Для производственного освоения современных агротехнологий и адаптивно-ландшафтных систем земледелия необходимы более современная система технического обеспечения АПК, создание региональных регистров сельскохозяйственных машин, формирование технической политики. Нужны сельскохозяйственные машины с возможностью изменения технологических операций (норм высева, внесения удобрений и средств зашиты растений) по ходу движения агрегата на поле. Машины должны быть дешевыми, надежными, экономичными, производительными, универсальными, рассчитанными на массового потребителя. Выпускаемая на наших заводах техника по своим основным параметрам существенно уступает зарубежным аналогам. Так, при прямом комбайнировании производительность комбайна «Класс Форминатор 208» в 2,3-2,5 раза выше, а расход топлива в 1,5-2,3 раза ниже, чем у «Нивы». При обработке посевов трактором «Джон Дир» с опрыскивателем «Амозоне» производительность по сравнению с трактором МТЗ-80 с опрыскивателем ОП-2000-2 выше в 2,1, расход горючего ниже в 2,2 раза. Отечественные транспортно-технологические средства, особенно зерновые комбайны и тяжелые колесные тракторы, значительно превышают регламентированные нормы воздействия на почву. По стандартам развитых стран, давление колес на почву не должно превышать 0,6 кг/см2. У К-700 давление ведущих колес без навески – 0,9, а с навеской – 1,5 кг/см2. Переуплотнение почвы ведет к ее деградации, увеличивающейся с продвижением от степной зоны к тайге. Необходимо совершенствование конструкций движителей (создание новых типов гусениц, эластичных шин сверхнизкого давления и т.д.). Нужны блочно-модульные комплексы с наименьшим количеством типов рабочих органов, обеспечивающих такую же качественную работу, как 4-5 орудий. Перспективным направлением является создание широкозахватных энергосберегающих агрегатов с рабочими органами из новых материалов с поверхностным упрочением, активными рабочими органами, автоматическим регулированием и контролем технологических процессов. Для совершенствования почвообработки необходимо:
- повысить качество, долговечность и надежность почвообрабатывающей техники;
- расширить семейство почвообрабатывающих рабочих органов в целях адаптации к разнообразным почвенным условиям;
- создать унифицированные машины с набором сменных рабочих органов;
- создать блочно-модульные унифицированные машины;
- создать орудия с изменяемой шириной захвата;
- машины и орудия должны быть как с задней, так и передней навесками;
- снизить материалоемкость и энергопотребление.
Для посевных машин и комплексов нужно:
1. Совершенствование способов посева. Современная тенденция рядового посева зерновых культур – сужение междурядий. Сеялки с междурядьями около 12 см, предполагается уменьшенить до 8 см, что позволяет обеспечить более равномерное распределение семян по площади питания. Сеялки должны быть универсальными, способными вести бороздковый посев и в плотную почву, покрытую большим количеством растительных остатков, в рыхлую, влажную и даже в дождливую погоду;
2. Совершенствование и создание комбинированных сеялок с локальным внесением минеральных удобрений, выполняющих за один проход несколько операций (предпосевную обработку почвы, внесение удобрений и пестицидов, укладку семян на уплотненное ложе, прикатывание);
3. Обеспечение высокой производительности труда без ущерба качеству за счет повышенной рабочей скорости и большой емкости семенного бункера. Такие примеры в мировой практике уже есть. Сеялка «Amazone» (Германия) работает на скорости до 15 км/час, шириной захвата 6 м, засевает 9 га/час. Рекорд, установленный 24 апреля 2003 г. при посеве с внесением минеральных удобрений сеялкой «Horsch–Агро–Союз», – суточная производительность 571,9 га;
4. Оснащение сеялок сменными рабочими органами, что позволяет в зависимости от конкретных условий изменять ширину междурядий, глубину заделки семян, способ подготовки семенного ложа;
5. Повышение качественных показателей посева: равномерность распределения семян по площади, точные норма и глубина посева, высев любых семян – от мелкосеменных до бобов, устойчивая без забивания соломой работа;
6. Оснащение сеялок рабочими органами с компьютерным управлением технологическими операциями (норма высева, дозы внесения агрохимикатов).
В сфере защиты растений главная задача – создание семейства отечественных опрыскивателей с наименьшими потерями препарата. Уязвимым местом наших опрыскивателей являются форсунки, нуждающиеся в постоянной очистке. Что далеко не безопасно для оператора. Нужны опрыскиватели с компьютерным управлением доз гербицида в точном соответствии с пестротой засоренности участка, а при внесении удобрений – с учетом содержания минеральных элементов в растениях.
В радикальном совершенствовании нуждается отечественная уборочная техника. Она значительно уступает зарубежным аналогам не только по производительности, но и по качеству обмолота, сепарации массы, потерям продукции, технической и технологической надежности, комфортности труда. Основные пути ее совершенствования:
- оснащение комбайнов жатками нового поколения (зерносчесывающими, комбинированными), обеспечивающими существенное повышение их производительности за счет уменьшения обмолачиваемой массы;
- оборудование по дифференциальному измерению величины урожая и записи полученных результатов в бортовой компьютер;
- оборудование комбайнов электронными приборами и автоматикой для копирования рельефа убираемого поля;
- улучшение молотильно-сепарирующих систем, создание новых устройств для обмолота и очистки массы, поступающей с зерносчесывающих жаток;
- оснащение комбайнов электронными приборами и автоматикой, регулирующими его скорость движения в зависимости от массы убираемой культуры;
- использование новых синтетических материалов для повышения надежности и долговечности рабочих органов;
- оборудование комбайнов системой быстрой его очистки от зерна и колосьев при переходе с одного поля на другое;
- оснащение комбайнов усовершенствованными кабинами, оборудованными кондиционерами.
Нужны новые универсальные узлы и модульные конструкции широкого применения, комплекс технических средств для выполнения операций с сочетанием мобильных и стационарных машин. С увеличением годовой загрузки эксплуатационные затраты снижаются. Мобильные энергосредства должны иметь передние и задние навесные системы, многоскоростные валы отбора мощности (передние и задние), сменные (колесные и гусеничные) ходовые системы, пониженную материалоемкость за счет лучшего соответствия массы и величины тяги, достаточную энергонасыщенность.
Старая система машин рассчитана на усредненную мощность мобильных энергосредств около 53 кВт. В США в высокотоварных хозяйствах она превышает 150. Общая тенденция на мировом рынке тракторов за последние годы – увеличение потребности в машинах мощностью 100 кВт. Усиливается внимание к созданию агрегатов супервысокой производительности. Фирма «Кейс» продемонстрировала пахотный агрегат на базе трактора «Стейгер» мощностью более 300 кВт с 17-корпусным плугом. Его производительность свыше 200 га в день. Тысячи подобных машин уже работают в Австралии, что обеспечивает без привлечения дополнительного труда обслуживание зернопарового севооборота на площади 2000 га (Н.В. Краснощеков, 2003).
При рыночных отношениях настоятельной необходимостью является решение проблемы сокращения номенклатуры машин и их металлоемкости. Для крестьянских (фермерских) хозяйств крайне необходимы универсальные машины с быстросменными рабочими органами, монтаж которых осуществляется трактористом без привлечения дополнительных рабочих. Такие же требования предъявляются и при составлении комбинированных агрегатов.
Современный уровень цен на горюче-смазочные материалы делает их в структуре себестоимости сельскохозяйственной продукции соизмеримыми с затратами на заработную плату и капитальными вложениями в технику. Поэтому в разряд важных проблем выдвигаются вопросы экономии горючего, пути которой могут быть разными. В их числе создание экономичных двигателей и конструкций машин, требующих пониженного расхода топлива на самопередвижение. Важную роль играет и возможность составления агрегатов рационально использующих тяговую мощность мобильных средств.
В настоящее время техника для села производится не только федеральными заводами сельскохозяйственного машиностроения, но и различными предприятиями практически каждой области. В результате номенклатура технических средств непрерывно растет, появляется множество однотипных конструкций, имеющих различные наименования и марки, но по существу, дублирующих друг друга. Очевидно, что определять потребность в каждой марке таких технических средств нецелесообразно, а оптимизировать состав машинно-тракторного парка (МТП) нужно основываясь на типоразмерах базовых технических средств, предусмотренных Федеральной системой технологий и машин для сельскохозяйственного производства России.
Одним из способов оптимизации состава МТП является методика, основанная на использовании научно обоснованных нормативов потребности в технике. Нормативы потребности в базовых технических средствах (в эталонных единицах) для механизации растениеводства различных федеральных округов и зон механизации разработаны Всероссийским НИИ механизации сельского хозяйства в сотрудничестве с рядом отраслевых институтов. Нормативы дифференцированы по типоразмерам технических средств для основных отраслей растениеводства. Для адаптации нормативов потребности к условиям конкретных хозяйств разработаны коэффициенты перевода средств механизации в эталонные единицы.
Расчёт потребности хозяйства в технике осуществляется в несколько этапов. Вначале определяют конкретный количественный и качественный состав работоспособной сельскохозяйственной техники, имеющейся в хозяйстве. Затем вся техника с помощью соответствующих коэффициентов переводится в эталонные единицы. Далее, исходя из площадей пашни и различных культур, предусмотренных севооборотами, рассчитывают нормативную потребность в технике. Имеющийся парк машин (в эталонных единицах) сравнивают с нормативным, и при необходимости, осуществляют корректировку расчётного состава МТП с учётом конкретных производственных условий. В заключение определяют необходимость закупки конкретных машин для обеспечения выполнения всего объема сельскохозяйственных работ с необходимым качеством в оптимальные агротехнические сроки.
Потребность в тракторах и технике общего назначения, используемой на возделывании многих культур (тракторах, плугах, боронах, лущильниках и т.д.), рассчитывают по общей площади пашни. Потребность в специализированных машинах определяют исходя из объёма работ, выполняемого в пиковые периоды. В зависимости от назначения и типа машины ими могут быть площадь посева определенной культуры, количество вносимых материалов или перевозимых грузов и др.
Ниже приведены примеры определения потребности хозяйств Центрального федерального округа в тракторах, машинах общего назначения и технике для производства зерна. Допустим, что в хозяйстве имеется 3000 га пашни, 1400 га из которых занято зерновыми культурами. Примем, что в хозяйстве имеются трактора ниже перечисленных марок и в следующем количестве и проведем оценку количественного состава тракторного парка (табл. 11).