Повышение эффективности производства картофеля в условиях Северо-Запада России путем оптимизации технологических и технических решений

Товарный картофель, производимый в настоящее время в большинстве кар-тофелеводческих хозяйств России, недостаточно конкурентоспособен на европейском рынке вследствие высокой себестоимости и неудовлетворительной предпродажной подготовки.

Высокая себестоимость отечественной продукции (4,5−6,0 руб./кг) обусловлена, в основном, низкой урожайностью и большими трудозатратами. Урожайность картофеля в среднем не превышает 14−15 т/га, в то время как в западноевропейских странах — 20−25 т/га. Высокие трудозатраты (более 10 чел.-часов на 1 т) являются следствием низкого уровня комбайновой уборки урожая. Менее 20% посадок убирают комбайнами, а при уборке картофелекопателями с подбором клубней вручную трудозатраты достигают 30 чел.-дней на 1 га.

Реализация товарного картофеля картофелепроизводителями осуществляется, в основном, без мойки или сухой очистки и без расфасовки в потребительскую тару, как это предусматривается современными стандартами качества (ГОСТ Р 51 808−2001). Основной объём товарного картофеля сельхозпроизводителями реализуется через посредниковвследствие этого потребительские цены в 1,5−2,0 раза выше цен реализации производителями. Материально-техническая база большинства картофелеводческих хозяйств не соответствует современным требованиям и не обеспечивает конкурентоспособность товарной продукции [1, 2, 3].

В то же время обеспечена доступность сельхозпроизводителей к использованию технологий и техники, представленных на общеевропейском рынке, что при достаточном финансовом обеспечении создает возможность механизации картофелеводства в различных почвенно-климатических условиях.

В соответствии с основными законами земледелия и растениеводства, главные факторы урожайности: свет, тепло, влага, воздух и питательные вещества — равнозначны и незаменимы. Ограничивающий фактор, находящийся в дефиците, определяет урожай. Основной задачей сельскохозяйственных технологий является регулирование в возможных пределах факторов. урожайности с целью преодоления лимитирующего фактора и создания благоприятной среды для формирования высоких урожаев [4, 5].

Почвенно-климатические характеристики поля, предопределяющие исходное состояние факторов урожайности, различаются в весьма широких пределах даже в условиях одного хозяйства. Следовательно, технологические приёмы их регулирования должны быть различными, т. е. технология производства сельскохозяйственной продукции должна быть адаптирована к условиям конкретного поля.

Сельскохозяйственной наукой и практикой разработаны различные технологические приёмы регулирования факторов урожайности, однако, методика выбора наиболее эффективных для конкретных условий не имеет четкого обоснования. В связи с этим степень рациональности выбора определяется уровнем квалификации технолога.

Различие хозяйственных условий определено разными объёмами производства, величиной планируемого урожая, назначением продукции и другими производственно-экономическими показателями. В связи с этим машинная технология производства сельскохозяйственной продукции должна быть адаптирована не только к почвенно-климатическим, но и к хозяйственным условиям.

Научно обоснованный выбор технологии и типо-размерного ряда технических средств предопределяют получение планируемого урожая при минимизации производственных затрат [5].

Опытно-призводственное хозяйство «Каложицы» Ленинградской области является традиционно картофелеводческим хозяйством, производящим семенной и продовольственный картофель. Почвенные условия ОПХ характерны более чем для 25% пашни Северо-Запада. Удельный вес картофелеводства в общем объеме растениеводческой продукции составляет 80−90%. Рентабельность отрасли — 6070%). Удельный вес картофелеводства в общем доходе от растениеводства составляет 60%-80%. Вместе с этим, несмотря на хорошую доходность отрасли, посадочные площади под картофелем с 2000 до 2007 года сократились со 100 га до 40 га. Снижение вызвано острым дефицитом рабочей силы в хозяйстве. При общей численности работающих в ОПХ 104 чел., в картофелеводстве работают 19 человек, что далеко не обеспечивает потребность в трудовых ресурсах при традиционной технологии производстве картофеля. Привлечение сезонных рабочих на уборку урожая также затрудняется в связи с их отсутствием и удорожанием стоимости труда. Решение проблемы трудосбережения заключается в технико-технологической модернизации отрасли, обеспечивающей переход от традиционной технологии производства картофеля с его уборкой картофелекопателями и подбором клубней вручную к комплексно-механизированной с комбайновой уборкой урожая.

Данная работа направлена на разработку и освоение в ОПХ «Каложицы» ресурсосберегающей, в первую очередь трудосберегающей технологии производства картофеля. Проведенные исследования явились составной частью работ, выполняемых в СЗНИИМЭСХ по теме НИОКР 2006;2010 годы: «Разработать машинные, наукоемкие технологии производства, послеуборочной обработки и первичной переработки приоритетных групп сельскохозяйственной продукции и инвестиционные проекты технологического и технического переоснащения сельскохозяйственных предприятий (№ гос. регистрации 15 070.7721022959.06.8.001.2).

На защиту выносятся следующие научные и практические положения:

1. Анализ, классификация и оценка почвенных условий ОПХ с позиций механизированного производства и комбайновой уборки картофеля.

2. Анализ технико-технологических решений при производстве картофеля, доступных сельхозпроизводителям Северо-Западного региона России-.

3. Основные принципы проектирования машинной технологии картофелеводства, адаптированной к заданным почвенно-климатическим и хозяйственным условиям.

4. Модель синтеза ресурсосберегающей технологии.

5. Алгоритмы принятия технологических решений.

6. Результаты полевых исследований, производственной проверки и освоени-ия технологических комплексов машин европейского рынка в условиях ОПХ «Каложицы».

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Диссертация состоит из четырех глав, списка использованной литературы из 83 наименований (в т.ч. 4 на иностранном языке) и приложенийвключает 50 рисунков, 40 таблиц). Общий объем диссертации 132 стр.

Общие выводы и рекомендации.

1. Почвенно-климатические условия ОПХ «Каложицы» характерны для 25% площадей пашни Северо-Западного РФ. Полнокомплектные технологические комплексы машин для механизации возделывания и комбайновой уборки картофеля в этих условиях отечественной промышленностью не производятся. Комплекс машин фирмы Гримме (Германия) в условиях ОПХ технологически и экологически нерационален.

2. Широкий рынок технологий и технических средств, доступный российским сельхозпроизводителям, обеспечивает многовариантность технологии производства картофеля и возможность ее адаптации к заданным условиям. Оптимизация технико-технологических решений в конкретных хозяйственных условиях осуществляется на основе следующих принципов: совместимость решения с ситуацией, технологическая рациональность и ресурсосбережение при соблюдении принципа следования технологических процессов в технологии.

3. На основе структурного анализа многовариантной технологии возделывания и уборки картофеля разработаны ситуационная модель оптимизации технико-технологических решений (рис. 2.2), а также имплицитные алгоритмы формирования технологических процессов (формулы 2.19−2.22), обеспечивающие возможность оптимизации решений с использованием АРМа технолога-картофелевода на.

116 базе исходных данных отечественного и европейского рынков технических средств.

4. Поиск рациональных вариантов технико-технологических решений осуществляется по локальным критериям (урожайность, затраты труда, расход топлива), интегральному (эксплуатационные затраты) с оптимизацией по компромиссному критерию полезности, учитывающему суммарные энергозатраты с весовыми коэффициентами различных видов энергозатрат (2.1 1, 2.13, 2.14, 3.10).

5. Обоснованы параметры среды формирования урожая картофеля в почвен-но-климатических условиях, характерных для ОПХ: ширина междурядий, размещение семенного клубня и параметры гребня, обеспечивающие благоприятный воздушно-влажностный режим для формирования урожая и его комбайновую уборку (2.10, таблица 4.12, рис. 2.3).

6. Из технических средств отечественного производства и европейского рынка скомплектован экспериментальный технологический комплекс машин для возделывания и уборки картофеля. Проведены сравнительные исследовательские испытания четырех вариантов технологии возделывания и уборки картофеля в условиях ОПХ с их оценкой по локальным, интегральным показателям и* компромиссному критерию полезности. В результате полевых испытаний установлено, что экспериментальный вариант обеспечивает технологически рациональные параметры при возделывании и уборке картофеля при снижении затрат труда по сравниваемым операциям в 4,9 раза относительно традиционного и увеличении расхода топлива в 1,7 раза. По экономическому показателю он выгоднее традиционного при годовой загрузке техники более 50 га, а по компромиссному критерию полезности — более 30 га. При остром дефиците трудовых ресурсов в условиях ОПХ «Каложицы» на данном этапе развития технического прогресса он является наиболее эффективным и рекомендуется для использования в хозяйствах региона с аналогичными условиями.

7. Экспериментальный технологический комплекс машин, освоенный в ОПХ «Каложицы», в 2008 году обеспечил механизированное производство и комбайновую уборку картофеля на площади 40 га при урожайности семенного картофеля 22,9 т/га, себестоимости товарной продукции 5100 руб./т и уровне рентабельности.

56%. В 2009 году он был использован на площади 80 га, урожайность семенного картофеля составила 28,0 т/га. Полнота уборки картофеля, чистота клубней в бункере комбайна и степень их повреждаемости соответствуют агротехническим требованиям. Экологическая чистота продукции подтверждена сертификации соответствия (Приложения).