DIS (Решение проблемы механизации садоводства и виноградарства)

95

СЕВЕРО - КАВКАЗСКИЙ ЗОНАЛЬНЫЙ

НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

САДОВОДСТВА И ВИНОГРАДАРСТВА

На правах рукописи

БОНДАРЕВ

Василий Андреевич

МЕХАНИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

МЕХАНИЗАЦИИ САДОВОДСТВА И ВИНОГРАДАРСТВА

Специальность 05.20.01 - механизация

сельскохозяйственного производства

Диссертация в виде научного доклада

на соискание учёной степени

доктора технических наук

Краснодар, 1997

Работа выполнена в Северо-Кавказском зональном

научно- исследовательском институте садоводства и виноградарства (СКЗНИИСиВ, г. Краснодар) в 1966 ... 1996 гг.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор П.Н.БУРЧЕНКО

член-корреспондент РАСХН,

доктор технических наук,

профессор Ю.А.УТКОВ

доктор технических наук,

профессор А.В.ЧЕТВЕРТАКОВ

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия им. Я.И.Потапенко (ВНИИВиВ им. Я.И.Потапенко)

Защита состоится 24 сентября 1997 г. в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д 169.06.01 в АООТ

Научно - исследовательский институт сельскохозяйственного

машиностроения - АО «ВИСХОМ» по адресу:

127247, г. Москва, Дмитровское шоссе, 107

Отзывы просим направлять в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке АО «ВИСХОМ»

Диссертация в виде научного доклада разослана

« » _____________1997 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор А.А.Сорокин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В механизации многолетних культур на стадии разработки проектов системы машин имеет существенное значение выбор наиболее целесообразных решений как по определению последовательности их включения в технологические схемы, так и предпочтительного их включения в планы конструкторских разработок. При этом обязательно учитывать возможную деградацию среды, которая изначально заложена в культуру: в результате многократного однообразного воздействия на неё среда «стареет» быстрее, чем культура. Поэтому, с каждым новым вегетационным циклом, влияние на культуру накапливаемых средой отрицательных факторов увеличи-вается. В конечном итоге культура входит в неблагоприятные для неё параметры среды значительно раньше своего возрастного состояния. От этого, прежде всего, страдает хозяйственная деятельность общества: накопление отрицательных факторов среды приходится учитывать созданием материально-технической базы (МТБ) с завышенной прочностью. А это ведёт к перерасходу в первые годы насаждения материальных, трудовых и энергетических ресурсов. Особенно это заметно в регионе Северного Кавказа, где сосредоточено около 30% плодово - ягодных культур и 100% виноградников Российской Федерации. Научно обоснованные методы оценки и выбора наиболее выгоднейшего из них для многолетних насаждений до настоящего времени отсутствуют. Применяемые методы проб и ошибок, Паттерн - анализа и группового учёта аргументов используются только для негативного прогноза, чтобы показать, чего не может быть, если всё в Паттерне будет происходить так, как происходит сейчас.

Актуальность исследований заключалась в нахождении метода достоверного прогноза развития уровня механизации садоводства и виноградарства через выявление принципов оптимального стыка средств ухода с постоянно изменяющимися параметрами объектов ухода.

Исследовательские и конструкторско-технологические работы проводились в СКЗНИИСиВ в соответствии с планами НИР и ОКР на основании заданий Государственного комитета по науке и технике 0.51.02 (проблема 16.01 и 16.14), межотраслевой комплексной программы (0.сх.101 и 2.51.04), а также по прямым договорам с Агропромом СССР, АПК Краснодарского и Ставропольского краёв, Ростовской области и хозяйствами - производителями садово - виноградной продукции.

Цель работы заключается в обосновании, разработке и использовании научных основ формирования оптимальной материально-технической базы для создания конкретных механизированных технологий многолетних насаждений.

Объекты исследований. Процесс развития стыка параметров многолетних насаждений, архитектоники крон и средств ухода за ними; физико-механические свойства почв и элементов крон, стыкующихся со средствами ухода; технологии ухода за почвой, системой «шпалера - куст», внесения удобрений, укрывки и открывки виногра-дников, уборки урожая; рабочие органы культиваторов, машин для внесения в почву жидких минеральных удобрений, ухода за кроной и монтажа шпалеры, укрывки и открывки виноградников, уборки урожая.

Методика исследований. Для выработки основ формирования и управления механизированными технологиями многолетних культур разработан общий научный подход, который исходит из единой стратегии решения глобальной системы методами проектологии: сравнивается совокупность технических средств разного функционального назначения, но используемых в одной и той же отрасли для выработки одного и того же продукта. При этом совокупность технических средств одного и того же функционального назначения рассматривается как самостоятельная система машин, а совокупность систем машин для технологии получения одного и того же продукта , как товара, рассматривается как комплекс систем механизированных технологий [43, 54, 62, 64, 65, 79, 89, 95].

В основу методики исследований оптимального стыка средств ухода с объектами ухода положен принцип, устанавливающий связи и допустимые пределы внутрисистемного влияния друг на друга свойств среды и средств ухода.

Исследования средств ухода базировались на положениях земледельческой механики и математической статистики. Лабораторно - полевые эксперименты проводились согласно отраслевым стандартам, дополненных частными методиками и приборами [20, 21, 26, 31, 32, 41, 68, 94].

Разработанная методология использована в ежегодных компаниях заказа техники для садоводства и виноградарства Краснодарского [54, 85] и Ставропольского [71, 72] краёв.

Научную новизну составляют:

• методология модульного системного анализа технологий, как инструмент отбора оптимальных агротехнических систем, с последующим их направленным совершенствованием;

• математические модели расчёта: механизированной технологии культуры через тарифные издержки; интенсивности механизированной технологии через алгоритм, характеризующий величину согласованности входящих в технологию компонентов; параметров архитектоники кроны через плодоносность и физико-механические свойства её элементов; параметров выемочно - насыпного профиля почвы в технологии защиты виноградного куста от низких температур через естественные параметры ограничения (упругость пучка лоз, глубину проникновения отрицательных температур и угол естественного откоса насыпного профиля);

• метрология изучения взаимодействия рабочих органов машин с объектами ухода;

• классификация и формализация функциональных отличий насаждений и крон растений на фоне уровней в мировой градации поколений техники, структурно отображающиеся согласованностью, повторяемостью и целесообразностью стыка средств ухода с объектами ухода;

• индустриальные системы «шпалера - куст» для промышленного и индивидуального виноградарства.

Технологические схемы и технические решения защищены 26 авторскими свидетельствами и патентами РФ, 7 из которых отражают новые способы ухода и ведения культур.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждены экспериментальными данными лабораторно - полевых исследований, положительными результатами заводских, ведомственных и государственных испытаний рабочих органов, машин, способов и систем, разработанных с участием соискателя.

Практическую ценность работы для многолетних культур представляют:

• методология прогнозирования технического прогресса и обоснование путей совершенствования зональных систем машин;

• метрология и приборы для изучения условий функционирования агрегатов и рабочих органов по уходу за почвой, кроной и шпалерными системами;

• система мероприятий, технологические схемы машин и технические решения по снижению антропогенного влияния на почву механизированных технологий;

• рекомендации и технические решения:

  - оптимального стыка технологических систем «крона - шпалера» при различных формах хозяйствования;

  - технологии пунктирного глубокого внесения жидких минеральных удобрений, в том числе и в зону ряда;

  - технологии защиты растений от низких температур;

- технологии контейнерной уборки, транспортировки и хранения плодов, ягод и винограда.

Реализация результатов исследований. Разработанные единые концептуальные подходы [20, 21, 70, 89, 95, 107] использованы:

• в справочнике виноградаря Кубани [54];

• в совершенствовании методов разработки технологических карт [62];

• в решении проблем развития виноградарства Краснодарского края [68];

• в учебном процессе заочных курсов садоводства [69];

• в системах машин для садов Ставропольского [71] и Краснодарского [85] краёв, садоводства России [90], интенсивного садоводства Северного Кавказа [58], питомников плодовых, ягодных и орехоплодных культур [87], прогнозе развития технического уровня садоводства до 2010 года и анализа его современного состояния в Северо - Кавказском регионе [Агропром CCCР, 1986 г ].

Разработаны и внедряются технологии:

• уборки, транспортировки и хранения плодов, ягод и винограда в кассетных контейнерах [79];

• возделывания, транспортировки и переработки технических сортов винограда машинной уборки [74];

• применения жидких комплексных удобрений в садах и виноградниках [63];

• по защите виноградников от низких температур [11].

Разработаны и внедряются способы:

• Краснодарский формирования виноградного куста [111];

• ведения виноградного куста на шпалере [112];

• ведения укрывной культуры винограда [113];

• крепления виноградных лоз [115];

• борьбы с корневищными сорняками в рядах культурных растений [120];

• ведения интенсивного сада [125].

Полученные рекомендации внедрены в поставленных на производство машинах - для внесения жидких комплексных удобрений в садах МГУС-2,5 и виноградниках МВУ-2000, автоматической линии для изготовления и затаривания на спецкассеты крепёжных скоб; устройствах - контейнера кассетного для затаривания лотковой первичной тары при уборке, транспортировке, хранении и реализации винограда, плодов, ягод и овощей КПТ-28, стойки железобетонной для шпалеры индустриальной ВС-20-4.ТУ10 РСФСР 21-01-89; приспособления лозоукладывающего ПРВН-39000Э; приборах динамометрических ПТЛ-1, ДТ-1, ДЛ-3, ПУВЛ, ПЛ-50-5, МД-1, ДМЗ-3, разработанных совместно с Одесским филиалом НПО «Агроприбор» для изучения взаимодействия рабочих органов машин с элементами крон древесных растений [32, 41, 44. 68, 94].

Модернизированы и внедрены через мастерские хозяйств виноградниковые плуги - рыхлители ПРВН-2,5, приспособления ПРВН 72000, садовые культиваторы КСГ-5, фрезы ФА-0,76А, рабочие органы для двухслойной обработки почвы в междурядьях, мульчирования колеи и приствольной полосы, плуги - рыхлители ПРВН-2,5 для укрывки лозы почвой, взятой из межколейного пространства междурядий и столбостав ЗСВ-2 для транспортировки контейнеров одновременно в 3 ... 5 междурядьях, обеспечивающие снижение тягового сопротивления агрегатов не менее, чем на 25 % и увеличение производительности труда в 1,5 ... 1,8 раза.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях Учёного совета СКЗНИИСиВ (1966 ... 1995 г.г.); четырежды - на научно - технических конференциях ВИСХОМ (1970, 1972, 1976, 1985 г.г.); пять раз - на научно - практических конференциях «Научно - технический прогресс в инженерно - технической сфере АПК России» в ВИМ (1992) и ГОСНИТИ (1993, 1994, 1995, 1996); шесть раз - на Всесоюзных научно - технических конференциях в Краснодаре (1977, 1984 г.г.), во Львове (1974 г.), в Каунасе (1982 г.), в Нальчике (1987 г.), в Санкт-Петербурге (АФИ, 1993 г.); дважды - на НТС Госпрома РСФСР (1988 г.); дважды - на Всесоюзных семинарах ВДНХ СССР (1974 г.) и ЦИНАО (1976 г.); четырежды - на научно - методических совещаниях НТО СХ в Орджоникидзе (1979 г.), Зернограде (1980 г.), Кишинёве (1983 г.), Краснодаре (1983 г.); четырежды - на Координационных советах по проблеме О.СХ.61 в Новочеркасске (1984, 1996 г.г.), Тбилиси (1985 г.), Ялте (1991 г.); трижды - на заседаниях секции ВРО ВАСХНИЛ «Комплексная механизация и электрификация растениеводства» в Зернограде (1984, 1985, 1991 г.г.); на заседании Президиума ВРО ВАСХНИЛ (1989 г.).

Методические, технологические, научно - исследовательские и конструкторские разработки демонстрировались на ВДНХ СССР и отмечены 13 медалями, в том числе 2 золотыми.

Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертации изложено в 125 научных работах, в том числе - в одном справочнике, трёх методиках, четырёх монографиях, 18 рекомендациях, 7 агроуказаниях, 6 брошюрах и 60 научных статьях общим объёмом 207 п. л., в том числе лично автора 58,8 п.л., а также 26 авторских свидетельствах и патентах.

На защиту выносятся результаты, перечисленные в рубриках «Научная новизна», «Практическая ценность» и «Реализация результатов исследований».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Анализ состояния проблемы и обоснование задач

исследований

Моделирование технологий в растениеводстве рассмотрено в работах А.Б.Лурье, М.С.Рунчева, Э.И.Липковича, П.Н.Бурченко, Г.П.Варламова, М.Е.Демидко, В.Я.Зельцера, А.В.Четвертакова, Ю.А.Уткова, А.А.Никонова, Н.Н.Походенко, В.И.Могоряну, Т.Е.Малофеева, А.М.Гатаулина и др. Анализ этих работ показал, что они в принципе аналогичны синтезу системы отображения массива данных через однородные порции, используемого в работах В.А.Вей-ника, Н.П.Бусленко, В.Ф.Венды, Е.Г.Гольштейна, В.В.Налимова, Н.Н.Моисеева, М.П.Перетятькина, И.И.Кандаурова, А.Н.Зеленина, В.И.Баловнева, И.П.Керова, С.Директора, Р.Рорера, Джозефа Р. Шен-филда, Кеннета Кюнена и др.