Таблица 9
Результаты относительного сравнения оцениваемых вариантов технологии внесения минеральных удобрений в равнинных садах Северного Кавказа
|Вариант |Наименование варианта |Условный |% к | |технологии |технологии |коэффициент, |контролю | | | |[pic] | | | |Ежегодное раздельное | | | |I |внесение ЖКУ и недостающих|- 6,8 |98,5 | | |твёрдых удобрений | | | | |Ежегодное внесение ЖКУ и | | | |II |твёрдых удобрений |- 9,9 |143,5 | | |раствором | | | | |Внесение ЖКУ впрок на три | | | |III |года с ежегодным внесением|- 7,7 |111,6 | | |недостающих твёрдых | | | | |удобрений | | | |IV |Ежегодное внесение твёрдых|- 6,9 |100 | | |удобрений (контроль) | | |
сение твёрдых туков на такую же глубину рыхлящим рабочим органом связано с непременным разрывом корней, что снижает уровень преимущества корневой архитектоники растения над его кроновой архитектоникой [125].
Реализация методологии
Управление функционированием и развитием механизированных технологий многолетних культур имеет свою специфику, которая заключается в том, что, в отличие от однолетних культур, в производ-стве одновременно существуют насаждения с различной стадией раз-вития: закладки, воспитания и эксплуатации. Поэтому потребовалось провести специальный анализ технического уровня категорий стадии. При этом учитывался тот факт, что чем старше насаждение, тем менее оно соответствует современным средствам механизации, прежде всего по достаточности площадей для загрузки в агросрок машин каждого модуля в пределах коэффициента эластичности [pic] = 0,668 ... 0,884 (В.И.Могоряну, 1977). Оценочным критерием служила величина значимости каждого модуля.
Установлено, что для [pic] = 0,668 ... 0,884 в регионе к началу XII пятилетки во всех категориях хозяйств насчитывалось около 75% тракторопригодных насаждений. Доказано [62, 64, 73, 89], что оптимальная площадь нагрузки комплекса машин в агросрок определяется методом кратности к наиболее загруженному модулю, который принимается равным единице. На период до 2010 года эта площадь будет в пределах 200 га. Исходя из этого предела, выполнен количественный расчёт машин в модулях систем садоводства Ставропольского [71], и Краснодарского [85] краёв, России [90] и систем виноградарства Краснодарского края [54].
Расчётный состав техники повышает эффективность этих систем за счёт: n предельно возможной выработки нормосмен в агросрок [49, 53, 62]; n снижения расходов горючего, ядохимикатов, удобрений и тары, благодаря своевременного и в необходимых параметрах выполнения работ
[17, 46, 47, 50, 57, 63, 66, 78]; n снижения количества повторяющихся операций на обработке почвы, благодаря рационально подобранных способов и машин [71, 85, 87, 92,
96, 97, 98]; n увеличения урожайности, благодаря обеспечения оптимальных параметров среде каждым модулем [43, 46, 73, 93, 94].
Сравнительная оценка годичной эксплуатации комплекса машин на оптимальной площади эксплуатационного сада показала [99], что внедрение полномерного комплекса на каждых 200 га даёт 69,2 тыс. рублей и 39,5 тыс. чел.-часов экономического эффекта (табл.10).
Таблица 10
Экономическая эффективность реализации методологии на площади 200 га богарного сада
ОПХ «Центральное» СКЗНИИСиВ (в ценах 1990 г.)
|Наименование |тысяч чел.-час |Сниже-|тысяч рублей |Сниже-| | | |ния за| |ния | | | |- | |за- | |компонентов |1986 - |1991-19|трат |1986 -|1991-1|трат | |системы |1990 |95 гг. |до, % |1990 |995 |до, % | | |гг. | | |гг. |гг. | | |Общетехнологически|- |- |- |53,1 |53,1 |100 | |й | | | | | | | |Базовый |83,4 |47,0 |56,3 |42,5 |24,5 |57,5 | |Материальный |- |- |- |79,3 |40,0 |57,5 | |Функциональный |4,3 |2,5 |58,4 |23,3 |12,0 |50,4 | |Сопутствующий |2,7 |1,4 |51,3 |1,2 |0,6 |50,0 | |Итого по |90,4 |50,9 |55,3 |199,4 |130,2 |61,9 | |технологии | | | | | | |
Анализ технического уровня садоводства Северного Кавказа показал, что суммарные затраты труда по стадиям технологии соста-вляют: 10,3 % на закладку, 12,6 % на воспитание и 77,1 % на эксплуатацию насаждения. То есть, менее всего механизирована стадия эксплуатации сада. В ней на долю машинного труда приходится 5,3 долей ручного, а в стадии закладки лишь 1,6. По приоритетности первый ранг по величине затрат труда принадлежит уборочному модулю, за ним - габитусному стадии эксплуатации, затем стадии воспитания и, наконец, стадии закладки. Остальные модули не превышают и 15 единиц условной площади графовой модели (рис. 9).
[pic]
Рис. 9. Современное состояние технического уровня садоводства Северного Кавказа в модульной и стадийной значимостях (модульная последовательность согласно табл. 6)
Анализ технического уровня виноградарства Краснодарского края показал [54], что любая технология его возделывания логично делится, как и в садоводстве, на стадии закладки, воспитания и эксплуатации насаждений. Каждая стадия в информационном плане чётко отображается средой обитания, сортом и трудом, которые по своей специфике являются ресурсами культуры. Из пооперационного анализа производства работ в стадиях следует, что работы могут быть сблокированы по принадлежности к объекту обслуживания и что таких автономно существующих блоков (модулей) в каждой стадии насчитывается от 5 до 7 [95]. Из-за разнообразия почвенно - кли-матических условий Кубани [16, 24, 33, 81, 82] каждый модуль имеет от 6 до 10 вариантов(в общей сложности их 62 - для укрывной и неукрывной культуры на равнине и склонах [54]). Структурно они однотипны, так как включают родовые операции, машинно - тракторную базу и тарифные ограничения, это позволяет их отнести к модулям технологии [70].Анализ затрат труда на примере ухода за виноградником технических сортов показал[91], что в виноградарстве Кубани, как и в садоводстве Северного Кавказа, существует неравномерность технического уровня по стадиям и модулям. Наиболее приоритетным по величине здесь является габитусный модуль (рис. 10).
Рис. 10. Современное состояние технического уровня виноградарства Краснодарского края в модульной и стадийной значимостях (модульная последовательность согласно табл. 6)
Суммарные затраты по технологии состоят из 14,5 % стадии закладки, 53,1 % стадии воспитания и32,4 % стадии эксплуатации. То есть, менее всего механизирована стадия воспитания насаждения. При этом наиболее трудоёмкими являются крепление кордонов к шпалере, обрезка однолетнего прироста и уборка урожая. На параметры крепления кордонов, механизированную обрезку прироста и уборку урожая в сильной степени влияют качественные показатели конструкций шпалерных систем. Выявлена прямая связь между рабочими органами машин, архитектоникой куста, конструкцией шпалеры, способами обрезки прироста и уборки урожая [16, 19, 23, 26, 29, 30, 31, 38, 43, 44, 56, 60, 67, 68, 75].
Выбор рациональных параметров оптимизации управления механизированными технологиями приоритетных направлений в многолетних насаждениях
Решение поставленной задачи осуществлялось через подбор критериев и создание приборов для оценки оптимизации сопряжения (стыка) компонентов системы среда - растение - средства ухода, что позволило упростить формализацию задачи. Отправной базой служила «Теория и расчёт гибких стержней» (Е.П.Попов, 1986).
1. Подбор критериев оптимизации стыка компонентов системы среда - растение - средства ухода
В выбранных приоритетных направлениях (раздел 4) установлены шесть основных форм стыка (рис. 11).
В формах 1,3,4,5 (рис. 11) функционирует (явно 1,3 и неявно 4,5) поступательное в процессе изгиба перемещение вектора силы [pic] параллельно самому себе.
В форме 2 (рис. 11) функционирует следящее перемещение вектора силы [pic] в процессе изгиба, сохраняя неизменным угол с направлением упругой линии в точке приложения силы [pic].
В форме 6 (рис. 11) значение внутренней энергии сопротивления изгибу находится в явной зависимости от величины растяжения вдоль оси [pic], пределом которой является предел упругой деформации материала формы 6.
Таким образом, по Е.П.Попову (1986) критериями оптимизации в приведенных формах (рис. 11) являются предельные значения упругой деформации элементов крон многолетних растений в точках перегиба (т.п.), точках сжатия (т.с.) и точках растяжения (т.р.), отображённых на упругих кривых их аналогов (формализованных). Отрезки | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Рис. 11. Формы нагрузки элементов кроны многолетних растений:
1) урожаем и массой плодообразующих темпоральных слоёв древесины [43,
60, 76, 94];
2) параметрами приёмной камеры комбайна, лозоукладчика и обтекателями машин [29, 30, 31, 44, 68, 124] ;
3) массой укрывного вала и гололёдом [18,19, 23, 24, 28];
4) формировкой скелета кроны в пределах параметров «закона золотого сечения» (раздел 2), [93, 125], (форма бесперегибного рода);
5) направленной одноразовой деформацией скелета кроны в пределах оптимальных параметров шпалеры и плодоношения [26, 56, 67, 75, 80,
82, 86, 111, 123, 116, 123];
6) разовой деформацией в пределах равновесия упругой линии и сопротивления внутренней энергии изгибу однолетнего прироста [38,
41, 82, 113]. О1([pic]) в формах 1 ... 6 являются главными ветвями этих аналогов, по которым ведётся расчёт оптимального стыка.
5.2. Разработка метрологических основ и создание приборов для изучения взаимодействия частей крон многолетних растений со средствами ухода
Установлено [31], что сопротивление пучка лоз при его укладке лозоукладчиком изменяется по закону показательной функции
[pic],
(21) где [pic] - длина плеча приложения силы [pic];
[pic] и [pic] - постоянные для данного горизонта приложения силы [pic]: [pic]- кг/см, [pic] - 1/cм [23].[pic]
Предполагалось, что до предела разрушения идёт развитие про-цессов взаимодействия элементов крон с другими рабочими органами средств ухода в точках т.п., т.с. и т.р. (рис. 11) по этому же закону. Исходя из этого, была поставлена задача найти общий научный подход в определении характера взаимодействия нагрузок с объектами нагружения. Работа выполнена совместно с ОФ НПО «Агроприбор». При этом учитывалось, что отдельная виноградная лоза или ветвь плодового растения являются чрезвычайно сложными системами, у которых связь между действующими усилиями, деформациями и напряжениями является существенно нелинейной. Расчёт деформаций и напряжений проводился по схеме нагружения деформируемого упругого стержня рабочим органом (форма 2, рис. 11).
Упругим стержнем являлся пучок лоз, укладываемый лозоукладчиком с постоянной (рис. 12) высотой контакта [pic], [68]. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
