим отбором образцов и достигло 9,42%, при влажности 12,12%. Как уже отмечалось выше, нижний слой пахотного горизонта отличался меньшими колебаниями влажности почвы. При этом большей влажностью обладал вариант со вспашкой, где влажность достигла 13,74%, по сравнению с поверхностной обработкой, где влажность была на уровне 11,17%. Для выявления пригодности почвы по влажности к обработке, сравним полученные результаты с оптимальными значениями (табл. 1.5). 31 Таблица 1.5 - Нижняя и верхняя границы влажности (%) среднесуглинистой почвы, в пределах которой возможна её качественная обработка Граница влажности Интервал влажности почвы Нижняя Агротехнически ВысококачестТип почвы Верхняя (глыбообразование) (залипания) допустимой обработки венной обработки 11 22 12-21 15-18 Дерновоподзолистая Верхняя граница влажности в 2011 году не была достигнута по вариантам опыта. Близкими к этому значению были показатели влажности слоя 10-20 см в варианте со вспашкой в первой половине вегетации (в фазу выхода в трубку и цветения). Нижняя граница влажности была зафиксирована два раза за сезон: в конце вегетации в слое 0-10 см в варианте с поверхностной обработкой (слой 10-20 был фактически на этой границе – 11,17 %) и в середине вегетации, в фазу цветения, в слое 10-20 см в варианте со вспашкой. В целом, можно отметить, что влажность в вегетационный период 2011 года находилась в пределах агротехнически допустимой для обработки почвы. 1.3.4.4 Видовой состав и численность сорных растений в агроценозе Считается, что применение поверхностной обработки почвы сопровождается увеличением количества наиболее вредоносных многолетних сорных растений. Но применение гербицидов при освоении ресурсосберегающих результаты. Этот технологий факт нашел обеспечивает подтверждение положительные при проведении исследований на базе ООО «Сущево». Обработка посевов зерновых культур гербицидами в вариантах с поверхностной обработкой почвы и вспашкой способствовала подавлению численности многолетних сорных растений в посевах тритикале. Численность сорных растений в посевах озимой тритикале в 2011 году значительно варьировала как по вариантам обработки, так и по фазам развития культуры (табл. 1.6). 32 Таблица 1.6 - Общая засоренность посевов озимой тритикале в фазу выхода в трубку и цветения, шт./м2 Выход в Вариант Показатели Цветение трубку Всего сорняков, шт/м2 37,3 45,4 Культивация в т.ч. малолетников 37,3 42,7 многолетников 0 2,7 2 Всего сорняков, шт/м 112,0 104,0 Вспашка в т.ч. малолетников 110,7 102,7 многолетников 1,3 1,3 Анализ засоренности проводился в фазы выхода в трубку и цветения. На момент фазы цветения засоренность посевов озимой тритикале имела аналогичную ситуацию, как и в фазу выхода в трубку. При этом, наибольшая численность сорняков отмечена в варианте со вспашкой, наименьшая – в варианте с поверхностной обработкой (рис. 1.9), в обоих вариантах обработки увеличилась доля многолетних сорняков в посеве. а б Рисунок 1.9 – Засорённость на вариантах минимальной обработки (а) и вспашки (б) 33 Если на предыдущее обследование на минимальной обработке многолетних сорняков отмечено не было, то к моменту цветения культуры их доля от общей численности достигла 8,89%. Численность многолетних сорняков в варианте со вспашкой была более стабильной: в фазу выхода в трубку доля многолетников составляла 2,38% от общей численности, в фазу цветения – 2,56%. При анализе засоренности посевов сельскохозяйственных культур пользуются шкалой Мальцева (табл. 1.7). Таблица 1.7 - Шкала засоренности Балл засоренности 1 2 3 4 5 Количество сорных растений, шт./м2 0–5 5,1 – 15 15,1 – 50 50,1 – 100 Более 100 Сравнивая полученные результаты со шкалой Мальцева, отмечаем, что по общей засоренности посевы в варианте с поверхностной обработкой соответствовали 3 баллам, в варианте со вспашкой – 5 баллов, при достаточно низкой засоренности многолетними видами сорных растений в каждом варианте. 1.3.4.5 Микробиологическая активность почвы Микробиологическую активность почвы определяли в пахотном горизонте с интервалом глубины 5 см. Полученные данные (рис. 1.10, 1.11) показывают, что микробиологическая активность почвы в варианте, где проводилась поверхностная обработка почвы, находится на высоком уровне в течение всего вегетационного периода озимой тритикале. Об этом говорит тот факт, что разложение льняной ткани, под действием микроорганизмов, происходило более интенсивно и активно по сравнению со вспашкой, как через месяц после закладки образцов, так и через два. 34 100,00 Степень разложения, % 90,00 вспашка 80,00 70,00 60,00 поверх. об-ка 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0-5 5-10 10-15 15-20 Слой почвы, см Рисунок 1.10 - Микробиологическая активность почвы в зависимости от варианта обработки почвы через месяц после закладки льняной ткани Анализируя действие микроорганизмов через месяц после закладки с глубиной пахотного горизонта, на обоих изучаемых вариантах, отмечаем постепенно снижение её с поверхности до глубины 20 см (см. рис. 1.10). Варианты обработки почвы значительно повлияли на деятельность почвенной микрофлоры. Наибольшая активность микрофлоры отмечена в верхнем пятисантиметровом слое почвы, где образец в варианте с поверхностной обработкой почвы разложился более чем на 90 %, что в три раза больше, чем на вспашке. 35 100,00 Степень разложения, % 90,00 80,00 вспашка 70,00 60,00 поверх. об-ка 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0-5 5-10 10-15 15-20 Слой почвы, см Рисунок 1.11 - Микробиологическая активность почвы в зависимости от варианта обработки почвы через два месяца после закладки льняной ткани Изучая действие микроорганизмов на больших глубинах пахотного горизонта, также отмечаем высокую их активность в варианте с поверхностной обработкой, по сравнению с вспашкой (превышение активности на поверхностной обработке колебалось от 1,84 до 4,97 раз по сравнению со вспашкой). Экологические условия второй половины вегетационного периода 2011 года были менее благоприятными для микроорганизмов (их геному) к напряженности температуры и значительным перепадам влажности почвы. Но и в этих условиях вариант с поверхностной обработкой почвы значительно превышал вариант со вспашкой (см. рис. 1.10). При этом также наибольшая активность микрофлоры отмечена в слое 0-5 см. Экологические условия второй половины вегетационного периода 2011 года были менее благоприятными для микроорганизмов (их геному) к напряженности температуры и значительным перепадам влажности почвы. Но и в этих условиях вариант с поверхностной обработкой почвы значительно превышал вариант со вспашкой (см. рис. 1.11). При этом также наибольшая активность микрофлоры отмечена в слое 0-5 см. Активность 36 микрофлоры также зависела от влажности почвы по профилю пахотного горизонта. На момент второго отбора образцов влажность нижней части пахотного горизонта была больше, чем средней, что привело к увеличению активности микрофлоры в этих слоях. В целом через два месяца после закладки полотен действие микрофлоры в варианте с поверхностной обработкой обеспечило разложение в среднем более чем 74% образца, в то время как в варианте с вспашкой – только около 50% (рис. 1.12). Рисунок 1.12 - Разложение льняной ткани в варианте вспашки Отбор образцов в конце вегетации культуры, через три месяца после закладки, провести не удалось из-за полного разложения льняных полотен по обоим вариантам обработки. Кроме анализа активности микрофлоры в почве в течение вегетации культуры, был заложен опыт в лабораторных условиях, целью которого являлось определение наличия в почве токсичных соединений, способных влиять на прорастание семян (табл. 1.8). Анализируя данные этой таблицы, отмечаем, что оба изучаемых варианта повлияли на прорастание семян пшеницы, по сравнению с контролем. Особенно это проявилось на количестве проростков. Варианты с разной обработкой значительно отличались от контроля по обеим изучаемым глубинам. 37 Анализируя влияние обработки на этот показатель, отмечаем лучшее прорастание семян в верхней части пахотного горизонта на поверхностной обработке (71,1%) по сравнению с вспашкой (54,3%). Таблица 1.8 - Результаты анализа вариантов опыта на токсичность Вариант Показатель Количество проростков, % Средняя длина проростка, см Слой 0-10 см Контроль 93,3 10,47 Вспашка 54,3 9,47 Поверхностная обработка 71,1 10,31 НСР05 5,2 1,71 Слой 10-20 см Контроль 93,3 10,47 Вспашка 74,5 9,29 Поверхностная обработка 66,7 10,74 НСР05 4,1 2,09 В среднем по слою 0-20 см Контроль 93,3 10,47 Вспашка 64,4 9,38 Поверхностная обработка 68,9 10,53 Средняя длина корней, см 10,44 7,04 7,68 2,56 10,44 8,16 7,77 0,44 10,44 7,60 7,73 В более глубоком слое почвы отмечена обратная закономерность. Вероятно, это связано с тем, что при использовании поверхностной обработки водно-воздушный режим верхней части пахотного горизонта оказался более оптимальным, чем на вспашке. В более глубоком слое пахотного горизонта, в варианте со вспашкой, свойства почвы оказались более благоприятными для прорастания семян, чем на достаточно уплотненном слое в поверхностной обработке. Однако, в среднем по пахотному горизонту, вариант с минимальной обработкой почвы несколько превысил вариант со вспашкой по количеству проросших семян. Анализируя длину проростка и корней, варианты с обработкой почвы также уступали контролю по обоим исследуемым слоям пахотного горизонта (рис. 1.13). 38 Однако, сравнивая варианты между собой, также отмечаем лучшие показатели на минимальной обработке, чем на вспашке. . Рисунок 1.13 - Длина проростков в вариантах контроль (слева), вспашка 0-10 (в середине), минимальная обработка 0-10 (справа) 1.3.4.6 Биологическая урожайность и элементы её структуры Конечным итогом любой технологии выращивания полевых культур является определение величины урожая. В 2011 году в зависимости от варианта обработки почвы получена различная биологическая урожайность зерна, которая колебалась от 5,10 до 5,76 т/га (табл. 1.9). Таблица 1.9 - Биологическая урожайность озимой тритикале Вариант обработки почвы Показатель Урожайность зерна, т/га Урожайность соломы, т/га Общая урожайность, т/га Культивация Вспашка 5,76 5,51 11,27 5,10 5,16 10,21 При определении биологического урожая представляют интерес и элементы, в результате которых он сложился (табл. 1.10). 39 Анализируя полученные результаты можно отметить, что к моменту уборки культуры густота стояния растений незначительно отличалась по вариантам опыта (рис. 1.14). Таблица 1.10 - Элементы структуры урожайности озимой тритикале Вариант обработки Показатель вспашка минимальная обработка 158,00 166,67 Количество стеблей, шт/ м 296,00 280,00 Количество продуктивных стеблей, шт/м2 281,33 270,67 Общая кустистость 1,88 1,75 Продуктивная кустистость 1,79 1,69 Средняя высота растений, см 88,00 82,33 Масса снопа без корней, г 1025,12 1127,33 Средняя длина колоса, см 7,27 8,25 Среднее количество колосков в колосе, шт. 23,00 24,15 Среднее кол-во зерен в колосе, шт. 45,48 56,69 Масса зерна в колосе, г 1,98 2,57 Количество колосков на единице длины колоса, шт./см 3,18 2,93 Количество зерен в колоске, шт. 1,98 2,35 Масса 1000 зерен, г 42,85 45,21 Масса зерна, г/м2 509,55 576,39 Биологическая урожайность зерна, т/га 5,10 5,76 Урожайность соломы, т/га 5,16 5,51 Общая урожайность зерна и соломы, т/га 10,25 11,27 Процент зерна в общей массе растений, % 48,60 51,13 Соотношение зерна и соломы 1,01 0,96 Количество растений, шт/м2 2 Большей величиной этот показатель отмечен в варианте с использованием минимальной обработки и меньшей – в варианте со вспашкой. Однако показатель количества растений не дает полных объективных сведений об урожайности. Это возможно установить по другому элементу урожайности – количеству стеблей и стеблей с 40 колосом, которые, в свою очередь, определяют величину общей и продуктивной кустистости. Наибольшие значения этих показателей отмечены в варианте со вспашкой, хотя отметим также незначительное превышение по сравнению с минимальной обработкой. а б Рисунок 1.14 - Общий вид поля перед уборкой в вариантах вспашки (а) и минимальной обработки (б) Сравнение элементов структуры урожайности озимой тритикале показало, что в варианте с поверхностной обработкой почвы получен более продуктивный посев. Общая кустистость растений увеличилась на 33,1%, продуктивная кустистость на 9%, высота растений на 2,5%. Однако, более высокая продуктивная кустистость растений в варианте со вспашкой, не позволила сформировать больший уровень урожайности по сравнению с применением минимальной обработки. Это связано с лучшими показателями развития продуктивного соцветия, в котором выделяли длину колоса, количество колосков в колосе, количество зерен в колосе и массу зерна в колосе. По всем этим показателям вариант с применением поверхностной обработки несколько превышал вариант со вспашкой: длина колоса увеличилась на 5,1%, количество колосков в колосе – на 4,8%, количество зерен в колосе – на 19,8%, масса зерна с колоса – на 14,4%. 41 Кроме того, вариант с применением поверхностной обработки обеспечил получение более крупного зерна, что характеризуется массой 1000 зерен. В варианте с поверхностной обработкой этот показатель оказался на 5,2% больше, чем на вспашке. В результате, доля зерна в общей продукции по обоим изучаемым вариантам колебалась в пределах от 48,6% (вспашка) до 51,1% (минимальная обработка). Также следует отметить, что озимая тритикале имеет более узкое соотношение основной и побочной продукции в общем урожае по сравнению с озимой рожью. Если у ржи это соотношение, в среднем, достигает 1:2, то у озимой тритикале оно достигло 1: 0,96-1,01, что связано с небольшой высотой растений (около 82-88 см) и формированием более мощного колоса. 1.3.4.7 Экономическая оценка результата применения элементов ресурсосберегающей технологии Для оценки экономической эффективности применения элементов ресурсосберегающей технологии в условиях ООО «Сущево» были рассчитаны технологические карты возделывания культуры по вариантам обработки, которые указаны в приложении 1.1. Расчет технологических карт был произведён на фактически полученный уровень урожайности с учетом реально проведенных технологических операций. В целом можно отметить, что, так как озимая тритикале по обоим вариантам обработки размещалась после картофеля, то вспашка под озимую культуру осенью не проводилась. Поэтому разница в вариантах обработки с точки зрения технологической карты определялась только формированием различного уровня урожайности культуры. В результате формирования большей урожайности в варианте с поверхностной обработкой, затраты труда на 1 га соответственно оказались выше, чем в варианте со вспашкой (5809,1 руб. на минимальной обработке по сравнению с 5529,9 руб. на вспашке) (табл. 1.11). Однако затраты труда на 1 ц на варианте с поверхностной обработкой оказались 42 на 6,99% ниже, чем на вспашке, что также обусловлено более высоким уровнем урожайности. Конечным выявление результатом себестоимости экономической продукции. В оценки итоге, является анализируя этот показатель, получили следующие результаты: себестоимость 1 ц при использовании культивации составила 127,67 руб, при вспашке – 137,08 руб. Таблица 1.11 - Экономическая оценка вариантов опыта Значение показателей, руб. Показатели вспашка Урожайность зерна, ц/га Прямые затраты, на 1 га - Общий фонд оплаты труда с начислениями - Горючее и автотранспорт - Семена - Удобрения и пестициды - Электроэнергия - Амортизация - Текущий ремонт - Прочие прямые затраты Прямые затраты, на 1 ц Прямые затраты труда, чел-час., - на 1 га: - на 1 ц Себестоимость, руб./ц Рентабельность, % 5,10 5529,99 минимальная обработка 5,76 5809,10 Значение показателей, % вспашка 5,10 100,0 минимальная обработка 5,76 100,0 616,02 648,77 11,14 11,17 2042,79 800,00 424,80 385,69 281,66 779,03 200,00 108,43 2239,23 800,00 424,80 435,60 281,66 779,03 200,00 100,85 36,94 14,47 7,68 6,97 5,09 14,09 3,62 38,55 13,77 7,31 7,50 4,85 13,41 3,44 6,41 6,84 0,13 137,08 0,12 127,67 Анализируя распределение затрат на выращивание озимой тритикале (табл. 12) можно отметить, что большая часть прямых затрат (около 37-39% по обоим вариантам) относится на горючее и автотранспорт. Меньшими затратами выделяются затраты на семена и текущий ремонт – в среднем около 14%. 43 1.4 Интродукция сои как фактор повышения уровня интенсификации отрасли растениеводства (на примере условий Костромской области) Целью работы по интродукции сои является научно обоснованная разработка и внедрение в производственные условия ресурсосберегающей технологии возделывания сортов сои северного экотипа (на примере условий Костромской области). Отсутствие конкретных рекомендаций по технологии выращивания сои в условиях Костромской области предполагает дальнейшее изучение этой культуры в полевых опытах для разработки технологии её возделывания и уточнения способов и сроков уборки, послеуборочной обработки зерна, особенностей её выращивания на продовольственные и семенные цели. Задача исследований: подбор сортов, адаптивный потенциал которых соответствует региональным почвенно-климатическим условиям. 1.4.1 Характеристика почвенного участка для проведения исследований, объекты и схема исследования Опыты с соей были заложены на типичных дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах опытного поля ФГБОУ ВПО Костромская ГСХА. а б Рисунок 1.15 - а – посев сои сеялкой точного высева; б – прикатывание посевов Перед закладкой опыта проводили агрохимический анализ почв участка, где содержание гумуса 1,94%, аммиачного азота 13,08 мг/кг, 44 нитратного азота 2,82 мг/кг, Р2О5 218,9 мг/кг, К2О 128,0 мг/кг, Мо 0,12 мг/кг, В 0,33 мг/кг, Со 0,70 мг/кг, Sе 0,79 мг/кг, рН 5,6, гидролитическая кислотность 1,54 мг-экв/100 г. Параметры почвенных показателей соответствуют требованиям культуры к составу, свойствам и режиму почвы. Характеристика посевного материала Объектами исследований являлись следующие сорта сои. Магева. Оригинальные семена, питомник размножения II года, имели следующие характеристики: чистота — 100%, семена основной культуры– 100%, отход – нет, влажность– 13%, всхожесть– 86%, масса 1000 семян– 157,3 г. Светлая. Оригинальные семена, питомник размножения II года, имели следующие характеристики: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 13%, всхожесть– 91%, масса 1000 семян – 153,7 г. Касатка. Оригинальные семена, питомник размножения I года, имели следующие характеристики: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 13%, всхожесть– 90%, масса 1000 семян– 147,3 г. Гармония. Характеристики семян: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 13%, всхожесть– 96%, масса 1000 семян– 130,5 г. Лидия. Характеристики семян: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 13%, всхожесть– 94%, масса 1000 семян– 121,8 г. Соната. Характеристики семян: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 13 %, всхожесть– 96%, масса 1000 семян– 154,6 г. Соер 4. Характеристики семян: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 13 %, всхожесть– 94 %, масса 1000 семян– 159,2 г. 45 Брянская 11. Оригинальные семена имели следующие характеристики: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 11,8%, всхожесть– 88 %, масса 1000 семян– 156,3 г. Брянская МИЯ. Оригинальные семена имели следующие характеристики: чистота– 100%, семена основной культуры– 100%, отход– нет, влажность– 11,6%, всхожесть– 89%, масса 1000 семян– 146,5 г. Характеристика химического состава семян приведена в табл. 1.12. Семена сои указанных сортов получены из ГНУ «Рязанский НИИСХ» РФ, из ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА» и ФГОУ ВПО «ДальГАУ» г. Благовещенска. Таблица 1.12 - Химический анализ сои сортов северного экотипа и Брянской селекции Гигроскопическая влага, Варианты Протеин, % Жир, % % Сорта северного экотипа Магева, 500/15 6,37 37,85 21,57 Магева, 500/45 6,34 36,96 20,70 Магева, 800/15 6,35 39,90 20,19 Магева, 800/45 6,33 38,70 21,04 Светлая, 500/15 6,79 40,33 20,26 Светлая, 500/45 6,43 39,34 21,04 Светлая, 800/15 6,63 40,10 20,40 Светлая, 800/45 6,40 39,02 21,70 Брянская 11 1 с.п. НВ 0,6 5,15 29,41 23,83 млн.шт/га 1 с.п. НВ 0,8 4,88 32,95 23,24 млн.шт/га 2 с.п. НВ 0,6 4,94 31,46 23,59 млн.шт/га 2 с.п. НВ 0,8 5,34 29,91 22,74 млн.шт/га Схема исследований Для определения адаптивного потенциала растений сои изучали: 1. три срока посева с интервалом в 5 дней (15, 20 и 25 мая); 2. две нормы посева: 0,8 млн. шт. семян/га и 0,6 млн. шт. семян/га; 46 3. обработки растений регуляторами роста и микроэлементами: эпин, циркон, селенат натрия, аквамикс-Т, аквамикс; 4. широкорядный (45 см) и рядовой (15 см) способы посева сои с нормами высева: − 0,6 млн. всхожих семян на гектар; − 0,7 млн. всхожих семян на гектар; − 0,8 млн. всхожих семян на гектар. Для получения объективной информации вели наблюдения за почвой, ростом и развитием сортов сои. Методика исследований заключалась в следующем. 1. Учет густоты стояния растений и динамики роста растений проводили по методике (ГСИ, 1961). 2. Определение площади листьев проводили весовым методом (Третьяков Н.Н., 1982); фотосинтетический потенциал определяли по методике Ничипоровича А.А. (1963); чистую продуктивность фотосинтеза — по методике Ничипоровича А.А., (1972). 3. Учет урожайности и её структуры проводили по Янову В.И. (2007). 7. Посевные качества семян определяли по ГОСТ 12038 – 84 8. Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа по Доспехову Б.А. (1985). 1.4.2 Результаты исследований интродукции сои в условиях Костромской области 1.4.2.1 Продолжительность вегетационного периода и фаз роста и развития сои Климат Костромской области отличается умеренно теплым летом и продолжительной, холодной и многоснежной зимой. Среднегодовая температура по данным агрометеорологической станции - 3,20С. Сумма активных температур в период вегетации растений находится в пределах 1600– 21300С. Годовая сумма осадков составляет 560-700мм. Регион относится к зоне достаточного увлажнения. Среднемноголетнее значение гидротермического коэффициента колеблется от 1,4 до 1,7. За 47 вегетационный период в годы наших наблюдений этот показатель изменялся от 0,8 до 2,1, а сумма активных температур варьировала от 1573 до 2080°С (табл. 1.13). Таблица 1.13 - Влияние климатических условий на продолжительность вегетационного периода сортов сои Показатели Сорта сои ПродолжитеСветлая льность Ланцетная периода Магева вегетации, дни Светлая Сумма активных Ланцетная температур, °С Магева Светлая ГТК Ланцетная Магева 2007 130 2008 117 128 Годы 2009 139 125 122 - 109 94 108,3 1844,8 1779,6 1,5 1,6 1573,1 1604,3 2,1 2,1 - 1929,2 1885,0 1739,2 0,8 0,8 0,9 2052,9 2027,7 1938,2 1,3 1,0 1,1 1851,7 1840,5 1819,0 1,4 1,4 1,3 Соответствующий агроклиматический 2010/11 103 102 Среднее 119,7 121,3 потенциал позволяет сортам северного экотипа формировать достаточно высокие уровни урожайности по годам от 1,1–2,5 т/га. Продолжительность вегетационного периода этих сортов (94-135) дней отражает реакцию генотипа на требования к уровню накопления суммы активных температур, как по фазам роста, так и за весь период вегетации. Из сортов сои Дальневосточной селекции, по результатам вегетационного периода самыми скороспелыми являются Соер-4 и Лидия с продолжительностью вегетационного периода 119-122 дня, соответственно, и с суммарной температурой – 2299,1оС и 2315,4оС. Период созревания семян сортов сои Гармония и Соната составил 124-127 дней, при сумме эффективных температур 2279.1 -2299,1оС (табл. 1.14). В сравнении со среднемноголетними значениями, сумма эффективных температур увеличилась в 1,5 раза, а продолжительность вегетационного периода - на 8 дней. Таким образом, мы определили, что в условиях Костромской области сорта северного экотипа созревают раньше, чем сорта Дальневосточной селекции, на 5 -12 дней. 48 Сорта сои северного экотипа Светлая Магева Гармония Фазы развития Период, сут ∑эф.t,оС Период, сут ∑эф.t,оС Период, сут ∑эф.t,оС Период, сут ∑эф.t,оС Период, сут ∑эф.t,оС Период, сут ∑эф.t,оС Таблица 1.14 - Теплообеспеченность и продолжительность межфазных периодов развития растений изучаемых сортов сои Прорастание Всходы Образование первого тройчатого листа Ветвление Бутонизация Цветение Формирование бобов Налив семян Созревание бобов Вегетационный период 11 10 191,1 357,9 10 11 191,1 375,6 14 10 212,8 361,9 14 10 243,9 393,0 11 12 197,2 392,6 11 12 197,2 392,6 19 712,5 19 730,2 19 716,5 17 692,3 17 706,6 18 725,9 11 7 10 962,1 8 902,9 7 837,4 9 894,0 9 882,8 7 859,5 1134,7 9 1130,8 11 1113,2 9 1120,8 6 1058,1 8 1058,1 1393,3 11 1411,0 10 1371,8 10 1372,3 12 1357,1 12 1357,1 8 1606,1 26 12 2080,4 27 2106,8 29 2118,0 28 2153,9 29 2168,2 29 2168,2 2213,3 12 2242,3 14 2279,1 14 2315,4 12 2299,1 12 2299,1 8 Сорта сои Дальневосточной селекции Лидия Соер 4 Соната 1623,8 10 1640,2 11 1668,9 11 1655,5 11 1655,5 114 2213,3 115 2242,3 124 2279,1 122 2315,4 119 2299,1 127 2299,1 *Σэф.t, оС – сумма эффективных температур 1.4.2.2 Формирование габитуса растений сои Применение микроэлементов в этих условиях положительно сказывается на росте и развитии растений. Сорта в силу своей реакции поразному реагируют на тот или иной элемент в разные периоды жизни растения. При предпосевной обработке семян сорта Магева выше показатели были на контроле, а в случае с сортами Касатка и Светлая лучше оказались варианты с применением селената натрия в фазах ветвления и бутонизации. В фазе всходов на сорте Касатка выше по высоте были растения с применением нитроаммофоски с кобальтом, но так как превышение над вариантом с селенатом несущественно, то это находится в пределах ошибки опыта. Такая же ситуация у сорта Светлая, но в фазу всходов по высоте лучшим оказался вариант с применением «Аквамикса». После проведения опрыскивания на всех трех сортах лучшее действие оказал препарат «Аквамикс» (табл. 1.15). 49 Превышение над контролем у сорта Магева составило 2,4% по высоте растений сои, 2,9% - по количеству листьев на растении, 5,3% - по количеству боковых побегов на растении. У сорта Касатка превышение над вариантом с селенатом натрия по высоте растения на 4,7%, по количеству листьев на растении на 4,2% и по количеству боковых побегов на 5,9%, а у сорта Светлая на 3,8%,7,7% и 3,0% соответственно. Таблица 1.15 - Показатели развития габитуса растений сои сортов северного экотипа 12,2 12,1 13,1 13,0 13,2 0,48 14,5 14,4 16,0 16,7 17,7 0,75 20,0 19,1 22,2 21,0 21,2 0,76 К N+Co А Ат Sе НСР 3,6 3,9 4,1 4,0 3,8 0,57 13,7 13,8 13,8 13,5 13,9 0,68 14,8 14,7 15,0 14,3 16,2 0,62 20,9 20,9 21,6 20,0 20,8 0,79 13,6 13,6 14,0 13,1 13,4 0,63 - 100,0 100,0 100,0 87,5 85,7 92,1 78,1 77,1 105,3 70,5 74,8 90,6 71,9 77,1 94,7 3,30 2,56 2,88 9,5 9,2 10,1 9,3 9,7 0,79 - 100,0 90,0 110,0 98,7 125,0 3,33 8,7 8,5 9,8 7,6 9,1 0,75 - 100,0 100,0 100,0 100,0 96,2 90,9 122,2 107,7 109,1 99,2 97,5 96,7 127,8 115,4 106,1 3,80 4,53 3,46 100,0 92,6 103,7 101,2 107,4 2,50 цветение 3,5 3,8 3,5 3,6 3,7 0,46 бутонизация К N+Co А Ат Sе НСР Сорт Магева - 6,8 8,1 - 6,4 7,5 - 6,2 7,0 - 5,5 6,3 - 5,8 6,5 - 0,60 0,48 Сорт Касатка - 4,9 6,7 - 4,6 6,5 - 4,7 6,7 - 4,0 5,8 - 5,8 7,2 - 0,81 0,90 Сорт Светлая - 4,0 6,1 - 4,0 5,9 - 4,5 6,7 - 3,9 5,4 - 4,7 7,3 - 0,67 0,83 ветвление 20,7 20,9 21,2 19,7 20,5 0,69 всходы 16,1 15,0 13,8 12,1 14,2 0,66 Количество боковых побегов к контролю, % цветение цветение 12,9 12,8 12,3 10,8 10,9 0,54 бутонизация бутонизация 3,7 3,5 3,2 3,0 3,3 0,59 ветвление ветвление К N+Co А Ат Sе НСР Варианты Количество листьев в среднем на растении, шт. всходы всходы Высота растений, см. 100,0 91,2 108,8 105,6 102,9 3,16 Одним из основных условий успешного функционирования посевов сои является оптимизация питания растений в критические фазы развития путем применения микроэлементов. Как известно, соя — влаголюбивая культура, наибольшую потребность во влаге растения испытывают в период цветения - налива семян. Резко выраженные засушливые условия сложились в июле 50 августе 2010 года. Именно в этот период наблюдался устойчивый дефицит влаги, ГТК=0-0,12, ППВ=10 %. Крайне неблагоприятные условия напрямую повлияли на формирование урожайности зерна растениями сои, и она сократилась в 1,5-2 раза, по сравнению с предыдущими годами (рис. 1.17) Сравнительная урожайность сортов сои 2,5 2 Биол. 1,5 урожайность, 1 т/га 0,5 0 2007 2008 2009 2010 0 2,1 2,1 1,1 магева 2,5 0 1,8 1,3 ланцетная 2,2 2 2,2 1,4 светлая Годы Рис. 1.17 – Сравнительная урожайность сортов сои Наиболее высокая урожайность - 2,5 т/га была сформирована сортом Магева в 2007 году при достижении суммы активных температур за период вегетации 1780°С и ГТК=1,6 (небольшой избыток влаги). 1.4.2.3 Показатели фотосинтетической деятельности растений Изучение процессов формирования урожайности культурой и показателей фотосинтетической деятельности сортов сои при использовании регуляторов роста показало, что наибольшую площадь ассимиляционной поверхности сформировали растения сои сортов северного экотипа – Светлая и Ланцетная, это отражает высокие адаптивные свойства к условиям избыточного увлажнения (табл. 1.16). Выраженное положительное влияние на формирование максимальных показателей чистой продуктивности фотосинтеза и урожайности исследуемых сортов оказало применение эпина. Повышение продуктивности сортов в результате применения регуляторов роста отмечено по сорту Светлая на 38 % - эпин и на 15 % - аквамикс-Т; 51 Ланцетная на 23% - эпин и 6% - аквамикс-Т ; Свапа 13 % - эпин и 12 аквамикс-Т. Статистическая обработка экспериментальных данных, проведенных методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1989), показала существенное влияние применяемых регуляторов на продуктивность культуры сои. Таблица 1.16 урожайность сои Варианты Показатели Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га Контроль Эпин Аквамикс - Т НСР05 54,2 54,3 56,3 - Контроль Эпин Аквамикс - Т НСР05 32,0 40,0 34,0 - Контроль Эпин Аквамикс - Т НСР05 28,2 28,6 27,5 - фотосинтетической ЧПФ, г/(м2*сутки) сорт Светлая 6,5 12,5 8,5 сорт Ланцетная 5,1 9,6 9,1 сорт Свапа 5,2 8,1 7,9 - деятельности и Урожайность, т/га средняя %, ± к контролю 1,3 1,8 1,5 0,23 0 38 15 - 1,3 1,6 1,4 0,13 0 23 6 - 1,3 1,5 1,5 0,08 0 13 12 - 1.4.2.4 Биологическая урожайность и элементы её структуры В опыте, заложенном на опытном поле ФГБОУ ВПО Костромская ГСХА изучали также три срока посева с интервалом в 5 дней (15, 20 и 25 мая), две нормы высева: 0,8 млн. шт. семян/га, и 0,6 млн. шт. семян/га и три сорта сои северного экотипа. Анализ структуры урожая сои на примере сорта Магева, сформированного в этих условиях, показал, что наиболее оптимальные условия для слагаемых формирования урожая складывались при втором сроке посева (табл. 1.17). 52 Так, число бобов у растений сои с м2 превысили эти показатели на 20 и 16 %. в сравнении с контролем по обеим нормам высева, при одинаковом количестве числа зерен в бобе. Данные таблицы свидетельствует о том, что урожайность сои сорта Магева выше по второму сроку посева, с изучаемыми нормами высева на 0,41 т/га. в сравнении с контролем. Таблица 1.17 – Биологическая урожайность сои сорта Магева и элементы ее структуры Срок посева Число растений шт/м2 1(контр) 2 3 НСР05 31 28 30 5,16 1(контр) 2 3 НСР05 38 33 32 7,02 Число Число Масса Масса бобов зерен в 1000 зерна шт/ м2 бобе, шт зерен, г г/м2 НВ 0,6 млн.шт/га 315 2,1 98,4 115,2 365 2,1 106,1 155,8 280 17 115,9 129 9,11 0,64 1,43 2,11 НВ 0,8 млн.шт/га 414 2,1 97,3 80,3 498 2,2 108,9 121,1 300 1,7 114,8 114,1 8,13 0,49 2,52 4,7 Биологическая Отклонение от урожайность, контроля т/га т/га % 1,15 1,56 1,29 0,02 +0,41 +0,14 - 100 +35 +12 0,80 1,21 1,14 0,05 +0,41 +0,34 - 100 +51 +43 - 1.4.2.5 Экономическая оценка результата Для оценки экономической эффективности возделывания сои в условиях опытного поля «Костромской» ГСХА были рассчитаны технологические карты на запланированный уровень урожайности культуры 10 и 25 ц/га. Оценка экономической эффективности возделывания сои на урожайность 10 ц/га и 25 ц/га показала получение рентабельности от 3 до 130% (табл. 1.18). В структуре прямых и производственных затрат (табл. 1.18) высокий удельный вес (20…22%) занимают семена. Учитывая высокую потребность в семенном материале сои рационально вести семеноводство сортов сои северного экотипа даже в условиях Костромской области. В приложении 1.2 представлена технологическая карта выращивания сои, где отражен весь комплекс технологических работ, 53 связанных с производством сои, потребностью в производственных ресурсах и их использовании. Таблица 1.18 - Экономическая оценка возделывания сои с запланированной урожайностью 10 и 25 ц/га Значение Значение Показатели показателей, руб. показателей, % Урожайность зерна, ц/га Прямые затраты, на 1 га - Общий фонд оплаты труда с начислениями - Горючее и автотранспорт - Семена - Удобрения и пестициды - Электроэнергия - Амортизация - Текущий ремонт - Прочие прямые затраты Прямые затраты, на 1 ц Прямые затраты труда, чел-час., - - на 1 га: - на 1 ц Себестоимость, руб./ц Рентабельность, % 10 18447,1 0 25 10 25 19977,72 100,0 100,0 1247,95 1480,40 6,77 7,41 1570,06 1966,92 8,51 9,85 5000,00 6058,25 66,01 1143,13 3161,70 200,00 1844,71 5000,00 6058,25 152,29 1359,56 3760,30 200,00 799,11 27,10 32,84 0,36 6,20 17,14 1,08 25,03 30,33 0,76 6,81 18,82 1,00 9,05 11,65 0,91 2253,12 0,47 980,84 3,18 130,33 1.5 Рекомендации производству Совершенствование сельскохозяйственных технологии культур и повышение возделывания рентабельности производства возможно на основе конкретного практического знания особенностей почвы, климата, сельскохозяйственных культур, с.-х. техники, а также учета социального фактора и многого другого. На сегодняшний день хозяйству следует соблюдать определенные принципы сберегающего земледелия: 54 1. оставлять растительные остатки на поверхности почвы в измельченном виде; 2. применять гербициды системного действия на основе глифосатов; 3. против корневых гнилей, снежной плесени, мучнистой росы, пятнистостей вести опрыскивать посевы в фазу кущения фундазолом, беназолом, беномилом (0,3-0,6 л/га) дополнительно к протравливанию семенного материала; 4. вести минимальную механическую обработку почвы, постепенно уменьшая её глубину от 16 до 8 см; 5. использовать севообороты, включающие рентабельные культуры и культуры, улучшающие плодородие почвы (клевер красный, люпин узколистный, лядвенец рогатый). Для зоны нормального увлажнения рекомендуются зернопропашные, зернотравяные или зерно-травянопропашные виды севооборотов. Первые включают в себя 60-80% зерновых и 20-40% пропашных и однолетних кормовых культур; вторые – 50-80% зерновых, 10-20% пропашных и 10-20% многолетних трав. Учитывая это, в условиях ООО «Сущево», для выбранных участков, на которых планируется внедрение ресурсосберегающей технологии, рекомендуются следующие схемы севооборотов: 1. Яровые зерновые (например, яровой ячмень с измельчением соломы), 2. Яровые зерновые с подсевом многолетних трав (например, в качестве покровной культуры яровая пшеница), 3. Многолетние травы 1-го года пользования, 4. Многолетние травы 2-го года пользования, 5. Озимые зерновые (например, озимая пшеница с измельчением соломы) или 1. Занятый пар + мн. травы; 2. Мн. травы I года пользования; 55 3. Мн. травы II года пользования; 4. Яровые зерновые на корм; 5. Соя (сорта северного типа). Поскольку почвы в хозяйстве легкие, рекомендуем включить в севооборот узколистный люпин шестым полем севооборота или вместо одного из полей с яровыми зерновыми культурами, что обеспечит более интенсивное разрушение плужной подошвы, положительный баланс органического вещества и улучшит фитосанитарное состояние почвы. На специфических почвах хозяйства можно использовать зерновой севооборот с короткой ротацией культур: 1. Занятый пар; 2. Озимые зерновые с оставлением соломы на поле; 3. Яровые зерновые с оставлением соломы на поле. Или кормовой севооборот: 1. Однолетние травы + многолетние травы; 2. Многолетние травы 1 года пользования; 3. Многолетние травы 2 года пользования (поверхностная заделка отавы); 4. Яровые зерновые на корм; 5. Пропашные. За период наблюдений и исследований в ООО «Сущево» сложилось определенное видение проблем и перспектив внедрения ресурсосберегающих технологий. Для этого необходимо дальнейшее техническое переоснащение машинно-тракторного парка: − почвообрабатывающие орудия с шириной захвата в пределах 6-8 м – Horsch Optipack 8DD , Smaragd; − измельчитель соломы Master Cut TSL 230 (1 шт.) − сеялка дисковая (1-2 шт.) − мелкодисперсный опрыскиватель (1 шт.) 56 − зерновые комбайны Акрос (2 шт.) − силосоуборочный комбайн (1 шт.) 57 2 АНАЛИЗ ГЕНОФОНДА КОСТРОМСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДНК-МАРКЕРОВ ПО ГЕНАМ, ОТВЕТСТВЕННЫМ ЗА РОСТ, КАЧЕСТВО МОЛОКА И УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАБОЛЕВАНИЯМ 2.1 Введение Костромская порода крупного рогатого скота (КРС), относится к одной из трех пород бурого скота, разводимых в России. Она отличается хорошей энергией роста, крепостью конституции, стойкой передачей признаков потомству, хорошим качеством молока. Порода считается одной из наиболее продуктивных пород комбинированного направления селекции. Животные костромской породы молочно-мясного направления продуктивности характеризуются уникальными биологическими качествами. Они хорошо приспособлены к местным условиям кормления и содержания, обладают крепкой конституцией, хорошим здоровьем, высокой устойчивостью к заболеванию лейкозом, высокими удоями в течение длительного срока хозяйственного использования (Сидоренко, 2004). Генетический потенциал молочной продуктивности коров данной породы позволяет получать свыше 6000 кг в год, а от рекордисток получают 10-16 тыс. кг с высоким (3,9 – 4,0 %) содержанием жира и белка (3,49 – 3,64 %) в молоке (Лягин, Бадин, 2004). Уникальной особенностью костромской породы является повышенное содержание белка в молоке и высокий качественный состав белковых фракций. Костромская порода исследовалась многими авторами с использованием различных типов маркеров, среди которых маркеры белков крови, маркеры генов белков молока – лактальбумина и казеинов и т д. (Баранов, 1997; Богданова и др., 2003; Лазебная и др., 2010). Однако всесторонние исследования генофонда костромской породы на молекулярно-генетическом уровне с использованием ДНК-маркеров по 58 генам, ответственным за рост, качество молока и устойчивость к заболеваниям, не проводились. Целью данной работы было проведение комплексного исследования стад костромской породы КРС из разных хозяйств Костромской области по группе генов, ответственных за рост (гены гормона роста и пролактина), качество молока (гены каппа-казеина, гормона роста и пролактина) и устойчивость к заболеваниям (ген BoLADRB3). 2.2 Обзор литературы К генам, ответственным за рост и качество молока, относятся гены, кодирующие белковые гормоны пролактин (PRL, лактогеный гормон, маммотропин, лютеотропный гормон), гормон роста (GH), и хорионический соматомаммотропин лактоген, PL). Все они (соматотропин, плацентарный представляют собой семейство белковых гормонов, обладающих значительной гомологией последовательностей. Все три гормона имеют общие антигенные детерминанты и оказывают сходное действие: обладают рост-стимулирующей и лактогенной активностью. Хотя PRL первоначально был идентифицирован как лактотропный гормон, секретируемый гипофизом, к настоящему времени накоплено много данных о разнообразии физиологических функций PRL, включая осморегуляцию, репродукцию, поведенческие реакции (Ben-Jonathan et al.,1996, Bole-Feysot et al.,1998). Было показано также, что PRL синтезируется в различных тканях, включая эндотелиальные и иммунные клетки, нейроны и др. (Clapp et al. ,1998 , Ben-Jonathan et al. ,1996). Более того, участие PRL в регуляции иммунного ответа привела к созданию концепции о двойной функциональной роли PRL – как гормона и как цитокина (Ben-Jonathan подтверждается et сходством al. ,1996). структуры 59 Роль PRL PRL с как цитокина белками семейства цитокина/гематопоэтина (Bazan, 1989), а рецептора PRL с рецепторами цитокина и гематопоэтина (Corbacho et al.,2000 ). PRL участвует в инициации и поддержании лактации у млекопитающих (Akers et al., 1981). Многие биологические функции, такие, например, как экспрессия генов казеинов, осуществляется через рецепторы PRL (Hennighausen et al., 1997). B настоящее время во многих странах гормон роста (GH) человека и животных получают на основе методов генетической инженерии и применяют, в частности, в медицине для лечения карликовости, заживления ран и переломов костей, а в сельском хозяйстве - для увеличения продуктивности скота. Применение гормона ведёт к увеличению мышечной и снижению жировой массы тела. Ещё не всё известно о механизмах действия гормона, но ясна его ключевая роль в организме. Основной и самый важный эффект гормона роста - это влияние на белковый обмен. GH стимулирует поступление аминокислот в клетку, а также существенно повышает скорость синтеза белка в независимости от транспорта аминокислот. Эти изменения происходят вследствие ускоренного синтеза PHK на рибосомах. GH оказывает сильное влияние на обмен углеводов и жиров и обладает своего рода антиинсулиновым действием. Он вызывает повышение уровня глюкозы в крови за счет торможения ее поступления в клетку, а также за счет образования глюкозы в печени. Существенно ускоряется липолиз - то есть распад жировой ткани, причем продуктами этого процесса являются так называемые свободные жирные кислоты, которые препятствуют действию свободных радикалов. У КРС ген PRL локализован в области q21 хромосомы 23 и тесно сцеплен с генами класса I и класса II главного комплекса гистосовместимости (Dietz et al., 1992). Наиболее тесное сцепление отмечено между генами PRL и BoLA-DRB3 (Dietz et al., 1992, Lewin et al., 1992). Ген bGH локализован в области хромосомы 19q26 (Hediger et al., 60 1990). B тканях КРС на гаплоидный геном приходится по одной копии генов GH и PRL (Camper et al., 1984). Обнаружена заметная эволюционная дивергенция этих генов. Методом полимеразной цепной реакции с последующей рестрикцией амплифицированного продукта (ПЦР-ПДРФ) было изучено несколько полиморфных областей в гене bPRL (Mitra et al., 1995; Chrenek et al., 1998; Unanian et al.,1994/ Так в работе Chrenek et al. (1998) исследован полиморфизм гена PRL с использованием эндонуклеазы Rsal, который, как было показано ранее (Lewin et al.,1992), обусловлен транзицией A - G в кодоне для 103 аминокислоты в экзоне III гена bPRL. Были выявлены два аллеля (A и B) у трех пород КРС (словацкая пестрая, словацкий пинцгау и герефордская), частота аллеля A составляла у них соответственно — 0,87, 0,68 и 0,95 (Chrenek et al., 1998). При этом генотип BB по гену PRL в данном исследовании у изучаемых пород не был найден (Chrenek et al., 1998). Тем же методом определен полиморфизм гена PRL у различных видов семейства Bovidae: сахивальского зебу (Bos indrcus: Sahiwal zebu), буйвола (Bubalus bubalis: Муррей (Murrah) и Нили/Рави Nili/Ravi), немецкой черно-пестрой и Брауншвейгской пород КРС. Частоты аллеля A гена PRL у сахивальских зебу, буйволов Муррей и Нили/Pави составили 0.51, 0,93 и 0,84 соответственно. У немецкой черно-пестрой и брауншвейгской пород частоты аллеля составили 0,80 и 0,61 соответственно (Mitra et al., 1995). У сахивальских зебу найдены все три генотипа по гену PRL: AA, AB и BB с частотами 0,19, 0,60 и 0,21 соответственно. У буйволов животные с генотипом BB не были выявлены (Mitra et al., 1995). Среди отечественных пород КРС нами была исследована ярославская порода (Хатами и др., 2005). В результате этих исследований впервые у европейских пород Bos taurus (немецкой черно-пестрой и ярославской пород) были обнаружены животные гомозиготные по В-аллелю гена bPRL, ранее описанные только у зебувидного и монгольского скота. 61 B целом, следует отметить, что сведения о рестрикционном полиморфизме гена PRL крайне ограничены и представлены единичными работами, хотя ген PRL играет важную роль в регуляции лактации. Функции гена определяют его важную роль в формировании молочной продуктивности КРС. B литературе есть указания на связь одного из вариантов полиморфизма гена PRL, обусловленного наличием делеции/инсерции в гене, с молочной продуктивностью голштинского скота (Cowan et al., 1989). K сожалению, ничего не известно о связи с хозяйственно-полезными признаками других вариантов полиморфизма гена PRL. Возможно, это объясняется низким уровнем информативности выявленных полиморфных вариантов гена, что приводит к необходимости поиска новых подходов анализа полиморфизма ДНК, а также тем, что кодирующие последовательности в гене PRL отличаются высокой консервативностью в сравнении с интронными последовательностями и фланкирующими областями гена (Camper et al., 1984). Исследование полиморфизма гена bGH имеет практическое значение. Существует ряд независимых исследований ассоциаций этого полиморфизма с молочной продуктивностью, жирностью и содержанием (%) белка у различных пород КРС. Методом ПЦР-ПДРФ было изучено три полиморфных области в гене bGH (Mitra et al., 1995). Один из изученных маркеров этих областей - сайт узнавания рестрицирующей эндонуклеазы MspI в интроне III гена bGH - оказался информативным для изучения связей с признаками молочной продуктивности. В ряде работ была показана ассоциация MspI(-)-аллеля с высоким уровнем жирности молока, а также с повышением процента белка в молоке (Hoj et al., 1993; Lagziel et al., 1999 a, b). Однако в других работах эта ассоциация не подтвердилась (Yao et al., 1996). Методом ПЦР-ПДРФ с использованием эндонуклеазы AluI в голштинской, джерсейской и айрширской изучен полиморфизм в гене 62 bGH. Обнаруженная замена в сайте рестрикции AluI приводила к замене в белковом продукте аминокислоты валин на лейцин в позиции 127: аминокислота лейцин соответствовала AluI (+), а валин - AluI (-). Для AluI-полиморфизма гена bGH у голштинского канадского скота была описана ассоциация с молочной продуктивностью (Sabour et al., 1996). Обнаружена корреляция генотипа валин/валин с большим выходом гормона роста в кровь (Lucy et al., 1993; Lee et al., 1993,1996; Grochowska et al., 1999). Нами были изучены связи аллелей гена bGH с показателями молочной продуктивности и впервые были выявлены значимые ассоциации AluI-маркера гена bGH ярославского (F=4,50 с жирностью молока у р= 0,014) и немецкого черно-пестрого скота (F=4,1 p=0,041) (Хатами и др., 2005). В дальнейшем мы исследовали влияние сопряженных генотипов по генам bGH и bPRL на параметры молочной продуктивности. Впервые была показана связь определенных сопряженных генотипов этих генов на качество молока, а именно содержание белка и жира в молоке. Выявлены сопряженные генотипы, определяющие различные сочетания этих параметров молочной продуктивности: высокое содержание и белка и жира в молоке, высокое содержание белка и низкое содержание жира или низкое содержание белка и высокое – жира. Тестирование комплексных генотипов по генам bGH и bPRL позволяет определять генетический потенциал КРС по качеству молока. Способ определения генетического потенциала КРС по качеству молока нами запатентован (Сулимова и др., 2008. Патент РФ №2317704). Суть метода заключается в определении перспективных комплексных генотипов по AluI-маркеру интрона 5 гена bGH роста и RsaI- маркеру экзона 3 гена bPRL в отношении содержания жира и белка в молоке. Данный способ является современным высокотехнологичным ДНК-диагностическим методом. преимущество другими в перед использования разнообразного заключается биологического 63 Его возможности материала и его результаты не зависят от пола и возраста животного. Он позволяет на ранних этапах проводить отбор телок для молочного животноводства и принимать решение о целесообразности использования быков- производителей до появления у них лактирующего потомства, а также осуществлять подбор пар в селекционной работе по улучшению молочных признаков у ярославского КРС. Изобретение может использоваться для получения более точных характеристик потенциала молочной продуктивности животных в товарных и экспериментальных хозяйствах и способствовать сокращению темпов селекции. Кроме того возможно его использование при проведении тестировании животных, закупаемых за рубежом. Активное участие продуктов генов bGH и bPRL в формировании таких значимых физиологических процессов как рост и лактация служит основанием для продолжения поиска новых значимых ассоциаций полиморфных вариантов указанных генов с конкретными параметрами хозяйственно значимых признаков. К генам, играющим одну из ключевых ролей в формировании признака молочной продуктивности, относятся гены казеинов. Казеины белки молока, секретируемые клетками молочной железы. В период лактации на их долю приходится до 80% от всех белков, синтезируемых этими клетками. Казеины КРС представлены четырьмя основными группами: альфаS1-, альфаS2-, бета- и каппа-казеинами, составляющими 38%, 10%, 36% и 13% общего белка молока. Гены казеинов у КРС локализованы в районе q31-33 хромосомы 6 и представляют собой кластер из четырех тесно-сцепленных генов, расположенных в следующем порядке: αS1, β, αS2 и κ. Протяженность кластера составляет около 200 т.п.н. (Threadgill et al., 1990; Feretti et al., 1990; Rijnkels et al., 1997). Группа генов αS1-, β- и αS2-казеинов наиболее тесно сцеплена и формирует эволюционно-родственную семью, тогда как ген каппаказеина (CSN3) отделен от остальных по крайней мере на 70 т.п.н.(Feretti 64 et al., 1990). Синтез казеинов осуществляется на определенной стадии развития, тканеспецифичен и находится под сложным мультигенным контролем. Наименее полиморфны гены казеинов αS1 и αS2. Исследования полиморфизма β-казеина на белковом уровне показали наличие у КРС одиннадцати аллельных вариантов, из которых наиболее широко распространены - аллели A1, A2 и B. Распространение разных вариантов и их связи с определенными хозяйственно-ценными признаками были предметом множества исследований (Grosclaude et al.,1972; Lien, Rogne, 1984; Fiat, Jolles, 1989; Гладырь и др., 2000; Калашникова и др., 2002). Каппа-казеины по своей структуре и свойствам значительно отличаются от остальных казеинов, имеют высокий уровень гомологии с гамма-цепью фибриногена и сходную с этим белком функцию: они выполняют роль стабилизирующего фактора в образовании мицеллярной структуры при свертывании молока (Fiat, Jolles, 1989; Grosclaude, 1988; ). Аллельный полиморфизм гена CSN3 первоначально изучался на уровне белков. В настоящее время для типирования аллелей гена CSN3 используются методы анализа полиморфизма ДНК, основанные на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Общая длина гена CSN3 – около 13 т.п.н., основная часть однонуклеотидных замен (SNP) в белок- кодирующих областях сконцентрирована в экзоне IV. У КРС описано 12 генетических вариантов гена CSN3: А, В, В2, С, Е, F, F1, G, H, I, A(1) и J (Сулимова и др., 1992; Kaminski, 1996; Prinzenberg et al. 1999). Еще один вариант (G1) выявлен у яка (Сулимова и др., 1996). Большая часть перечисленных вариантов относятся к редким и встречается у отдельных пород, как правило, с низкими частотами. А- и В-аллели гена CSN3 различаются двумя аминокислотными заменами: 136Thr(A)/Ile(B) и 148 Asp(A)/Ala(B) Grosclaude et al.,1972. Наличие треонина и аланина в положениях, соответствующих 136 и 148 по нумерации аминокислотной последовательности каппа-казеина 65 КРС, характерно как для близкородственных видов: буйвола, зубра, яка (Сулимова и др., 1996), так и для каппа-казеинов далеко отстоящих в эволюционном отношении видов: овцы, козы, человека (Mercier et al., 1976). Только у КРС и зебу появляются А- и В-аллели каппа-казеина, у которых эти аминокислоты разнесены: 136Thr - у А-аллеля и 148Ala – у В-аллеля. Аллели А и В представлены с разными частотами у всех исследованных пород КРС. Однонуклеотидные замены в экзоне IV гена, приводящие к аминокислотным заменам в белковой молекуле, определяют и появление или исчезновение сайтов рестрикции. В настоящее время разработано несколько методов типирования А- и В-аллелей гена CSN3 на уровне ДНК с использованием различных рестрицирующих эндонуклеаз: HinfI, HindIII, PstI, TaqI, HaeIII и MboII (Denicourt et al., 1990; Zadworny et al., 1990; Сулимова и др., 1991, 1992; Schlieben et al.,1991; Сулимова, 1998; Гладырь и др., 2000). В международных базах данных имеются сведения о полиморфизме гена CSN3 у 23-х пород КРС (http://dga.jouy.inra.fr/cgibin/lgbc/Req_breeds.pl?BASE=cattle), однако, российские породы в этих сводках не представлены, хотя к настоящему времени полиморфизм гена CSN3 с использованием ДНК-технологий исследован, по крайней мере у 9 пород КРС отечественной селекции (Сулимова и др., 2007; Гладырь и др., 2000; Калашникова и др., 2002; Алипанах и др., 2004; Денисенко, Калашникова, 2003; Баршинова и др., 2004; Дерюшева, 1993; Матюков, 2004; Павлова и др., 2004; Хаертдинов и др., 1997; Коновалова и др., 2004) Тестирование А- и В-аллелей представляет интерес с точки зрения практики, так как молоко коров с В-аллелем каппа-казеина, имеет, по сравнению с А-аллельным вариантом, лучшую температурную устойчивость, более короткое время коагуляции, лучшую свертываемость, и содержит мицеллы различной величины, что предпочтительнее для производства сыров (Grosclaude,1988; Bringe, Kissela, 1987; Schaar et al.,1985 ). Выход сыра из молока коров с ВВ-генотипом на 10% выше, чем из молока коров с АА-генотипом (Marzali and Ng-Kwai-Hang ( 1986 )). 66 Наличие В-аллеля CSN3 не только способствует увеличению выхода и качества сыров, но и коррелирует с другими ценными показателями молочной продуктивности (белковостью, удойностью) (Калашникова и др., 2002;, (Grosclaude,1988; Гладырь и др., 2000). Во многих развитых странах селекция на В-аллель CSN3 включена в селекционные программы по разведению КРС (Shaar et al., 1985; Pedersen 1991). Таким образом, генотипирование гена чрезвычайно каппа-казеина важно для селекционной практики Генетически обусловленная устойчивость КРС к заболеваниям является предметом исследований многих лабораторий мира и имеет высокую практическую значимость. Гены класса II главного комплекса гистосовместимости (ГКГ), в наибольшей степени, вовлечены в ассоциации с заболеваниями. Функция антигенов класса II состоит в том, чтобы представить чужеродные белки (после внутриклеточного процессинга) T-клеткам, которые затем стимулируют соответствующий иммунный ответ (гуморального типа). Для генов класса II выявлена связь с общей резистентностью организма (Dietz et al., 1997) и устойчивостью КРС к конкретным заболеваниям, в частности к лейкозам (Xu et al., 1993). Ген BoLA-DRB3 является ключевым геном класса II ГКГ (ген иммунного ответа), определяющим иммунный ответ организма, на вирусные и бактериальные инфекции. Методом полимеразной цепной реакции с последующим рестрикционным анализом продуктов амплификации (ПЦРПДРФ) описано 54 аллеля, а с помощью секвенирования – более 90 аллелей [http://www.ri.bbsrc.ac.uk/bola/drb3pcr.htm]. полиморфизма гена высокоинформативный Высокий уровень BoLA-DRB3 позволяет использовать его как маркер в молекулярно-генетических и филогенетических исследованиях пород и популяций. Анализ полиморфизма гена BoLA-DRB3 у КРС представляет особый интерес, по крайней мере, по двум причинам – высокой функциональной значимостью гена (один из ключевых генов иммунного 67 ответа организма на вирусные и бактериальные инфекции) и высоким уровнем полиморфизма. Функциональная роль аллелей гена BoLA-DRB3 различна. Выявлены аллели, ассоциированные с устойчивостью восприимчивостью КРС к лейкозу (BoLA-DRB3.2*11, *23, и *28 (номенклатура по ПДРФ) и BoLA-DRB3.2*8, *16, *22, *24 соответственно) (Xu et al., 1993; Сулимова и др., 1995; Удина и др., 2003), маститу, вызываемому Staphylococcus sp. (Alizadeh et al., 2003; Sharif et al., 1998; Kulberg et al., 2007), заболеваниям яичников (Sharif et al., 1998), молочной лихорадке (Sharif et al., 1998) и другим заболеваниям (Maillard et al., 1996; Lewin et al., 1999). Были также выявлены ассоциации полиморфных вариантов гена BoLA-DRB3 с признаками молочной продуктивности (Starkenburg et al., 1997), что, возможно, объясняется тесным физическим сцеплением BoLA-комплекса с геном пролактина (Lewin et al., 1999 ). Аллельный полиморфизм гена BoLA-DRB3 исследован у различных пород КРС: голштинской (Kelm et al., 1997; Sharif et al., 1998; Ledwidge et al., 2001; Miretti et al., 2001; (Nassiry et al., 2005), джерсейской (Gilliespie et al., 1999; Sharif et al., 1998; Miretti et al., 2001), черно-пестрой (Сулимова и др., 1995; Удина и др., 1998), 1998, 2003) пород, российских пород: айрширской (Удина и др., ярославской и красной горбатовской (Сулимова, 2006), якутской и калмыцкой (Рузина и др., 2010), монгольского скота (Рузина и др., 2010), иранского скота Систани (Мохаммади и др., 2009) и других. 2.3 Материалы и методы Исследования проводили на выборках коров костромской породы из ГОУП ПЗ «Лужки» (n=62), СПК «Гридино» (n = 42) и ОПХ «Минское» (n= 20) и быков костромской породы: чистопородных (n = 24) и помесных (n = 23) (с прилитием швицкой крови от 1/8 до 1/2) из ОАО «Костромское» по племенной работе. 68 1. Выделение ДНК. Выделение ДНК проводили с использованием набора «DIAtomTMDNAPrep200» фирмы «Isogene lab.», Россия, согласно прописи, предоставленной производителем. Принцип действия набора основан на использовании лизирующего реагента с гуанидинтиоционатом, который предназначен для лизиса клеток, солюбилизации клеточного дебриса, а так же для денатурации клеточных нуклеаз. В присутствии лизирующего реагента ДНК активно сорбируется на NucleoSTM-сорбенете, затем легко отмывается от белков и солей спиртовым раствором. ДНК, элюированная из сорбента ЭкстраГеномTM, может быть напрямую использована по назначению. ДНК выделяли из 200 мкл цельной крови. Для этого к образцу добавляли 800 мкл лизирующего реагента (5 M гуанидинтиоцианат, 20 мМ ЭДТА, 100мМ Tris-HCl, pH 6,4 и 1% тритон X-100), перемешивали пробирку переворачиванием 5-10 раз, термостатировали 5-7 мин. при температуре 65оС (термостат Termo 24-15, «Биоком», Россия). После термостатирования центрифугировали пробирку 10 сек. при 5000 об/мин на настольной центрифуге (Centrifuge 5415R, «Eppendorf»), Германия, прозрачный супернатант переносили в чистую пробирку. К полученной смеси добавляли 40 мкл суспензии сорбента NucleoSTM (специально обработанные стеклянные шарики определенного размера), предварительно перемешанной до гомогенной суспензии на вортексе. Пробирку помещали на ротатор («MiniBio RS-24», «BioSan», Латвия), перемешивали ее содержимое 10 мин при 20 об/мин, затем центрифугировали 10 секунд при 5000 об/мин. Супернатант удаляли с помощью водоструйного насоса. К осадку добавляли 400 мкл лизирующего реагента и 1 мл солевого буфера. 1х солевой буфер готовили из 10х солевого буфера (1М NaCl и 1M KCl). Для этого 10 мл 10х солевого буфера переносили в мерный цилиндр, доводили бидистиллированной водой до метки 100 мл, и 96% этиловым спиртом до 69 метки 300 мл. Перемешивали содержимое пробирки переворачиванием 510 раз, центрифугировали 10 сек при 5000 об/мин, удаляли супернатант. Затем к осадку довавляли 1 мл солевого буфера, перемешивали содержимое пробирки на вортексе («Microspin FV-2400», «BioSan», Латвия), центрифугировали 10 сек при 5000 об/мин, удаляли супернатант с помощью водоструйного насоса. Эти операции проделывали дважды. После этого сушили осадок при 65оС в течение 5 мин. В каждую пробирку вносили 100-200 мкл ЭкстраГенаTM (10% смесь ионообменников (типа Chelex), и 0,01% тритон X-100). Перемешивали сожержимое пробирки на вортексе 5-10 сек до получения гомогенной суспензии, после чего термостатировали 5 мин при 65оС. Еще раз суспендировали смесь на вортексе и центрифугировали 1 мин при 10000 об/мин. Супернатант с ДНК переносили в чистую пробирку. ДНК, выделенная таким образом из свежего биологического материала, является высокомолекулярной (40-50 тыс.п.н.) и чистой (OD260/280 нм =1,6-2,0). Выход ДНК из цельной крови составляет 5-10 мкг из 200 мкл крови. В ряде случаев для выделения ДНК использовали набор «MagnaTMDNAPrep200». Принцип действия набора такой же, как у «DIAtomTMDNAPrep200». Отличие набора заключается в использовании Magnetic-сорбента (активированные стеклянные шарики размером 1-25 мкм, с намагниченной сердцевиной). Для работы с набором требуется магнитный штатив. В присутствии лизирующего реагента ДНК собирается на сорбенте, затем легко отмывается от белков и солей спиртовым раствором. Протокол использования набора такой же, как и для «DIAtomTMDNAPrep200». Использование магнитного штатива позволяет пропустить стадии центрифугирования смеси перед удалением супернатанта. Полученная ДНК может быть использована по назначению без дополнительной очистки или другой обработки. 70 Выделение ДНК проводили в изолированной комнате под ламинаром с использованием отдельного набора пипеток с целью предотвращения загрязнения образцов чужеродной ДНК. 2. Определение концентрации ДНК. Концентрацию ДНК определяли визуально после электрофоретического разделения в агарозном геле. На 1% агарозный гель («Agarose, Biotechnology grade», «Helicon», Россия) наносили ДНК фага λ в количестве 25, 50, 100 нг и аликвоты из раствора с неизвестной концентрацией. Электофорез проводили в 1х трис-боратном (TBE) буфере (89мM Tris-OH, 89мM H3BO3, 2 мM EDTA) с добавлением в гель бромистого этидия (1 мкг/мл) для окрашивания ДНК, при постоянном напряжении 120В. Для предотвращения контаминации электрофорез проводили в отдельной комнате. Гели анализировали под ультрафиолетовыми лучами на трансиллюминаторе «UVT», «Биоком», Россия, и фотографировали с помощью гель-документирующей системы «MINITRON». Концентрации ДНК исследуемых образцов определяли, сравнивая интенсивность флуоресценции аликвот из растворов с неизвестной концентрацией и контрольной раститровки ДНК фага λ. 3. Анализ полиморфизма генов пролактина, гормона роста и каппаказеина Сбор инкубационной смеси проводили в стерильных условиях под ламинаром. Полимеразную цепную реакцию проводили в объеме 25 мкл в реакционной смеси, содержащей буфер для амплификации (67 мМ трисHCl (pH 8,8), 16 мМ (NH4)2SO4 0,1% Tween 20), смесь dNTP (содержащую 2мМ каждого нуклеотида), 2,5 мМ MgCl2 , 100 нг смеси праймеров, 50-100 нг геномной ДНК, 1 ед. активности Taq-полимеразы. Амплификацию проводили в термоциклере PTC-100 фирмы MJ Research (США). B одну пробу не добавляли ДНК, она являлась отрицательным (-) - контролем. Ha основе имеющейся нуклеотидной последовательности праймеров и их концентрации в о.е./мл проводили перерасчет концентрации на нг/мкл с помощью программы 71 "Oligo" и рассчитывали количество праймеров (в мкл), которое необходимо было добавлять в инкубационную смесь. Полимеразную цепную реакцию во всех случая проводили по одной схеме, за исключением температуры отжига, которую для каждой пары праймеров определяли с помощью программ "Oligo" и "Primer" и затем уточняли экспериментальным путем (см. таблицу 2.1): Предварительная денатурация - 940C - 4 мин. Денатурация - 940C - 45 сек Отжиг - (см. таблицу 1) - 45 сек Синтез - 720C - 45 сек 30 циклов Заключительный синтез - 720C - 7 мин Количество циклов амплификации загрязнения помещения - продуктами 30-35. Для предотвращения амплификации, их анализ проводился в комнате для проведения электрофореза. Таблица 2.1 - Олигонуклеотидные праймеры и условия ПЦР для амплификации участков генов у КРС. Праймер Размер продуГен Участок Назва- Последовательность Ссылка кта, ние (5'-3') п.н. CSN3 Экзон 4 SGE tatcatttatggccattggacca 228 Сулимова и др., 1991 SGO cttctttgatgtctccttagagtt PRL Экзон 3 GH RPRL - gccttccagaagtcgtttgttttc Интрон 3 2 GH- 6 cccacgggcaagaatgaggc 329 GH Экзон 5 Для RPRL-1 cgagtccttatgagcttgattctt 156 GH -7 GH-1 tgaggaactgcaggggccca gctgctcctgagggcccttcg GH-2 gcggcgccacttcatgaccct тестирования использованы два аллельных подхода: Mitra et al., 1995 Mitra et al., 1995 223 вариантов рестрикционный 72 Mitra et al., 1995 гена анализ CSN3 были продуктов амплификации (метод ПЦР-ПДРФ) и аллель-специфичная ПЦР. Рестрикционный анализ каждого продукта амплификации (10 мкл) проводили в стандартных условиях с использованием двух независимых рестрицирующих эндонуклеаз TaqI (при 650С) и HinfI (при 370C). Продукты рестрикции разделяли в 6%-ном полиакриламидном геле, окрашивали этидий бромидом и регистрировали с помощью системы Vitran (Биоком, Москва). Аллель-специфичную ПЦР проводили с использованием набора "GenePak k-Casein A/B PCR test" Москва) согласно прописи изготовителя с (IsoGene, последующим электрофоретическим разделением продуктов амплификации в 2%-ном геле агарозы в присутствии этидий бромида. Фрагменты ДНК регистрировали с помощью системы Vitran (Биоком, Москва). B качестве маркеров молекулярных весов использовали MspI-рестриктные фрагменты плазмиды pBR322 или маркер М50 (IsoGene, Москва). Полиморфизм гена пролактина исследовали с помощью метода ПЦР-ПДРФ с использованием рестриктазы RsaI (Mitra et al., 1995). Полиморфизм гена гормона роста изучали методом ПЦР-ПДРФ с использованием рестриктаз MspI и AluI (Mitra et al., 1995). 4. Анализ полиморфизма гена BoLA-DRB3 методом ПЦР-ПДРФ. Амплификацию участка экзона 2 гена BoLA-DRB3 размером 284 п.н. (281 п.н. для аллелей с делецией) проводили методом гнездовой ПЦР. ПЦР проводили с использованием готовых наборов «GenPakR PCR Core», «IsoGene lab.», Россия. Конечный обем реакционной смеси составил 20 мкл. Смесь содержала 60 мM Tris-HCL (pH 8,8), 2,5 мM MgCl2, 20 мM KCL, 15 мM (NH4)2SO4, 10 мM меркаптоэтанола, 0,1% тритона Х-100; 0,2 мM дНТФ, 10 ед. Klentaq ДНК-полимеразы, по 10 пM каждого праймера, матричную ДНК. На инкубационную смесь наслаивалась капля минерального масла (3040 мкл) для предотвращения испарения смеси. Для первого раунда реакции использовали праймеры HLO-30 (5’-3’: TCCTCTCTCTGCAGCACATTTCC) и HLO-31 (5’-3’: ATTCGCGCTCACCTCGCCGCT). В качестве матрицы 73 использовали 5 мкл ДНК, независимо от ее концентрации. Для второго раунда ПЦР использовали праймеры TCCTCTCTCTGCAGCACATTTCC) HLO-30 и HLO-32 (5’-3’: (5’-3’: TCGCCGCTGCACAGTGAAACTCTC). Матрицей служили 2 мкл продуктов ПЦР первого раунда. Для избежания загрязнения сбор реакционной смеси для всех видов анализа проводили в отдельной комнате с использованием индивидуального комплекта пипеток. Параметры амплификации указаны в таблице 2.2. ПЦР проводили в многоканальном амплификаторе «Терцик» фирмы «ДНК-технология», Россия. Таблица 2.2 - Параметры амплификации фрагмента экзона 2 гена BoLADRB3. Раунд Количество Температура, Длительнос Стадия ПЦР о С ть стадии ПЦР циклов Первоначальная 1 95 5 мин денатурация ДНК I Денатурация ДНК Отжиг праймеров Синтез ДНК 10 94 62,5 72 1 мин 2 мин 1 мин 1 72 7 мин 1 95 5 мин Денатурация ДНК Отжиг праймеров Синтез ДНК 35 94 68 72 30 сек 30 сек 30 сек Заключительный синтез 1 72 7 мин Заключительный синтез Первоначальная денатурация ДНК II После второго раунда гнездовой ПЦР проводили электрофорез в 1,8% агарозе для оценки качества и концентрации полученного фрагмента. На гель наносили не более 3 мкл образца. Условия электрофореза аналогичны п.3.2. Для оценки длин использовали маркер «М50» фирмы «IsoGene lab.», Россия. 74 фрагментов Для рестрикционного анализа продуктов амплификации фрагмента экзона 2 гена BoLA-DRB3 использовали эндонуклеазы рестрикции RsaI, HaeIII XhoII фирм «Promega», США, «New England BioLabs», США или НПО «СибЭнзим», Россия. Для анализа брали 7 мкл продуктов ПЦР второго раунда. Количество фермента на 1 реакцию - 5 ед активности. Инкубацию проводили в течение 12 часов. Рестрикционные фрагменты разделяли с помощью электрофореза а 4% агарозном геле. Гель готовили из агарозы «TopVisionTM LE GQ» фирмы «Fermentas», Литва. На гель наносили весь объем инкубационной смеси. Условия электрофореза см. в п.3.2. Для оценки длины фрагментов использовали маркер молекулярных весов «GeneRuler™ Ultra Low Range DNA Ladder» фирмы «Fermentas», Литва. Аллельные варианты гена BoLA-DRB3 определяли на основе паттернов рестрикции в соответствии с принятыми стандартами (http://www.projects.roslin.ac.uk/bola/bolahome.html). 5. Статистическая обработка данных. В данной работе для подсчета частот аллелей использовали следующую формулу: , где N1 – число гомозигот по исследуемому аллелю, а N2 – число гетерозигот, n – объем выборки (Алтухов, 1989). Для подсчета частот генотипов использовали формулу: , где N - число данных генотипов в выборке, n - объем выборки. Статистическую ошибку частот аллелей гена для каждой породы вычисляли по формуле: , 75 где где p – частота исследуемого аллеля, q = 1 – р, n – объем выборки (Рокицкий , 1961). Для сравнения выборок использовали критерий Стьюдента для качественных признаков: , , где m - ошибка разности частот, p1 и p2 - частоты встречаемости признака q1=1-p1, q2=1-p2, n1 и n2 - объемы в выборках 1 и 2 соответственно, выборок 1 и 2 соответственно (http://www.kebc.perm.ru/index.files/statistik/lectio11.htm). Наблюдаемую гетерозиготность определяли путем прямого подсчета по формуле: , где N - количество гетерозигот, n - объем выборки. Ожидаемую гетерозиготность рассчитывали по формуле: , где He - наблюдаемая гетерозиготность, p1, p2, и т.д., pn - частоты аллелей. Для оценки избытка гетерозигот в изучаемых выборках животных использовали коэффициент Селендера: , где Ho - наблюдаемая гетерозиготность, He - ожидаемая гетерозиготность (Pudovkin et al., 1996). Соответствие фактического и ожидаемого распределения генотипов проверяли методом χ2-квадрат: , где Ho - наблюдаемая гетерозиготность, He - ожидаемая гетерозиготность. 76 В работе были использованы следующие компьютерные программы: 1) программы “Oligo” и “Primer” для подбора праймеров, расчета концентрации праймеров и расчета температуры отжига; 2) программы «Statistika» и «Popgene» для статистической обработки данных и поиска ассоциативных связей; В работе были использованы компьютерные базы данных, представленные на сервере NCBI – Национальный центр информации по биотехнологии (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). 2.4 Результаты и их обсуждение Оценку генетического потенциала костромской породы по генам, ответственным за молочную продуктивность, проводили по генам CSN3, bPRL и bGH. Каппа-казеин – один из основных белков молока, он составляет около 13% от всех белков молока, участвует в стабилизации мицелл при свертывании молока. Тестирование A- и B-аллелей гена представляет практический интерес, поскольку молоко, содержащее Bаллель каппа-казеина, предпочтительнее для производства сыров (более высокий выход творога и сыра, получение твердых сыров). Гормон роста и пролактин – полипептидные гормоны, играющие важную роль в регуляции лактации и других процессах. Аллели генов могут быть связаны с положительным или отрицательным воздействием на молочную продуктивность. У ряда пород КРС LL генотип гена bGH ассоциирован с высокими удоями, содержанием жира и белка в молоке, а АА генотип гена bRPL – с высоким содержанием жира и белка (Хатами и др., 2005; Chung et al., 1996; Alipanah et al., 2007). Учитывая распределение полиморфных сайтов рестрикции, позволяющих тестировать аллельные варианты гена CSN3, нами был выбран для амплификации in vitro участок гена длиной 228 п.н., 77 расположенный в экзоне IV. Данный участок гена кодирует аминокислотную последовательность с 103 аминокислоты до конца пептида, частично захватывая 3’-нетранслируемую область (праймер SGO расположен в 3’- области сразу после стоп-кодона) и содержит полиморфные сайты рестрикции для четырех эндонуклеаз: TaqI и HindIII - у аллеля В и HinfI и PstI - у аллеля А. Наличие полиморфных сайтов рестрикции для нескольких рестриктаз обеспечивает возможность типирования А- и В-аллелей каппа-казеина методом ПЦР-ПДРФ. Однако, аллель-специфичная ПЦР позволяет более четко тестировать гетерозиготы и, кроме того, этот метод является более простым, быстрым и экономичным. Поэтому в данном исследовании были использованы оба подхода. Пример типирования аллелей гена CSN3 с помощью аллель-специфичной ПЦР приведен на рис. 2.1. Из рисунка видно, что аллель-специфичная ПЦР действительно позволяет четко тестировать как гомозиготы, так и гетерозиготы. Риунок 2.1 - Типирование аллелей гена каппа-казеина с помощью аллель-специфичной ПЦР с последующим разделением продуктов в 2%ном геле агарозы у животных костромской породы из ОПХ «Минское» и СПК «Гридино». Номера образцов ДНК указаны сверху, три дорожки слева – контрольные образцы: гомозиготы АА и ВВ и гетерозигота по гену каппа-казеина. 78 Полиморфизм всех других генов определяли методом ПЦР-ПДРФ. Примеры рестрикционного анализа генов bGH и bPRL приведены на рис. 2.2 и 2.3 соответственно. Рисунок 2.2 - Электрофореграмма в 6%-ом полиакриламидном геле AluI-продуктов рестрикции фрагмента экзона 4 гена bGH. Дорожки: 1 – маркер молекулярных весов (pBR 322/MspI), 2, 5, 8 – гомозиготы L/L, 3, 4, 6 - гетерозиготы V/L, 7, 9 – гомозиготы V/V. Рисунок 2.3 - Электрофореграмма в 6%-ом полиакриламидном геле RsaIпродуктов рестрикции исследуемого фрагмента гена bPRL. 79 Дорожки: 1, 2, 3, 5 и 6 – гомозиготы АА, 7 - гетерозигота АВ, 4 – маркер молекулярных весов (pBR 322/MspI). Частоты аллелей и генотипов исследуемых генов в выборках костромской породы КРС из различных хозяйств а также значения наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности и другие параметры представлены в табл. 2.3. Таблица 2.3 - Частоты аллелей и генотипов генов CSN3, bPRL и bGH у костромской породы КРС Наименование хозяйства, племпредприятия Частоты аллелей ± s.e. Частоты генотипов ± s.e. Hexp D χ2 0.399 0.128 0.652 0.482 -0.307 4.544 0.425 -0.014 0.008 0.494 0.099 0.486 0.482 -0.093 0.420 0.229 0.148 0.505 0.444 -0.034 0.051 0.35 0.106 0.391 0.37 -0.022 0.017 0.358 0.006 0.001 CSN3 ОАО Минское СПК Гридино ГКПЗ Лужки ОАО «Костромское» по племенной работе А В АА 0.725 ± 0.102 0.405 ± 0.076 0.694 ± 0.059 0.554 ± 0.073 0.275 ± 0.102 0.595 ± 0.076 0.306 ± 0.059 0.446 ± 0.073 0.5 ± 0.115 0.238 ± 0.066 0.484 ± 0.063 0.283 ± 0.066 АВ ВВ (Hobs) 0.45 0.05 ± 0.114 ± 0.05 0.334 0.428 ± 0.073 ± 0.076 0.419 0.097 ± 0.063 ± 0.038 0.543 0.174 ± 0.073 ± 0.055 0.595 0.405 0.376 0.437 0.187 ± 0.078 ± 0.078 ± 0.078 ± 0.081 ± 0.055 bPRL А В АА АВ ВВ (Hobs) ОАО 0.868 0.132 0.737 0.263 0.0 Минское ± 0.078 ± 0.078 ± 0.101 ± 0.101 СПК 0.667 0.333 0.452 0.429 0.119 Гридино ± 0.073 ± 0.073 ± 0.077 ± 0.076 ± 0.05 ГКПЗ 0.774 0.226 0.581 0.387 0.032 Лужки ± 0.053 ± 0.053 ± 0.063 ± 0.062 ± 0.022 ОАО «Кост0.755 0.245 0.574 0.362 0.064 ромское» по ± 0.063 ± 0.063 ± 0.072 ± 0.07 ± 0.036 плем. работе 0.766 0.234 0.586 0.36 0.054 В среднем ± 0.067 ± 0.067 ± 0.078 ± 0.077 ± 0.036 bGH V L VV VL LL В среднем 80 ОАО 0.025 0.975 Минское ± 0.036 ± 0.036 СПК 0.131 0.869 Гридино ± 0.052 ± 0.052 ГКПЗ 0.081 0.919 Лужки ± 0.035 ± 0.035 ОАО «Кост0.043 0.957 ромское» по ± 0.03 ± 0.03 плем. работе 0.07 0.93 В среднем ± 0.038 ± 0.038 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 (Hobs) 0.05 0.95 ± 0.05 ± 0.05 0.262 0.738 ± 0.068 ± 0.068 0.161 0.839 ± 0.047 ± 0.047 0.085 0.915 ± 0.041 ± 0.041 0.14 ±0.052 0.86 ± 0.052 0,049 0.02 0.002 0,228 0.149 0.507 0,149 0.081 0.097 0,082 0.037 0.011 0,13 0.077 0.077 Примечание: s.e. – стандартная ошибка; Нobs – наблюдаемая гетерозиготность; Hexp – ожидаемая гетерозиготность; D – коэффициент Селендера; χ2 – критерий соответствия равновесию Харди-Вайнберга. По трём исследованным генам в костромской породе достоверных отличий, по величинам наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности выявлено не было. Однако для отдельных хозяйств было показано достоверное отличие наблюдаемого распределения генотипов от ожидаемого. Два хозяйства ОАО «Минское» и СПК «Гридино» по уровню гетерозиготности по двум генам CSN3 и bPRL резко отличались друг от друга. Так в хозяйстве ОАО “Минское” отмечен избыток гетерозигот (для гена CSN3 D = 0,128, а для гена bPRL D = 0,148), в то время как в хозяйстве СПС “Гридино” наблюдается недостаток гетерозигот (для гена CSN3 D = -0,307, а для гена bPRL D = -0,034). При этом в целом в костромской породе уровень гетерозиготности соответствует ожидаемому. Количество животных, содержащих в своем генотипе B-аллель гена CSN3 (животные с генотипами АВ и ВВ), составляет в целом по породе 62,4%, причём в СПК «Гридино» эта величина достигает 76,2%. Выборка КРС из СПК «Гридино» достоверно отличается по частоте генотипа ВВ от частот данного генотипа в других хозяйствах (t d = 3,614-4,069, р<0,001). Таким образом, более ценный В-аллель гена каппаказеина наиболее широко представлен в стаде костромской породы из СПК «Гридино». Частота В-аллеля гена CSN3 в этом стаде превышает 81 таковую у других отечественных пород КРС, включая ярославскую породу, исследованную нами ранее (частота В-аллеля составила в среднем по двум хозяйствам (0,475, n=120). В целом, костромская порода КРС имеет высокий уровень содержания В-аллеля каппа-казеина и молоко коров костромской породы может быть с успехом использовано в сыродельческой промышленности. Ранее выявлена положительная связь AA и AB генотипов по RsaIмаркеру гена bPRL с удоем и процентным содержанием белка в молоке (Chung et al. 1996; Хатами и др. 2005; Alipanah et al., 2007). Суммарная частота генотипов АА и АВ гена bPRL у костромской породы в целом составляет 58,96%, причём в СПК «Гридино» их частота достигает 88,1%. По данным ряда авторов, LL генотип гена bGH ассоциирован с высокими удоями коров, более высоким содержанием жира и белка в молоке по сравнению с VL и VV генотипами (Chung et al. 1996; Хатами и др. 2005; Alipanah et al., 2007. У костромской породы КРС преобладающим генотипом по AluI-маркеру гена bGH является генотип L/L – от 73,8% до 95,0% (табл.3). Это самое высокое содержание этого ценного генотипа среди отечественных пород КРС. Следует отметить, что LL генотип гена bGH ассоциирован не только с высокими удоями коров и более высоким содержанием жира и белка в молоке, но и с большим приростом массы тела по сравнению с VL генотипом. Как характеризуется уже отмечалось высокой частотой выше, LL костромская генотипа гена порода bGH в исследованных стадах костромского скота, что указывает на возможность использования костромской породы в направлении мясной продуктивности. Ранее было показано, что основная роль в иммунном ответе организма на вирусные и бактериальные инфекции принадлежит гену BoLA-DRB3. Методом ПЦР-ПДРФ тестировано 54 аллеля гена BoLA- DRB3. Выявлены BoLA-DRB3 аллели, определяющие устойчивость и 82 восприимчивость КРС к лейкозу (Xu et al., 1993; Сулимова и др., 1995). Проведено тестирование животных костромской породы по гену BoLADRB3 и определены частоты аллелей (табл. 2.4). Тестирование коров костромской породы показало, что суммарная частота аллелей гена BoLA-DRB3, определяющих устойчивость к лейкозу, составила в целом по породе - 35,9%; ассоциированных с восприимчивостью к лейкозу – 4,0% (табл. 2.4, рис. 2.4). Таблица 2.4 - Спектр частот аллелей гена BoLA-DRB3 в выборках коров костромской породы из ГКПЗ «Лужки», СПК «Гридино», ОАО «Минское» и в целом по породе Частота аллеля Аллель ГКПЗ СПК ОАО Костромской "Лужки" "Гридино" "Минское" КРС Аллели, ассоциированные с устойчивостью к лейкозу 0,146 0,063 0,132 0,114 *7 0,118 0,1 0,211 0,128 *11 0,064 0,2 0,105 0,118 *28 Аллели, ассоциированные с восприимчивостью к лейкозу 0,009 0,037 0,018 *8 0,037 0,053 0,022 *22 Аллели, нейтральные по отношению к лейкозу 0,088 0,158 0,057 *1 0,264 0,212 0,078 0,215 *10 0,018 0,013 0,105 0,031 *12 0,013 0,004 *13 0,045 0,022 *15 0,009 0,004 *17 0,009 0,004 *18 0,055 0,026 0,031 *20 0,009 0,004 *25 0,018 0,009 *31 0,209 0,037 0,026 0,118 *36 0,018 0,053 0,018 *37 0,05 0,053 0,026 *41 0,009 0,004 *43 0,037 0,013 *48 0,05 0,018 *49 0,063 0,022 *51 83 Следует отметить, что аллели BoLA-DRB3.2*7 и *11 по данным ряда авторов (Kulberg et al., 2007) оказывают положительный эффект на устойчивость КРС к клиническому маститу. Суммарная частота этих аллелей у костромской породы также достаточно высокая – 24,1%. Полученные данные указывают, что костромская порода имеет высокий генетический потенциал устойчивости к заболеваниям, в частности к лейкозу КРС и клиническому маститу. СПК "Гридино" СПК "Лужки" *37 ; 0,0181 *43 ; 0,0091 *51 ; 0,0625 *49 ; 0,05 *7 ; 0,1455 *7 ; 0,0625 *11 ; 0,1 *48 ; 0,0375 *36 ; 0,2092 *41 ; 0,05 *11 ; 0,1182 *36 ; 0,0375 *13 ; 0,0125 *12 ; 0,0125 *31 ; 0,0181 *25 ; 0,0091 *20 ; 0,0545 *28 ; 0,2 *28 ; 0,0636 *18 ; 0,0091 *17 ; 0,0091 *15 ; 0,0454 *8 ; 0,0091 *10 ; 0,2125 *12 ; 0,0181 *8 ; 0,0375 *22 ; 0,0375 *10 ; 0,2638 *1 ; 0,0875 А Б СПК "Минское" *41 ; 0,05264 *37 ; 0,05264 *36 ; 0,02631 *20 ; 0,02631 Костромской КРС *49 ; 0,01755 *51 ; 0,0222 *48 ; 0,01317 *43 ; 0,00441 *7 ; 0,114 *41 ; 0,02611 *37 ; 0,01755 *7 ; 0,13157 *36 ; 0,11829 *12 ; 0,10526 *11 ; 0,21053 *10 ; 0,07895 *1 ; 0,15789 *28 ; 0,10526 *10 ; 0,21465 *22 ; 0,05264 В *11 ; 0,12705 *31 ; 0,00879 *25; 0,00441 *20 ; 0,03069 *18 ; 0,00441 *17 ; 0,00441 *15 ; 0,0222 *13 ; 0,00441 *12 ; 0,03069 *28 ; 0,11829 *8 ; 0,01755 *22 ; 0,0222 *1 ; 0,05697 Г Рисунок 2.4 - Спектр частот аллелей гена BoLA-DRB3 в выборках коров костромской породы из ГКПЗ «Лужки» (А), СПК «Гридино» (Б), ОАО «Минское» (В) и в целом по породе (Г). Зеленым цветом обозначены аллели устойчивости к лейкозу, красным цветом – аллели восприимчивости к лейкозу, чёрным – нейтральные аллели. Таким образом, костромская порода характеризуется высоким содержанием хозяйственно-ценных аллелей и генотипов: - В-аллеля каппа-казеина (до 59,5%, в целом по породе), определяющего сыродельческие качества молока; 84 - генотипа L/L по гену гормона роста (до 95%) , ассоциированного с высоким содержанием жира и белка в молоке и большим приростом массы тела; - генотипа АА по гену пролактина (до 73,7%), ассоциированного с высоким содержанием белка в молоке; - аллелей гена BoLA-DRB3, определяющих устойчивость к лейкозу (до 44,8%, в целом по породе - 36%) и клиническому маститу (до 34,3%, в целом по породе - 24,1%). Уникальность сочетании ценных костромской породы заключается генетических комплексов, в редком одновременно обеспечивающих высокое качество молока и мяса, а также высокий уровень устойчивости к заболеваниям. Генетический потенциал костромской породы не исчерпан. Она является одной из лучших отечественных пород и нуждается в бережном отношении к сохранению ее уникальности и дальнейшему усовершенствованию. 85 3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОДРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР МЕТОДОМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 3.1 Автоматизированные и автоматические системы управления технологическим процессом Управление – это совокупность действий, направленных на поддержание функционирования объекта в соответствии с заданной программой, или на основе определенной информации о значении параметров управляемого объекта [3.1]. С точки зрения автоматизации производства управление подразделяется на ручное, полуавтоматическое и автоматическое [3.1]. Классификация систем автоматического управления приведена на рис. 3.1. Рисунок 3.1 – Классификация систем автоматического управления При автоматическом управлении подача команд на управляемый объект осуществляется от специальных устройств либо по 86 заданной программе, либо на основании информации контролируемых параметров. В следящих системах осуществляется регулирование одного параметра в зависимости от значения другого параметра. Например, в шахтной аэрожёлобной сушилке при отклонении толщины зернового слоя автоматически увеличивается или уменьшается частота вращения вала выгрузного дозатора, уменьшается или увеличивается подача материала из норий. При полуавтоматическом (автоматизированном) управлении контроль работы управляемого объекта и подача команд осуществляется частично оператором. В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами, различают следующие основные виды автоматизации: автоматический контроль, автоматическую защиту, автоматическое управление, телемеханическое управление [3.2]. Автоматический контроль включает в себя автоматические сигнализацию, измерение, сортировку и сбор информации. Важнейшей частью автоматизации любого процесса является автоматический контроль его параметров. Эти системы позволяют освободить человека от наблюдения за технологическим процессом, состоянием различных устройств, механизмов и систем или облегчить эту работу. Системы автоматического контроля с помощью датчиков собирают следующую информацию: • количественную оценку физико-химических свойств твёрдых тел, жидкостей, газов (давление, плотность, вязкость, температура, влажность, концентрация примесей и т.д.); • определение геометрических размеров деталей в процессе и после обработки, поиск дефектов структуры изделий; оценка качества сборочных и других работ с целью вовремя обнаружить брак и предотвратить потери и т.п. 87 Данные выводятся в удобной форме на общий пульт управления, где оператор может их видеть и принимать решение. Кроме этого, при отклонении параметров от заданных значений система сигнализирует об этом звуковыми и световыми сигналами. В основном это диспетчерские системы. В задачу системы автоматической сигнализации входит оповещение обслуживающего персонала о ходе технологического процесса, о возникновении опасности, об аварийных режимах работы оборудования, требующих принятия неотложных мер. Виды сигналов зависят от степени опасности. При поступлении сигналов о наиболее опасных недопустимых режимах для привлечения внимания обслуживающего персонала, как правило, применяются прерывистые звуковые сигналы, яркие вспышки ламп, звонки, сирены. Схемы технологической сигнализации Схемы технологической сигнализации предназначены для оповещения обслуживающего персонала о нарушении нормального хода технологического процесса. Технологическая сигнализация воспроизводится ровным и мигающим светом и сопровождается, как правило, звуковым сигналом. Сигнализация по назначению может быть предупреждающей и аварийной. Такое разделение обеспечивает различную реакцию обслуживающего персонала на характер сигнала, определяющего ту или иную степень нарушения технологического процесса. Наибольшее применение нашли схемы технологической сигнализации с центральным съемом звукового сигнала. Они дают возможность принимать новый звуковой сигнал до размыкания контактов, вызвавших появление предыдущего сигнала. Использование различной релейной и сигнальной аппаратуры, различного напряжения и рода тока практически не меняет принципа действия схем. 88 Технологические процессы требуют позиционного контроля большого числа параметров, а характерной особенностью схем технологической сигнализации является наличие общих схемных узлов, в которых перерабатывается информация, поступающая от многих двухпозиционных технологических датчиков. Информация из этих узлов выдается в форме звукового и светового сигналов только о тех параметрах, значения которых вышли из нормы или необходимы для управления технологическим процессом. Благодаря общим узлам, снижаются потребность в аппаратуре и затраты на автоматизацию производства. В зависимости от числа сигнализируемых параметров световая сигнализация может быть выполнена ровным или мигающим светом. При сигнализации многих параметров (более 30) применяются схемы с миганием поступившего сигнала. Если число параметров менее 30, применяют схемы с ровным светом. Алгоритм работы схем технологической сигнализации в большинстве случаев одинаков: при отклонении параметра от заданного значения или сверхдопустимого подаются звуковой и световой сигналы, звуковой сигнал снимают кнопкой съема звукового сигнала, световой сигнал исчезает при уменьшении отклонения параметра от допустимого значения. Пример схемы технологической сигнализации с разделительными диодами и мигающим светом приведен на рис. 3.2. Здесь ЛКН – лампа контроля напряжения, Зв – звонок, РПС – реле предупреждающей сигнализации, РП1-РПn – промежуточные реле индивидуальных сигналов, включаемые контактами датчиков Д1 - Дn технологического контроля, ЛС1 - ЛСn – индивидуальные лампы, 1Д11Дn, 2Д1-2Дn – развязывающие диоды, КОС – кнопка опробования сигналов, КСС – кнопка съема сигналов, ШРС – шина ровного света, ШМС – шина мигающего света. 89 а Д1 КОС Д2 1Д1 КМС R ЛКМ ЗВ 1Д2 1Дn РПn РП2 РП1 РП1 РПС ЛС2 РП2 ЛС1 2Д1 РПС Дn 2Д2 2Дn РПС РП1 ШРС ЛСn РПn РП2 РП1 РП1 б РПn РП2 РП2 РПn РПn КПС КМС в ШМС Рисунок 3.2 – Схема технологической сигнализации с разделительными диодами и мигающим светом На рис. 3.3 показана схема сигнализации с использованием пульспары вместо источника мигающего света. а Д1 РПП2 Д2 РПП1 Д3 Д4 РПМ РПС РПП2 РПП1 РПС 1 14 3 РПП1 РПП1 РПП2 ШРС 7 5 2 6 4 РПМ ШРС 13 10 8 15 РПМ 11 9 12 17 16 19 18 20 КСС ШРС в а) б) Рисунок 3.3 – Схема сигнализации с использованием пульс-пары вместо источника мигающего света Схемы технологической сигнализации с зависимым звуковым сигналом от светового применяют только для предупреждающей сигнализации состояния неответственных технологических параметров, 90 так как в этих схемах возможна потеря сигнала, если сигнальная лампа неисправна. Могут встретиться схемы технологической сигнализации с индивидуальным съемом звукового сигнала. Схемы строят с использованием для каждого сигнала самостоятельного ключа, кнопки или другого коммутационного аппарата, отключающего звуковой сигнал, и применяют для сигнализации состояния отдельных агрегатов. Одновременно со звуковым сигналом отключается и световой. Автоматическая защита представляет собой совокупность технических средств, которые при возникновении ненормальных или аварийных режимов либо прекращают контролируемый производственный процесс, либо устраняют эти ненормальные условия. Для дополнительного оповещения работников автоматические системы защиты подают сигналы обслуживающему персоналу об аварийных режимах работы оборудования. Автоматическая защита применяется повсеместно в промышленности и в быту, на транспорте и в энергетике. Автоматические системы играют важную роль в обеспечении безопасности, не только производства, но и для работающих на предприятиях сотрудников и населения ближайших территорий. Системы аварийной защиты таких объектов, как атомный реактор, играют важную роль и значение для безопасности уже в масштабе не только одной страны, а нескольких. Эти системы имеют автономное питание, собственные датчики, и исполнительные механизмы. От них требуется высокие быстродействие и надежность. Для повышения надежности системы делаются многоканальными, т.е. функции дублируются. Наиболее часто в современных сушильных машинах применяются автоблокировки – вид автоматической защиты, предназначенный для неправильных включений и отключений обслуживающего персонала. 91 и других ошибок Автоматическое управление включает в себя комплекс технических средств и методов воздействия на объект без участия обслуживающего персонала. Сочетание комплекса технических устройств с объектом управления управления (САУ). автоматическое называют Разновидность регулирование, системой автоматического автоматического под которым управления понимают – процесс поддержания какого либо параметра на заданном уровне или изменение его по определенному закону. Автоматическое регулирование осуществляют автоматическим регулятором. Автоматическая система, состоящая из регулятора и объекта управления, называется системой автоматического регулирования (САР). Телемеханическое управление включает в себя управление с применением телемеханики. Телемеханика – область науки и техники, охватывающая теорию и технические средства автоматической передачи на расстояние команд управления и информации о состоянии объекта. Телемеханика позволяет объединить в один технологический процесс работу большого числа машин и установок, находящихся на значительном расстоянии друг от друга. Особое значение телемеханика приобретает в связи с созданием автоматизированных систем управления (АСУ). Обработка данных, полученных по каналам телемеханики, на ЭВМ позволяет значительно улучшить контроль за технологическим процессом и упростить управление. Поэтому в настоящее время вместо понятия «телемеханика» всё чаще и чаще используется сокращение АСУТП — автоматизированная система управления технологическим процессом. Современная система телемеханики также немыслима без компьютера, поэтому можно сказать, что телемеханика и АСУТП — близнецы-братья. Разница между этими понятиями улавливается лишь по времени появления и по традиции использования. Например, в энергетике 92 предпочитают использовать слово телемеханика, на промышленных предприятиях — АСУТП. Тенденции развития телемеханики В современной системе телемеханики большое внимание уделяется программному обеспечению системы и интеграции с действующими системами и программными комплексами. Стандартом стало графическое представление схем контролируемого процесса (мнемосхем) с «живым» отображением текущего состояния, управление объектом с кадров мнемосхем. В программном обеспечении наблюдается тенденция к стандартизации программных интерфейсов систем сбора данных и обрабатывающих программ (технология OPC), возрастает потребность экспорта собранных данных в специализированные программы (расчета режимов, планирования, аналитические, АРМ специалистов). В условиях усложнения систем повышается роль средств диагностики и отладки. С технической стороны в системах всё чаще используются современные скоростные каналы связи (оптоволокно, Ethernet) и беспроводные технологии (например, транкинговая и сотовая связь). Вместе с тем сохраняется потребность стыковки с морально (а иногда и физически) устаревшими «унаследованными» системами, с сохранением их протоколов связи. На контролируемых объектах всё чаще возникает необходимость стыковки с локальными технологическими системами. Наряду с усложнением самих систем и их программного обеспечения наблюдается изменение требований к реализуемым функциям. К традиционным функциям телемеханики (телесигнализация, телеизмерение, телеуправление) добавляются функции энергоучёта, транспорта данных с локальных автоматических приборов. К обычным функциям контроля за изменением состояния и превышения предельных значений добавляются возможности текущих расчётов и логического анализа (например, балансные расчёты). 93 3.2 Обзор существующих систем управления технологическим процессом сушки зерновых колосовых культур Сушка сельскохозяйственных характеризующийся в каждый материалов момент – времени это процесс, совокупностью показателей, которые отражают физическое состояние управляемого объекта. Эти показатели могут изменяться или оставаться неизменными при изменении внешних условий и режимов работы управляемого устройства и являются параметрами управляемого процесса. Автоматизация управления повышает культуру эксплуатации и КПД сушильной установки, увеличивает её производительность, улучшает качество сушки, повышает надёжность работы, облегчает условия труда и позволяет уменьшить количество обслуживающего сушилку персонала Рассмотрим имеющиеся системы автоматизации технологического процесса сушки зерносушилок. Автоматизация шахтной сушилки рассмотрим на примере сушилки СЗШ-16 [3.2]. Сушилка состоит из двух параллельно расположенных шахт, двух охладительных камер, вентиляторов и воздуховодов (рис. 3.4). Загрузка сырого зерна и перегрузка пересушенного в охладительные камеры обеспечивается работой четырех норий. Шахта сушилки состоит из двух секций, поставленных одна на другую. Внутри шахты расположено 14 рядов по 8 коробов в каждом ряду. К наружным стенкам шахты присоединяют всасывающие воздуховоды вентиляторов, подача сушильного агента производится в диффузор, образованный пространством между шахтами. Над каждой шахтой установлен надсушильный бункер, излишек из которого ссыпается в бункер нории для сырого зерна. 94 2 1 2 Н tН 3 3 GТ К tК Ta tmax Э ШЗ GЗ 4 M a Va сырое зерно б) сухое зерно сушильный агент а) а – функциональная; б – параметрическая Рисунок 3.4 – Схема шахтной зерносушилки: Зерно из шахт выпускают посредством непрерывно действующего устройства через 8 лотков. Охладительная камера состоит из двух вертикальных цилиндров с перфорированными стенками и конусным дном шлюзового затвора и вентилятора. Все сушилки отличаются от прочих объектов управления большим количеством входных и выходных параметров и сложностью связей между ними (рис. 3.4). Основные выходные параметры процесса – влажность и температура на выходе из сушилки, а также некоторый показатель Э, характеризующий работу зерносушилки. К числу параметров, непосредственно влияющих на регулируемые параметры, относят также температуру сушильного агента. В качестве регулирующих воздействий используют изменение подачи топлива и зерна. Остальные входные параметры, в том числе начальные влажность и температура зерна, расход сушильного агента и его влажность, относятся к группе возмущающих воздействий. 95 Шахтная сушилка, как объект автоматизации, характеризуется сложной системой взаимных связей между выходными, регулирующими и возмущающими воздействиями и регулируемыми параметрами. Структурная схема объекта показана на рисунке 3.5. Управление сушилкой должно быть оптимальным с точки зрения выбранного показателя эффективности Э. tн W6 (p) Gк GТ W1 (p) Т tк W3 (p) W4 (p) н W2 (p) к W5 (p) VВ Рисунок 3.5 – Упрощенная структурная схема шахтной зерносушилки, как объекта управления Автоматическое регулирование температуры сушильного агента осуществляют изменением подачи топлива в форсунку топочного блока (рисунок 3.6 а) или изменением количества наружного воздуха, подсасываемого вентилятором. Передаточная функция объекта W1(p) по каналу GT-T характеризуется относительно небольшой постоянной времени 260с и запаздыванием 60 с. Чувствительный элемент регулятора может быть установлен прямо после топочного блока, тогда регулирование температуры сушильного агента по зонам сушки осуществляют изменением подсоса наружного воздуха. Задание регулятору полезно корректировать в зависимости от влажности исходного зерна. 96 Автоматическое температуры нагрева регулирование зерна максимально осуществляют путем допустимой поддержания температуры сушильного агента в последней зоне сушки, т.е. в предпоследнем ряду коробов сушильной камеры за счет изменения количества наружного воздуха, подсасываемого вентилятором (рисунок 3.6 б). ТС ТЕ ТЕ Топка топливо ТЕ ТС QC 3 QЕ ТС h воздух воздух воздух сушильный агент а) 1 б) 2 в) Рисунок 3.6 – Структурная схема систем регулирования температуры: а – сушильного агента; б – максимальной температурой нагрева зерна; в – конечной влажности зерна Автоматическое осуществляют изменением регулирование влажности производительности зерна сушилки за счёт изменения положения выпускного механизма. Наилучшие возможности в этом плане имеет выпускной механизм сушилки СЗШ-16А, расположенный в нижней части шахты. Он представляет собой (см.рис. 3.6 в) каретку 1 с закреплёнными на ней полками 2, перекрывающими сечение выходных лотков 3 шахты. Производительность сушилки регулируют, изменяя зазор h между полками выходными лотками. При этом необходима система стабилизации уровня зерна в приёмном бункере с помощью двухпозиционного регулятора, управляющего норией загрузки. Контроль уровня при этом осуществляют на приёмном бункере двух датчиков уровня мембранного типа. Контроль конечной влажности зерна может осуществляться с помощью диэлькометрического и кондуктометрического влагомера. В обоих случаях необходима коррекция показаний прибора в зависимости 97 от температуры зерна. Комбинированный преобразователь, измеряющий оба параметра, устанавливают в потоке зерна ниже зоны нагрева. Результаты измерения влажности зерна на входе в сушилку могут быть использованы в системе комбинированного регулирования для коррекции управляющего воздействия. Автоматизация барабанных сушилок [3.2]. В барабанных сушилках влажный материал из бункера 1 (рисунок 3.7) дозатором 2 подается в барабан 5, при вращении которого частицы материала перемещаются вдоль его оси под некоторым углом. В том же направлении по барабану проходит сушильный агент, нагревающий высушиваемый материал и отводящий от него испаряемую влагу. Высушенный материал ссыпается из барабана в бункер 6, а воздух через циклон 7 отсасывается вентилятором 8. 1 2 PС 5 4 5 FС 2 топливо 6 7 3 PС 4 МС 1 TС 3 воздух Рисунок 3.7 – Функциональная схема автоматизации барабанной сушилки Процесс сушки можно регулировать по влажности сушильного агента на выходе из барабана. Регулятор влажности воздействует на подачу топлива в топку сушилки. Вследствие того, что температура сушильного агента по длине барабана примерно соответствует влажности высушенного материала, подачу топлива можно отрегулировать по температуре влажного воздуха на выходе из сушилки. Однако, в любом 98 8 случае, задание регулятору необходимо корректировать по результатам лабораторного анализа остаточной влажности высушиваемого материала. Производительность сушилки стабилизируется дозатором ленточного типа. При изменении количества материала на ленте регулятор 2 вырабатывает сигнал, ускоряющий её движение или наоборот, замедляющий. Режим работы топки контролируется регулятором 4, стабилизирующим давление воздуха перед горелкой, и регулятором 3, стабилизирующем температуру воздуха на входе в барабан. Скорость движения сушильного агента вдоль барабана должна быть также стабилизирована. Её значение устанавливают с учётом того, что при больших скоростях хотя и увеличивается скорость сушки, но одновременно возрастают потери теплоты с отработавшим сушильным агентом. Задачу стабилизации этого параметра выполняет регулятор 5, поддерживающий разрежение в сушильной камере за счёт изменения положения регулирующей заслонки на всасывающей магистрали вентилятора 8. В том случае, если исходная влажность высушиваемого материала сильно изменяется, показанная на рисунке 4 схема не обеспечивает требуемого качества конечного продукта из-за большого запаздывания в объекте. Стандартное решение при автоматизации объектов с неудовлетворительными динамическими характеристиками – переход к многоконтурной системе автоматического регулирования. За рубежом автоматизации сушилок также уделяется огромное внимание [3.4]. Многие фирмы выпускают сушилки, снабженные большим комплектом приборов для контроля за работой механизмов. Так, например, фирма Stela (Германия) разработала и поставляет приборы, контролирующие подачу влажного и выгрузку высушенного материала, работу двигателей и привода вентилятора и транспортера, работу горелки, температуру теплоносителя. 99 Наибольший интерес представляют используемые за рубежом системы автоматического регулирования технологических параметров процесса сушки – температуры агента сушки, температуры зерна и его влажности. Регулирование температуры агента сушки производится термореле посредством включения и отключения насоса горелки. Таким образом, изменение температуры агента сушки носит колебательный характер, причем колебания температуры зависят от динамических характеристик сушилки. Системы автоматического регулирования температуры зерна измеряют температуру в зоне наибольшего нагрева. Регулирование, как правило, осуществляют изменением скорости выгрузки зерна из сушилки (плавно или ступенчато). Системами автоматического регулирования влажности зерна оборудуют сушилки непрерывного и периодического действия. В сушилках непрерывного действия влажность зерна в процессе сушки измеряется измерительным преобразователем, установленным в нижней части сушильной камеры. Регулятор поддерживает заданное значение влажности путем включения и отключения разгрузочного устройства. Таким образом, из сушилки выгружается зерно только заданной влажности. Если требуется непрерывная разгрузка, необходимо плавное изменение скорости электродвигателя. Также за рубежом широкое распространение получает управление процессом сушки с помощью компьютеров. Например, фирма Shivvers (США) использует устройство Comp-U-Dry, которое может применяться для сушилок различного типа. Компьютер позволяет в соответствии с предварительно введенными данными контролировать технологические параметры процесса сушки и, в случае их выхода из указанного диапазона, формирует сигнал управляющего соответствующий исполнительный элемент. 100 воздействия на 3.3 Особенности автоматизации процесса сушки зерна методом термодинамического воздействия Характерной особенностью сушилок является малая тепловая инерция и связанные с этим большие скорости изменения параметров, что часто делает невозможным управление процессом вручную. Температура в кипящем слое довольно точно характеризует конечную влажность материала, так что, регулируя температуру слоя, можно обеспечить требуемое значение показателя эффективности. 3.3.1 Регулирование процессов сушилок термодинамического воздействия На практике температуры слоя: осуществляют изменением два загрузки способа влажного регулирования материала и изменением расхода сушильного агента. При использовании первого способа может автоматически увеличиться производительность сушилки (в случае уменьшения начальной влажности материала). Однако в этом случае между сушилкой и предыдущим технологическим аппаратом должен быть помещен промежуточный бункер, что нежелательно, а часто и просто недопустимо (из-за тенденции влажного материала к свободообразованию и зависанию в бункере). Схема автоматического управления такой сушилки (рис. 3.8 а) включает в себя узлы регулирования соотношения расходов топлива и первичного воздуха, температуры сушильного агента на входе в сушилку, расхода сушильного агента, температуры кипящего слоя, уровня кипящего слоя и разрежения в сушилке. 101 Влажное зерно 5 8 7 6 PIRC 2 1 3 TIRC 4 9 На рециркуляцию Топливо Воздух PDIRC Сухой материал Отработавший агент сушки FFIRC TIRC TIRC 7 8 а) Влажное зерно 5 6 PIRC 2 1 3 TIRC 4 9 На рециркуляцию Топливо Воздух PDIRC FFIRC TIRC 6 Сухой материал Отработавший агент сушки 7 8 б) а — регулирование температуры изменением подачи сырого материала; б —регулирование температуры изменением расхода сушильного агента; 1 — сушилка; 2 — кипящий слой; 3 — решетка; 4 — топка; 5 — промежуточный бункер; 6 — питатели; 7 — вариаторы; 8 — электродвигатели; 9 — циклон. Рисунок 3.8 – Схема регулирования процесса в сушилках с кипящим слоем 102 Регулирование уровня слоя обеспечивает определенное время пребывания материала в сушилке и исключает унос материала с сушильным агентом. гидродинамическое При этом сопротивление достигается слоя и постоянное оптимальный аэродинамический режим процесса сушки. Регулирование уровня слоя осуществляется с помощью регулятора перепада давлений под решеткой и в верхней части аппарата; регулирующее воздействие вноситься путем изменения расхода материала, выводимого из сушилки. Регуляторы температуры слоя и перепада давления воздействуют на вариаторы 7, изменяющие скорость вращения барабанов лопастных питателей 6. При использовании второго способа регулирования температуры слоя регулирующее воздействие вносится изменением расхода топлива, температура сушильного агента на входе в сушилку регулируется изменением расхода вторичного воздуха (рис. 3.8 б). В качестве критерия оптимальности сушки выбирают, как правило, количество влаги W, удаляемой из материала в единицу времени: W = GM ⋅ (ω H − ω K ) , где GM — расход сухого материала, м3/ч; ω H , ω K — влажность соответственно влажного и сухого материала, %. Текущие значения расхода GM и влажностей ω H и ω K подаются на вычислительное устройство, рассчитывающее критерий оптимальности. Выходной сигнал с этого устройства поступает на экстремальный регулятор, который изменяет поочередно расходы сушильного агента и влажного материала, отыскивая наилучшее значение критерия оптимальности процесса. При работе экстремального регулятора вводится ограничение по минимальной влажности сухого материала. 103 Оптимизирующие управляющие системы целесообразно применять в сушилках с высокоэффективными способами сушки, например с сушкой в кипящем слое. В сушилках с большой инерционностью поиск экстремальных значений затягивается, а качество регулирования не улучшается (по сравнению с обычными схемами регулирования). 3.3.2 Регулирование отдельных параметров Регулирование температуры слоя. Рассмотрим установившийся процесс сушки, при котором заданы температура и количество теплоносителя, нагрузка по влажному материалу и его влагосодержание. Любое изменение одного из этих переменных немедленно вызовет дисбаланс прихода и расхода тепла в слое при одновременном изменении температуры слоя и отходящих газов. Так, например, увеличение загрузки влажного материала или повышение его влагосодержания, или то и другое одновременно, будет иметь своим следствием увеличение расходной части баланса при постоянном приходе тепла и, следовательно, соответствующее понижение температуры слоя. Аналогичным образом увеличение количества теплоносителя или повышение его температуры при неизменной загрузке повышает приход тепла над расходом - температура слоя начнет повышаться; таким образом, температура слоя отражает любое изменение переменных, характеризующих процесс сушки. Следовательно, температура слоя является одним из основных параметров, отражающих соответствие приходной и расходной частей теплового баланса сушки, и поддержание ее на постоянном заданном уровне главная необходимость задача системы стабилизации регулирования. температуры технологическими требованиями. 104 Наряду слоя с этим диктуется Нами доказано, что конечная влажность материала при сушке в кипящем слое однозначно определяется температурой слоя. Это свойство процесса позволяет регулировать качество сушки наиболее простым и надёжным способом — путём поддержания температуры слоя на заданном для данного материала уровне. В производственных условиях неизбежны, конечно, внешние возмущающие воздействия, обусловливаемые колебанием количества сырого материала, поступающего на сушку, или его влагосодержания. Задачей регулирования является, следовательно, компенсация возникших изменений таким образом, чтобы колебания температуры слоя при этом не превышали определенного значения. Регулирование температуры слоя можно осуществить двумя принципиально различными способами. Вследствие малой инерционности процесса для измерения и регулирования температуры в слое могут быть использованы только быстродействующие датчики высокой эксплуатационной надежности. Наиболее приемлемым типом датчика является малоинерционная термопара. К недостаткам этого метода регулирования следует отнести необходимость установки промежуточного бункера и регулируемого дозирующего устройства на загрузке сырого материала. В случае, когда сушка жёстко связана с работой предшествующей производственной станции и должна перерабатывать весь поступающий влажный материал, независимо от возможных колебаний нагрузки, рассмотренный выше способ стабилизации температуры оказывается уже недостаточным для управления процессом и должны быть приняты производительности специальные установки меры для термодинамического согласования воздействия с поступающей на неё нагрузкой. В дополнение к приведенной схеме регулирования температуры слоя вводится новый параметр, отражающий соответствие производительности 105 установки требованиям предшествующей станции. В качестве такого параметра может служить уровень влажного материала в промежуточном бункере. Понижение уровня в бункере показывает, что производительность сушилки в данный отрезок времени превосходит производительность предшествующей станции, при этом температура теплоносителя должна быть снижена и, наоборот, накопление сырого материала в промежуточном бункере требует повышения производительности сушилки путем повышения температуры теплоносителя. Так как температура теплоносителя при постоянном количестве воздуха, вводимого в систему, однозначно определяется расходом топлива, то такой способ регулирования основан на изменении расхода топлива в зависимости от уровня сырого материала в промежуточном бункере (рис. 3.9 а). При этом регулирование уровня в бункере осуществляется двумя регуляторами, включенными по каскадной схеме: вспомогательным регулятором температуры теплоносителя 2 и главным (корректирующим) регулятором уровня 5. Второй способ регулирования температуры слоя заключается в следующем. Если по производственным условиям аэрожелобная сушилка должна работать температуры слоя без промежуточного достигается за бункера, счет то стабилизация изменения температуры теплоносителя в соответствии с мгновенной нагрузкой сушилки, предписываемой предшествующей станцией. В этом случае не требуется ни установки промежуточного бункера, ни регулировки подачи материала в слой, так как сушилка должна принимать и перерабатывать весь поступающий материал независимо от возможных колебаний. Так как при постоянном расходе воздуха температура теплоносителя определяется только расходом топлива, то этот способ сводится к регулированию расхода температуры слоя. 106 топлива в зависимости от Отработавший агент сушки LIRC 3 TIRC 1 Топливо Агент сушки Сухое зерно TIRC 2 а Отработавший агент сушки 1 Влажное зерно TIRC Топливо Агент сушки Сухое зерно б а — при наличии промежуточного бункера; б — при отсутствии промежуточного бункера; 1 — регулятор температуры слоя; 2 — регулятор температуры теплоносителя; 3 — корректирующий регулятор уровня Рисунок 3.9 – Согласование производительности установки термодинамического воздействия с нагрузкой предшествующей технологической станции Данный оформлении, способ однако регулирования качество проще регулирования в аппаратурном температуры слоя, вследствие существенной тепловой инерции топки, ниже, чем при регулировании температуры путем материала. 107 изменения подачи влажного Термопары для измерения температуры теплоносителя часто ошибочно устанавливают в непосредственной близости от газораспределительной решетки. Такая установка, вследствие лучистого теплообмена термопары и решетки, влечет за собой значительные погрешности в измерении температуры газа. Ошибка может достигать нескольких десятков, а иногда и сотен градусов. Регулирование высоты слоя. Система автоматизации процесса сушки, помимо стабилизации температуры слоя и согласования нагрузок, должна также выполнять стабилизацию сопротивления слоя. Стабилизация сопротивления слоя необходима, поскольку значительные колебания количества материала в слое и соответственно его сопротивления может привести к аварийному состоянию, а также к нарушению гидродинамического режима процесса, а в ряде случаев - и гранулометрического состава продукта. Поддержание постоянного сопротивления слоя (или суммарного перепада в слое и газораспределительной решетке) выполняется регулятором 9 (рис. 3.7) путем изменения количества выгружаемого из слоя сухого материала. Такое регулирование достигается в результате изменения производительности выгрузного устройства (шлюзового затвора), оснащаемого регулируемым приводом. В сушилке должно поддерживаться небольшое разрежение (порядка 50…100 Па), чтобы не допустить проникновения запыленных газов из сушилки в рабочее помещение через загрузочную течку. Это достигается при помощи вентилятора системы рециркуляции, управляемого регулятором разрежения 8. Регулирование расхода воздуха. Наиболее важным условием обеспечения нормального режима процесса является поддержание постоянного расхода воздуха и, соответственно, скорости газа в слое. Особенно резкие нарушения гидродинамики слоя влечет за собой понижение расхода воздуха ниже определенного предела, характерного 108 для данного материала. При повышенном расходе воздуха увеличивается вынос материала из слоя, что приводит к повышению нагрузки на пылеулавливающие устройства и увеличению потерь продукта. Регулирование количества воздуха, подаваемого вентилятором, производится при помощи ирисовой диафрагмы, установленной на входе вентилятора, управление которым выполняется дистанционно. Поскольку расходы воздуха и топлива, поступающих в топку, можно измерить достаточно точно, экономичность процесса горения обеспечивается путем поддержания постоянного соотношения топливо — воздух. Весь объем воздуха, подаваемого вентилятором в систему и устанавливаемый дистанционно с пульта, распределяется на две части: первичный — для сжигания топлива и вторичный — для разбавления топочных газов до температуры теплоносителя. Распределение воздуха производится клапаном, управляемым регулятором соотношения. Исследование устойчивости и качества процессов регулирования основных параметров установки термодинамического воздействия позволяет рекомендовать к использованию регуляторы пропорциональноинтегрального типа. При этом целесообразно отдать предпочтение электронным регуляторам. Должна предусматриваться возможность дистанционного управления со щита оператора следующими параметрами: расходом влажного и сухого материала, общего воздуха, воздуха на горение и расхода газов. На щит оператора выносится технологическая и аварийная сигнализация, а также дистанционное управление всеми двигателями аэрожелобной сушилки. Однако не все функции регулирования установок термодинамического воздействия автоматизированы. Некоторые из них выполняются обслуживаемым персоналом. В схеме автоматизации процесса сушки необходимо также предусматривать выполнение контроля следующих параметров (рис. 3.10): температуры в слое и начальной температуры теплоносителя, 109 температуры отходящих газов, расхода топлива, общего воздуха и воздуха на горение, давление в аппарате и перед вентилятором для удаления отработавшего агента сушки, сопротивления и состояние слоя и уровня материала в бункере. Отработавший агент сушки PIR FIR PIR FIR FIR LIR TIR TIR 1 2 3 4 5 6 7 8 PDIR PIR TIR PIR FIR 9 10 11 12 13 Приборы контроля: 1 — давления газа; 2 —расхода газа; 3 —напора общего воздуха; 4 — расхода общего воздуха; 5 — расхода первичного воздуха; 6 — уровня влажного материала в бункере; 7 — температуры теплоносителя; 8 — температуры слоя; 9 сопротивления (высоты) слоя; 10 - разрежения в аппарате; 11 — температуры отходящих газов; 12 — давления перед дымососом; 13 — расхода сухого продукта Рисунок 3.10 – Схема технологического контроля процесса сушки в установке термодинамического воздействия. Выводы по разделу 3.3 1. Предпочтительной аппаратурой для автоматизации установок термодинамического воздействия является электронная аппаратура. Применительно к условиям автоматизации процесса сушки к достоинствам этой аппаратуры следует отнести, что она, включая в себя сравнительно небольшое число унифицированных блоков, позволяет осуществить регулирование температуры, расхода уровня и других параметров, реализовать каскадные схемы регулирования, выполнить дистанционное управление регулирующими органами. Аппаратура имеет достаточный выбор исполнительных механизмов как по конструктивным оформлениям, так и по перестановочным усилиям. 110 2. Контроль воздействия температур должен на установке осуществляться термодинамического только с помощью малоинерционных термопар. Термопару, предназначенную для контроля температуры слоя, вводят в слой на длину около 1/3 диаметра решетки и устанавливают с небольшим наклоном (5—10°) к центру аппарата. Конец термопары должен находиться на уровне 100— 150 мм от решетки. 3. Наиболее целесообразным местом установки термопары для контроля температуры агента сушки является воздуховод, соединяющий топку с подрешетным пространством установки термодинамического воздействия. В этом случае необходимо также принять меры для защиты термопары от лучистого теплообмена с топкой. 4. Для контроля температуры отработавших газов термометр сопротивления следует устанавливать не на аппарате, а в наиболее узком месте газоотводящей системы (перед циклонами). 5. Измерение перепада давления осуществляют дифманометрами. 6. Измерения расхода воздуха осуществляют с помощью нормальных диафрагм, предусматривая для их установки необходимые прямые участки. В случае затруднений с размещением диафрагмы для контроля расхода общего воздуха можно применить входную диафрагму, устанавливаемую на входе в вентилятор. 3.4 Классификация датчиков и основные требования к ним Автоматизация эффективное механизмами различных управление требуют технологических различными многочисленных процессов, агрегатами, измерений машинами, разнообразных физических величин. Датчики измерительными (в литературе преобразователями) часто называемые также являются элементами многих систем автоматики - с их помощью получают информацию о параметрах контролируемой системы или устройства. 111 Датчик регулирующего – или это элемент управляющего измерительного, устройства, сигнального, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. Или проще, датчик – это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования. Используемые датчики весьма разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам. В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают: датчики механических перемещений (линейных и угловых), пневматические, электрические, расходомеры, датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и др. В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности: температура – 50%, расход (массовый и объемный) – 15%, давление – 10%, уровень – 5%, количество (масса, объем) – 5%, время – 4%, электрические и магнитные величины – менее 4%. По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают неэлектрические и электрические: датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения), датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др. Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений: • электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью; 112 • электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот; • они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений. Краткая характеристика датчиков, применение которых возможно для автоматизации сушилок, приведена в табл. 3.1. Таблица 3.1 Датчики, применение которых возможно для автоматизации сушилок Контролируемый параметр Температура зерна и агента сушки Влажность агента сушки и атмосферного воздуха Влажность зерна Типы датчиков Терморезистор Термопара Ртутные электроконтактные термометры Манометрические термометры Пирометры Гигрометры Приборы психрометрической системы Ёмкостные влагомеры Кондуктометрические влагомеры Поточные влагомеры Скорость (расход) агента сушки Расхода зерна Атмосферное давление Примечание Аналоговый сигнал Релейная характеристика Бескотактное измерение Сложно применять (необходимо увлажнение) Применение других типов затруднено Анемометры Косвенное измерение по параметрам весовых и объемных дозаторов Барометры цифровые Вопрос изучен не достаточно По принципу действия датчики можно разделить на два класса: генераторные и параметрические (датчики-модуляторы). Генераторные датчики осуществляют непосредственное величины в электрический сигнал. 113 преобразование входной Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика. По принципу действия датчики также можно разделить на омические, реостатные, фотоэлектрические (оптико-электронные), индуктивные, емкостные и д.р. Классификация приборов для измерения температуры. При сжигании топлива температура газа, воздуха, продуктов горения, факела, ограждающих поверхностей агрегатов, экранов, нагреваемых веществ (воды, пара, металла и т.д.) является одним из основных параметров, определяющих эффективность использования тепла. Приборы для измерения температуры классифицируют следующим образом. А. Термометры для измерения температуры контактным методом: 1) термометры расширения расширения, жидкости использующие (жидкостные) принцип или теплового твердого тела (дилатометрические); 2) термометры сопротивления, использующие изменение электрического сопротивления веществ от температуры; 3) термопреобразователи, термоэлектродвижущей силой использующие (термоэдс), зависимость развиваемой между термопарой (спаем) из 2 различных проводников, и разностью температур спая и свободных концов термопреобразователя; 4) манометрические термометры, использующие зависимость между температурой и давлением газа или паров жидкости, а также между температурой и объемом жидкости в замкнутой термосистеме. Б. Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом: 1) яркостные пирометры, измеряющие яркость нагретого тела на данной длине волны; 2) радиационные пирометры, измеряющие температуру по тепловому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн. 114 Терморезистор термосопротивление, (от термо и полупроводниковый резистор), резистор, термистор, обладающий свойством существенно изменять своё электрическое сопротивление при изменении температуры (см. рис. 3.11). Терморезистор — один из наиболее простых полупроводниковых приборов. Главные параметры терморезистора — диапазон рабочих температур и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), определяемый как относительное приращение сопротивления (в %) при изменении температуры на 1 К. Различают терморезисторы с отрицательным ТКС (ОТ), у которых электрическое сопротивление с ростом температуры убывает, и с положительным ТКС (ПТ), у которых оно возрастает. Диапазон рабочих температур большинства ОТ лежит в пределах от 170—210 К до 370—570 К с ТКС при комнатных температурах, равным (-2,4)—(-8,4)%/К. Существуют ОТ высокотемпературные (900—1300 К) и низкотемпературные (4,2—77 K); TKC последних составляет (-15)—(20)%/К и более [3.19]. Рисунок 3.11 – Терморезисторы Терморезисторы выпускаются в виде стержней, трубок, дисков, шайб и бусинок. Размеры терморезистора варьируют от нескольких мкм до нескольких см. На основе терморезисторов разработаны системы и устройства дистанционного и централизованного измерения и регулирования температуры, противопожарной сигнализации и теплового контроля, температурной компенсации 115 различных элементов электрической цепи, измерения вакуума и скорости движения жидкостей и газов, а также мощности измерители и др. Термопара, датчик температуры, состоящий из двух соединённых между собой разнородных электропроводящих элементов (обычно металлических проводников, реже полупроводников) (см. рис. 3.12). Действие термопары основано на эффекте Зеебека. Если контакты (обычно — спаи) проводящих элементов, образующих термопару (их часто называют термоэлектродами), находятся при разных температурах, то в цепи термопары возникает ЭДС (термоэдс), величина которой однозначно определяется температурой «горячего» и «холодного» контактов и природой материалов, примененных в качестве термоэлектродов [3.20]. Рисунок 3.12 – Фото термопар Термопары применяют в устройствах для измерения температуры и в различных автоматизированных системах управления и контроля. В сочетании (милливольтметром, с электроизмерительным потенциометром и т.п.) Термопара прибором образует термоэлектрический термометр. Измерительный прибор подключают 116 либо к концам термоэлектродов, либо в разрыв одного из них. При измерении температуры один из спаев осязательно термостатируется (обычно при 273 К). В зависимости от конструкции и назначения различают термопары: погруженные и поверхностные; с обыкновенной, взрывобезопасной, влагонепроницаемой или иной оболочкой (герметичной или негерметичной), а также без оболочки; обыкновенные, вибротряскоустойчивые и ударопрочные; стационарные и переносные и т.д. Термометр манометрический – прибор для измерения температуры, действие которого основано на одном из трёх принципов: тепловом расширении жидкости, температурной зависимости давления газа и температурной зависимости давления насыщенных паров предназначены для жидкости. Термометры манометрические непрерывного измерения температуры жидких или газообразных сред в стационарных промышленных установках. В зависимости от заполняющего вещества, термометры манометрические делятся на газовые, парожидкостные и жидкостные. Измерительная система термометра манометрического состоит из погружаемого элемента, капиллярного провода и трубчатой пружины в корпусе. Данные элементы соединены в единое устройство, которое под давлением заполняется инертным газом. Изменение температуры влечет изменение объема или внутреннего давления в погружаемом устройстве. Давление деформирует измерительную пружину, отклонение которой передается с помощью стрелочного механизма на стрелку. Термометры манометрические (см. рис. 3.13) могут применяться во взрывоопасных термометров помещениях. манометрических Наиболее являются уязвимым места в конструкции присоединения к термобаллону и манометру. Поэтому следует обращать особое внимание на аккуратность при монтаже этих приборов. 117 Рисунок 3.13 – Термометр манометрический Благодаря термометры широкому манометрические машиностроении, пищевой диапазону находят рабочих широкое температур, применение промышленности, в холодильном оборудовании. Электроконтактные термометры (см. рис. 3.14) представляют собой ртутные термометры, снабжённые системой контактов, которые могут быть задействованы в цепях управления и сигнализации. Рисунок 3.14 – Электроконтактные термометры 118 Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел (см. рис. 3.15). Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света. Рисунок 3.15 – Пирометр Влагомеры и гигрометры. Влагомеры – приборы для измерения влажности жидких и твёрдых веществ, гигрометры – влажности газов. Ранее гигрометрами называли приборы для определения влажности воздуха. Для измерения влажности жидкостей (т.е. содержания примеси воды в жидкости, в которой вода не является основным компонентом, например в нефти, спирте) употребляются ёмкостные влагомеры, действие которых основано на определении диэлектрической постоянной или диэлектрических потерь в жидкости, кондуктометрические влагомеры, в которых измеряется электропроводность жидкости, а также гигроскопическим электрохимическим влагомеры для газов со встроенным испарителем. Фото наиболее распространенных влагометров приведены на рис. 3.16. Влажность твёрдых тел определяется ёмкостными и кондуктометрическими влагомерами. Используют также резонансное 119 поглощение радиоволн ядрами водорода, входящими в состав воды. В таком влагомере контролируемый материал помещают в катушку колебательного контура радиочастотного генератора, частоту которого плавно изменяют. При частоте, соответствующей ядерному магнитному резонансу, резко возрастает поглощение энергии в колебательном контуре; величина поглощённой энергии служит мерой влажности материала. Радиоизотопные Влагомеры работают по принципу сравнения количественных характеристик процессов взаимодействия ядерных излучений с атомами водорода и с атомами других элементов. Наиболее употребительны влагомеры, действие которых основано на ослаблении потока g-лучей и замедлении быстрых нейтронов. Рисунок 3.16 – Влагомеры ёмкостные и кондуктометрические Поточные влагомеры (см. рис. 3.17) предназначены для определения массовой доли влаги (влажности) материала, движущегося в потоке. 120 Рисунок 3.17 – Влагомеры поточные Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и прочие (см. рис. 3.18). Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность. Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Плёночный гигрометр имеет элемент чувствительный из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха. В электролитическом электроизоляционного материала гигрометре (стекло, 121 пластинку полистирол) из покрывают гигроскопическим слоем электролита — хлористого лития — со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометра — зависимость показаний от температуры. Рисунок 3.18 – Гигрометры Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твёрдой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, каолина и некоторых окислов металла) от влажности воздуха. Конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического зеркальца в момент появления на нём следов воды (или льда), конденсирующейся из окружающего воздуха. Конденсационный гигрометр состоит из устройства для охлаждения зеркальца, оптического или электрического устройства, фиксирующего момент конденсации, и термометра, измеряющего температуру зеркальца. В современных конденсационных гигрометрах для охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан на Пельтье эффекте, а температура зеркальца измеряется вмонтированным в него проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром. Всё большее распространение находят электролитические гигрометры с подогревом, действие которых основано на принципе 122 измерения точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли находится в известной зависимости от влажности. Чувствительный элемент состоит из термометра сопротивления, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение. Анемометр (от греческого анемос – ветер, и метрео – измерение) — измерительный прибор, предназначенный для определения скорости ветра, а также для измерения скорости направленных воздушных и газовых потоков (см. рис. 3.19). Рисунок 3.19 – Анемометры В настоящее время промышленность предлагает широкий выбор переносных и стационарных электронных анемометров всевозможных марок и модификаций как отечественных, так и зарубежных фирмизготовителей. Причем все анемометры отечественного производства и 123 многие анемометры зарубежного производства внесены в Государственный реестр средств измерений России. При выборе анемометра для решения конкретных практических задач по измерению скорости воздуха необходимо учитывать множество факторов, таких как диапазон измерений анемометра, погрешность измерения скорости воздушного потока, диапазон рабочих температур, степень защиты анемометра от воздействия агрессивных факторов окружающей среды и уровень взрывозащиты, влагозащищенность и водонепроницаемость анемометра, габаритные размеры, как самого прибора, так и чувствительного элемента анемометра и т.д. Краткая классификация анемометров Анемометр, как измерительный прибор, состоит из трех основных частей: • Приемное устройство (чувствительный элемент анемометра, первичный преобразователь анемометра); • Вторичный преобразователь (механический, пневматический или электронный блок анемометра); • Отсчетное устройство (указатель стрелки, шкала, индикатор, дисплей анемометра). По принципу действия чувствительных элементов анемометры подразделяются на группы: • Заторможенные или динамометрические анемометры (трубки Пито - Прандтля); • Вращающиеся анемометры (чашечные, винтовые, крыльчатые анемометры); • Поплавковые анемометры; • Тепловые анемометры (термоанемометры); • Вихревые анемометры; • Ультразвуковые анемометры (акустические анемометры); • Оптические анемометры (лазерные, доплеровские анемометры). 124 3.5 Разработка экспресс-метода определения структуры зернового слоя В термодинамических устройствах материал находится во взвешенном состоянии, которое необходимо контролировать. Для этой цели нами разработан экспресс-метод, в основе которого заложено фиксирование изменяющейся структуры зернового слоя путём измерения интенсивности волнового потока, пронизывающего движущийся Экран - приёмник волнового излучения источник волнового излучения зерновой слой (см. рис. 3.20). Рисунок 3.20 – Схема к определению уровня псевдоожижения зернового слоя Апробирование данного метода было осуществлено на экспериментальной установке, представленной на рисунке 3.21. Порозность слоя определяли непосредственно в потоке зерна, фиксируя интенсивность светового излучения пронизывающего зерновой слой пучка света в местах, указанных на рисунке. Для этого, лопатка жалюзей 2 (рисунок 4.3), была сделана из материала, способного пропускать световое излучение - полистирола. Источником света служил диапроектор 8 Пеленг 500А. В качестве светочувствительного элемента использовали селеновый датчик 1, входящий в комплект люксметра 11 Ю-116. Интенсивность светового излучения устанавливали на определенном первоначальном уровне без зернового слоя в аэрожелобе 125 путем изменения величины напряжения (ЛАТРом 9), подаваемого в электрическую цепь диапроектора на лампу накаливания. 8 13 9 12 11 10 7 6 5 4 3 А 2 1 Б А 14 В 1 – вентилятор; 2 – диффузор; 3 – аэрожелобный сушильный короб; 4 – воздухораспределительный канал аэрожелобного сушильного короба; 5 – грузонесущий канал сушильного короба; 6 – патрубок выпуска отработавшего воздуха; 7 – решетка системы разделения зерна и отработавшего воздушного потока; 8 – грузонесущая перегородка; 9 – бункер; 10 – нория; 11 – бункер резерва; 12 – зернопроводы; 13 – зернослив; 14 – шлюзовой затвор; А – место замера полного и динамического давлений; Б – место замера высоты и уровня псевдоожижения зернового слоя; В – место отбора проб зерна Рисунок 3.11 – Схема модели экспериментальной установки с двумя аэрожелобными сушильными коробами 126 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 – селеновый датчик; 2 – светопроницаемая лопатка жалюзей; 3 – воздухораспределительный канал аэрожелоба; 4 – измерительная линейка; 5 – лампа подсветки; 6 – грузонесущий канал аэрожелоба; 7, 10 – видеокамера; 8 – источник света (диапроектор); 9 – лабораторный автотрансформатор (ЛАТР); 11 – люксметр. Рисунок 3.22 – Схема размещения приборов и оборудования при определении уровня псевдоожижения зернового слоя аэрожелобом Установлено, что существенное влияние на степень псевдооожижения зернового материала в аэрожелобе оказывают такие факторы, как частота вращения ротора шлюзового затвора nш; расход воздуха в начальном сечении воздухораспределительного канала аэрожелоба Q; влажность зернового материала ω. Изменение их значений вызывает смену состояний зернового слоя, фиксирование которого во времени осуществляли с помощью видеокамеры 10. 127 Рисунок 3.23 – Малая модель экспериментальной установки с двумя сушильными коробами в лаборатории Костромской ГСХА По окончании использованием опытов видеозапись видеомагнитофона в обрабатывали режиме с покадрового воспроизведения с целью получения осциллограммы. Длина реализации включала 7…10 низкочастотных составляющих процесса, при этом шаг дискретизации принимался от 0,5 до 1 секунды. Начало процесса определялось моментом подачи светового потока синхронизации работы видеокамер. Дальнейшая обработка полученных осциллограмм проводилась методом ординат. С целью сопоставления полученных результатов определения степени псевдоожижения по методике «просвечивания» слоя с результатами, полученными классическим способом, был поставлен однофакторный эксперимент. В качестве функции отклика взята степень опсевдоожижения ε, %, определяемая по известной зависимости ε0 = где V сл V сл − V з V сл – объем слоя, м3; 128 , (1) V з – объем зерновок, м3. В качестве варьируемого фактора приняты показания люксметра О, люкс. Установку (рисунок 3.21) включали в работу, загружали зерновым материалом. Устанавливали необходимый уровень варьируемого фактора по показаниям люксметра, изменяя подачу воздуха в воздухораспределительный канал аэрожелоба путем прикрытия входных окон вентиляторов. Фиксировали высоту слоя зерна в сушильной камере. По световому сигналу от фотовспышки полностью перекрывали входные окна вентиляторов, при этом зерновки плотным слоем располагались на поверхности грузонесущей перегородки. Фиксировали высоту слоя зерна в сушильной камере. Используя известные математические зависимости, учитывая среднее значение порозности слоя (для ячменя) в плотном слое εп = 45 %, определяли ε. По результатам проведенного эксперимента была построена тарировочная кривая перевода (сопоставления) данных, полученных по предлагаемой и известной методикам (рисунок 3.24). 105 95 ε,% 85 75 65 55 45 9 14 19 24 29 34 39 О,лк Рисунок 3.24 – Тарировочный график прибора 129 Анализ полученной зависимости позволяет сделать следующие выводы. Чувствительность прибора очень высокая в диапазоне ожижения зернового вороха свыше 94%. Результаты проведенного анализа по определению числовых характеристик полученных экспериментальных данных свидетельствуют о малом их рассеянии относительно среднего значения в опыте (коэффициент вариации значений псевдооожижения зерна во всех опытах менее 1,24%). Однако большому диапазону от 45 до 94% псевдоожижения зерна соответствует малый диапазон изменения интенсивности светового потока, фиксируемого люксметром. По нашему мнению это связано с большой выбранной толщиной просвечиваемого слоя в опыте. Поднять чувствительность прибора в этом диапазоне можно, если поместить селеновый датчик непосредственно в зерновой слой в защитной, светопроницаемой, герметичной оболочке. Кроме того, такая постановка датчика будет способствовать самоочищению поверхности от пыли, что также благоприятно отразится на уменьшении погрешности показаний прибора. 130 4 РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО АППАРАТА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СЕМЕННОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ ОТ СТЕБЛЕЙ ПРИ РАЗДЕЛЬНОЙ УБОРКЕ ЛЬНА Введение Уборка льна-долгунца является наиболее важным и трудоемким технологическим процессом при возделывании названной культуры. В нашей стране до настоящего времени почти повсеместно применяется комбайновая уборка льна [4.1]. В последние годы в отдельных льноводческих хозяйствах проводятся работы по внедрению в производство технологии раздельной уборки. Научными организациями предлагается комбинированная технология уборки льна. Технология раздельной уборки льна имеет многие преимущества в сравнении с комбайновой и является в современных условиях предпочтительной для нашего сельского хозяйства. В зоне рискованного земледелия, к которой относятся многие области традиционного льноводства России, уборку льна-долгунца как комбайновым, так и раздельным способами требуется проводить в очень короткие сроки. Поэтому машины для уборки льна должны обладать высокой надежностью и производительностью. Уборка льна-долгунца состоит из ряда последовательных технологических операций, основными из которых являются теребление растений (первая фаза уборки) и отделение семенной части урожая от стеблей (вторая фаза уборки). Эти операции выполняются как при комбайновой, так и при раздельной уборке льна. Для реализации комбайновой уборки льна в нашей стране разработан целый ряд льнокомбайнов, однако многие из них морально устарели и сдерживают повышение эффективности льноводства. Для 131 реализации второй фазы раздельной уборки льна в нашей стране машин не выпускается. Заграничные машины такого назначения стоят очень дорого. Их окупаемость в российских условиях сомнительна. Из-за отсутствия машин труженики нашего сельского хозяйства не могут применять раздельную уборку льна на своих полях. В институте механизации льнотеребилка льноводства и (г. проводятся Тверь) работы по разработана самоходная созданию подборщика- очесывателя. Разработаны опытные образцы машин такого назначения, однако они не прошли ещё широкой хозяйственной проверки, их работоспособность требует подтверждения. Главным технологическим органом машины для реализации второй фазы раздельной уборки льна является аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей. От его работоспособности в основном зависит жизнеспособность машины. При проверке разных технологий уборки льна в шестидесятые годы прошлого столетия было отмечено, что раздельная уборка в большей мере, чем комбайновая зависит от погодных условий. Поэтому аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей, применяемый в подборщике-очесывателе, должен работать и на лентах повышенной влажности. Раздельную уборку льна необходимо осуществлять в короткие сроки. Из этого вытекает, что очесывающий аппарат не должен сдерживать производительность льноуборочной машины. Следует сказать также, что от очесывающего аппарата зависят потери стеблей в виде путанины и семян. В настоящее время аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей при раздельной уборке льна, отвечающий высказанным требованиям, не разработан. Современное сельское хозяйство требует разработки и внедрения в производство более эффективные технологии уборки льна и тресты, совершенствования машин для их реализации. Это не в последнюю очередь относится к машинам и аппаратам для раздельной уборки льна. 132 В Костромской ГСХА предложена [4.2, 4.3] и разрабатывается новая технология уборки льна, приготовления, уборки и подготовки к переработке тресты. Эта технология нацелена на увеличение выхода длинного волокна из тресты и получение качественных семян, базируется она на раздельной уборке льна. Для внедрения в практику названной технологии уборки льна необходимо разработать удовлетворяющий производство подборщик-очесыватель с усовершенствованным аппаратом для отделения семян от стеблей. Задачу усовершенствования очесывающего аппарата для льна и решает данная научная работа. 4.1 Обоснование необходимости проведения НИР В современных условиях хозяйствования льноводство нашей страны оказалось в кризисном состоянии, поскольку нет технологий и машин, отвечающих этим условиям. В последние годы наблюдается активный поиск технологии уборки льна-долгунца, удовлетворяющей производство. Для повышения эффективности льноводства научные организации предлагают [4.1] применять комбинированную технологию уборки культуры, которая предполагает использование на ранней стадии созревания растений раздельной уборки, а затем комбайновой - в основном, для получения качественных семян. Таким образом, комбинированная технология будет включать сначала раздельную и затем комбайновую уборки. Комбайновая технология уборки льна долгие годы применялась и в настоящее время применяется повсеместно в нашей стране. Для её реализации разработан целый ряд льноуборочных комбайнов [4.4]. Однако комбайновая уборка сама по себе имеет недостатки. Это связано с тем, что в растении льна волокно созревает раньше, чем семена, и для того, чтобы получить качественные семена, сроки уборки культуры смещают на более поздние, теряя при этом качество волокна. Средний 133 номер тресты, сдаваемой на наши льнозаводы, не превышает единицы. Урожайность семян в последние годы составляет 1,4-1,5 ц/га при низкой их всхожести [4.1]. На сушку льновороха расходуется много топлива и денежных средств, что повышает стоимость семян. Цена семян на посев равняется примерно 30 % от стоимости всей льнопродукции, получаемой с гектара. В последнее время сушильные пункты во многих хозяйствах льноводной зоны разрушены, а при комбайновой уборке льна без сушильного оборудования качественные семена получить невозможно. Это ещё больше усложняет задачу получения достаточного количества качественного семенного материала. Эти примеры свидетельствуют о том, комбайновая хозяйствования уборка не льна-долгунца является в рыночных рациональной для условиях сельских товаропроизводителей как в смысле получения качественной тресты, так и качественных, но недорогих семян. Таким образом, комбайновая уборка льна в настоящее время в нашей стране морально и физически устарела и снижает эффективность льноводства. Раздельная уборка льна предусматривает раннее теребление растений и дозревание семян в коробочках на стеблях в лентах, разостланных теребилкой. Из этого вытекает, что раздельная уборка льна за счет раннего теребления и дозревания семян в коробочках на стеблях позволяет получить высококачественную тресту и одновременно семена, пригодные для посева, при меньших затратах топлива и средств. Кроме того, она смещает уборку тресты на более ранние сроки, что способствует повышению качества льнопродукции и применению средств механизации при осуществлении операций. Внедрение раздельной уборки льна в производство в настоящее время поможет увеличить доходы, получаемые от льноводства, и в целом - повысить эффективность работы льноводческой отрасли. В то же время имеется необходимость совершенствовать технологию раздельной уборки льна для получения качественных семян при неблагоприятных погодных условиях. 134 В нашей стране многие годы проводятся работы по созданию машин для раздельной уборки льна [4.5, 4.6]. Для реализации первой фазы технологии была разработана теребилка ТЛН-1,5. Для осуществления второй фазы выпускалась опытными партиями льноподборщик- молотилка ЛМН-1. Однако эти машины широкого распространения не получили, так как имели недостатки. Теребилка ТЛН-1,5 имела низкую производительность, допускала повышенные потери семян, недостаточно надежно работала на полеглом льне. Подборщик-молотилка ЛМН-1 имела вальцово-битерный аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей, который не справлялся со своими обязанностями при работе на влажном льне. Машина не имела бункера для вороха, из-за чего снижалась её производительность. Кроме того, при работе машины происходило наматывание стеблей на битера, то есть она не обладала и достаточной технологической надежностью. В средине шестидесятых годов была проведена проверка разных технологий уборки льна. В производственных условиях сравнивались комбайновая и раздельная уборки. Тогда энергоресурсы мало влияли на эффективность работы льняного комплекса, так как они имели небольшую стоимость, комбайновая уборка оказалась более предпочтительной в сравнении с раздельной. В средине восьмидесятых годов прошлого столетия, вместе с ростом цен на энергоносители, снова заметно увеличился интерес к раздельной уборке льна. В последующие годы проводились работы по созданию машин для раздельной уборки. В институте механизации льноводства (г. Тверь) были разработаны опытные образцы машин для реализации раздельной уборки льна. Прошла модернизацию теребилка ТЛН-1,5 [4.7, 4.8]. В результате потери семян при работе машины были уменьшены. Однако модернизированная машина также не могла работать на высоких скоростях, что снижало её производительность. Недостаточно хорошо она теребила и полеглый лен. 135 Одновременно с модернизацией теребилки проводились работы и по созданию подборщика-очесывателя. Сначала делались попытки разработать прицепной подборщик-очесыватель. Было изготовлено несколько опытных образцов машины [4.7, 4.8]. В них были применены разные по принципу действия и конструкции аппараты для отделения семенной части урожая от стеблей. Однако в производство ни один из образцов этого прицепного подборщика-очесывателя не был запущен, так как все они не совсем хорошо справлялись с работой. Да и спрос на льноуборочные машины в те годы упал, так как хозяйства нашей страны не имели средств на их приобретение. Здесь следует отметить, что технология раздельной уборки льна, имеющая значительные преимущества в сравнении с комбайновой, не является такой простой, какой кажется она на первый взгляд. Дело в том, что раздельная уборка обладает большей зависимостью от погодных условий, чем комбайновая, а также требует более высокой культуры земледелия и строгого выполнения технологической дисциплины. Машины для реализации раздельной уборки должны работать более качественно. Ленты растений, расстилаемые теребилкой, должны быть прямолинейными, с минимальной растянутостью стеблей. Теребильная машина должна быть прямоточной, чтобы сформированная лента растений расстилалась на той же полосе поля, с которой они и вытереблены. Прямоточным должен быть и подборщик-очесыватель. В нашей стране указанные условия выполняются не в полной мере, машины не выпускаются, поэтому раздельная уборка льна и не находит применения. В дальнем зарубежье раздельная уборка льна-долгунца распространена широко. Там для неё более подходящие природноклиматические условия и высокая культура земледелия. В Западной Европе получают высокие урожаи льна-долгунца. В таких условиях экономически эффективно использовать и прямоточные самоходные 136 машины. Прямоточные самоходные теребилки на выровненых полях двигаются на высокой скорости, показывают большую производительность и при этом расстилают качественную ленту. На ровных полях и прямых лентах самоходные очесыватели также показывают хорошие результаты работы. Но большинство полей, отводимых под лен, не могут обеспечить высокую работоспособность импортных машин, поэтому создание теребилок и очесывателей, адаптированных для российских условий, является актуальным. В институте механизации льноводства разработана самоходная прямоточная теребилка ЛТС-1,65 [4.8, 4.9]. Она в принципиальном плане является копией машин иностранного производства. Основное отличие состоит в том, что эта машина имеет ширину захвата 1,65 м. На наш взгляд, при разработке машины увеличенную ширину захвата приняли для повышения её поперечной устойчивости. Однако такая ширина приводит к увеличению неравномерности вылежки тресты. В этом явный недостаток указанной машины. Самоходная ЛТС-1,65 имеет массу 4500 кг, то есть она в сравнении с прицепными машинами стоит очень дорого, поэтому себестоимость работы машины на одном гектаре является высокой. Следовательно, теребилки отрицательно применение повлияет на однопоточной самоходной эффективность технологии раздельной уборки льна и льноводства в нашей стране. В институте механизации льноводства проводятся работы и по созданию самоходного подборщика-очесывателя. Разработан опытный образец машины, имеющий марку ПОЛС-01. На образце установлен очесывающий аппарат, аналогичный применяемому на льнокомбайне ЛК4А. Этот очесывающий аппарат при работе на льнокомбайне допускает большой отход стеблей в путанину. Во время выполнения технологического процесса подборщиком-очесывателем в аппарат для отделения семенной части урожая поступает лента растений худшего качества, так как эта лента при осуществлении первой фазы раздельной 137 уборки льна расстилается теребилкой на поле и при осуществлении второй фазы она подбирается с почвы. Следовательно, при работе указанного очесывающего аппарата в схеме подборщика-очесываеля отход стеблей в путанину ещё увеличится. В этом будет значительный недостаток машины и раздельной уборки льна. Высок а и стоимость этой самоходной машины, имеющей двигатель, трансмиссию, системы элекрооборудования и гидравлики, кабину и органы управления движением. Это также будет ухудшать экономику раздельной уборки, а также и льноводства. В Костромской ГСХА в конце прошлого столетия был создан комплекс машин для раздельной уборки льна, включающий прицепные теребилку-плющилку ТПЛ-4К и подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5К [4.7, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15]. Этот комплекс разработан с использованием рабочих органов льнокомбайна ЛК-4А. В качестве базы для ТПЛ-4К послужила теребильная часть комбайна, а в подборщикеочесывателе использована очесывающе-транспортирующая система комбайна без какого-либо её изменения. В то время льнокомбайн ЛК-4А широко использовался для уборки льна, хотя он имел многие недостатки, особенно видимые в настоящее время. Эти недостатки комбайна перешли в теребилку-плющилку и подборщик-очесыватель. Теребилка не была прямоточной машиной, она неудовлетворительно работала на полеглом льне. ПОЛ-1,5К также был выполнен по Г-образной схеме. Он не имел бункера для вороха. Положительным можно назвать то, что подборщикочесыватель мог работать на ленте и высокой влажности, так как он имел гребневой очесывающий аппарат. Этим он максимально снижал зависимость раздельной уборки от погодных условий. Можно утверждать, что и в настоящее время у наших сельхозпроизводителей льнопродукции не имеется такой машины, работа которой также мало зависела бы от погоды. Но подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5К имел и серьезный недостаток, вытекающий из наличия в машине гребневого очесывающего 138 аппарата – он давал большой отход стеблей в путанину. При его работе приходилось разравнивать ворох в агрегатируемом с ним прицепе, так как эта машина не имела бункера. Комплекс машин Костромской ГСХА в те годы застоя в льноводстве не нашел спроса, так как сельскохозяйственные предприятия, не имея денег, совсем не покупали новую технику. В настоящее время наши хозяйства и хотели бы купить льноуборочные машины, но многие отечественные агрегаты морально устарели или в нашей стране больше не выпускаются. Некоторые хозяйства для реализации раздельной уборки льна пытаются приобретать машины производства стран Западной Европы (Франции, Бельгии). Однако, как уже было сказано, западноевропейские машины в большинстве своем являются самоходными. Они качественно и производительно работают на ровных европейских полях, но из-за высокой стоимости и низкой урожайности льна в современных условиях эти машины себя не оправдают. В настоящее время в нашей стране производство льноуборочных машин практически развалено. Однако нет и перспективных разработок, удовлетворяющих производственников. Они насмотрелись на иностранные машины, которые быстро передвигаются по полю в том числе и при уборке полеглого льна. Наши машины, даже вновь разрабатываемые, не могут сравняться с иностранными по производительности, а во многих случаях по технологической и технической надежности. Наши льноуборочные машины морально устарели и требуют замены. Таким образом, наши льноводческие хозяйства в настоящее время не имеют машин для выполнения раздельной уборки льна, более экономически целесообразной в рыночных условиях. В Костромской ГСХА на средства Федерального бюджета в 20092010 годы разработана прицепная прямоточная теребилка льна с усовершенствованным теребильным аппаратом. При усовершенствовании 139 аппарата за основу был взят французский аппарат со сходящимися к центру ручьями [4.16]. Этот аппарат может работать на высокой скорости при тереблении нормального льна, но он производительно работает и на полеглом льне. Основная цель усовершенствования – уменьшить растянутость стеблей в формируемой аппаратом ленте, но при этом и сохранить его работоспособность на полеглом льне. Для проверки усовершенствованного теребильного аппарата была разработана экспериментальная прицепная прямоточная машина. В 2010 году эта теребилка была проверена на короткостебельном льне и показала, что она вполне может убирать такой лен. В 2011 году была проведена небольшая доработка машины, после чего она проверена в производственных условиях при тереблении льна нормальной высоты на поле, где встречались и очаги полеглого льна. Машиной в 2010 году вытереблено 83 га льна. При проверке агрегат, состоящий из трактора МТЗ-80 и экспериментальной теребилки, двигался по полю со скоростью 12-15 км/ч и на этой скорости выполнял работу не хуже бельгийской самоходной теребилки «Union». Производственная проверка показала, что экспериментальная прицепная прямоточная теребилка хорошо выполняет технологический процесс и она может служить базой для разработки производственной машины. Масса экспериментальной теребилки составляет 1400 кг, что примерно в три раза меньше, чем масса самоходной теребилки ЛТС-1,65, разработанной в институте механизации льноводства. Прицепная прямоточная машина будет стоить также примерно в три раза меньше, то есть в экономическом плане прицепная машина будет конкурентоспособной в сравнении с самоходной. Применение такой машины в сельскохозяйственном производстве повысит экономическую эффективность раздельной уборки и льноводства в целом. Хуже обстоит дело с осуществлением второй фазы раздельной уборки льна. Отечественных машин такого назначения вообще нет, а 140 заграничные подборщики-очесыватели стоят очень дорого, и не совсем подходят для наших условий. Это говорит о том, что разработка отечественного подборщика-очесывателя, не уступающего по производительности и качеству работы импортным машинам, является актуальной задачей. Как уже было сказано, основным рабочим органом машины для осуществления второй фазы раздельной уборки льна является аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей. От его технологической схемы и конструкции зависит работоспособность машины, а особенно на влажных лентах, чистота очеса коробочек (потери семян), отход стеблей в путанину и производительность агрегата. Следовательно, для работоспособной машины, осуществляющей вторую фазу раздельной уборки льна, необходимо разработать аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей, удовлетворяющий вышеуказанным требованиям. В Костромской ГСХА разработана схема новой технологии уборки льна, уборки и подготовки к переработке тресты [4.2]. Цель этой технологии – увеличить сбор волокнистой льнопродукции с единицы площади посева, повысить выход качественного длинного волокна из тресты, увеличить производство полноценного семенного материала в условиях полосы традиционного льноводства, а также уменьшить затраты на уборку урожая. Таким образом, новая технология направлена на повышение эффективности льноводства. Технология комплексно охватывает все операции, начиная от теребления льна и отделения семенной части урожая от стеблей в поле и заканчивая подготовкой слоя тресты к переработке на льнозаводе, и проведение всех операций подчинено единой цели. Основное отличие новой технологии уборки льна и тресты от традиционной состоит в том, что при реализации её в поле перед заматыванием льнопродукции в рулоны производят сдваивание лент 141 накладыванием вершинных частей стеблей одной из них на вершинные другой, а комлями наружу. На льнозаводе после разматывания рулонов ленты разделяют и одну укладывают на другую с ориентированием всех стеблей комлями в ту же сторону. При реализации новой технологии все посевы льна будут убираться по двухфазной технологии. Отличие новой технологии уборки льна от традиционной также и в том, что в процессе теребления культуры каждые две ленты растений будут расстилаться на почву в валок вершинными частями одна к другой, а комлями наружу. На части посевных площадей для производства семенного материала повышенного качества обе ленты валка будут расстилаться вершинными частями на один почвенный гребень, а для получения семян самых высоких репродукций – с образованием полушатра [4.3]. Новая технология будет включать следующие операции: 1 – теребление льна двухпоточной машиной и расстил валка, состоящего из двух лент, с расположением их коробчатыми частями одна к другой, а комлями наружу; 2 – подбор валка, отделение семенной части урожая от стеблей, оборачивание лент и расстил их вершинами наружу; 3 – вспушивание двух смежных лент (по необходимости); 4 – оборачивание двух смежных лент с формированием валка, в котором одна лента наложена на другую вершинными частями стеблей, а комлями наружу; 5 – вспушивание валка (по необходимости); 6 – подбор валка и прессование из него рулона, в котором комли стеблей одной ленты находятся в одной торцевой плоскости паковки и второй ленты – в противоположной её плоскости; 7 – погрузку, перевозку и хранение рулонов; 8 – доставку рулонов в цех переработки; 142 9 – разматывание рулонов с образованием слоя, в котором одна лента наложена на другую вершинными частями стеблей, а комлями наружу; 10 – разделение лент и перекладывание одной из них на другую с формированием слоя, в котором все стебли расположены комлями в одну сторону и имеют минимальную растянутость; 11 – подачу слоя стеблей в мяльно-трепальный агрегат. Как видно, при реализации разрабатываемой технологии будет применяться двухпоточный подборщик-очесыватель льна. Машина будет иметь два аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей. Она будет подбирать с почвы одновременно две ленты, расположенные вершинами одна к другой, или две ленты, разостланные в полушатер. Следовательно, условия работы аппаратов будут более тяжелыми, чем при обработке одной обычной ленты. Из сказанного вытекает, что для новой машины необходимо разработать упомянутый технологический орган, надежно работающий, допускающий при работе минимальные потери семян и стеблей. 4.2 Анализ известных аппаратов для отделения семенной части урожая от стеблей льна-долгунца Отделение семенных коробочек от стеблей – необходимая технологическая операция осуществляется двумя при уборке принципиально льна-долгунца, различными издавна способами: разрушением их на стеблях и отрывом от стеблей [4.5, 4.6, 4.17]. Первый способ применим только на сухом льне и обеспечивается путем плющения коробочек в вальцовых аппаратах, а второй – на сухом и свежевытеребленном льне путем очеса коробочек в гребневых, щелевых и битерных очесывающих аппаратах. При этом от стеблей отделяются целые и частично разрушенные коробочки. Известен также нашедший ограниченное распространение в практике нашей страны способ 143 отделения семенных коробочек от стеблей в два приема – разрушением их на стеблях плющением с последующим вычесыванием разрушенных коробочек и выделением семян, осуществляемый на сухом льне в вальцово-гребневых и вальцово-битерных комбинированных аппаратах. От совершенства способа отделения семенных коробочек от стеблей льна и устройства для его осуществления зависят потери льносоломы и семян, выход и качество волокна, а также состав получаемого вороха и затраты на его транспортировку, сушку и переработку. Вальцовые аппараты находили некоторое применение в нашей стране при разработке первых механизмов для обмолота льна. Большим достоинством вальцовых аппаратов плющильного типа является то, что они почти не повреждают стебли и дают отход их в путанину не более 0,3 – 1,0 % [4.5, 4.6, 4.17]. Однако применение вальцовых аппаратов ограничено из-за их высоких требований к влажности льна - наилучшее качество их работы достигается на льне с влажностью, не превышающей 15%. Для достижения полного обмолота льна за один пропуск требуется устанавливать на машине большое количество плющильных вальцов, что увеличивает её габариты. Несмотря на это, при повышении подачи и влажности требуется увеличивать число пропусков льна через вальцы, а это снижает производительность машины. По этим причинам вальцовые аппараты не нашли применения в мобильных машинах для уборки льна [4.5]. Анализ устройств для осуществления известных способов очеса льна показал, что все они могут быть условно разделены на две группы. К первой группе относятся гребневые устройства, рабочие элементы которых (зубья) проникают внутрь слоя между стеблями и при своем движении не только отрывают коробочки, но и расчесывают перепутанные стебли. Ко второй группе относятся щелевые, битерные и другие устройства, рабочие элементы которых (очесывающие планки, 144 била, цепи и т.д.) не проникают внутрь слоя, они отрывают коробочки без расчесывания слоя, существенного повреждения и отхода стеблей в путанину. Характерной особенностью устройств, отнесенных к первой группе, является их универсальность, то есть способность осуществлять очес льна любой спелости и влажности, но при этом отходом стеблей в путанину значителен, высока и повреждаемость стеблей [4.5]. Вопросам теоретического и экспериментального обоснования конструктивных параметров и режимов работы гребневых очесывающих устройств посвящены работы М.И. Шлыкова [4.18], П.Ф. Прибыткова [4.19], П.К. Шрамко [4.20], Л.Ю.Гурвича [4.21], М.Н. Летошнева [4.22], Л.Г. Ляднова [4.23], Б.П. Можарова [4.5, 4.24] и других авторов. Анализ перечисленных работ показывает, что основными направлениями в совершенствовании очесывающих устройств являются повышение чистоты очеса семенных коробочек, уменьшение повреждения и отхода стеблей в путанину, увеличение выхода длинного волокна и снижение энергоемкости процесса очеса. М.И. Шлыков [4.18] весь процесс очеса льна гребнем разделяет на проникновение зубьев в толщу льна, расчесывание ленты и обрывание семенных коробочек. Он рассмотрел взаимное расположение гребня и стеблей в процессе очесывания от момента пронизывания слоя стеблей до выхода зубьев из слоя и сформулировал основные требования к процессу очесывания, которые сводятся к полноте очеса коробочек при наименьших максимальных усилиях и затратах работы с минимальной повреждаемостью стеблей и коробочек. При исследовании процесса очесывания рассматриваются два случая отрыва коробочки. Первый, когда просвет между зубьями меньше её диаметра, и второй, когда больше. Автором показано, что просвет равный 4 мм не обеспечивает обязательного отрыва всех коробочек, 145 имеющих диаметр, больший величины просвета. Очевидно, это имеет место из-за деформации свежих семенных коробочек. Во втором случае коробочка опирается только на один зуб, а от другого она отделена стеблями, поэтому отрыв её еще менее вероятен и зависит от скорости гребня, плотности слоя стеблей и просвета между зубьями. Заданная агротребованиями чистота очеса может быть достигнута только многократным (до 6 раз) прочесом слоя. Автором установлено, что максимальные усилия при первом прочесе слоя гребнем в 2-3 раза выше, чем при втором прочесе, работа расчесывания стеблей в 6-18 раз превышает работу отрыва коробочек, а повреждение и отход стеблей в путанину возрастает с увеличением скорости гребня, начальной плотности слоя и с уменьшением просвета между зубьями. Поэтому наиболее рациональным является последовательный способ очеса, при котором действие зубьев на ленту осуществляют, начиная с вершинной части растений, а величина ступени должна быть не более 100-150 мм. Из сказанного следует, что перед очесом слоя гребнем крайне необходима его предварительная эффективная технологическая подготовка, которая должна включать отделение некоторой части семенных коробочек или их разрушение, нарушение механических связей между стеблями, частичную их параллелизацию. Л.Г. Лядновым [4.23] выполнены теоретический анализ явлений процесса очеса льна и экспериментальное исследование влияния уплотняющей способности гребня на пронизывание, расчесывание слоя и отрыв коробочек. Автором показано, что при расчесывании слоя для уменьшения повреждения стеблей необходимо снижать начальное сжатие слоя и уплотнение его гребнем, а расчесывание стеблей начинать с вершинной части. Дополнительные усилия на стебли, возникающие под действием мгновенных сил удара гребнем, растут пропорционально квадрату скорости гребня и поэтому при прочих равных условиях вероятность разрыва спутанных в слое стеблей при их расчесывании с 146 большей скоростью увеличивается. Для уменьшения повреждения и отхода стеблей в путанину операции их расчесывания и очесывания коробочек следует разграничить. При этом операция расчесывания, как наиболее важная и сложная, должна осуществляться с меньшей скоростью, по возможности, отдельным гребнем или другим рабочим органом. П.Ф. Прибытковым [4.19], П.К. Шрамко [4.20], и другими авторами установлены основные соотношения геометрических, кинематических и режимных параметров наиболее совершенного, производительного и надежного в работе очесывающего аппарата с поступательно-круговым движением гребней. Ими получены также выражения для определения: размера зоны очеса, скорости очеса, скорости зажимного транспортера, числа и продолжительности прочесов, длины зуба и гребня, дезаксиала и др. параметров. Б.П. Можаровым [4.24] впервые введено понятие интенсивности очеса или числа воздействий зубьев гребней очесывающего аппарата на стебли в 1 см ленты льна в зажимном транспортере. Автором показано, что чистота очеса, соответствующая агротребованиям (98 %), обеспечивается интенсивностью очеса, равной Q=3,02 зуб/см при угловой скорости вращения очесывающего барабана ω=29,8 рад/с; при числе очесывающих барабанов k=1; числе гребней в очесывающем барабане n=4; числе зубьев в гребне m=26 и скорости зажимного транспортера vт=1,58 м/с. Указанный параметр позволяет количественно оценивать рабочие органы по основному показателю качества работы – чистоте очеса. Однако он не дает возможности оценить те же устройства по отходу стеблей в путанину, поскольку отсутствует параметр эффективности единичного (удельного) воздействия. Л.Ю. Гурвичем [4.21] создана оригинальная очесывающетранспортирующая система, которая впервые была реализована в серийных льноуборочных комбайнах ЛК-4Т и ЛКВ-4Т. Эта система, 147 радикально изменив конструктивно-технологическую схему льнокомбайна, повысила его надежность и производительность. Но она совсем не затронула принципиальных основ процесса очеса льна. В ней также, как и ранее, используется полный очес семенных коробочек гребнями очесывающего барабана без предварительной подготовки слоя к очесу. При работе льнокомбайна на неподготовленный к очесу слой стеблей, сформированный теребильной частью, с определенной скоростью многократно воздействуют гребни очесывающего барабана, зубья которых пронизывают и разделяют слой на полоски, отрывают семенные коробочки, удаляют их из массы стеблей, одновременно расчесывая и параллелизуя последние. В результате из-за наличия механических связей между стеблями, иногда превосходящих прочность самих стеблей вследствие их спутанности и сцепленности семенных коробочек в слое, гребни очесывающего барабана интенсивно повреждают стебли и разрушают коробочки. Поэтому количество поврежденных стеблей с повреждениями, влияющими на выход и качество длинного волокна, как правило, очень велико и превышает допустимую агротребованиями норму (3 %) более, чем в 5-10 раз [4.25]. В дальнейшем для уменьшения потерь семян от недоочеса, повреждения и отхода стеблей в путанину очесывающий аппарат льнокомбайнов был выполнен передвижным [4.26, 4.27]. Это, как показывают данные испытаний льнокомбайнов ЛК-4Т и ЛК-4А на МИС, дало определенный экономический эффект, так как отход стеблей в путанину в среднем уменьшился с 3,8 до 2,75 %, а в неблагоприятных условиях уборки соответственно с 29,3 до 17,8 %. Вместе с тем, общие невозвратимые потери семян при среднем значении 7,45 % (ЛК-4Т) и 6,63 % (ЛК-4А) могут возрастать соответственно до 30,7 и 24,2 %. Основную часть из них (до половины) составляют потери от недоочеса и выноса с лентой из камеры очеса [4.28]. 148 Приведенные данные свидетельствуют о том, что исполнение очесывающего аппарата передвижным создает возможность полнее учитывать при уборке льна состояние стеблестоя, и именно поэтому несколько улучшаются указанные показатели качества работы льнокомбайнов ЛК-4А. Но, вместе с тем, это конструктивное решение не привело и не могло привести к коренному, радикальному решению вопросов повышения качества работы аппарата, поскольку по-прежнему слой льна очесывается гребнями без предварительной подготовки его к очесыванию. Наряду с отмеченными недостатками следует добавить ещё и то, что из-за высокой скорости очеса (9 м/с) до 30-50 % семенных коробочек разрушается. Это крайне нежелательно, так как сохранение их при очесе обеспечивает лучшее дозревание семян в процессе сушки вороха, полученного в результате работы льнокомбайна, что положительно сказывается на качестве получаемых семян [4.29]. Отмеченные недостатки диктуют необходимость создания очесывающего аппарата с более высокой, по сравнению с гребневым, технологической эффективностью отделения семенных коробочек, с минимальными потерями семян, разрушением семенных коробочек, повреждением и отходом стеблей в путанину. К числу наиболее известных очесывающих устройств второй группы относятся щелевые линейные, щелевые ротационные и битерные аппараты [4.5, 4.30]. Щелевой очесывающий аппарат, представляющий собой теребильно-очесывающую секцию льнокомбайна или самостоятельный рабочий орган, установленный на льнокомбайн взамен гребневого аппарата, работает по принципу протаскивания стеблей через щель размером, меньшим диаметра семенной коробочки льна [4.31]. Теребильно-очесывающая секция льнокомбайна состоит из теребильно-зажимного ручья, очесывающего устройства, поставленного 149 под углом к теребильно-зажимному ручью, и выполненного в виде двух движущихся бесконечных цепей специальной конструкции, образующих активный очесывающий зазор, и ветви пневмотранспортера вороха. Ветвь пневмотранспортера состоит из воздуховода, приемника вороха, оборудованного эжекционным окном, отвода и материалопровода. Приемник вороха плотно прилегает к очесывающему механизму и имеет паз для прохода очесываемых стеблей, а для ввода очесываемой части стеблей внутрь его оборудован направляющим козырьком. Все ветви пневмотранспортера обслуживаются одним вентилятором и соединены с ним специальным раздаточным воздуховодом. Лабораторные исследования и полевые испытания макетных образцов льнокомбайна с очесывающим аппаратом щелевого типа показали, что из-за меньшей (в 3 раза) скорости очеса и отсутствия эффекта расчесывания слоя новый рабочий орган по сравнению с очесывающим аппаратом серийного комбайна снижает повреждение стеблей в 3,0-3,5 раза, отход их в путанину в 2,0-2,6 раза и разрушаемость семенных коробочек в 1,5 раза [4.32, 4.33, 4.34]. Однако эти очесывающие аппараты не нашли применения в производстве - главным образом из-за низкой пропускной способности, значительной сложности конструкции и трудностью их обслуживания. Сложность конструкции обусловлена не только очесывающим устройством, но и пневматической системой для сбора и транспортирования продуктов очеса. Калининским политехническим институтом совместно с ГСКБ завода «Бежецксельмаш» разработан щелевой очесывающий аппарат в нескольких вариантах исполнения. Один из них выполнен на базе очесывающего аппарата от серийного льнокомбайна. У этого аппарата ось барабана установлена транспортера, а гребни выполненными в виде перпендикулярно заменены лопаток с плоскости очесывающими прорезью, в зажимного элементами, заходной части изменяющейся по выпуклым кривым, в рабочей же зоне имеющей 150 прямолинейный участок. При вращении вала барабана лопатки при поступательно-круговом движении своими прорезями поочередно входят в слой стеблей под заданным углом и осуществляют отделение семенных коробочек. Для улучшения процесса входа лопаток в зону семенных коробочек прорезь (щель) в своей заходной части значительно расширена. Несмотря на это, некоторая часть стеблей остается неочесанной, особенно при уборке полеглого и спутанного льна. В силу отсутствия самоочищаемости рабочие прорези аппарата интенсивно забиваются продуктами очеса, теряют свою работоспособность и увеличивают тем самым повреждение стеблей и отход их в путанину. Кроме того, в аппарате не решены вопросы сбора и транспортирования вороха. По этим причинам указанный очесывающий аппарат не нашел практического применения. В другой схеме серповидной формы лопатки с прорезями совершают только вращательное движение вместе с цилиндрическим барабаном, на котором они закреплены [4.35]. Этот вариант устройства, обладая всеми отмеченными ранее недостатками, имеет свой недостаток, свойственный всем ротационным рабочим органам – склонность к образованию намоток из целых и обрывков стеблей. По этой причине он также не нашел практического применения. Для уменьшения наматывания стеблей на барабан, повышения качества отделения семенных коробочек и улучшения самоочистки очесывающих лопаток последние в третьей схеме состоят из двух частей, образующих рабочий зазор и установленных на поворотных осях, расположенных в плоскости вращения радиально к оси барабана, и снабженных коромыслами с роликами на конце для взаимодействия с направляющими дорожками неподвижных кулачков, соосных барабану [4.36]. При работе такого устройства лопатки сходятся и образуют рабочий зазор в момент, когда слой льна окажется между ними. Продолжая вращательное движение в сомкнутом состоянии, они 151 отрывают семенные коробочки и выносят их из слоя, после чего, в результате взаимодействия роликов с направляющими дорожками неподвижных кулачков, обе части лопатки поворачиваются вокруг своих осей и освобождаются от продуктов очеса. Недостатком описанного очесывающего устройства является сложность конструкции, высокая скорость очеса, большая инерционность составляющих очесывающего элемента, и, как следствие - нестабильность размера рабочего зазора. Все это приводит к снижению качества очеса коробочек, увеличению повреждаемости и отхода стеблей в путанину. Из-за этих недостатков упомянутое устройство также не нашло применения в машинах для уборки льна-долгунца. Битерный транспортер и очесывающий пару аппарат цилиндрических или включает конических зажимной битеров, расположенных друг над другом с рабочим зазором, меньшим диаметра семенной коробочки, причем битера установлены под острым углом к зажимному транспортеру с вершиной в сторону, противоположную движению рабочих ветвей его ремней. Для повышения надежности устройства и технологического процесса верхний битер у него, как правило, подпружинен [4.37, 4.38]. Вопросам теоретического и экспериментального обоснования конструктивных параметров и режимов работы битерных очесывающих аппаратов посвящены работы Б.П. Можарова [4.5, 4.24], В.Н. Бухаркина, Р.В. Пытченко [4.5, 4.39], И.М. Махова [4.40], А.А. Чернышкова [4.41], С.А. Корсака [4.42] и др. авторов. Анализ этих работ показывает, что основными направлениями совершенствования указанного устройства являются повышение чистоты очеса семенных коробочек и снижение потерь семян выносом с лентой. Сложились два четко выраженных варианта использования битеров – в качестве самостоятельного очесывающего устройства в подборщике-очесывателе фирмы РивьерКазалис (Франция) [4.43] и на опытных образцах 152 универсального льноуборочного агрегата АУЛ-1,5 , а также подборщика-очесывателя ПОЛ-1 [4.44] или в качестве вытряхивателя семян из слоя стеблей после разрушения на них семенных коробочек плющильными вальцами, например в подборщике-молотилке ЛМН-1. Исследования и испытания указанных машин показали, что битерный очесывающий аппарат по сравнению с гребневым существенно снижает повреждение и отход стеблей в путанину, но чистота очеса и надежность технологического процесса у него всецело зависят от режима работы, величины подачи и влажности льна [4.5, 4.24, 4.25]. Повышение чистоты очеса за счет интенсификации процесса путем увеличения частоты вращения и уменьшения рабочего зазора между планками битеров сопровождается ростом разрушаемости коробочек, повреждения и отхода стеблей в путанину. Все это указывает на то, что резервы повышения качества работы у битерных устройств в основном исчерпаны, поэтому такие очесывающие аппараты пока не нашли практического применения в льноуборочных машинах. Тем не менее, вполне приемлемые значения чистоты очеса (9295%), повреждения (5-29%) и отхода стеблей в путанину (до 0,5-1,6%), а также простота конструкции делают их применение перспективным, особенно для предварительной подготовки слоя льна к очесыванию гребнями [4.45]. Битерный аппарат можно рассматривать как частный случай щелевого, поскольку он также исключает расчесывание слоя растений и работает по принципу протаскивания стеблей через рабочий зазор, периодически образующийся между планками (билами) двух синхронно вращающихся битеров. Планки битеров не проникают внутрь слоя стеблей и отрыв семенных коробочек происходит от их ударного воздействия, поэтому с увеличением окружной скорости битеров и снижением влажности льна количество разрушенных коробочек, как показали наши исследования, будет возрастать [4.45, 4.46, 4.47, 4.48]. 153 Комбинированный вальцово-битерный очесывающий аппарат, применяющийся ранее на подборщике-молотилке ЛМН-1, не получил распространения из-за недостатков, присущих вальцовым и битерным устройствам, указанных ранее [4.5]. Комбинированный вальцово-гребневой аппарат, который использовался в бельгийской льномолотилке «Десман», не нашел применения в отечественных льноуборочных машинах, по нашему мнению, главным образом из-за ограничений по влажности льна, так как вальцовые устройства при повышенной влажности стеблей и семенных коробочек работают крайне неудовлетворительно из-за налипаний на вальцы продуктов обмолота – половы и семян льна [4.5]. Из приведенного анализа известных способов и устройств для осуществления отделения семенных коробочек от стеблей льна следует, что ни один из них по тем или иным причинам не отвечает в полной мере современным требованиям сельскохозяйственного производства в плане использования их в льноуборочных комбайнах и подборщиках- очесывателях. Это требует изыскания новых способов и устройств, или организации работы по существенному усовершенствованию известных устройств в направлении увеличения чистоты очеса, уменьшения повреждения и отхода стеблей в путанину, а также повышения технологической и технической надежности механизмов. В перспективной машине для осуществления второй фазы уборки новой технологии, разработанной Костромской ГСХА, аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей будет работать в более тяжелых условиях, и к нему предъявляются повышенные требования. Следовательно, работа, нацеленная на усовершенствование упомянутого аппарата, является актуальной. 154 4.3 Разработка технологической схемы усовершенствованного ресурсосберегающего плющильноочесывающего аппарата для льна В Западной Европе широко применяют раздельную уборку льнадолгунца, и для её реализации используют двухпоточные самоходные машины. Самоходные агрегаты более производительны, и при высокой урожайности льна они себя вполне оправдывают. В нашей стране для увеличения конкурентоспособности продукции урожайность льна должна быть повышена, тогда и в России применение самоходных льноуборочных машин будет рентабельным, даже в случае, если будет использоваться комбинированная технология уборки льна [4.1] (сначала раздельная, а потом – комбайновая), которая потребует наличия двух комплексов машин, так как основные технологические операции совпадают по времени, а свойства растений на этапе, например отделения семенной части урожая от стеблей, сильно отличаются. На наш взгляд, использовать для уборки льна два комплекса дорогих самоходных машин экономически нецелесообразно. Так как раздельная уборка обладает многими преимуществами перед комбайновой, её и надо принять для нашей страны за основу, но при этом сосредоточить усилия по совершенствованию механизмов для реализации технологии раздельной уборки или разработке новых машин, полностью адаптированных к российским условиям то есть позволяющим гарантированного получать качественных семена и при ухудшении погодных условий. При осуществлении раздельной уборки льна, также как и комбайновой, производят отделение семенной части урожая от стеблей. При анализе способов и устройств для выполнения этого процесса было показано, что имеется возможность выбора более подходящего варианта с учетом основных требований к процессу отделения. Было отмечено, что при реализации обеих технологий необходимо обеспечить удовлетворяющие агротребованиям чистоту очеса коробочек, а также 155 минимальные повреждения стеблей и отход их в путанину. Но есть и отличия в выполнении процесса отделения коробочек при раздельной и комбайновой уборке. Например, при комбайновой уборке нежелательно разрушать семенные коробочки, так как это снижает качество семян в процессе сушки вороха. При раздельной уборке семена дозревают на стеблях в ленте, поэтому при отделении семян от стеблей их даже целесообразно разрушать, так как на сушку вороха потребуется меньше топлива. К тому же разрушенные коробочки легче выделить из слоя стеблей, а расчесать стебли с разрушенными на них коробочками значительно легче, поэтому можно ожидать уменьшения повреждения стеблей и отхода их в путанину. Разрушить коробочки можно вальцами, битерами и другими устройствами. Битера воздействуют на коробочки ударом и поэтому в некоторых условиях возможно получение большего количества повреждение семян. Вальцы действуют на коробочки более нежно. Это дает возможность увеличить давление между вальцами и полнее разрушить коробочки без нанесения повреждений семенам. При большем разрушении коробочек в процессе последующего вычесывания семян из слоя стеблей зубьями уменьшается отход стеблей в путанину. Было отмечено, что существует опасность налипания частиц коробочек на вальцы. Следовательно, необходимо продумать меры для очистки вальцов от налипаний на них массы. Вальцы могут только раздавить коробочки, но они не способны выделить семена из слоя стеблей. Для выделения семян из слоя в подборщике-молотилке ЛМН-1 применяли битера. Однако этот механизм не оправдал себя, так как битера не проникают внутрь слоя. Они недостаточно полно выделяют семена из слоя стеблей. При повышении интенсивности действия битеров увеличиваются повреждения стеблей. Таким образом, в перспективной машине применять битера для вычесывания семян из слоя стеблей не имеет смысла. Более полно выделить семена из слоя стеблей после разрушения коробочек смогут 156 зубья, проникающие внутрь слоя. Но применение зубьев увеличивает отход стеблей в путанину. Последнее в большей мере проявится при работе подборщика-очесывателя, так как при работе этой машины лента поступает на очес худшего качества, чем это имеет место в льнокомбайне. Известно [4.5], что для уменьшения повреждения и отхода стеблей в путанину необходимо использовать последовательный очес и более редкую расстановку зубьев. Указанные особенности необходимо учесть при разработке технологического органа для отделения семенной части урожая от стеблей в перспективной машине, предназначенной для реализации раздельной уборки льна. С учетом этого в Костромской ГСХА разработали усовершенствованную технологическую схему ресурсосберегающего плющильно-очесывающего аппарата для льна. Схема аппарата показана на рис.4.1, вид сбоку и на рис.4.2, вид сверху. Рисунок 4.1 - Схема усовершенствованного плющильно-очесывающего аппарата, вид сбоку Усовершенствованный плющильно-очесывающий аппарат включает зажимной транспортер 1, первые плющильные вальцы 2, протряхиватель 3 ленты, вторые плющильные вальцы 4 и очесывающий зубчатодисковый барабан 5. Указанные технологические органы установлены на раме 6. 157 Рисунок 4.2 - Схема усовершенствованного плющильно-очесывающего аппарата, вид сверху Зажимной транспортер 1 образован двумя ремнями, огибающими ведущие шкивы, натяжные и прижимные ролики. У верхнего ремня прижимные ролики закреплены на качалках и подпружинены для лучшего зажатия стеблей. Первые плющильные вальцы 2, как и вторые 4 содержат нижний и верхний вальцы. Нижний из вальцов является ведущим, а верхний – нажимным. Верхний валец закреплен на качающейся рамке и подпружинен в сторону нижнего. Протряхиватель 3 ленты состоит из двух дисков с лопатками, вращающихся с валом. Вал установлен под углом к рабочей ветви зажимного транспортера. За счет этого увеличивается зона действия лопаток на стебли. Очесывающий барабан 5 представлен тремя дисками, посаженными на валу. Каждый диск имеет зубья, выступающие за его наружную кромку. Вал барабана также расположен под углом к ветви транспортера для обеспечения последовательного очеса. Первый диск имеет меньший диаметр, чем два другие, поэтому обеспечивается последовательность очеса и по интенсивности воздействия зубьев на стебли. Ресурсосберегающий плющильно-очесывающий аппарат работает следующим образом. Лента льна выходит из подбирающего аппарата и захватывается ремнями зажимного транспортера 1. При перемещении 158 ремнями вершинная часть растений проходит между первыми вращающимися плющильными вальцами 2. Давление верхнего вальца на нижний отрегулировано так, что эти вальцы раздавливают только часть коробочек, то есть те коробочки, которые разрушаются легко. Первыми вальцами раздавливаются в первую очередь коробочки, находящиеся сверху и снизу ленты растений, в средине же слоя основная часть коробочек не будет разрушена первыми вальцами. Далее лента растений зажимным транспортером вводится в зону действия протряхивателя 3. Диски этого механизма протряхивают ленту, действуя на неё своими лопатками, семена из раздавленных коробочек высыпаются из слоя стеблей. Лопатки не проникают внутрь слоя, они соскабливают разрушенные коробочки, находящиеся сверху ленты, и расправляют (параллелизуют) верхние стебли. После действия на ленту лопаток протряхивателя 3 она подается транспортером 1 во вторые вальцы 4. Верхний валец этого рабочего органа прижимается к нижнему с таким усилием, при котором происходит раздавливание в слое стеблей всех оставшихся коробочек. При выходе из вторых вальцов лента попадает в зону действия очесывающего барабана 5. Первый диск барабана своими зубьями расчесывает вершинную часть ленты и вычесывает семена из разрушенных вальцами коробочек, находящиеся в этой части. Второй диск своими зубьями обрабатывает среднюю и вершинную части зоны расположения коробочек. Третий диск вычесывает семена, находящиеся в зоне, приближенной к зажимному транспортеру и протряхивает всю зону расположения коробочек, выделяя из слоя стеблей все оставшиеся семена. После действия на стебли зубчато-дискового очесывающего барабана лента выводится из аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей. Как видно, очесывающий барабан расчесывает стебли в зоне расположения коробочек по принципу последовательного очеса и выделяет из слоя семена. За счет соблюдения последовательного очеса 159 стеблей зубьями, а также того, что коробочки раздавливаются вальцами практически без отхода стеблей в путанину, представленный плющильноочесывающий аппарат будет работать с минимальными повреждениями стеблей. Ворох будет представлять однородную массу, состоящую в основном из семян и частиц из разрушенных коробочек. Как было сказано, первые вальцы действуют на ленту с меньшим усилием и раздавливают только слабые коробочки, а также коробочки, которые находятся сверху и снизу слоя, поэтому первые вальцы почти не наносят повреждений семенам. Протряхиватель ленты удаляет семена, выделившиеся из этих коробочек. Вторые вальцы действуют на слой с таким усилием, которого достаточно для раздавливания всех коробочек, но тогда, когда снаружи его уже нет семян, поэтому они также наносят семенам минимальные повреждения. Таким образом, преимущество усовершенствованного плющильноочесывающего аппарата состоит в том, что он более чисто выделяет семена из ленты стеблей, в минимальной степени наносит им повреждения, а также уменьшает повреждения и отход стеблей в путанину. 4.4 Разработка конструкции и изготовление макетного образца усовершенствованного плющильно-очесывающего аппарата Как видно по технологической схеме, показанной на рис. 4.1 и 4.2, усовершенствованный ресурсосберегающий плющильно-очесывающий аппарат содержит несколько механизмов. При разработке конструкции аппарата принято решение эти механизмы установить на одной раме, которая спроектирована из стандартных труб сечением 40×60 мм. Такие трубы использованы для повышения жесткости рамы и уменьшения массы машины. Рама плющильно-очесывающего аппарата сконструирована также с учетом того, что этот технологический орган 160 будет установлен на общей раме машины, и к раме аппарата будут присоединены рама подбирающего аппарата, а также рама расстилочнооборачивающего устройства. Каждый механизм должен быть приведен в действие с использованием редукторов и цепных передач, это обстоятельство учтено в конструкции рамы. При проектировании рамы предусмотрена возможность сборки и разборки аппарата и его механизмов. При изготовлении рамы широко использована сварка отрезков трубы в единую конструкцию. Для зажимного транспортера приняты ремни длиной 3800 мм, которые ранее использовались в льноуборочных машинах (оборачивателях ленты ОСН-1 и др.) Применение этих ремней во многом предопределило конструкцию рамы и габариты аппарата. Ведущие шкивы ремней и ролики взяты от теребильного аппарата льнокомбайнов, ранее выпускающихся нашей промышленностью, а также от других льноуборочных машин. Плющильные вальцы имеют диаметр 200 мм для обеспечения их технологической работоспособности. Изготовлены вальцы из стальной трубы подходящего диаметра, снаружи они обрезинены. Диски протряхивателя ленты и очесывающего барабана изготовлены из стального листового проката необходимой толщины. Валы механизмов аппарата изготовлены из калиброванного стального проката диаметром 30 мм. При изготовлении аппарата использованы самоустанавливающиеся подшипники, широко картофелеуборочных применяющиеся комбайнах. Основные в зерноуборочных вращающиеся и детали (вальцы, диски и др.) изготовлены с применением токарных станков. Макетный образец плющильно-очесывающего аппарата показан: на рис. 4.3, вид спереди; на рис. 4.4, вид слева; на рис. 4.5, вид сзади и на рис. 4.6, вид справа. 161 Рисунок 4.3 - Общий вид макетного образца плющильноочесывающиего аппарата, вид спереди Рисунок 4.4 - Общий вид макетного образца плющильноочесывающиего аппарата, вид слева 162 Рисунок 4.5 - Общий вид макетного образца плющильноочесывающиего аппарата, вид сзади Рисунок 4.6 - Общий вид макетного образца плющильноочесывающиего аппарата, вид справа 163 Рисунок 4.7 - Вид на вальцы и протряхиватель Рисунок 4.8 - Вид на очесывающий барабан 164 5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НАУЧНО-ОБОСНОВАННЫХ НОРМАТИВОВ ПОТРЕБНОСТИ В ТЕХНИКЕ, ТОПЛИВЕ И РАБОЧЕЙ СИЛЕ ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАШИНОИСПОЛЬЗОВАНИЯ 5.1 Введение Управление сельскохозяйственным предприятием — сложная задача, включающая планирование, контроль и учет работ, а также количественное обоснование разнообразных управленческих решений. В растениеводстве большая часть работ механизирована, поэтому задачу эффективного производства растениеводческой продукции часто ассоциируют с эффективным использованием машинно-тракторного парка (далее - МТП). Производство продукции растениеводства предполагает проведение множества различных работ, что делает сопровождающие управление расчеты достаточно трудоемкими. Снизить эту трудоемкость можно за счет применения компьютерной техники, которая сейчас программного доступна обеспечения любому пока не хозяйству, но существует. специального Следовательно, разработка такого обеспечения и его внедрение в производство является актуальной задачей. Цель данной НИР достигается за счет специально разработанной компьютерной программы «Машинно-тракторный парк». В данном отчете будет представлено краткое описание программы, взятые за ее основу методики и варианты применения по теме НИР. Одной из причин разработки новой компьютерной программы, является то, что современных компьютерных программ рассматриваемого направления существует мало. Информация о них, в основном, поступает из научных печатных изданий, получить из которых достаточное представление о разработках и 165 использованных методиках затруднительно. Возможно, дело в ограниченном объеме статей, но настораживает отсутствие ссылок на более подробную информацию, хотя бы на сайты в Интернете. Обычно разработку, описанную в статье, нельзя не только приобрести, но даже увидеть. Получается, что она недоступна никому, кроме самих авторов. Часто авторы создают программу не для использования в хозяйствах, а для подтверждения своих научных разработок, которые необходимы для достижения индивидуальных целей. Результаты не оформляются должным образом, программный продукт не доводится до того уровня, когда его могут применять сторонние пользователи. Не факт, что такая программа вообще выполняет заявленные функции. После достижения личных целей, разработку с облегчением бросают и забывают о ней. Есть программы, которые оформлены должным образом и доверены до уровня, обеспечивающего возможность широко применения (имеют даже изданные достаточно большим тиражом руководства по эксплуатации). Но таких программ очень мало и по большей части они устарели 1. Предлагаемая нами компьютерная программа является вполне современной, прошла тщательное тестирование и проверку. Она реально работает, используется в хозяйствах и в учебном процессе сельскохозяйственных вузов. Она сделана с расчетом на применение не только автором, а любым пользователем, содержит подробное описание в виде контекстно-зависимой справочной системы. Информация о программе находится в свободном доступе на сайте www.ksaaprograms.ru/mtp/, откуда помимо прочего, любой желающий может «скачать» демонстрационную версию программы. Новая компьютерная программа создана не вдруг, за несколько месяцев без должного проектирования и обоснования. Работа в этом 1 Более подробный анализ существующих компьютерных программ, со ссылками на источники, выполнен в [5.4]. 166 направлении велась непрерывно последние несколько лет. Таким образом, компьютерная программа, разработанная в рамках темы данной НИР, является более продвинутым продолжением предыдущих версий, по сравнению с которыми она доработана, содержит новые функции и возможности. Данная работа связана с другими НИР [5.1], [5.2], [5.3]. 5.2 Общие сведения о нормативах Нормативы имеют важное значение. Одни можно использовать в расчетах, например, при разработке перспективных планов, другие служат ориентиром для сравнения, указывая на недостаточную эффективность производства и обозначая, к чему следует стремиться. Трудно переоценить преимущества, которые дает применение в конкретном хозяйстве объективных нормативов, значения которых учитывают его индивидуальные особенности. Это позволяет разрабатывать реалистичные планы и адекватно оценивать затраты на их воплощение. Имея такой план, можно контролировать его реализацию и обращать внимание на случаи невыполнения работ в заданные сроки, на неоправданно высокие уровни расхода топлива, завышенную заработную плату рабочим, на затраты на техническое обслуживание и ремонт машин. Существует множество разнообразных нормативов, связанных с использованием техники и рабочей силы в растениеводстве. Очевидно, что наше внимание направлено не на все их них. Нормативы, которые нас интересуют, можно разбить на две группы: 1. Характеризующие конкретные технологические операции. Это: 1.1. Нормативные выработки агрегатов (в единицах объема работ за час или смену). 1.2. Нормативные расходы топлива агрегатами (в литрах или килограммах за час работы или на единицу объема работ) 167 1.3. Нормативные продолжительности полевых механизированных работ (в днях). 2. Характеризующие производство в целом, т.е. зависящие от многих технологических операций. Это: 2.1. Нормативы потребности в технике (количество машин различных марок на гектар площади). 2.2. Нормативы потребности в рабочей силе (количество работников различных видов на гектар площади). 2.3. Нормативы годовой загрузки машин (в часах или условных эталонных гектарах) 2.4. Нормативы потребности в топливе (на гектар площади, единицу продукции и др.) 2.5. Нормативный расход топлива (на гектар площади, единицу продукции, на условный трактор, условный эталонный гектар и др.) 2.6. Нормативы денежных затрат на производство определенной продукции (на гектар площади или единицу произведенной продукции). Для нормативов второй группы необходимо оговаривать не только вид производимой продукции, ее объем и качество, но и применяемую технологию (интенсивная, минимальная и т.п.), специфику системы машин и другие важные особенности. Нормативы публикуют в различных справочниках [5.6], [5.7], [5.8], [5.9], их получают экспериментальным и расчетным путем. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированных полевых работах [5.6], [5.7] разработаны на основе фотохронометражных наблюдений, проведенных нормативно- исследовательскими станциями, а также результатов исследований полевых агрегатов, проведенных в различных научно- исследовательскими институтах (ГосНИТИ, ВИМ и др.) и на машинно168 испытательных станциях. В [5.6] приведены также формулы для теоретического определения значений производительности и расхода топлива. Аналогичные методики описаны в курсах эксплуатации МТП. Однако, следует понимать, что по подобным формулам нельзя определить значения нормативов, а можно рассчитать только номинальные, теоретические значения для ориентации и сравнения. В целом, расчеты довольно просты, так как в ходе их рассматриваются отдельные технологические операции (обособлено от остальных) и учитывается сравнительно небольшое число факторов, преимущественно технического, а не экономического характера. Гораздо более громоздкие расчеты предполагает определение нормативов второй группы. Такие нормативы, как потребность в технике, рабочих, различных затрат (денежные, топливные) на единицу продукции и др. получают расчетным путем, дифференцируя по зонам, областям и районам. При этом можно действовать по-разному: • обрабатывать данные о фактическом производстве в передовых хозяйствах; • разрабатывать перспективные планы работ для каждого хозяйства, оптимизировать их, затем выводить некие средние значения. В условиях СССР было гораздо проще получать и обрабатывать фактические данные, а также производить расчеты на перспективу, чем в нынешних условиях. Многие нормативы не могут быть применены сразу в конкретном хозяйстве — необходимо уточнить их значения с учетом местных условий. Например, нормы выработки и расхода топлива уточняются путем умножения на поправочные коэффициенты. Поправочные коэффициенты различны для гусеничных и колесных тракторов и учитывают высоту над уровнем моря; особенности почвы — тип (песчаные, супесчаные); каменистость, влажность; особенности рельефа местности — угол наклона, изрезанность полей препятствиями, 169 сложность конфигурации полей (класс контуров, длина гонов). Подобные нормативы (выработка, расход топлива) могут быть проверены непосредственно в хозяйствах экспериментальным путем. Более сложные нормативы, зависящие от большого числа производственно-экономических факторов, требуют и уточнения, и обязательной проверки, причем осуществлять это следует расчетным путем, в основном - на моделях, поскольку натуральные эксперименты обходятся слишком дорого. Например, определенные по нормативам данные о потребности приблизительными и в технике требуют (рабочих) проверки. являются Только составив весьма план машиноиспользования и оптимизировав его, можно узнать точно, можно ли обойтись рекомендованным количеством техники (рабочих), т.е. будут ли на самом деле выполнены все работы в заданные агротехнические сроки. Возможно, что техники (рабочих) не будет хватать, и никакими модификациями плана машиноспользования добиться снижения потребности будет невозможно (разве что за счет невыполнения некоторых операций технологии или несоблюдения агротехнических сроков, что уже само по себе не позволит получить запланированное качество и количество готовой продукции). Может оказаться и наоборот даже при самых неблагоприятных условиях, техники (рабочих) будет хватать с избытком, и возникает вопрос: следует ли тратить средства на приобретение новой техники (привлечение рабочих), когда можно обойтись меньшим количеством. Разработанная нами компьютерная программа, помимо прочего, позволяет осуществить проверку сложных нормативов в условиях конкретного хозяйства. При желании для этого можно составить сколько угодно вариантов планов машиноиспользования, различные благоприятные и неблагоприятные условия. 170 учитывающих 5.3 Методика компьютерного моделирования Основной инструмент достижения цели НИР — компьютерное моделирование машиноиспользования в растениеводстве 1. В [5.1], [5.4] предложено делить все методы проектирования использования МТП на две большие группы — «традиционные» и «оптимизационные». Оптимизационные методы позволяют получить в итоге оптимальный вариант использования МТП, причем процесс поиска автоматизирован, то есть происходит без участия специалиста. Для оптимизации применяют Оптимизационные компьютерной методы техники. математическое всегда Между моделирование. предполагают собой применение методы различаются многообразием применяемых математических моделей, алгоритмов поиска оптимального решения и критериями эффективности. Традиционные методы позволяют получить в итоге только рациональный вариант использования МТП, причем принятие решений осуществляется не автоматически, а специалистом. Традиционные методы не исключают применения компьютерной техники, но обычно ее роль сводится к автоматическому выполнению расчетов и графических построений (без принятия решений). Анализ литературы, выполненный в [5.1], [5.4] показывает, что большая часть научных машиноиспользования, работ, посвященных основывается на моделированию оптимизационном математическом моделировании. Мы же считаем, что предпочтение следует отдавать традиционным методам - и на это есть объективные причины. 1 Под машиноиспользованием мы часто будем подразумевать использование МТП. Моделирование — основной инструмент (а в более широком смысле — научный метод), используемый при проектировании МТП. Поэтому ниже можно встретить термин «проектирование использования МТП» вместо «моделирования машиноиспользования». 171 На первый взгляд, оптимизационные методы выглядят предпочтительнее традиционных, так как: 1) позволяют получить в итоге оптимальное решение; 2) трудоемкий процесс поиска решений автоматизируется, результаты получаются сравнительно быстро, а также сокращается влияние «человеческого фактора» (ошибки в расчетах, предвзятость). Но есть недостатки: 1) исключение специалиста из процесса принятия решений может привести к ошибкам. Специалист может учитывать факторы, не учтенные в модели. Особенно это ценно при сравнении одинаковых или близких друг другу по эффективности вариантов; 2) сложность построения адекватной модели. Анализ существующих математических моделей [5.4] показал, что большая их часть неадекватно отражает реальность и не может давать приемлемые для практики результаты. Если же удается описать более или менее адекватную модель, то возникают математические трудности с поиском оптимального решения (см. раздел 5.3). Примером может служить и предложенная нами модель [5.4]; 3) математические трудности при решении задачи. Не является редкостью ситуация, когда из-за математических трудностей авторам приходилось упрощать модель в ущерб ее адекватности и практической ценности; 4) сложность создания универсальной модели, подходящей под все нужны пользователя; 5) ограниченная функциональность. Компьютерные программы, в которых главное внимание направлено на оптимизацию, часто не устраивают специалистов хозяйств. Например, они выдают оптимальный вариант, но не предоставляют пользователю средств отредактировать его и оценить результаты редакции. Не позволяют специалисту составить план самостоятельно и, при 172 желании, рационализировать его по-своему. Вместо этого после ввода исходных данных выдается результат, который зачастую рекомендуется как руководство к действию. Нет средств «первой необходимости» — оперативной корректировки первоначальных планов и учета выполненных работ. По нашему мнению, пользователь должен иметь возможность принимать все решения самостоятельно, средствам автоматизации процесса принятия решений следует отводить вспомогательную роль. Поэтому разумно отдавать предпочтение традиционным методам проектирования машиноиспользования с применением компьютерной техники, не забывая, впрочем, методы оптимизации. В [5.1], [5.3] и [5.4] указано, что хороших результатов можно добиться, если в одной программе совместить и традиционные и оптимизационные методы. Процесс принятия решений может проходить в так называемом «совместном режиме», когда специалист и оптимизационные алгоритмы работают одновременно. В настоящее время такой программы не существует 1. Вопросы, связанные с методикой компьютерного проектирования использования МТП рассматриваются нами с 1999 года. В 2000 г. вышла первая версия компьютерной программы «Машиннотракторный парк» (v.1.3.) [5.11]. После теоретических исследований [5.1], [5.4], в рамках выполнения НИР по теме «Машинно-тракторный парк», программа была существенно доработана (версии 2009 и 2010) [5.2], [5.3]. В рамках данной НИР программа усовершенствована в соответствии со спецификой темы. В новую версию программы 2011 года, добавлены новые возможности. Ниже будет представлено краткое описание программы, рассмотрены варианты ее использования и методика применения по теме данной НИР. 1 Разрабатываемая нами программа «Машино-тракторный парк» постепенно эволюционирует в направлении совмещения в себе традиционных и оптимизационных методов проектирования МТП [5.3] 173 В справочной системе к компьютерной программе, помимо исчерпывающего описания всех меню и окон, достаточно подробно, со ссылками на литературу, рассмотрены темы методического характера (см. «Методические основы программы») 1: 1. «Ориентация на потребности отдельного хозяйства» (а не района, области и региона). 2. «Использование предприятии, программы которое в любом производит сельскохозяйственном полевые работы в растениеводстве». В частности, рассмотрено, за счет чего это достигается. 3. «Состав и использование МТП». Рассмотрены: связь состава и использования МТП; возможность обоснования состава МТП как следствие его использования; проблемы обоснования состава МТП. 4. «Максимальный временной интервал, охватываемый моделированием». Отмечено, что программа не ограничивает максимальный временной интервал, охватываемый моделированием. Однако, пользователь должен понимать, что с увеличением этого интервала, падает вероятность исполнения итогового плана без существенных отклонений. 5. «Ориентация на текущий период, а не на перспективу». 6. «Долгосрочное и оперативное планирование, а также учет выполненных работ». Отмечено, что работы в программе могут планироваться укрупнено или детально, вплоть до особого использования каждого агрегата каждый день. Долгосрочные планы носят ориентировочных характер, и добиваться рационального использования техники в течение всего года нужно за счет оперативного управления МТП (то есть за счет оперативного 1 Объем данного отчета не позволяет полностью продублировать этот материал. Кроме того, в справочной системе активно используются гиперссылки, что затрудняет его воспроизведение в виде «простого» (непрерывного) текста. Так как программа и ее справочная система являются результатом работы над НИР, мы считаем приемлемым ссылаться на более детальную информацию в справочной системе программы. 174 планирования, контроля и учета выполненных работ). Для решения этих задач (долгосрочное планирование, оперативное планирование, учет уже выполненных работ), в программе фактически используется одна и та же модель данных (одни и те же формы). Это свидетельствует гарантирует об универсальности правильное применяемых отражение самых форм и разнообразных производственных ситуаций, которые могут иметь место. 7. «Адекватность при моделировании». Отмечено, что адекватность модели реальным производственным процессам обеспечивается соблюдением принципа адекватности, а также применением при моделировании структурно-технологических схем (см. ниже). 8. «Исследовательские и бухгалтерские цели». Рассмотрено, в чем отличие этих целей и почему это важно учитывать. Отмечается, что данная программа ориентирована на "исследовательские" цели. 9. «Оптимальные и рациональные решения». Дано понятие и выделены различия. Отмечается, что данная программа ориентирована скорее на рационализацию, чем на оптимизацию. 10. «Методика получения рационального плана (состава) использования МТП» за счет корректировки и постепенного улучшения так называемого "первоначального" плана. 11. «Многовариантность производственных процессов». Даны вводные понятия. Отмечено, что данная программа имеет средства для работы с вариантами, как отдельных процессов, так и целых технологий и их совокупностей. 12. «Поддержка элементов теории структурно-технологических схем». Это не только способствует повышению адекватности моделируемых процессов реальным процессам, но и дает дополнительные возможности, в частности позволяет корректно манипулировать сроками и интенсивностью выполнения работ. Рассмотрим последнюю тему подробнее. 175 Чтобы описать производственные структурно-технологических последовательности схем, работ, их процессы с необходимы поточности, позиции данные наличии о необходимых технологических перерывов, ограничениях на сроки отдельных операций. При наличии этой информации открывается возможность корректно манипулировать сроками и интенсивностью выполнения работ. Манипулирование сроками выполнения работ в растениеводстве — это эффективный способ рационализации машиноиспользования. Манипулируя сроками работ, можно существенно снизить потребность в технике и рабочей силе, зачастую без изменения затрат. Однако, применение этого способа связано с опасностью нарушить отдельные агротехнические требования и технологию производства в целом. Специалист, корректирующий сроки, должен обладать соответствующими знаниями и действовать очень осторожно. Полноценная манипуляция сроками в автоматическом режиме до сих пор не была реализована. При использовании оптимизационного математического моделирования часто вовсе не предусматривают какиелибо манипуляции со сроками (то есть сроки не входят в область решений задачи, а принимаются в качестве констант). Это связано с определенными трудностями при формализации достаточно сложной системы взаимозависимостей, технологическими обусловленных особенностями агротехническими производственных процессов и в растениеводстве. Сроки выполнения далеко не всех работ можно изменять. Если изменение допустимо, то в весьма ограниченных пределах, установление которых бывает нетривиально. Изменение сроков выполнения одних работ, влечет за собой непропорциональное изменение сроков других. В разработанной компьютерной программе реализовано эффективное решение задачи манипулирования сроками на базе теории структурно-технологических схем [5.5] и сетевого планирования [5.10]. В 176 справочной системе программы методика описана подробно в теме "Расчет ограничения сроков". Если правильно задать исходные данные, то программа автоматически выполнит расчеты, которые позволят ей "знать", можно ли изменять сроки каждой работы, если можно, то в каких пределах, и как при этом изменятся сроки остальных работ. Это "знание" можно использовать в различных целях: 1. Автоматически принимать решения по срокам и интенсивности работ. 2. Оказывать помощь пользователю в процессе принятия решений. Например, при принятии решений о сроках работ, можно выводить подсказки, в которых указаны возможные диапазоны изменения сроков. 3. Осуществлять контроль над корректностью решений пользователя, связанных со сроками, следить за тем, чтобы интенсивность всех работ была согласована. В последней версии программы реализованы пункты 2 и 3 1 данного раздела. 5.4 Средства оценки и сравнения вариантов использования МТП Далее мы будем часто упоминать оценку использования МТП в целом 2 и сравнение между собой отдельных вариантов производства, поэтому кратко перечислим, какие средства для этого предусмотрены в программе. Для каждой работы, технологической карты и всех технологических карт программа рассчитывает: • затраты труда рабочих в человеко-часах 3; 1 п. 1 будет реализован в будущих версиях после добавления функции автоматического принятия решений. 2 как отмечалось во введении, использование МТП зачастую можно ассоциировать со всей деятельностью предприятия в отрасли растениеводства. 3 рассчитываются отдельно для каждого вида рабочих (механизаторы, шоферы, вспомогательные рабочие). 177 • расход топлива по видам (маркам); • количество отработанных нормосмен; • объем механизированных работ в условных эталонных гектарах; • объем автотранспортных работ в тонно-километрах. • эксплуатационные затраты: o оплата труда рабочих 1. o амортизация техники (отдельно для энергосредств и сельскохозяйственных машин); o техническое обслуживание и ремонт техники (отдельно для энергосредств и сельскохозяйственных машин); o стоимость топлива; o затраты на автотранспорт в рублях (вычисляются по объему работ в т-км и стоимости одного т-км); o сумма всех затрат. Эти параметры также рассчитываются для совокупности работ, выделенных из всех технологических карт по заданным пользователем критериям отбора. Критерии могут содержать ограничения по времени, участию одной или нескольких машин определенных марок, участию определенных видов рабочих и, если необходимо, с учетом определенного тарификационного разряда. Предусмотрены специальные средства для отдельного сравнения агрегатов в рамках их использования на одной технологической операции. Для каждой марки технических средств за любой промежуток времени рассчитывается: • количество машин, которое требуется по проекту, шт; • капитальные вложения, руб.; 1 рассчитывается отдельно для каждого вида рабочих. Складывается из трех составляющих (можно видеть цифру по каждой из них): 1) тарифный фонд; 2) сумма надбавок и доплат; 3) социальные начисления. Кроме того, при желании, можно учесть в расчетах простои отдельных элементов поточных линий. 178 • средний расход топлива одной машиной (только для машин, имеющих привод); • отработано в среднем одной машиной: часов, дней, смен, нормосмен, условных эталонных гектаров; • коэффициенты использования и сменности. Программа способна строить графики потребности в технике, рабочих, топливе и электроэнергии. Все графики могут быть построены за произвольный (заданный пользователем) промежуток времени. Точность — 1 день. График потребности в технике (еще его называют график загрузки техники или график машиноиспользования) может быть построен: 1) для любого отдельного технического средства (марки); 2) для группы технических средств (тракторов, автомобилей, комбайнов и т.п.); 3) для любой комбинации марок технических средств. В последних двух случаях графики можно расположить один под другим. График потребности в рабочих может быть построен: 1) для всех рабочих; 2) для отдельного вида рабочих (механизаторы, шоферы, вспомогательные рабочие); 3) для работников определенного вида и тарификационного разряда. График потребности в топливе может быть построен для отдельного вида (марки) топлива или любой их комбинации. На графике видно, из каких работ складывается потребление топлива каждый день и в каких пропорциях, максимальный дневной расход топлива, периоды, в которых топливо расходуется наиболее интенсивно и др. Для всех графиков предусмотрены средства ориентации — выводится информация об элементах графика при наведении на них 179 указателя «мыши». Это облегчает анализ графиков и позволяет легче наметить пути их усовершенствования. Если проект содержит несколько вариантов использования МТП, то все расчеты, выборки и построение графиков производятся для каждого из вариантов. Также для каждого варианта подсчитывается общая сумма капитальных вложений. 5.5 Варианты использования компьютерной программы Варианты использования программы можно рассматривать как задачи, которые можно решать с помощью программы. Это: 1. Составление плана использования МТП хозяйства. В последнее время часто недооценивают просто наличие плана (пусть даже не оптимального). Он необходим для различных нужд, например: • элементарно прикинуть объемы работ, затраты труда, различных ресурсов в физическом и денежном выражении; • при наличии плана можно контролировать его реальное выполнение (важно для руководителя); • план нужен, чтобы обосновывать кредиты, дотации и т.п. Кроме того, ответственное отношение к ежегодному составлению плана позволит с каждым разом делать это лучше и точнее. 2. Рационализация использования имеющегося МТП, в том числе с возможностью доукомплектования его состава. 3. Оперативная корректировка первоначальных планов с учетом складывающихся обстоятельств (или оперативное планирование). За счет этого достигается рациональное использование техники круглый год. 4. Оперативный учет уже выполненных работ. 5. Обоснование (формирование) состава МТП как следствие его использования. 180 6. Обоснование самых разнообразных управленческих решений, связанных с составом и использованием МТП: 6.1. Изменение состава МТП (покупка новой техники); Например: • обосновать, какая техника в первую очередь необходима хозяйству при ограниченных ресурсах на ее приобретение; • доказать, что применение одних машин выгоднее других, в том числе на фоне общего использования МТП; • показать, как с новой техникой изменятся затраты на производство, сократятся высвободятся машины сроки других выполнения марок, работ, сократится потребность в рабочих, изменится использование МТП в целом; • и др. 6.2. Выбор наиболее выгодных вариантов производства. 6.3. Переход на новые технологии возделывания сельскохозяйственных культур (показать, во что обойдется переход и какие выгоды принесет). 6.4. Освоение новых для хозяйства сельскохозяйственных культур. 6.5. Изменение площадей, отведенных под культуры. 6.6. Переход на прогрессивные формы организации труда. Учитывая специфику темы НИР, отдельно выделим варианты использования программы, связанные с нормативами: 7. Оценка последствий использования конкретных нормативов. 7.1. Проверить, к чему приведет использование конкретной системы нормативов в условиях конкретного хозяйства. Помимо прочего, можно выяснить, возможно ли при применении конкретных нормативов выполнить все запланированные работы в заданные агротехнические сроки. 181 7.2. Узнать, к чему приведет изменение даже одного норматива, т.е. как это повлияет на использование МТП в целом. Например, можно показать, во что обходится «недостижение» норматива 1 и что будет, когда норматив будет достигнут (изменятся затраты, сроки, потребности в тракторах, рабочей силе и др.). 8. Уточнение значений нормативов в определенных условиях. 9. Разработка (выведение, обоснование) новых нормативов. 10. Получение нормативов из справочников. Кроме того, программа может служить ценным источником данных для ведения бухгалтерского учета, планирования технического обслуживания техники (ТО), ее ремонта (Р) и др. Она может оказывать помощь в решении организационных вопросов (например, не составит труда выдать список всех работ на «завтра» или любой другой день, выбрать день для постановки конкретных машин на очередное техническое обслуживание и др.). 5.6 Краткое описание компьютерной программы «Машинно-тракторный парк» версии 2011 С технической точки зрения, программа реализована так, чтобы следовать всем требованиям и рекомендациям к компьютерным программам, сформулированным в [5.1] и [5.4]. Содержание пунктов главного меню представлено на рис. 5.1. В целом работа с программой происходит по следующей схеме: ввод исходных данных, затем просмотр результатов. Некоторые результаты доступны непосредственно при вводе данных, и не требуют, чтобы были введены все остальные данные. Другие результаты, более 1 Бывает, что конкретное хозяйство не может сразу выйти на заявленный норматив (например, заявленную производителем выработку машины), но постепенно приближается к ней. 182 сложные, доступны только после окончания ввода всех данных. Впрочем, эти результаты выдаются настолько быстро, что можно откорректировать данные и увидеть последствия этой корректировки практически сразу. 5.6.1 Ввод исходных данных Исходными данными для программы служат технологические карты на возделывание сопровождающиеся культур 1, сельскохозяйственных разнообразной сопутствующей информацией: сведениями общего характера, видами (марками) применяемого топлива, наличием техники и рабочих, ценами, тарифными сетками и др. 1 Работы вне полей севооборотов оформляются в виде одной или нескольких отдельных технологических карт, с соответствующими информативными именами. 183 Рисунок 5.1 - Пункты главного меню программы На рис. 5.2 представлен пример внешнего вида окна для ввода данных о технических средствах, имеющихся в хозяйстве, или выступающих в качестве потенциальных кандидатов на приобретение. Рисунок 5.2 - Окно "Технические средства" Технологические карты группируются «Вариантам использования МТП» (рис. 5.3). 184 по так называемым Рисунок 5.3 - Окно «Варианты использования МТП» В данной программе "вариант" — это именованный набор технологических карт. Количество вариантов не ограничено. Каждый вариант может отличаться от другого варианта количеством технологических карт и/или содержимым отдельных из них. Варианты можно сравнивать между собой по затратам, количеству необходимой техники, рабочих и т.п. Варианты могут отличаться друг от друга значительно (например, площадями, возделываемыми сельскохозяйственными культурами) или незначительно (например, применением или не применением всего одной машины или даже одним значением какого-либо параметра). Выбрав в таблице окна (рис. 5.3) один из вариантов можно перейти к его технологическим картам (рис.5.4). Количество Предусмотрена технологических возможность карт "включения" не ограничено. и "выключения" технологических карт (см. столбец "Не актив." на рис. 5.4). Отключенные карты не участвуют в расчете итогов, а ошибки, допущенные при их составлении, временно игнорируются. Включение и выключение технологических карт можно использовать как еще один инструмент сравнения различных вариантов производства. Включая одни карты и 185 выключая другие, можно видеть, как меняются различные затраты, потребность в технике и рабочих. Выбрав в таблице окна (рис. 5.4) конкретную технологическую карту можно перейти к ее технологическим операциям (рис. 5.5). Это одно из окон, в которых вводятся данные о содержимом конкретной технологической карты. В частности, вводятся: перечень технологических операций, последовательность их следования друг за другом и сведения об объемах работ. Рисунок 5.4 - Окно «Технологические карты» 186 Объемы работ не задаются в виде конечных значений, а указываются в виде отдельных составляющих (дозы внесения, расстояния перевозки, урожайность, % от обрабатываемой площади и т.п.). Составляющие умножаются на общую площадь, отведенную под культуру (см. столбец "Площадь, га" на рис. 5.4) и получается окончательное значение объема работ. Таким образом, изменение площади, отведенной под культуру, приведет к автоматическому пересчету объемов всех работ по этой культуре. Рисунок 5.5 - Окно «Технологические операции: перечень и объемы работ» В следующем окне (рис. 5.6) указывается, какими агрегатами возможно выполнение каждой из операций технологической карты. Данное окно можно рассматривать как банк данных, с перечнем потенциальных кандидатов на применение. Количество агрегатов для каждой технологической операции не ограничено. Не ограничено также и количество сельхозмашин в составе 187 каждого агрегата. Предусмотрены средства быстрого копирования агрегатов и их параметров из ранее введенных технологических карт. Еще до расстановки агрегатов по конкретным работам, можно сравнить их между собой и оценить перспективы их использования (рис. 5.7 и 5.8). Окно "Агрегаты: стоимость использования" предназначено для сравнения агрегатов друг с другом по стоимости использования, а также для настройки некоторых параметров, влияющих на расчет стоимости использования агрегатов (изменяя эти настройки можно сразу видеть, как меняется стоимость) 1. Рисунок 5.6 - Окно «Агрегаты: составы и основные параметры» 1 На рисунке видно не все столбцы. После столбцов настройки оплаты труда (которые, кстати, можно скрыть специальной командой), идут столбцы с расчетом стоимости использования агрегатов (статьи затрат см. п. 3). Режим расчета можно менять — либо на единицу работы, либо на час работы. 188 На рис. 5.7 видна часть столбцов для настройки расчета оплаты труда рабочих, обслуживающих агрегат. Предусмотрены отдельные настройки для каждого вида рабочих (механизаторы, шоферы, вспомогательные рабочие). Можно применять и почасовую и сдельную оплату. Почасовая оплата может определяться с использованием тарификационных разрядов работ или без них. Для каждого агрегата можно указать свой процент надбавок и доплат. Рисунок 5.7 - Окно «Агрегаты: стоимость использования» Следующее окно (рис. 5.8) дополняет только что рассмотренное. 189 Рисунок 5.8 - Окно «Агрегаты: режимы использования» Окно предназначено для сравнения агрегатов между собой с учетом как стоимости работ, так и наличия машин в хозяйстве, их максимальной производительности и объемов работ, которые необходимо выполнить. В следующем окне (рис. 5.9) производственные процессы можно описать с позиции структурно-технологических схем. Здесь же можно видеть результаты расчета "ограничений сроков" (подробнее см. раздел 5.2 и встроенную справочную систему программы). 190 Рисунок 5.9 - Окно «Технологические операции: связи и сроки» Заметим, что пользователь может не вводить никаких данных в это окно, если не желает пользоваться теми дополнительными возможностями, которые дают структурно-технологические схемы. Расстановка конкретных агрегатов по технологическим операциям происходит в окне «Ход выполнения работ» (рис. 5.10). Подбирается количество агрегатов и параметры работы (конкретные сроки, фактическая производительность, длительность смены и число смен) таким образом, чтобы обеспечить выполнение всего запланированного объема работ в заданные агротехнические сроки (последние можно ввести здесь же). Если параметры подобраны так, что запланированный объем работ не выполняется, программа сигнализирует об этом (см. столбец "Ост. рас." на рис. 5.10). 191 Рисунок 5.10 - Окно «Ход выполнения работ» Ход выполнения каждой технологической операции при желании может быть спланирован детально. Для этого, в пределах каждой технологической операции может быть произвольное количество работ. Каждая работа представлена в таблице отдельной строкой. Строки могут различаться между собой типом применяемого агрегата, количеством агрегатов, конкретными сроками, фактической производительностью, длительностью смены и числом смен 1. При принятии решения о том, какой именно тип агрегата задействовать в выполнении работы, выводятся дополнительные сведения (рис. 5.11). 1 Таким образом, наблюдается определенная иерархия исходных данных. На вершине - варианты использования МТП. Каждый вариант содержит набор технологических карт. Каждая карта содержит перечень технологических операций. Каждая операция содержит перечень агрегатов, которыми возможно ее выполнение, а также перечень работ, которые расписывают ее фактическое выполнение (на этих работах задействованы возможные агрегаты). Прочие данные (о технических средствах, видах применяемого топлива и т.п.) используются при заполнении технологических карт и иерархических связей среди них не наблюдается. 192 Рисунок 5.11 - Окно "Выбор агрегата" Видны: производительность, стоимость единицы работы, количество агрегатов, которое можно собрать в хозяйстве, исходя из наличия техники, а также разрешенных пределов покупки новых машин. При вводе других данных, в нижней части окна выводится текстовая подсказка (рис. 5.10), указывающая в каких пределах может изменяться значение вводимой величины. Это особенно ценно при принятии решений по срокам выполнения работ. После того, как введены данные о ходе выполнения работ по одной технологической карте, можно переходить к следующей. В целом, нет жестких ограничений на последовательность ввода данных. Можно заполнять технологические карты строго одну за другой, а можно понемногу редактировать сразу несколько карт, постоянно переключаясь между ними. Впрочем, полное заполнение хотя бы одной технологической карты дает дополнительные преимущества. В программе предусмотрены средства для копирования технологических карт целиком (т.е. включая все их содержимое). Таким образом, можно скопировать готовую технологическую карту, а затем отредактировать ее, приспособив под другую культуру. Такой способ может быть легче, чем ввод всех данных по технологической карте заново. Развивая эту тему, скажем, что в программе предусмотрены средства не только для создания копий 193 технологических карт, но и отдельных технологических операций (целиком, со всеми агрегатами и работами), а также отдельных агрегатов (со всеми их параметрами). Для переноса информации между проектами (файлами), предусмотрены функции импорта и экспорта технологических карт. Функции копирования и импорта могут быть использованы для облегчения ввода исходных данных, если пользователь располагает одним или несколькими справочниками. Кроме того, эти функции служат еще одной важной цели — возможности легко создавать разнообразные варианты. Имея один готовый вариант, можно создать его копию и отредактировать ее так, чтобы учесть различия (впоследствии можно будет посмотреть, как эти различия повлияют на использование МТП в целом). 5.6.2 Контроль ошибок При вводе исходных данных возможны разнообразные ошибки. Большинство ошибок, способных вызвать сбой при обработке данных, контролируются программой сразу при вводе исходных данных. Например, программа не позволит ввести текст вместо цифры, контролирует, чтобы то или иное число не вышло из допустимого диапазона и т.п. Но возможны ситуации, когда пользователь часто сам того не замечая, допускает так называемые "логические ошибки". Например, он указывает, что одна из работ в рамках технологической операции будет длиться 10 дней, в то время как на всю технологическую операцию отведено, скажем, 5 дней. Или технологическая операция выполняется быстрее, чем выполняется предшествующая ей. Причины возникновения логических ошибок могут быть самые разнообразные. Программа может автоматически находить такие ошибки и показывать пользователю сообщения о них в специальном окне. 194 Программа может показать сразу все ошибки (команда меню «Вариант \ Показать все ошибки и сообщения» на рис. 5.1), или ошибки, допущенные в конкретной таблице (команда меню «Таблица \ Поверить ошибки и сообщения» на рис. 5.1). 5.6.3 Просмотр результатов В разделе 5.3 выполнен краткий обзор результатов, которые способна выдавать программа. Теперь дополним этот обзор указанием конкретных программных средств. Некоторые результаты расчетов можно видеть непосредственно при вводе исходных данных. Это параметры, перечисленные в разделе 5.3 и рассчитываемые для каждой работы, технологической операции, технологической карты и вариантам использования МТП (всем технологическим картам). Рассчитываются они сразу при внесении изменений в исходные данные. При этом не требуется, чтобы данные были введены полностью или в проекте отсутствовали ошибки. Видеть результаты расчета можно в следующих окнах: "Ход выполнения работ", "Технологические карты", "Варианты использования МТП", "Агрегаты: стоимость использования" и «Агрегаты: режимы использования». На рис. 5.12 представлен внешний вид одного из перечисленных окон 1. 1 На других рисунках этих столбцов не видно, потому что они не поместились или скрыты. Предусмотрена специальная команда, позволяющая отображать и скрывать столбцы с результатами расчета. Эта команда располагается в контекстном меню окон. 195 Рисунок 5.12 - Окно «Технологические карты» с включенным отображением итогов Более сложные результаты можно просматривать тогда, когда введены данные по всем «включенным» технологическим картам и в проекте отсутствуют ошибки. Как отмечено в разделе 5.3, можно делать выборки из технологических карт. Пользователь задает условия, которым должна удовлетворять работа для того, чтобы быть отобранной. Все отобранные программой работы сводятся в итоговую таблицу, выполняются различные расчеты и графические построения. Условия выборки задаются в окне «Запросы» (рис. 5.13) 1. Например, если указать промежуток времени, то программой будут отобраны только те работы, которые выполняются в этот промежуток. Если указать марку технического средства, то будут отобраны только те работы, при выполнении которых в составе агрегата задействована указанная марка. 1 "Запрос" — это именованная совокупность условий, на основании которых будет происходить выборка информации из проекта. Термин "запрос" используется потому, что в процессе выборки информации фактически происходит выполнение запроса к базе данных. 196 Рисунок 5.13 - Окно «Запросы» Если указать несколько марок то будут отобраны работы, на которых задействована хотя бы одна из указанных марок. Если указать вид рабочих, то будут отобраны работы, в выполнении которых участвует работник указанного вида. При этом можно учитывать или не учитывать разряд работ. Если задано несколько ограничений, то программа ищет работы, которые удовлетворяют всем ограничениям одновременно. Если не задано ни одного ограничения, то программой будут отобраны все имеющиеся работы без исключения. Если в проекте предусмотрено несколько вариантов использования МТП, то запрос можно применить к любому из них и, 197 таким образом, сравнить эти варианты по каким-то специфическим показателям (например, потребности в механизаторах в напряженный период). Запрос выполняется только по "включенным" технологическим картам. Включая и отключая технологические карты, можно "дополнять" условия запроса, например, можно отдельно рассматривать работы по зерновым культурам, кормам и т.п. Запросы хранятся в файле вместе с другими данными проекта. Это позволяет не указывать параметры каждого запроса всякий раз, когда необходимо сделать выборку. От изменений в исходных данных к просмотру результатов можно перейти очень быстро, воспользовавшись ранее введенными запросами. Результаты выполнения запроса сводятся в таблицу (рис. 5.14). В таблице перечислены все работы, которые удовлетворяют параметрам запроса. Таблица содержит большое число столбцов, которые можно разделить на три группы: • столбцы для ориентации (номера, технологическая операция, технологическая карта); • столбцы с информацией о работе (из исходных данных: сроки, состав агрегата, производительность, расход топлива, число агрегатов, длительность смены, число смен и др.); • столбцы с результатами расчета (параметры перечислены в разделе 5.3). По результатам запросов можно строить графики потребности в технике, рабочих и топливе (в т.ч. электроэнергии) 1. Прежде всего, необходимо выбрать вид графика (рис. 5.15). 1 Интересующие пользователя промежуток времени, технические средства и/или работники указываются в параметрах запроса. 198 Рисунок 5.14 - Окно «Результаты запроса» 199 Рисунок 5.15 - Окно «Выбор графика» На рис. 5.16 представлен пример графика, сгенерированного программой. Рисунок 5.16 - Пример графика «Потребность в тракторах» 200 Внешний вид графиков можно настроить (рис. 5.17) Рисунок 5.17 - Окно «Настройка графика» График реагирует на перемещение над ним курсора "мыши". Когда курсор находится над прямоугольником, этот прямоугольник выделяется зеленым цветом, причем, если есть прямоугольники, относящиеся к той же технологической операции, они также выделяются. В нижней части окна выводится информация о положении курсора и текущем выделенном прямоугольнике. Можно включить дополнительное средство ориентации на графиках в виде окна с информацией о прямоугольнике, над которым находится указатель «мыши» (рис. 5.16). Любой график можно скопировать в буфер обмена Windows или сохранить в файле. Поддерживаются как растровые, так и векторные графические форматы. Сводная итоговая информация по машинам всех марок приводится в окне «Потребность в технике» (рис. 5.18). 201 Рисунок 5.18 - Окно «Потребность в технике» Предусмотрено также окно «Потребность в рабочих», в котором можно видеть результаты расчета потребности в рабочих, как без учета, так и с учетом тарификационных разрядов работ. 5.7 Методика применения программы для работы с нормативами Некоторые методические аспекты применения программы и нормативов уже были затронуты в предыдущих разделах. В данном разделе они будут уточнены и конкретизированы. В разделе 5.4 перечислены варианты использования программы, в том числе и связанные с нормативами (варианты № 7-10). Рассмотрим методику применения программы для решения каждой из перечисленных задач. 202 5.7.1 Оценка последствий использования конкретных нормативов Оценка выполняется по следующей схеме: 1. Составляется план использования МТП хозяйства. Интересующие нас нормативы, как правило, вводятся в качестве исходных данных (конкретные места ввода зависят от вида норматива и будут рассмотрены ниже). 2. План использования МТП рационализируется. 3. Просматриваются результаты при помощи средств, перечисленных в разделе 5.3, и, таким образом, оцениваются последствия применения конкретных нормативов. Если необходимо, составляется несколько вариантов использования МТП, чтобы учесть разные возможные стратегии развития ситуации при благоприятных и неблагоприятных условиях (например, рис. 5.3). Далее рассмотрим, куда именно водятся те или иные нормативы, обозначенные в разделе 5.1 (табл. 5.1). Остальные нормативы никуда не вводятся. Их можно просто сравнить с вычисленными по данным хозяйства значениями (см. след. раздел). 203 Таблица 5.1 - Места ввода в программу значений нормативов Куда вводятся значения Норматив Выработка агрегатов Расход топлива агрегатами Столбцы таблицы Агрегаты: составы и параметры работы Ход выполнения работ Агрегаты: составы и параметры работы «Производит.» (производительность) «Коэф. сниж.» 1 10 «Расход топлива» 2 6 «Марка» «В наличии, шт.», «Купить не более, шт.» 3 2 «Состав агрегата» 4 6 «Состав агрегата» 10 «Им. в хоз-ве» (имеется в хозяйстве) - Технические средства «Нормативная годовая нагрузка, час.» 2 Технологические операции: связи и сроки «Настройка сроков» 5 9 Ход выполнения работ «Сроки выполнения» 6 10 Технические средства Потребность в технике Потребность в рабочих Годовая загрузка машин Продолжительность полевых механизированных работ № рис. Окно Агрегаты: составы и параметры работы Ход выполнения работ Параметры проекта ( таблица «Наличие рабочих и оплата труда») 1 6 Коэффициентом снижения производительности можно учесть снижение производительности из-за конкретных условий хозяйства, а также складывающихся обстоятельства (например, погоды). 2 Можно выбрать, вводить значение на единицу объема работ или на час работы. 3 Новые для хозяйства марки машин добавляем к таблице, количество вводим в столбец «Купить не более, шт.». В этом случае балансовая стоимость машин расценивается как стоимость новой машины 4 Новые марки машин необходимо задействовать в составе агрегатов, которыми могут выполняться технологические операции, иначе новые машины останутся не использованными 5 Агрегаты, в которых задействованы новые машины, должны быть использованы на конкретных работах, иначе новые машины останутся не использованными 6 Здесь задаются конкретные сроки выполнения технологических операций и отдельных работ 204 5.7.2 Уточнение значений нормативов в определенных условиях В разделе 5.1 отмечалось, что многие нормативы не могут быть применены в хозяйстве без корректировки, учитывающей его конкретные условия. Там же интересующие нас нормативы были разделены на две группы. Методика уточнения значений нормативов различается для разных групп. Рассмотрим каждую из них. Начнем с первой группы, т.е. нормативов, касающиеся конкретных технологических операций. Нормативная выработка и расход топлива Даже если предусмотрена система поправочных коэффициентов (см. разд. 5.1), ее может оказаться недостаточно. Если уточненные значения нужны до начала реальных работ, можно провести натуральные эксперименты, в ходе которых выполнить замеры и вычислить реально достигаемые значения производительности и расхода топлива. Но такая возможность есть не всегда. Это связано с дополнительными финансовыми затратами, трудностями с грамотной организацией процесса, а иногда вовсе невозможно (растений еще нет на полях, температура, влажность почвы другие и т.п.). Поэтому следует действовать следующим образом. Первоначально уточнить значения нормативов с помощью поправочных коэффициентов. Окончательное же уточнение произойдет уже после начала работ, путем обработки данных оперативного учета о фактическом ходе выполнения технологических операций. Программа поможет в вычислениях, так как специально приспособлена для ведения оперативного учета. Учет выполненных работ ведется в окне «Ход выполнения работ» (рис. 5.10) прямо поверх оперативных планов (которые, в свою очередь, составляются прямо поверх первоначального долгосрочного плана). То есть, по мере выполнения работ, данные из плана, постепенно заменятся 205 данными учета 1. Желательно каждый день вносить данные о том, как фактически шел ход работ, сколько израсходовано топлива, и какой объем работ выполнен. При необходимости можно отдельно учитывать работу каждого агрегата, даже если агрегаты однотипные (работа каждого агрегата может быть оформлена в таблице отдельной строкой, рис. 5.10). Такая возможность актуальна, учитывая неравномерный износ техники, простои отдельных агрегатов из-за отказов, разную квалификацию механизаторов и т.д. Например, посредством нормативная коэффициента выработка снижения агрегатов производительности уточняется (столбец «Коэф.сниж.» на рис. 5.10). Его значение на каждой работе подбирается исходя из фактически отработанного агрегатами времени и выполненного объема работ. Для автоматического подбора можно использовать команду «Подобрать длительность смены или коэффициент», выполнение которой приводит к появлению специального окна (рис. 5.19). Рисунок 5.19 - Окно «Подбор параметра» После подбора, в столбце «Произв. агр.» \ «Факт.» (рис. 5.10) можно видеть реально достигнутую производительность. Очевидно, что каждый день она будет разная. 1 После завершения работ по Если необходимо сохранить отдельно копию первоначального плана (для последующего сравнения с данными учета), то это легко достигается с помощью различных средств. Можно перед началом учета сохранить первоначальные планы в файле с другим именем (команда "Файл \ Сохранить как" на рис. 1). Можно вести учет в том же файле, но в рамках другого варианта (скопировать туда все технологические карты с первоначальными планами). 206 технологической операции в целом, данные о ходе ее выполнения необходимо обработать и вывести окончательное значение. Обработка данных может представлять собой задачу различной степени сложности. Так, можно вычислить простое среднеарифметическое или средневзвешенное значение 1, а можно прибегнуть к более сложным расчетам, используя специальные математические и статистические методы обработки экспериментальных данных 2. Можно учитывать работу, выполненную не всеми механизаторами (а только высококвалифицированными), или не учитывать отдельные агрегаты, т.к. техника в них сильно изношена и работает последний год. Можно дифференцировать норматив для благоприятных и неблагоприятных погодных условий или рассчитать отдельно специальный коэффициент, учитывающий влияние погоды. Вариантов много. Подробное рассмотрение этих вопросов выходит за рамки данной НИР. Отметим, что данные из программы можно легко перенести для обработки в другие программы (табличный процессор, специальную математическую и/или статистическую программу) 3. Если данные будут обрабатываться не сразу после завершения работ, а позднее, например, в конце года, то может потребоваться выделить отдельные работы из совокупности всех работ. Это можно легко сделать при помощи запросов (рис. 5.13). Есть возможность многолетнего накопления данных учета (например, данные каждого года можно хранить в отдельном файле-проекте, который, кстати, весьма компактен). Чем больше лет будет эксплуатироваться программа, тем больше будет 1 В качестве весов можно использовать данные о выполненном при данной производительности объеме работ или отработанном количестве часов. Эти данные можно получить из окон «Результаты запроса» и «Потребность в технике» 2 Возможно, методику необходимо будет подкорректировать, чтобы учесть различия между правильной организацией проведения экспериментов и обычной организацией проведением работ в хозяйстве, точность замеров и т.п. Кстати, в случае проведения специальных экспериментов, программу также можно использовать для первичного учета результатов. 3 Любую таблицу можно сохранить в файле формата MS Excel, любую часть таблицы можно скопировать буфер обмена Windows (см. рис. 5.1). 207 накапливаться информации и тем больше открывается возможностей для ее анализа и обработки. Нормативная продолжительность полевых механизированных работ Этот норматив хотя и относится к конкретной работе, но не может рассматриваться строго обособлено от других работ. Наличие связей между технологическими операциями (см. [5.1], [5.3], [5.4]), может приводить к тому, что продолжительность выполнения одной работы может влиять на сроки проведения других работ и наоборот. В программе это влияние можно учесть (см. раздел 5.2 и рис. 5.9). По результатам расчетов можно минимальные Возможно, увидеть, каковы продолжительности значения будут теоретические всех несколько максимальные технологических противоречить и операций. конкретному нормативу, а точнее дополнительно ограничивать его. Например, если норматив ограничивает максимальную продолжительность работы, скажем 8 днями, то программа может его ограничить дополнительно, например 6 днями. Это следует понимать так: если работа продлится более 6 дней, то либо нарушится порядок выполнения операций, либо не будут соблюдены агротехнические требования по срокам для других работ. Кроме того, наличие или отсутствие техники в хозяйстве может существенно влиять на продолжительность работ. Если техники не хватает, то выполнить работу за отведенное нормативом время может быть невозможно 1. Программа предусматривает соответствующие расчеты для учета таких ситуаций. Во-первых, в окне «Агрегаты: режимы использования» (рис. 5.8), можно предварительно оценить перспективы применения всех агрегатов на конкретных технологических операциях. 1 Помимо параметров, В некоторых хозяйствах не могут организовать работу в две смены, что ограничивает время, которое могут работать машины в течении дня. Это также может быть причиной того, что работу нельзя выполнить за заданное количество дней. 208 позволяющих сравнить агрегаты между собой по стоимости, здесь выводятся: • количество агрегатов, которые можно собрать из техники, имеющейся в хозяйстве; • количество агрегатов, которые можно собрать с капитальными вложениями (с учетом разрешенных пределов покупки новых машин); • максимальная дневная производительность каждого агрегата; • количество дней, которое потребуется на выполнение всего запланированного объема работ. Во-вторых, в окне «Технологические операции: связи и сроки» (рис. 5.9) рассчитывается минимальная продолжительность технологических операций с учетом наличия техники в хозяйстве (столбец "Ограничение сроков" \ "Прод., дней" \ "Мин.", рис.). Для этого программа определяет максимальную дневную производительность агрегатов всех типов, с учетом того, что теоретически одновременно могут работать агрегаты разных типов и нельзя превышать наличия техники в хозяйстве и разрешенных пределов покупки. Это небольшая оптимизационная задача, которую можно решить либо математическим моделированием, либо методом перебора вариантов (в программе используется последний метод). Таким образом, вычисленная минимальная продолжительность технологической операции может дополнительно ограничить значение норматива, но теперь уже в большую сторону. Например, если задана нормативная продолжительность не более 6 дней, то программа может показать, что наличие техники не позволит выполнить операцию быстрее, скажем 10 дней. Если это недопустимо, значит нужно докупать технику. Кстати, меняя разрешенные пределы покупки (в окне "Технические средства", столбец "Купить не более, шт.", рис. 5.2), можно видеть, как меняется минимальная продолжительность операции. Значит, можно посмотреть, какие капитальные вложения нужно сделать, чтобы удалось уложиться в заданный норматив по срокам. Также можно посмотреть, как 209 на минимальную продолжительность повлияет возможность проводить работы в 2-3 смены или при увеличенной длительности смены (настройки в окне "Агрегаты: режимы использования", рис. 5.8). Минимальные и максимальные сроки выполнения работ в окне "Технологические операции: связи и сроки" (рис. 5.9) рассчитываются с учетом так называемых "конкретных сроков". Последними можно учитывать сроки, которые уже известны (часть работ уже началась или даже закончилась) или просто приняты решения по срокам отдельных процессов или операций. Перейдем к рассмотрению нормативов второй группы, которые характеризуют производство в целом и всегда зависят от многих (чаще всех сразу) технологических операций. Уточнение нормативов происходит по следующей схеме: 1. Составляется план использования МТП хозяйства. При вводе данных учитываются все его специфические условия. 2. План использования МТП рационализируется. 3. Просматриваются результаты при помощи средств, перечисленных в разделе 5.3. Из результатов выясняются либо сразу уточненные значения нормативов, либо цифры, для их окончательного вычисления 1. Для некоторых нормативов можно указать конкретные окна (а иногда и столбцы таблиц), которые имеют прямое отношение к нормативу (будут указаны ниже). 4. Уточненные значения нормативов сравниваются со справочными данными и делаются соответствующие выводы. Есть возможность изменить план машиноиспользования таким образом, чтобы достичь заданного значения одного или нескольких нормативов и оценить, во что это обойдется хозяйству. Если необходимо, составляется несколько вариантов использования МТП, чтобы учесть разные возможные стратегии развития 1 Эти вычисления обычно сводятся к простому делению одного значения на другое. 210 ситуации при благоприятных и неблагоприятных условиях. При составлении нескольких вариантов, пользователю нужно свести вместе результаты по каждому из них и получить итоговое значение норматива. Методы вычисления зависимости от итоговых норматива, значений могут потребностей быть разными пользователя и в его возможностей. В одних случаях можно обойтись вычислением средних значений, в других — более сложными методами. При вычислении потребностей (в технике, рабочих, топливе и др.) необходимо брать значения из каждого варианта, сравнивать их между собой и выбирать максимальные из них. Далее рассмотрим, из каких окон программы следует брать итоговые значения для вычисления тех или иных нормативов. Начнем с норм потребности в топливе, а также норм расхода топлива на гектар площади, условный эталонный гектар, на единицу произведенной продукции, на один трактор и т.п. Узнать расход топлива из программы можно различными способами: • на 1 машину по всем работам можно брать из окна «Потребность в технике» (рис. 5.18); • всеми машинами по всем работам — из окна «Варианты использования МТП»; • по отдельным культурам и их комбинациям можно брать из окна «Технологические карты» (рис. 5.12). • на работах, отобранных по специфическим условиям — в окне «Результаты запроса» 1 (рис. 5.14). После того как расход топлива выяснен, остается только поделить его на объем продукции, площадь и т.п., чтобы получить искомое значение норматива. 1 Кроме того, в окнах «Результаты запроса» и «Потребность в технике» рассчитываются также выполненный объем работ в условных эталонных гектарах, который может потребоваться для вычисления значения норматива на одни усл. этал. га. 211 Следует также учитывать, что данные о расходе топлива могут быть вычислены за произвольный (указанные пользователем) промежуток времени, а дополнительные подробности можно узнать из графика потребности в топливе. Вычисление нормативов денежных затрат происходит аналогично нормативам потребности в топливе (в тех же окнах, что указаны выше, в таблицах рядом с расчетом потребности в топливе происходит расчет денежных затрат). Для уточнения нормативов потребности в технике следует использовать графики потребности в технике (рис. 5.16). Искомые значения — это максимумы на графиках. Сводные данные по всем техническим средствам хозяйства представлены в окне «Потребность в технике» (рис. 5.18). Нормативы потребности в рабочих уточняются посредством графиков потребности в рабочих, а также данных окна «Потребность в рабочих». Для уточнения нормативов годовой загрузки машин можно использовать данные столбцов «Отработано одной машиной» в окне «Потребность в технике» (рис. 5.18). 5.7.3 Разработка (выведение, обоснование) новых нормативов Программа предназначена для работы с одним сельскохозяйственным предприятием, поэтому, если новые нормативы разрабатываются для нужд конкретного хозяйства, то программа подходит хорошо, а если стоит задача разработать нормативы для группы хозяйств (района, области, региона), то помощь программы будет ограниченной. Программа поможет получить данные по каждому конкретному хозяйству из группы с учетом его индивидуальных условий 1, но обработать эти 1 Делается это примерно так, как описано в предыдущем разделе (для нормативов второй группы) 212 данные и вывести окончательные результаты нужно будет за пределами программы с помощью иных средств. О способах переноса данных из рассматриваемой программы в другие программы уже упоминалось в предыдущем разделе. 5.7.4 Получение нормативов из справочников Программа может являться источником справочных данных о нормативах. Специальные справочники с технологиями и машинами могут распространяться вместе с программой или отдельно от нее 1. Электронный вид обеспечивает более компактную и структурированную форму хранения справочных данных, быстрое нахождение интересующей пользователя информации. Но наибольшие выгоды достигаются, если справочную информацию необходимо задействовать в проекте для конкретного хозяйства. В этом случае, информация из справочника легко и удобно переносится в проект пользователя. При необходимости можно за секунды переносить целые технологические карты вместе со всем их содержимым 2. 1 При необходимости, пользователь может сам создать справочник в формате программы. 2 Перенесенные технологические карты можно рассматривать как прототипы для реальных карт. Их можно отредактировать под свои нужды. 213 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Раздел 1 «Разработка экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур на основе интродукции, минимализации обработки почвы, совершенствования севооборотов и воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почвы Верхнего Поволжья» 1.1 Роль ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур с использованием минимальных приемов обработки почвы Переход хозяйств Костромской области на ресурсосберегающие технологии обусловлен необходимостью сокращения производственных затрат и фактически низким уровнем урожайности зерновых культур (1012 ц/га) при традиционной технологии возделывания. Целью нашей работы в ООО «Сущево» являлось получение максимально возможной урожайности полевых культур, поддержание и повышение плодородия материальных и почвы трудовых при минимальных затратах. Только энергетических, одна операция ресурсосберегающей технологии – оставление соломы на поле, позволяет повышать содержание органического и минерального вещества в почве. С 1 т соломы зерновых в почву поступает: 810 кг органического вещества; 5-14 кг/га азота; 0,7-2,4 кг/га Р2О5; 10-17 кг/га К2О; 3-12 кг/га Са; 0,8-3 кг/га Мg; 41 г/га Мn и др. Одна тонна соломы соответствует 350 кг гумусового вещества, а по влиянию на воспроизводство гумуса 1 т соломы равнозначна 3,5 т подстилочного навоза. При этом экономия средств в технологии уборки соломы зерновых составляет в среднем 150-200 руб/га. В течение 2011 года на полях хозяйства вели наблюдения за изменением физико-механических свойств почвы, её микробиологической активностью, а также учитывали реакцию культуры и сорных растений на применение минимальной обработки почвы. 1. Погодно - климатические условия 2011 года отличались нетипичной ситуацией, т.е. неравномерным выпадением осадков в сочетании с высокой температурой воздуха, продолжительными периодами недостатка влаги в период интенсивного роста растений и 214 разнонаправленным влиянием погодных условий на темпы прироста растений и величину урожайности. 2. Минимальная обработка почвы, проведенная Vogel Terramix 600, сформировала в течение всего вегетационного периода более высокие показатели плотности почвы, чем вспашка, по обоим изучаемым слоям пахотного горизонта. Полученные результаты указывают на то, что выбранные для внедрения ресурсосберегающей технологии поля, в целом, удерживают равновесную плотность почвы, соответствующую требованиям зерновых культур к этому показателю – 1,22-1,4 г/см3. 3. Физические свойства и режимы почв являются важными условиями проявления почвенного плодородия. В целом, можно отметить, что влажность почвы в вегетационный период 2011 года находилась в пределах агротехнически допустимой, хотя на варианте со вспашкой была несколько выше. 4. По литературным сведениям известно, что минимальная обработка менее эффективна в борьбе с сорняками, по сравнению со вспашкой. На основании проведенных наблюдений нами было установлено, что при соблюдении всех технологических приемов, вариант с минимальной обработкой обеспечил меньшую засоренность посевов по сравнению со вспашкой. Показатель засоренности при поверхностной обработке почвы соответствовал 3 баллам, при вспашке – 5 баллам, в обоих вариантах засоренность многолетними видами сорных растений была низкой. 5. Микрофлора была наиболее активна по минимальной обработке почвы как в верхнем слое 0-10 см, так и в слое 0-20 см, что объясняется большей аэрацией и сосредоточением органического вещества в верхнем слое почвы. 6. Снижение интенсивности обработки почвы способствует накоплению органического вещества, его гумификации, улучшению физических свойств почвы, что положительно влияет на формирование урожайности культур. Данный вывод подтверждает и величина урожая озимой тритикале, где вариант с минимальной обработкой почвы превышал по урожайности основную обработку почвы в виде вспашки. 215 7. Применение минимальной обработки почвы позволило снизить себестоимость полученной продукции по сравнению со вспашкой на 9,41 руб/ц. Проведенный нами комплексный анализ оценки состояния почв и растений позволяет повысить устойчивость экосистемы, урожайность полевых культур, а также повысить уровень рентабельности отрасли растениеводства. 1.2 Интродукция сои как фактор повышения уровня интенсификации отрасли растениеводства (на примере условий Костромской области) В Костромской области на данный момент нет ни одной полевой культуры, обеспечивающей потребность населения в полноценном белке. 1. В современной экономической ситуации актуален процесс перевода севооборотов на включение в них более доходных культур, к которым, в первую очередь, относится соя. Ее семена содержат в среднем 37…42% белка, 19…22% масла и до 30% углеводов. Рекомендуемая схема севооборота с включением сои: 1). Занятый пар + мн. травы; 2). Мн. травы I года пользования; 3). Мн. травы II года пользования; 4). Яровые зерновые на корм; 5). Соя (сорта северного типа). 2. Оценка сортов сои по устойчивости к действию абиотических факторов показала вариабельность формирования урожайности в пределах от 1,6 до 2,4 т/га: Сорта северного экотипа - Магева– 1,6 т/га; Ланцетная– 1,8 т/га; Свапа– 1,9 т/га; Светлая– 1,8 т/га; Касатка– 2,4 т/га. Сорта Дальневосточной селекции - Гармония– 2,2, т/га; Лидия– 2,6, т/га; Соер 4– 3,4, т/га; Соната– 3,3 т/га. Сорта Брянской селекции - Брянская 11– 1,1 т/га; Брянская МИЯ– 0,8 т/га. 216 3. Влияние изучаемых агротехнических приемов на формирование урожайности культуры сои оказалось существенным. Прибавка от способа посева – 1,5 - 1,8 ц/га, срока посева – 1 - 4 ц/га, нормы высева (0,6 млн.шт/га) – 1,6 ц/га, применения регуляторов роста по сорту Магева 1,7-4,0 ц/га, Светлая – 0,9-8 ц/га, Свапа – 0,7-2,7 ц/га, Ланцетная – 2-3,7 ц/га, десикации посевов – 3 ц/га. Раздел 2 «Анализ генофонда костромской породы крупного рогатого скота с использованием ДНК-маркеров по генам, ответственным за рост, качество молока и устойчивость к заболеваниям» 2.1. Проведенные в 2011 году исследования показали, что костромская порода крупного рогатого скота характеризуется высоким содержанием хозяйственно-ценных аллелей и генотипов. 2.2. Уникальность костромской породы заключается сочетании ценных генетических комплексов, в редком одновременно обеспечивающих высокое качество молока и мяса, а также высокий уровень устойчивости к заболеваниям. 2.3. Генетический потенциал костромской породы не исчерпан. Она является одной из лучших отечественных пород и нуждается в бережном отношении к сохранению ее уникальности и дальнейшему усовершенствованию. Раздел 3 «Разработка и исследование автоматизированной системы управления технологическим процессом подработки зерновых колосовых культур методом термодинамического воздействия» 3.1. Существующие системы управления технологическим процессом сушки известных сушилок сводятся к автоматическому 217 контролю отдельных параметров сушилки, сигнализации, а также к защите рабочих органов машин комплекса от поломок. 3.2. Промышленным способом не выпускаются сушилки с автоматическими системами управления технологическим процессом. 3.3. Проведён анализ существующей аппаратуры контроля параметров сушки, выпускаемой промышленным способом. Определены места установки датчиков для сушилок термодинамического воздействия. 3.4. Предпочтительной аппаратурой для автоматизации установок КС является электронная аппаратура. Так как она при относительно небольшом числе унифицированных блоков позволяет осуществить регулирование температуры, расхода и др. параметров, реализовать каскадную управление. схему регулирования, Аппаратура имеет осуществлять возможность дистанционное широкого выбора исполнительных механизмов. 3.5. Разработан и апробирован экспресс-метод определения структуры зернового слоя, позволяющий контролировать порозность слоя зернового материала в потоке. Раздел 4 «Разработка и изготовление макетного образца усовершенствованного ресурсосберегающего аппарата для отделения семенной части урожая от стеблей при раздельной уборке льна» 4.1. Для условий России при рыночном хозяйствовании более подходит технология раздельной уборки льна, как более целесообразная в технологическом и экономическом отношениях (в сравнении с комбайновой), однако в нашей стране не выпускается машин для её реализации. Для осуществления второй фазы раздельной уборки льна служит подборщик-очесыватель лент. В настоящее время в ведущих научно-исследовательских организациях проводятся работы по созданию указанной машины. 4.2. Основным рабочим органом подборщика-очесывателя лент льна является аппарат для отделения семенной части урожая от стеблей, от него 218 зависит работоспособность машины в разных погодных условиях и её агротехнологические показатели работы. Анализ схем и конструкций аппаратов для отделения семенной части урожая от стеблей льна показал, что все они по тем или иным причинам не могут в полной мере удовлетворить производство. Вальцовые аппараты не работают на увлажненных лентах, гребневые очесывающие аппараты с поступательнокруговым движением зубьев, широко проверенные на льноуборочных комбайнах, допускают большой отход стеблей в путанину, не обладают достаточной пропускной способностью, имеют сложное устройство и динамически не уравновешены, что снижает их техническую надежность. Битерные очесывающие аппараты не обеспечивают достаточную чистоту отделения семенной части урожая от стеблей. Разработанные на базе указанных рабочих органов известные комбинированные аппараты для отделения семенной части урожая от стеблей имеют в какой-то степени недостатки, присущие тем, на базе которых они скомбинированы, их также необходимо совершенствовать. 4.3. В Костромской ГСХА предложена схема новой технологии уборки льна, уборки и подготовки к переработке тресты, она включает раздельную уборку культуры. При её реализации будет применяться двухпоточный самоходный подборщик-очесыватель лент. Работать он будет на лентах, имеющих различные характеристики, в том числе и разостланных с образованием полушатра. К аппарату для отделения семенной части урожая от стеблей, который будет применен в названной машине, предъявляются более высокие требования по полноте отделения семенной части, повреждению стеблей и отходу их в путанину. Кроме того, указанный рабочий орган должен иметь достаточную пропускную способность, чтобы машина показывала высокую производительность. Известные аппараты для отделения семенной части урожая от стеблей не могут быть применены в перспективной льноуборочной машине. 219 4.4. В Костромской ГСХА разработана схема усовершенствованного ресурсосберегающего комбинированного плющильно-очесывающего аппарата, работающего по принципу последовательного действия на растения как давлением вальцов для разрушения коробочек, так и зубьев барабана при расчесывании ими стеблей для выделения семян. Цель усовершенствования – повысить чистоту отделения семян от стеблей и уменьшить повреждения и отход стеблей в путанину при обеспечении высокой пропускной способности, технологической и технической надежности аппарата. Усовершенствованный рабочий орган включает две пары плющильных вальцов и расположенный между ними протряхиватель ленты, а также установленный после вторых вальцов зубчато-дисковый очесывающий барабан новой конструкции. Проведено изготовление макетного образца комбинированного аппарата. В планы последующей нашей работы входит разработка и изготовление экспериментальной машины для реализации второй фазы раздельной уборки льна, установка макетного образца усовершенствованного плющильно-очесывающего аппарата на экспериментальную машину и проверка в полевых условиях макетного образца аппарата и всей машины. Раздел 5 «Разработка методических рекомендаций по применению научно-обоснованных нормативов потребности в технике, топливе и рабочей силе для растениеводства на основе компьютерного моделирования машиноиспользования» Рассмотрены теоретические вопросы, связанные с нормативами и методикой компьютерного моделирования машиноиспользования (разделы 5.1 и 5.2). Создана новая компьютерная программа, которую можно применять в любом сельскохозяйственном предприятии, производящем полевые работы. Она может использоваться для решения широкого круга задач, причем не только связанных с нормативами (раздел 5.4). Это и планирование, и оперативное управление, 220 и рационализация машиноиспользования, а также количественное обоснование разнообразных управленческих решений, связанных с использованием техники. Результаты НИР могут быть использованы сельскохозяйственными предприятиями, консультационными службами АПК, а также применены в научных исследованиях и учебном процессе сельскохозяйственных вузов. Методика применения программы для решения задач, связанных с нормативами, представлена отдельно в разделе 5.6. Можно оценивать последствия использования нормативов, уточнять их значения в условиях хозяйств, разрабатывать новые нормативы, получать справочные сведения о нормативах. Компьютерная программа, созданная в рамках данной НИР, является уникальной в своем роде (о других программах см. введение). Она разработана с предварительным обоснованием и проектированием, реально работает, имеет сайт в Интернете, готова к широкому применению, сопровождается подробным описанием. В 2011 году программа была апробирована в ОАО «Племзавод Караваево» Костромского района и доказала свою работоспособность и пригодность для решения поставленных задач (см. раздел 5.4). Программа использовалась также в учебном процессе Костромской ГСХА. 221 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 1.1. Благовещенская З.А. Использование соломы в современном земледелии // Химия в сельском хозяйстве. – 1986, № 10, с. 26-31. 1.2. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим удобрениям. – М., Агропромиздат, 1988. – 256 с. 1.3. Гаитов М.Ю. ресурсосберегающие технологии земледелия // Достижения науки и техники АПК. – 2005, № 11-12. 1.4. Гамаюнова В.В. Влияние запахивания и сжигания соломы на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур // Орошаемое земледелие. – 1986, № 31, с. 1-16. 1.5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Изд-во: «Колос». 1970. – 416 с. 1.6. Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию.– М., «Колос». 1977. – 368 с 1.7. Карлос Кроветто Ламарка. Использование стерни в качестве покрова почвы. Значение растительных остатков при обработке почвы с целью повышения ее качества. 1998. – 310 с. 1.8. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. – М., Колос, 1970. – 446 с. 1.9. Степанов Н.С., Костецкий И.И. Практикум по основам агрономии. – М., «Колос». 1981. – 240 с. 1.10. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии/Пер. с венг. И.Ф. Куренного; Под ред. И с предисл. Г.С. Муромцева. – М., Колос, 1983. – 296 с. 1.11. Франсис Шаксон, Ричард Барбер. Оптимизация почвенной влаги при выращивании сельскохозяйственных культур. пористости почв. Почвенный бюллетень ФАО 79. – 122 с. 222 Важность 1.12. Ф. Магдофф, Г. Ван Эс. Формирование почвенной структуры для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. 2-е издание. 2000. – 228 с. 1.13. Чернов Н.В. Внедрение сберегающего земледелия // Достижения науки и техники АПК. – 2005, № 6. 1.14. Шугуров А.И. Технология больших возможностей. Опыт ведения сельскохозяйственного производства в товариществе на вере «Пугачевское».– Пенза. 2003. – 37 с. 2.1. Алипанах М., Калашникова Л.А.,Медведев Ю.Б., Родионов Г.В. Генотипирование популяций крупного рогатого скота черно-пестрой породы по локусу гена каппа-казеина // В сб. «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2004. С.34-36. 2.2. Алтухов Ю. П. Генетические процессы в популяциях. / М.: Наука. 1989. 2.3. Баранов А.В. Генетическое маркирование и его использование при совершенствовании системы разведения молочного скота / Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. М., - 1997. - 343 с. 2.4. Баршинова А.В., Калашникова Л.А., Авдалян Я.В. Влияние локуса гена каппа-казеина на технологические копказателои молока первотелок красно-пестрой породы // В сб. «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2004. С.36-38. 2.5. Богданова Т.В., Бадин Г.А., Калашникова А.Н. и др. Оценка костромских племенных животных по ДНК. В сб.: Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: материалы 54-й межвузовской научно-практической конференции. Том 1. Кострома, 2003: 60 – 61. 2.6. Гладырь Е.А., Зиновьева Н.А., Марзанов Н.С., Брем Г. Использование генов бета-лактоглобулина и каппа-казеина в качестве генетических маркеров для крупного рогатого скота //Материалы II 223 Междунар. научн. конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». Москва. ВНИИСХБ, 2000. С. 86-88. 2.7. Денисенко Е.А., Калашникова Л.А. Генотипирование популяции крупного рогатого скота черно-пестрой породы по локусу гена каппа-казеина в Красноярском крае // В сб. достижения и проблемы биотехнологии «Современные сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2003. С.103. 2.8. Дерюшева С.Е. Определение генотипа к-казеина у коров бестужевской породы методом полимеразной цепной реакции //Бюлл. ВНИИ генетики и разведения с/х животных. 1993. Вып.137. С.36-39. 2.9. Калашникова Л.А., Стрелкова Н.А., Голубина Е.П. Полиморфизм гена каппа-казеина крупного рогатого скота красно-пестрой породы // В сб. «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2002. С.137-138. 2.10. Коновалова Е.Н., Сельцов В.И., Зиновьева Н.А. Полиморфизм гена каппа-казеина и его влияние на признаки продуктивности коров симментальской породы // В сб. «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2004. С.4954. 2.11. Лазебная И.В., Лазебный О.Е., Сулимова Г.Е. ДНК-маркеры молочной продуктивности у костромской породы КРС // Материалы II-ой Междунар. научно-практ. конф. ”Аграрная наука н образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения”. Ульяновск: УГСХА, 2010. Т. IV. С. 112-116. 2.12. Лягин Ф.Ф., Бадин Г.А. Костромская порода крупного рогатого скота – наша марка. В сб.: 60 лет костромской породе крупного рогатого скота: материалы юбилейной научно-практической конференции. Кострома, 2004: 58 – 67. 224 2.13. Матюков В.С. Внутрипопуляционная дифференциация чистопородного холмогорского скота по генным частотам локуса каппаказеина //Цитология и генетика. 2004. № 2. С. 46-50. 2.14. Мохаммади А., Нассири М.Р., Мозафер Дж. и др. Распределение частот аллелей гена BoLA-DRB3 и идентификация нового аллеля у иранской породы «Систани» крупного рогатого скота Bos Indicus // Генетика. 2009. Т. 45. № 2. С. 224-229. 2.15. Павлова И.Ю., Труфанов В.Г., Калашникова Л.А. Генотипирование молочных белков у холмогорского скота// В сб. «Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных». Дубровицы, 2004. С.79-80. 2.16. Рокицкий П.Ф. Основы вариационной статистики для биологов. // Минск: БГУ. 1961. 2.17. Рузина М.Н., Штыфурко Т.А., Мохаммад Абади М.Р. и др. Полиморфизм гена BOLA-DRB3 у крупного рогатого скота монгольской, калмыцкой и якутской пород // Генетика. 2010. Т.46. № 4, С.517–525. 2.18. Сидоренко, В.А. Костромичи и “Костромичка”: к 60-летию создания костромской породы крупного рогатого скота (1944-2004) / В.А. Сидоренко, Н.С. Баранова – Кострома: ООО ”Костромаиздат”, 2004.- 160 с. 2.19. Сулимова Г.Е., Шайхаев Г.О., Берберов Э.М. и др. Генотипирование локуса каппа-казеина у крупного рогатого скота с помощью полимеразной цепной реакции// Генетика. 1991. Т.27. С.20532062. 2.20. Сулимова Г.Е., Соколова С.С., Семикозова О.П. и др. Анализ полиморфизма ДНК кластерных генов у крупного рогатого скота: гены казеинов и гены главного комплекса гистосовместимости (BoLA) // Цитология и генетика. 1992. Т.26. С.18-26. 2.21. Сулимова Г.Е., Удина И.Г., Шайхаев Г.О., Захаров И.А. ДНКполиморфизм гена BoLA-DRB3 у крупного рогатого скота в связи с 225 устойчивостью и восприимчивостью к лейкозу // Генетика. 1995. Т. 31. № 9. C. 1294-1299. 2.22. Сулимова Г.Е., Бадагуева Ю.Н., Удина И.Г. Полиморфизм гена каппа-казеина в популяциях подсемейства Bovinae//Генетика. 1996. Т.32. С.1576-1582. 2.23. Сулимова Г.Е. К вопросу о номенклатуре аллелей k-казеина у представителей подсемейства Bovinae // Генетика. 1998. Т.34. N 4. С.1-3. 2.24. Сулимова Г.Е. ДНК-маркеры в изучении генофонда пород крупного рогатого скота / В кн. «Генофонды сельскохозяйственных животных: генетические ресурсы животноводства». М.: Наука. 2006. С. 138-166. 2.25. Сулимова Г. Е., Лазебная И. В., Лазебный О.Е. «Способ определения генетического потенциала крупного рогатого скота по качеству молока» Патент Российской федерации №2317704 (06.06.2006) на изобретение // Официальный Бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам «Изобретения. Полезные модели» 2008.02.27. №6. 2.26. Удина И.Г., Карамышева Е.Е., Сулимова Г.Е. и др. Сравнительный анализ айрширской и черно-пестрой пород крупного рогатого скота по маркерам гистосовместимости // Генетика. 1998. Т. 34. № 12. C. 1668-1674. 2.27. Удина И.Г., Карамышева Е.Е., Туркова С.О. и др. Генетические механизмы устойчивости и чувствительности к лейкозу айрширской и черно-пестрой пород крупного рогатого скота, установленные на основе распределения аллелей гена BoLA-DRB3 // Генетика. 2003. Т. 39. № 3. C. 383-396. 2.28. Хаертдинов Р.А., Сулимова Г.Е., Губайдуллин Э.С., Афанасьев М.П. Генотипирование быков-производителей голштинской породы по каппа-казеину//Тезисы докладов международной конференции «Агробиотехнологии растений и животных». Киев, 1997. С.37-38. 226 2.29. Хатами С.Р., Лазебный О.Е., Максименко В.Ф., Сулимова Г.Е. ДНК-полиморфизм генов гормона роста и пролактина у ярославского и черно-пестрого скота в связи с молочной продуктивностью // Генетика. 2005. Т. 41. С. 229-236. 2.30. Alipanah M., Kalashnikova L., Rodionov G. Association of prolactin gene variants with milk production traits in Russian Red Pied cattle // Iranian Journal of Biotechnology. 2007. V. 5. N. 3. P. 158-161. 2.31. Alizadeh Z., Karrow N., Mallard B. N. Biological effect of varying peptide binding affinity to the BoLA-DRB3*2703 allele // Genet. Sel. Evol. 2003. V. 35. Suppl. 1. P. 51-65. 2.32. Bringe N.A., Kissela J.E. Forces involved in the enzymatic and acidic coagulation of casein micelles // Development in Food Proteins 5. London: Appl. Sc. Publish. 1987. P.159-173. 2.33. Chung E.R., Rhim T.J., Han SK. Associations between PCR-RFLP markers of growth hormone and prolactin genes and production traits in dairy cattle // Korean J. Anim. Sci. 1996. V. 38. P. 321-336. 2.34. Denicourt D., Sabour M. P., McAllister A. Detection of bovine kappa -casein genomic variants by the polymerase chain reaction method. Anim. Genet// 1990. V.21. P. 215-216. 2.35. Dietz A., Detilleux J., Freemann A. et al. Genetic association of bovine lymphocyte antigen DRB3 alleles with immonological traits of Holstein cattle // J. Dairy Sci. 1997. V. 80. P. 400-405. 2.36. Ferretti L., Leone P., Sgaramella V. Long range restriction analysis of the bovine casein genes// Nucleic Acids Research. 1990. V.18. P. 6829-6833. 2.37. Fiat A.-M., Jolles P. Caseins of various origines and biologycally active casein peptides and oligosaccharides: structural and phisiological aspects // Mol.Cel.Biochem. 1989. V.87. P.5-30. 2.38. Gilliespie B.E., Jayarao B.M., Dowlen H.H. & Oliver S.P. Analysis and frequency of bovine lymphocyte antigen DRB3.2 alleles in Jersey 227 cows // J. Dairy Sci. 1999. V.82. P.2049-2053. 2.39. Grochowska R., Zwierzchowski L., Snochowski M. et al. Stimulated growth hormone (GH) release in Friesian cattle with respect to GH genotypes // Reprod. Nutr. Dev. 1999. V.39. No 2. P.171-180. 2.40. Grosclaude F., Mahe M.-F., Mercier J.-C., Ribade-au-Dumas B. Localization des substitutions d'acides amines differenciant les variants A et B de la caseine bovine //Ann. Genet. Sel. Anim. 1972. V. 4. P.515-521. 2.41. Grosclaude F. Genetic polymorphism of the main bovine lactoproteins. Relationships with milk yield, composition, and cheese yielding capacity // 1988. INRA Prod. Anim. V.1 (1). P.5-17. 2.42. Hoj S., Fredholm M., Larsen N.J. et al. Growth hormone gene polymorphism associated with selection for milk fat production in lines of cattle // Anim. Genet . 1993. V.24. P.91-96. 2.43. Kaminski S. Bovine kappa-casein (CASK) gene molecular nature and application in dairy cattle breeding// J. Appl. Genet. 1996. V.37. P.179-196 Lagziel A., Lipkin E., Ezra E. et al. An MspI polymorphism at the bovine growth hormone (bGH) gene is linked to a locus affecting milk protein percentage // Anim. Genet. 1999a. V. 30. P. 296-299. 2.44. Kelm S.C., Dettileux J.C., Freeman A.E., et al. Genetic association between parameters of innate immunity and measures of mastitis in periparturient Holstein cattle // J. Dairy Sci. 1997. V.80. P.1767- 7772. 2.45. Kulberg S., Heringstad B., Guttersrud O.A., Olsaker I. Study on the association of BoLA-DRB3.2 alleles with clinical mastiitis in Norvegian Red cows // J. Anim. Breed. Genet. 2007. V.124. P. 201-207. 2.46. Lagziel A., Soller M. DNA sequence of SSCP haplotypes at the bovine growth hormone (bGH) gene // Anim. Genet. 1999b. V. 30. P. 362-365. 2.47. Ledwidge S.A., Mallard B.A., Gibson J.P. et al. Multi-primer target PCR for rapid identification of bovine DRB3 alleles. // Anim. Genet. 2001. V.32. N.4. P.219-221. 228 2.48. Lee B.K., Lin G.F., Crocker B.A. et al. somatotropin Association of (bST) gene polymorphism with selection for milk yield in Holstein cows // J. Dairy Science. 1993. V. 76 Suppl.l. P. 149. 2.49. Lee B.K., Lin G.F., Crocker B.A. et al. Association of somatotropin (bST) gene polymorphism at the 5th exon with selection for milk yield in Holstein cows // Domest. Anim. Endocrinol. 1996. V. 13. P. 373-381. 2.50. Lewin H.A., Russel G.C., Glass E.J. Comparative organization and function of the major histicompatibility complex of domesticated cattle // Immunol. Rev. 1999. V. 167. P. 145-158. 2.51. Lien S., Rogne S. Bovine casein haplotypes: number, frequencies and applicability as genetic markers // Animal Genetics. 1993. V.24. P.373-376. 2.52. Lucy M.C., Hauser S.D., Eppard P.J. et al. Variants of somatotropin in cattle: gene frequencies in major dairy breeds and associated milk production //Domest. Anim. Endocrinol. 1993. V. 10. P. 325-333. 2.53. Maillard J.C., Martinez D., Bensaid A. An amino acid sequence coded by exon 2 of the BoLA-DRB3 gene associated with a BoLA class I specificity constitutes a likely genetic marker of resistance to dermatophiloses in Brahman zebu cattle of Martinique (FWI) // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1996. V.791. P. 185-197. 2.54. Marzali A.S., Ng-Kwai-Haug K.F. Effects of milk composition and genetic polymorphism on cheese composition// J. Dairy Sci.1986.V.69. P. 2533-2542. 2.55. Mercier J.-C., Chobert J.-M., Addeo F. Comparative study of the amino acid sequences of the casein macropeptides from seven species//FEBS Letters. 1976. V.72. P.208-214. 2.56. Miretti M.M., Ferro J.A., Lara M.A., Contel E.P.B. Restriction Fragment length polymorphism (RFLP) in Exon 2 of the BoLA-DRB3 Gene in South American cattle // Biochem Genet. 2001. V. 39. P. 311-324. 2.57. Mitra A., Schlee P., Balakrishnan C.R., Pirchner F. Polymorphism at growth - hormone and prolactin loci in Indian cattle and 229 buffalo // J. Anim. Breed. Genet. 1995. V. 112. P. 71 -74. 2.58. Nassiry M. R., Eftekhar Shahroodi F., Mosafer J. et al. Analysis and frequency of bovine lymphocyte antigen (BoLA-DRB3) alleles in Iranian Holstein cattle // Rus. J. Genetics. 2005. V. 41. № 6. P. 664-668. 2.59. Pedersen J. Selection to increase frequency of kappa-casein variant B in dairy cattle// J. Anim. Breed. Genet.1991.V. 108. P. 434-445 2.60. Prinzenberg E.M.. Krause 1, Erhardt G. SSCP analysis at the bovine CSN3 locus discriminates six alleles corresponding to known protein variants (A, B, C, E, F, and G) and three new DNA polymorphisms (H. I, A (l))// Animal Biotechnology. 1999. V.10. P. 49-62. 2.61. Pudovkin A.I., Zaykin D.V., Hedgecock D. On the potential for estimating the effective number of breeders from heterozygote-excess in progeny. // Genetics.1996. V. 144. P. 383-387. 2.62. Rijnkels M., Kooiman P.M., Deboer H.A., Pieper F.R. Organization of the bovine casein gene locus// Mammalian Genome. 1997. V.8. P.148-152. 2.63. Sabour M.P., Lin C.Y., Lee A.J. et al. Association between milk protein genetic variants and genetic values of Canadian Holstein bulls for milk yield traits.// J. Dairy Sci. 1996. V.79. № 6. P.1050-1056. 2.64. Schaar J., Hansson B., Pettersson H. Effects of genetic variants of κ-casein and beta lactoglobulin on cheese-making // J. Dairy Res. 1985. V.52. P. 429-437. 2.65. Sharif S., Mallard В.A., Wilkie et al. Associations of the bovine major histocompatibility complex DRB3 (BoLA-DRB3) alleles with occurrence of disease and milk somatic cell score in Canadian dairy cattle // Anim. Genet. 1998. V. 29. P. 185-193. 2.66. Schlieben S., Erhardt G., Senft B. Genotyping of bovine k-casein following DNA sequence amplification and direct sequencing of k-Cn E PCR product// Animal Genet. 1991. V.22. P.333-342. 230 2.67. Starkenburg R.J., Hansen L.B., Kehrli M.E., Chester-Jones H. Frequencies and effects of alternative DRB3.2 alleles of bovine lymphocyte antigen for Holsteins in milk selection and control lines // J. Dairy Sci. 1997. V.80. P.3411-341 2.68. Threadgill D.W., Vomasck J.E. Genomic analysis of the major bovine milk protein genes// Nucleic Acids Res.1990. V. 18. P. 6935-6942. 2.69. Xu A., van Eijk M.J.T., Park C., and Lewin H.A. Polymorphism in BoLA-DRB3 Exon 2 correlates with resistance to persistent lymphocytosis caused by Bovine Leukemia virus // J. Immunol. 1993. V. 151. № 12. P. 69776985. 2.70. Yao J., Aggrey S.E., Zadworny D. et al. Sequence variations in the bovine growth hormone gene characterized by single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis and their association with milk production traits in Holsteins // Genetics. 1996. V. 144. P. 1809-1816. 2.71. Zadworny D., Kuhnlein U. The identification of the kappa-casein genotype in Holstein dairy cattle using the polymerase chain reaction // Theor. Appl. Genetics. 1990. V.80. P.631-634. 3.1. Автоматика: учебник для студ. Учреждений средн. и проф. образования/ А.Н. Александровская. – М.: «Издательский дом «Академия», 2011. – 256с. 3.2. Бородин И.Ф. Рысс А.А. Автоматизация технологических процессов. – М.: Колос, 1996. – 351с.: ил. 3.3. Волхонов М.С. Автоматизированные шахтные аэрожелобные модульные универсальные сушилки как путь возрождения сушильного парка в нечерноземной зоне России. [Текст]: Волхонов М.С., Иванов С.В., Зырин И.С // Труды Костромской сельскохозяйственной академии. Выпуск 69.Кострома 2009. С74-84 3.4. Окунь Г.С. Тенденции развития технологий и технических средств сушки зерна.[Текст]:Окунь Г.С., Чижиков А.Г. – М., 1987. – 56с. 231 3.5. http://kochetkov.wenzi.ru/ 3.6. http://elektrovesti.net/ 3.7. http://isup.ru 3.8. http://electrolibrary.info/ 3.9. http://www.europribor.ru/ 3.10. http://2010.lab-tex.ru 3.11. http://www.kipia-pribor.ru 3.12. http://www.planetakip.ru 3.13. http://www.wika.ru 3.14. http://solo-project.com 3.15. http://www.vlagozamer.ru/ 3.16. http://www.biobriquette.com 3.17. http://promsouz.com 3.18. http://www.konvels.ru 3.19. Лит.: Шашков А. Г., Терморезисторы и их применение, М., 1967; Шефтель И. Т., Терморезисторы, М., 1973. 3.20. Лит.: Сосновский А. Г., Столярова Н. И., Измерение температур, М., 1970 3.21. Исп. литература для статьи «ВЛАГОМЕРЫ И ГИГРОМЕТРЫ»: Берлинер М. И., Измерения влажности, 2 изд., М., 1973; Иващенко В. Е., Пинхусович Р. Л., Коломыйцев В. П., Методы и приборы для измерения относительной влажности, М., 1977; Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов, М., 1980; Соков И. А., Вапняр Г. Д., Метрологическое обеспечение гигрометрик, М., 1982. Р. Л. Пинхусович 4.1. Концепция обеспечения предприятий льняного комплекса техникой и технологическим оборудованием по выращиванию, уборке льна и его глубокой переработке на 2008-2012 годы и на период до 2020 года / Лачуга Ю.Ф., Орсик Л.С., Чекмарев П.А., Гоголев Г.А., Нетесов 232 А.А., Круглий И.И., Ковалев М.М., Поздняков Б.А., Карпунин Б.Ф. Минсельхоз РФ. - М.: 2008. 4.2. Смирнов Н.А. Вариант концепции совершенствования технологии уборки льна и тресты // Достижения науки и техники АПК.– 2005.–№6. 4.3. Патент 2195803 РФ, МКИ Кл. A01D 91/04, 45/06. Раздельный способ уборки льна (варианты) / Смирнов Н.А., № 99113506/13, заявл. 21.06.1999, опубл.10.01.2003. Бюл. № 1. 4.4 Колчина Л.М., Ковалев М.М. Опыт освоения прогрессивных технологий и технических средств для уборки и первичной переработки льна-долгунца. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008.–152 с. 4.5. Льноуборочные машины / Г.А. Хайлис, Н.Н. Быков и др. –М.: Машиностроение, 1985.–232с 4.6. Баранов И.В., Новожилов Н.П. Комплексная механизация возделывания и уборки льна-долгунца. Л., «Колос», Ленингр. отд-ие, 1972. 4.7. Технологии и технические средства для возделывания, уборки и первичной переработки льна-долгунца: Каталог-справочник.– М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003.–132 с. 4.8. Перспективная ресурсосберегающая технология производства льна-долгунца: Метод. рекомендации.– М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008.–68 с. 4.9.Опыт освоения прогрессивных технологий и технических средств для уборки и первичной переработки льна-долгунца: Науч. аналит. обзор.– М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008.–152 с. 4.10. Зинцов А.Н., Смирнов Н.А., Соколов В.Н. Раздельная уборка льна-долгунца и машины для её реализации // Достижения науки и техники АПК — 2006, №9–М.: Колос, 2006.–С.25-26. 4.11. Зинцов А.Н., Смирнов Н.А., Соколов В.Н. Раздельная уборка льна-долгунца и машины для её реализации (Тереилка-плющилкаТПЛ- 233 4К)// Достижения науки и техники АПК — 2006, №11–М.: Колос, 2006.– С.45-46. 4.12. Зинцов А.Н., Смирнов Н.А., Соколов В.Н. Машины для раздельной уборки льна-долгунца. Подборщик-очесыватель льна ПОЛ1,5К (устройство). // Достижения науки и техники АПК. — 2007, №7–М.: Колос, 2007 — С.46-47. 4.13. Зинцов А.Н., Смирнов Н.А., Соколов В.Н. Раздельная уборка льна-долгунца и машины для её реализации. Подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5К (организация работы в поле). //Достижения науки и техники АПК. — 2007, №9–М.: Колос, — С.40-41. 4.14. Патент 2021671 РФ, МКИ Кл. A01D 45/06. Машина для уборки льна-долгунца / Смирнов Н.А., Зинцов А.Н., Мартынов П.А. № 4918510/15, заявл. 12.03.1991, опубл. 30.091994. Бюл. № 18. 4.15. Патент 2221361 РФ, МКИ Кл. A01D 45/06. Устройство для перемещения ленты растений / Смирнов Н.А., Зинцов А.Н., Соколов В.Н., № 2002100333/13, заявл. 03.01.2002, опубл. 20.01.2004. Бюл. № 2. 4.16. Патент Франции № 1281756. Кл. A01D 45/06. 1962. 4.17. Болотов И.Н. и др. Комплексная механизация льноводства.– Л.М.: Изд с.-х. литературы, журналов и плакатов, 1962. 4.18. Шлыков М.И. Льноуборочный комбайн . – М.: Машгиз, 1949. 4.19. Прибытков П.Ф. Экспериментальное исследование процесса очеса льна у комбайна ЛК-7: Автореф. дис. канд. техн. наук.–Л.: 1952. 4.20. Шрамко П.К. Изыскание способов снижения выхода путанины в работе очесывающего аппарата в системе льнокомбайна ЛК-7: Автореф. дис. канд. техн. наук.– Л.: 1958. 4.21. Гурвич Л.Ю. Исследование и обоснование основных параметров очесывающе-транспортирующего устройства льноуборочного комбайна: Автореф. дис. канд. техн. наук.– М.: 1967. 4.22. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. –М.Л.: Сельхозгиз, 1955. 234 4.23. Ляднов В.Г. Анализ процессов очесывания льняной соломки: Автореф. дис. канд. техн. наук.– М.: 1955. 4.24. Можаров Б.П. Исследование, обоснование и разработка аппаратов для обмолота льна-долгунца: Автореф. дис. канд. техн. наук.– М.: ВИСХОМ, 1955. 4.25. Порфирьев С.Г. Исследование и разработка рабочих органов льноуборочного комбайна с очесывающим аппаратом щелевого типа: Научный отчет / Костромской СХИ. – Кострома, 1976. 4.26. Льноуборочные комбайны ЛКВ-А и ЛК-4А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Бежецк, 1984. 4.27. А.С. 292634 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06.Очесывающее устройство льнокомбайна / Н.Н. Быков, А.С. Смирнов. Бюл. 1971, № 5. 4.28. Быков Н.Н., Ковалев М.М. Результаты исследований по снижению потерь семян в льноуборочном комбайне // Экономика, механизация и первичная обработка льна: Сб. научн. трудов / ВНИИЛ, Торжок, 1985. 4.29. Оценка разрушаемости семенных коробочек при очесе льна с целью оптимизации работы очесывающего устройства. / С.Г. Порфирьев, В.Г. Мозгунов, В.И. Смирнов, А.А. Балдин // Научные основы повышения эффективности использования сельскохозяйственной техники / Труды ВСХИЗО. –М.: 1981. – С. 90-93. 4.30. Радионов Л.В. Способы и средства для очеса льна // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 1980.– № 11. –С 22-23. 4.31. Порфирьев С.Г. Исследование и разработка рабочих органов льноуборочного комбайна с очесывающим аппаратом щелевого типа: Научный отчет/Костромской СХИ.- Кострома, 1976. 4.32.Смирнов В.И. Исследование процесса сбора и транспортирования вороха в льноуборочном комбайне с очесывающим аппаратом щелевого типа: Автореф. дис. канд. техн. наук.– ЛенинградПушкин, 1978. 235 4.33. А.С. 350424 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06. Льноуборочный комбайн / С.Г. Порфирьев, В.Г. Мозгунов – Б.И., 1972, № 29. 4.34.А.С. 671777 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06.Очесывающий аппарат льноуборочной машины / С.Г. Порфирьев, В.Г. Мозгунов и др.– Б.И., 1979, № 25. 4.35. А.С. 835344 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06.Устройство для отделения семенных коробочек от стеблей / Л.В. Радионов, А.С. Смирнов и др.– Б.И., 1981, № 21. 4.36. А.С. 1246926 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06.Устройство для отделения семенных коробочек от стеблей / Л.В. Радионов , Г.Д. Борисенко, М.М. Ковалев и др.– Б.И., 1986, № 28. 4.37.А.С. 1191021 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06. Очесывающий аппарат / В.Н. Бухаркин и др.– Б.И., 1985, № 21 4.38.А.С. 1271429 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06. Очесывающее устройство / А.А. Чернышков.- Б.И., 1986, № 43. 4.39. Бухаркин В.Н., Пытченко Р.В. Роторный очесывающий аппарат // Лен и конопля, – 1986 № 1.С 30-31. 4.40. Махов И.М. Исследование, создание и внедрение в производство машин дляуборки льна, обмолота конопли и кенафа: Доклад, обобщ. работы, предст. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук – М.: 1967. 4.41. Чернышков А.А. Обоснование схемы и основных параметров очесывающего аппарата для отделения семенных коробочек льна: Автореф. дис. канд. техн. наук.- М.: 1987. 4.42. Корсак С.А. Исследование и обоснование эксплуатационных показателей уборочных агрегатов для раздельной технологии уборки льнадолгунца в условиях Южного Полесья УССР: Автореф. дис. канд. техн. наук.- Киев, 1973 . 4.43. Проспект по комплексу льноуборочных машин фирмы РивьерКазалис (Франция) – Уборка льна в круглые кипы: от теребления до трепания. 236 4.44. Соловьев А.Я., Клятис Л.М. Учебная книга льновода. – М.: Колос, 1975. 4.45. Порфирьев С.Г., Масленников В.А. Результаты исследования комбинированного очесывающего аппарата для льноуборочного комбайна и подборщика-очесывателя // Сельскохозяйственная наука–производству. Тезисы докладов юбилейной научной конференции / Костромской СХИ, 1989. 4.46. А.С. 1459631 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06. Способ отделения семенных коробочек от стеблей льна и устройство для его осуществления / С.Г. Порфирьев, В.А. Масленников и др.– Б.И., 1989, № 7. 4.47. А.С. 1496691 СССР, МКИ Кл. A01D 45/06. Очесывающее устройство льноуборочной машины/ С.Г. Порфирьев, В.А. Масленников и др.– Б.И., 1989, № 28. 4.48. Черников В.Г., Порфирьев С.Г., Ростовцев Р.А. Очесывающие аппараты льноуборочных машин (теория, конструкция, расчет): Монография. –-М.: «Издательство ВИМ», 2004. –240 с. 5.1. Отчет (промежуточный) о выполнении тематического плана научно-исследовательских работ по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета/Раздел 5.1 «Анализ существующих средств и методов проектирования использования МТП, совершенствование математической модели проектирования использования МТП, анализ вариантов структурно технологических схем при проектировании производственных процессов». – ФГОУ ВПО Костромская ГСХА, 2008. 5.2. Отчет (промежуточный) о выполнении тематического плана научно-исследовательских работ по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета/Раздел 5.2 «Совершенствование базовых научных положений, обеспечивающих адекватное планирование, рационализацию планов и обоснование рациональных управленческих решений, связанных с использованием МТП; практическая реализация 237 теоретических разработок и их проверка». – ФГОУ ВПО Костромская ГСХА, 2009. 5.3. Отчет (промежуточный) о выполнении тематического плана научно-исследовательских работ по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального положения, бюджета/Раздел обеспечивающие 5.3 «Обосновать проектирование научные производственных процессов в растениеводстве на основе структурно-технологических схем, с использованием алгоритмов автоматического принятия решений"». – ФГОУ ВПО Костромская ГСХА, 2010. 5.4. Колегаев И.А. Принципы компьютеризации проектирования использования и оперативного управления машинно-тракторным парком сельскохозяйственного предприятия. – Кострома: Изд. КГСХА, 2007 – 171 с. 5.5. Солдовский В.И. Проектирование производственных процессов в сельском хозяйстве на основе структурно-технологических схем. - Кострома: изд. КГСХА, 2000. - 168 с. 5.6. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве. Т.1 / Всезоюзн. нНауч.-исслед. ин-т экономики сел. хоз-ва (ВНИЭСХ). — М.: Агропромиздат, 1990. — 352 с. 5.7. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве. Т.2 / Всезоюзн. нНауч.-исслед. ин-т экономики сел. хоз-ва (ВНИЭСХ). — М.: Агропромиздат, 1990. — 272 с. 5.8. Экономика и организация предприятий АПК : справочник [электронный ресурс] / Т.М. Василькова, М.М. Максимов, А.А. Васильков и др. — Кострома : КГСХА, 2010. — 1 электрон. опт. диск (CD-ROM) : цв., 12 см. 5.9. Комплексы машин для возделывания и уборки основных сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне РФ : учебный 238 справочник для студентов специальности 110301 «Механизация сельского хозяйства» очной и заочной форм обучения / сост. Н.А. Смирнов. — Кострома : КГСХА, 2008. — 134 с. 5.10. Новицкий Н.И. Сетевое планирование и управление производством : учеб.-практ. пособие — М. : Новое знание, 2004 5.11. Компьютерная программа для формирования состава, планирования использования и оперативного управления машиннотракторным парком (верс. 1.3) [Электронный ресурс] : электронное учебное пособие для пользователей / И.А. Колегаев — Кострома : КСХА, 2002. Режим доступа: http://www.ksaa-programs.ru/mtp13/book.htm, свободный. 239 BbIIIMCKA k13 IIPOTOICOJIA 3aCeflaHEiR HaY9HO-TeXHNSeCKOrO COBeTB @eflepaJIb~orO rOCyflapCTBeHHOr0 06pa30Ba~eJIb~0~0 y9pe~eHNRBbICIIIerO ~ I ~ O ~ ~ C C E ~ O H ~06pa30~a~NR J I ~ H O ~ O ( < ~ o c T ~ o M c I C ~ SrOCyflapCTBeHHaR I C ~ J I ~ C I C O X O ~ R ~ C T B aICafleMNR)) ~HH~R CJIyIIIaJIN: 0 BbIIIOJIHeHRR IIJIaHa Hay9HO-HCCJIeAOBaTeJIbCKMX pa6o~,BbIIIOJIHHeMbIX @TOY BnO K O C T ~ O M C K rCXA ~~I B 201 1 T o n y IIO 3aKX3y M R H c e n b x 0 3 a POCCRR 323 C W T c p e A c T B @enepanbeoro6mnxe~a. C Y ~ ~ C TBOIIpOCa: BO B COOTBeTCTBRR C T ~ M ~ T R ~ ~ c IIJIaHOM K R M H a 201 1 r O n , YTBepIKlJeHHbIM A R p e K T O p O M A e I I a p T a M e H T a H ~ ~ . I H o - T ~ x H o J I o ~ R ~ ~IIOJIklTRKR cKo~~ EI 0 6 p a 3 0 ~ a ~ M H M k 1 ~ c e n b x 0 3 a POCCRH B.B. HYH~~~~P a yOr M ~ o, - ~ c c n e ~ o ~ aCTPYKTYP~I ~enbc~~e K o c ~ p o ~ c ~rCXA o f i B b I n o n H a n n HMP no 5 TeMaM: T e ~ a 1: ( t P a 3 p a 6 o ~ ~ a s K o n o r I 4 r e c K u 6e30nac~b1x, pecypcoc6epera10aax T ~ X H O J I O ~ BO3AeJIbIBaHHH H~~ IIOJIeBbIX KYJIbTYP H a OCHOBe RHTPOAYKqRR, MRHRMaJIH3a4RI.I 06pa6o~xa IIOYBbI, COBepIIIeHCTBOBaHR5l C ~ B O O ~ O ~ O T O R B BOCIIpOR3BOACTBa IIJIOAOpOAI4H Bepx~eroIIoBoJIx~H)) (HayqHb1Zi PYKOBOARTeJIb, A.C-X.H., I I ~ o @ ~ c cA o ~~ M ~ S I H O B T.E., ~ - P O3aBeAyIOQaR ~ ~ a @ e ~ p oPaCTeHHeBOACTBa, fi CeJIeKuRH, CeMeHOBOACTBa Ei JIyrOBOACTBa K o c ~ p o ~ c ~ TCXA). oP T e ~ a2: ((AH~J-IR~ ~ ~ H O @ O HKOCTPOMCKO~~ A~ IIOpOAbI K p y I I H O r O POraTOI'O CKOTa C AepHOBO-IIOA30JIHCTbIX IIO9BbI I4CnOJIb30BaHHeM A H K - ~ a p ~ c e pIIO o ~R H a M , OTBeTCTBeHHbIM 38 POCT, Ka9eCTBO MOJIOKa M ~ C T O % ~ R B O CKT ~3 a 6 o n e ~ a ~ ~ (m ~ a)y)9 H b 1 f i PYKOBOAPiTeJIb, A . ~ . H . , I I ~ o @ ~ c cC o~JINMOB~ T.E., ~ e n y ~ ~H afy 9iH b l f i C e J I e K ~ M O H H O r O JJeHTpa TCXA). T e ~ a3: COTPYAHRK n a 6 0 p a ~ o p M ~r e H e T R K N IIO 6 y p b 1 ~ IIOpOAaM KpyIIHOrO R POraTOrO &(HK-~ex~onorkiii Koc~po~c~ofi CKOTa ( t P a 3 p a 6 0 ~ K a R RCCJleAOBaHRe ~ B T O M ~ T E I ~ N P O B ~ HCMCTeMbI HO~~ YIIpaBJIeHHIl TeXHOJIOrM9eCKNM I I p O ~ e C C O M I I o A ~ ~ ~ o T K 3epHOBbIX R TepMOnRHaMI4lIeCKOrO KOJIOCOBbIX - BO~A~~~CTBHR (H ) ) ~ Y S H ~ IPyKOBOAMTeJIb ~~ KyJIbTyp A.T.H., MeTOAOM npo@eccop Koc~po~c~oii B o a x o ~ o M.C., ~ I I p o @ e C C o p K a @ e a p b 1 c ~ J I ~ c K o x o ~ ~ ~ ~ ~ c T B ~MallIPiH HH~IX TCXA). T e ~ a4: ( ( P a 3 p a 6 0 T K a I4 R3rOTOBJIeHRe MaKeTHOrO o6pa34a yCOBepLLIeHCTBOBaHHOr0 pecypcoc6eperam~eroa n n a p a T a A n 2 o T A e n e H m c e ~ e ~ ~sacm o f i ypoxm OT c~e6neiin p H p a 3 ~ e n b ~ o fyi6 o p ~ eJIbHa)) ( H a y 9 H b I f i PYKOBOARTeJIb, K.T.H., IIPO@~CCOPCMNPHOB H.A. ~enyrrr~fi ~ a y ~ ~COTPYAHRK b ~ f i n a 6 0 p a ~ o p ~Yn~ O P K I I 14 nocney6opo~~ofi 0 6 p a 6 0 ~ ~ 1 n4 b H a K o c ~ p o ~ c ~TCXA). ofi T e ~ a5f ((Pa3pa60~~a MeTOAI49eCKRX p e K 0 M e ~ ~ a u R fIIO i I I p N M e H e H R H , HaYYHOO ~ O C H O B ~ H H ~ IHOPMaTHBOB X I I O T ~ ~ ~ H O C TBR TeXHMKe, TOIIJIRBe R pa6orefi C R n e AJIX PaCTeHkieBOACTBa H a OCHOBe ( ~ a y 9 H b 1 f i PyKOBOARTeJIb - KOMIIbIOTePHOrO K.T.H., AOUeHT MOAeJIkIPOBaHRfl ICoJIerae~ H.A. MaIIIRHORCIIO~b30BaHMH)) - 3 a ~ e ~ y I O m E I f Hay'lHOi I I p a K ~ I 4 9 e c ~ onf ai 6 o p a ~ o p 1 4 e i iKOMIIbIOTepHOrO I I p O ~ p a M M R p O B a H R f lA n 2 M C I I O J I H I ~ T ~ J I I ~ HBP COOTBeTCTByIO~I4e Hay9HbIe IIpeACTaBRJIR OTYeTb1, B AnK). Hay9HO-RCCJIeAOBaTeJIbCKYlO MaTepllllJIbI KOTOPbIX 9aCTb IIpe06pa30~aHb1 B K O H C O J I R ~ ~ ~ ~ O BOTqeT, ~ H H ~~ IO~ T~ O B AJIX ~ I ~I I~e p e A a r H ~ ~ K X ~ ~ H K Y . PeIUNJIEi: I I ~ ~ A c T ~ B J I ~M HaH T e~p H I a~J I~ COOTBeTCTByeT IIJIaHOBbIM IIOKZl3aTeJIHM, o $ ~ o ~ M J I ~ H COrJIaCHO rOCT 7.32-2005 ( ( O T ~ 0~ TH ~ Y ~ H O - R c c J I ~ A o B ~ T ~ J I ~ pa60~e)) cKo~~ R HMP. PeKOMeHAyeTCR K I I e p e n a r e 3 a K a 3 W i K y
