В Ленинградской области насчитывается более 1 тыс. крестьянских фермерских хозяйств и более 104 тыс. личных подсобных хозяйств. В фермерских и подсобных хозяйствах выращивают овец, коз, кроликов. Энергоносители в таких хозяйствах - это, в основном, электроэнергия и тепловая энергия от мелких котельных, работающих на местном виде топлива. Энергетические обследования хозяйств области показали, что далеко не все фермерские хозяйства обеспечены централизованным электроснабжением. В связи этим они вынуждены искать другие источники генерации. В основном устанавливают дизельные электростанции. При этом большой интерес вызывает возможность использования возобновляемых источников энергии: солнечной и ветровой энергии, микро-ГЭС. Наиболее интенсивно в настоящее время строятся фотоэлектрические установки малой мощности, обеспечивающие потребность в электрической энергии небольших потребителей при условии бесперебойности электроснабжения и экономической доступности. Наиболее активно такая работа ведется на объектах сельхозпроизводства южных районов Российской Федерации, в среднеазиатских республиках СНГ и странах Южной Европы. Принято считать, что в Ленинградской области и на территории Северо-Запада России в целом фотоэлектрические установки неэффективны ввиду малого солнечного ресурса территории. Целью исследования было обоснование возможности использования солнечной энергии в условиях Ленинградской области для энергообеспечения сравнительно не больших по объему потребления энергии объектов в фермерских хозяйствах. Исследование поведено на примере фермы дойных коз, расположенной на конкретной территории Ленинградской области. С учетом технологии содержания животных рассчитаны электрические и тепловые нагрузки, определена суммарная установленная мощность приемников тепловой и электрической энергии, годовое и суточное потребление энергии на ферме. Данные по солнечному ресурсу территории расположения фермы (координаты 59º53′20″ и 34º 06′ 06″) получены из Глобального солнечного атласа GSA 2.0 (Oct. 2019). Мощность и количество энергии, которые можно получить от фотоэлектрической установки с фотоэлектрическими панелями, установленными по азимуту 180 град. и под оптимальным углом 40 град. на плоской крыше здания фермы рассчитаны и предоставлены компанией Solargis в онлайн-приложении Глобального солнечного атласа GSA 2.0. Из сравнения данных суточного потребления электроэнергии на ферме и данных суточного поступления электроэнергии от фотоэлектрической установки фермы следует, что солнечной энергии, поступающей на земную поверхность в районе расположения фермы, достаточно для энергообеспечения технологических процессов на ферме в течении 9 месяцев. Три месяца в году необходимо дополнительно к фотоэлектрической установке использовать резервные энергоустановки на традиционных и местных видах топлива.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства
2020. — Выпуск 102
Содержание:
По результатам энергетических обследований фермерских (крестьянских) хозяйств Ленинградской области, не имеющих централизованного электро- и теплоснабжения, и анализа программ энергосбережения субъектов Российской Федерации на Северо-Западе страны установлено, что для получения электроэнергии такие сельхозпредприятия используют дизельные электростанции малой мощности (2-5 кВт), а для получения тепловой энергии - печные установки на различных видах твердого и жидкого топлива. Шум работающей дизельной электростанции, выхлопные газы и дымовые газы теплогенерирующих установок могут отрицательно влиять на пчел, сельскохозяйственных животных и птицу. Не исключен разлив топлива, что приводит к загрязнению почвы и водоемов. Целью данной работы является обоснование методов и технических решений снижения уровня шумового загрязнения и выбросов в атмосферу загрязняющих веществ при работе автономных энергогенерирующих установок малой мощности. В фермерских (крестьянских) хозяйствах в настоящее время имеется семь структурных схем построения автономных энергоустановок. Проведена оценка уровня экологической нагрузки, включая шумовое загрязнение, фермерского (крестьянского) хозяйства при организации системы автономного энергоснабжения по всем установленным структурным схемам. Самый низкий уровень выбросов загрязняющих веществ имеют энергоустановки с газогенераторными электростанциями на дровах и топливных гранулах, но уровень шумового загрязнения газопоршневых двигателей этих энергоустановок сравним с дизельными электростанциями. Полученные данные удельных выбросов загрязняющих веществ и уровня шумового загрязнения воздушной среды явились основанием разработки структурной схемы автономной энергоустановки с низким уровнем выбросов загрязняющих веществ и отсутствием шумового загрязнения окружающей среды. В состав предложенной структурной схемы автономной энергоустановки входят солнечные панели и твердотопливная печь с термоэлектрическим генератором, работа которого построена на эффекте Зеебека.
Ключевые слова
В статье рассмотрены результаты исследований выращивания рассады томата Благовест F1 при различных уровнях фотонной облученности (Е): 240, 170 и 100 мкМ∙м-2∙с-1, и фотопериодах (Т): 12, 16 и 22 ч под облучателями с различным спектральным составом. Выращивание проводили в условиях полного отсутствия естественного облучения. В качестве источников облучения применяли люминесцентные лампы марки OSRAM L58W/840 (Cool White) и OSRAM L58W/77 Fluora (облучатель №1) с процентным соотношением цветов в поддиапазонах спектра: синий (КB), зеленый(КG), красный (КR) КB:КG:КR =31:35:34, а также облучатель с добавлением синих светодиодных излучателей марки ARPL-Star-3W (BLUE) с длиной волны излучения 440 нм (облучатель №2) с КB:КG:КR=39:31:30. Выращивание растений проводили на лабораторной многоярусной культивационной установке, позволяющей одновременно создавать различные уровни облученности. Наиболее эффективное использование фотонной энергии наблюдали в вариантах выращивания при Е=170 мкМ∙м-2∙с-1 и Т=12 ч для обоих облучателей. При этих параметрах растения соответствовали требованиям, предъявляемым к рассаде на 39-й день после появления всходов. Фотонная энергоемкость создания сухого вещества для облучателя №1 варьировалась в пределах 1,35 - 1,79 М∙г-1 при изменении Е от 100 до 240 мкМ∙м-2∙с-1. Для облучателя №2 эти значения находились в диапазоне 1,52 - 1,88 М∙г-1. Увеличение фотопериода до 22 ч привело к резкому снижению выхода сухого вещества у растений, выращенных под обоими облучателями, что привело к увеличению фотонной энергоемкости до 16,6 М∙г-1 для облучателя №1 и до 23,3 М∙г-1 для облучателя №2. Увеличение доли в синем поддиапазоне спектра до 39% относительно спектрального соотношения КB:КG:КR=31:35:34 не вызвало заметных изменений в росте и развитии растений, что свидетельствует о возможности применения данных соотношений в спектральном составе источников облучения при выращивании рассады томата.
Ключевые слова
Обоснована целесообразность оценки качества облучения растений по флуктуирующей асимметрии билатеральных (зеркальных) признаков, характеризующей общую стабильность их развития. Обзор результатов исследований взаимосвязи параметров световой среды со стабильностью развития отдельных видов растений показал, что у растений в условиях более благоприятной световой среды наблюдаются меньшие значения флуктуирующей асимметрии. Цель исследования - подтверждение гипотезы о влиянии различий в спектральном составе излучения на уровень флуктуирующей асимметрии для растений перца (Capsicum Annuum L.). Использовали растения перца в момент появления второй пары настоящих листьев, т.е. в ювенильном возрастном состоянии, на 14-е сутки после появления всходов. Растения выращивали под источниками с тремя различными спектрами излучения. В качестве биометрических показателей фиксировали сырую массу растений и содержание в нем сухого вещества. В качестве билатеральных признаков фиксировали длины листьев первой пары и их оптические плотности в синем, зеленом и красном диапазонах. Выявлено наличие флуктуирующей асимметрии длин первой пары настоящих листьев и их оптических плотностей. Меньшим значениям флуктуирующей асимметрии, т.е. большей стабильности развития растения, соответствовала большая продуктивность по сырой массе растений. При увеличении соотношения красного к синему излучению в 2,2 раза величина флуктуирующей асимметрии уменьшилась на 22-45%, в зависимости от диапазона, в котором определялась оптическая плотность листа. При этом наблюдалось увеличение массы растения на 26,2%. На примере растений перца экспериментально доказано, что показатели флуктуирующей асимметрии могут быть использованы для оценки качества световой среды выращивания растений.
Ключевые слова
В статье представлен метод построения и анализа энергетической модели пахотного агрегата. На основе рациональной формулы Горячкина В.П. разработан метод анализа влияния основных факторов: скорости движения и произведения ширины захвата на глубину обработки на силу тяги и тяговую мощность трактора. На основе метода наименьших квадратов предложен метод обработки экспериментальных данных для определения коэффициентов рациональной формулы. По экспериментальным данным зависимости тягового усилия от скоростей движения пахотного агрегата и произведений ширины захвата на глубину обработки, определены коэффициенты рациональной формулы Горячкина В.П. На основании рациональной формулы получены выражения для расчёта мощности трактора и производительности пахотного агрегата, по которым выполнен анализ влияния факторов, скорости движения и произведения ширины захвата на глубину обработки на силу тяги трактора, развиваемую мощность и производительность пахотного агрегата. Разработана математическая модель оптимизации параметров пахотного агрегата по определению максимальной его производительности при постоянной (заданной) мощности трактора. Решение оптимизационной задачи показало, что при постоянной мощности трактора увеличение производительности пахотного агрегата достигается только с увеличением ширины захвата агрегата, при этом происходит снижение скорости движения и увеличение тягового сопротивления.
Ключевые слова
Для первичного восстановления залежных земель в Российской Федерации разрабатываются и обосновываются зональные технологии и технические средства, отвечающие перспективным показателям и критериям их оценки. В Институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ проводятся исследования, связанные с технологиями и техническими средствами с новыми рабочими органами для первичного восстановления залежных земель в Северо-Западном регионе РФ - зоне повышенного увлажнения. Цель представленного исследования - проверка работоспособности и оценка показателей качества работы применяемого для этого почвообрабатывающего агрегата блочно-модульного типа УКПА-2,4 с кольцевыми рабочими органами в полевых условиях. Предметом исследования были технологические и конструктивные параметры агрегата, показатели качества выполнения технологического процесса. Научная новизна состояла в оценке конструктивно-технологических параметров, работоспособности и эффективности УКПА-2,4 с кольцевыми рабочими органами. Результаты экспериментальных исследований показали, что агрегат с кольцевыми рабочими органами обеспечивает требуемое качество первичной обработки залежных земель; разуплотнение дернины без оборота пласта на глубину до 10 см; сепарацию верхнего слоя почвы, т.е. поверхностное рыхление с отделением сорных растений и их корневищ от почвы, и вычесывание (выдергивание) с поверхности поля сорных растений; дискование почвы при снятом кольце; выравнивание поля после обработки. Использование агрегата с кольцевыми рабочими органами позволяет повысить степень рыхления почвы до 84% и степень уничтожения сорняков до 98%, a также выровнять поверхность поля.
Ключевые слова
В статье представлены подходы к формированию общей расчетной схемы по моделированию движения частицы по осесимметричной вращающейся криволинейной поверхности с вертикальной осью вращения. Для описания сложного движения частицы по заданной поверхности использовалось основное уравнение динамики точки в неинерциальной системе отсчета, при проецировании которого на оси цилиндрических координат получены дифференциальные уравнения Лагранжа первого рода. Математическая модель движения строится на основе пошагового численного интегрирования полученной замкнутой системы дифференциальных уравнений с уравнением связи, описывающим поверхность вращения. По предложенному алгоритму на языке С# разработана программа, предоставляющая возможность графического и числового контроля результатов расчета. Интерфейс программы содержит шесть экранных форм с табличными исходными данными и таблицей пошагового расчета результатов; графики перемещений, скорости и ускорений частицы построенные по осям системы цилиндрических координат ρ и z; графическое изображение образующей поверхности вращения и траектории абсолютного движения частицы по вращающейся осесимметричной поверхности построенной в полярных координатах. Представлены примеры расчета движения частицы. Использование полученных результатов возможно для исследования и проектирования машин, например, центробежно-роторных измельчителей.
Ключевые слова
Влажность привезенного на обработку травяного вороха в Евро-Северо-Восточном регионе России в силу агроклиматических условий в некоторых случаях составляет до 35 %, поэтому значительная доля послеуборочных затрат приходится на его сушку. Для повышения эффективности данного процесса важно правильно выбрать технологию, машины и оборудование для его осуществления. Используемые в настоящее время машины и технологии несовершенны, поэтому разработка новых технологий и технических средств послеуборочной сушки и обработки семенного вороха позволит в значительной мере устранить их недостатки и является актуальной задачей. Целью исследований является разработка новых высокоэффективных технологических линий послеуборочной сушки и обработки семян трав и внедрение их в производство, а также машин для очистки семян трав и зерна от примесей и оптимизация их конструктивно-технологических параметров. Такие линии успешно реализованы в ряде сельскохозяйственных предприятий Кировской и соседних областей. Для них разработана воздушно-решётная семяочистительная машина МПО-30Р. Для пневмосистемы машины предложено новое устройство ввода зернового материала в наклонный пневмосепарирующий канал и проведены предварительные исследования по оптимизации его конструктивно-технологических параметров, которые позволили получить эффект очистки зерна и семян трав в канале дорешётной аспирации 63%. С учётом предварительных исследований реализован план Бокса-Бенкина для четырёх факторов: угла ввода, удельной нагрузки, глубины канала и высоты загрузочного окна, который позволил повысить эффект очистки до 73,48%.
Ключевые слова
С целью организации семеноводства, увеличения урожайности многолетних трав и повышения качества кормов, в институте проводится научная работа по восстановлению утраченных местных сортов клевера лугового. В статье изложены результаты исследования по восстановлению местного высокоурожайного сорта клевера лугового «Псковский местный двуукосный» селекции Псковского НИИСХ. Для проведения научной работы были проведены экспедиционные изыскания образцов клевера лугового по хозяйствам области. Исследования проводятся на опытном поле института в коллекционном питомнике и питомнике исходного материала в соответствии с общепринятыми методическими указаниями по селекции и первичному семеноводству клевера. В результате для изучения было отобрано 11 не апробированных сортообразцов. Проведено изучение по основным морфологическим признакам: форме куста, толщине и опушенности стеблей, окраски листьев и стеблей и другим признакам. Агротехника была в опыте общепринятая для региона. Для установления идентичности сорта и типа клевера провели апробацию травостоя с последующим составлением вариационных рядов и построением вариационных кривых. Полученные результаты изучения сортообразцов клевера лугового позволяют сделать предварительные выводы о том, что образцы П-101, П-102, П-104 и П-105 можно отнести к раннеспелому типу, образцы П-103, П-106, и П-107 - к позднеспелому типу. Образец К-31744 коллекции ВИР относится к раннеспелому типу. Изучаемые сортообразцы позволяют идентифицировать сорт «Псковский местный двуукосный» на 80% и более. Для установления идентичности сорта «Псковский местный двуукосный» необходимо продолжить изучение хозяйственно-морфологических признаков представленных образцов в третий и четвертый годы жизни клевера лугового.
Ключевые слова
Статья анализирует технологию производства высококачественной зелёной массы на примере племзавода-колхоза «Аврора» Вологодской области, а также опыт хозяйства по использованию современных технологий заготовки силоса. Отмечено, что силос является одним из основных видов кормов, заготавливаемых в летне-осенний период. Объёмы заготовки этого вида корма увеличиваются. Так, к 2017 году объем заготовки силоса, по сравнению с 2016 годом, увеличился на 6734 тонны. Выращиваемые виды и сорта трав позволяют получить высокий урожай зеленой массы для приготовления силоса. В хозяйстве заготавливают в большей степени силос высокого класса качества. За период с 2016 по 2018 годы объём неклассного силоса составил, в среднем, 13%. Наибольший объем заготовленного силоса относится ко II классу качества. Содержание гумуса в почве находится на уровне 2,4-2,5%; средневзвешенный показатель по кислотности в 2016 году, например, составил 5,29 ед. рНkcl; средневзвешенный показатель по обменному калию - 135 мг/кг почвы. Эти показатели дают основания полагать, что в хозяйстве возможно получать хорошие урожаи многолетних трав - основного сырья для заготовки силоса. По содержанию подвижных форм фосфора и калия наблюдается улучшение почвенного плодородия. Для получения высококлассного силоса в хозяйстве соблюдают научно-обоснованные технологии заготовки кормов. Все технологические приёмы выполняются на высоком уровне: уборка культур проводится в оптимальные сроки, осуществляется контроль над плотностью трамбовки зеленой массы в траншеях и герметичностью укрытия. Особенностью заготовки силоса является использование технологии и средств укрытия траншей - это пленка укрывная Super 7 85 мкм, решетки Gridterflex и мешки Silosack. Для повышения качества заготовляемого силоса предлагается вносить расчётные дозы удобрений после первого и второго укосов трав с учётом почвенного плодородия; соблюдать технологию и сроки уборки культуры, и элементы технологии послеуборочной доработки зелёной массы.
Ключевые слова
Приводится анализ технологии возделывания ярового ячменя в СХПК «Племзавод Майский» Вологодской области. Яровой ячмень является основной зерновой фуражной культурой для предприятия. Площадь его посевов составляет до 96% от общей площади возделывания зерновых культур, при средней урожайности за период с 2016 по 2018 годы - 3,8 т/га, а различных сортов - от 3,0 до 4,5 т/га в то время как средняя урожайность культуры по Вологодской области составляет 2,2-2,5 т/га. Предприятие производит элитные семена ярового ячменя сортов Зазерский-85 и Сонет. Технология возделывания ярового ячменя соответствует почвенно-климатическим и организационно-экономическим условиям Северо-Западного региона и центральной части Вологодской области. По степени интенсивности она оценивается как интенсивная, что позволяет предприятию получать высокие урожаи ярового ячменя и обеспечивать свои потребности в фуражном зерне. Особенность предпосевной обработки почвы заключается в ранневесенней культивации по мере созревания почвы и через 1-2 дня - культивация с выравниванием поля. Посев проводится с предпосевной обработкой почвы посевным комплексом машин узкорядным способом с одновременным внесением удобрений. Посевной коэффициент составляет 5 млн. всхожих семян на 1 га. Минеральные удобрения (комплексные азотно-фосфорно-калийные) применяются в размере до 3 ц/га; при необходимости посевы обрабатываются при закладке колоса препаратом Акварин в дозе 1,5-5 кг/га. Особенностями ухода за посевами ячменя являются: послепосевное прикатывание, боронование, опрыскивание гербицидами комплексом препаратов и десикация. Препарат для десикации Реглон Супер в дозе 0,7 л/га обеспечивает быстрое и равномерное созревание, что позволяет провести уборку в оптимальные сроки; позволяет приступить к уборке уже через 5-7 дней после обработки; снижает влажность семян, в результате уменьшаются затраты на сушку; сокращает потери семян при уборке; способствует прекращению развития и распространения болезней. После однофазной уборки и предварительной очистки ворох зерна высушивается на двухсекционной колонковой сушилке Astra на газовом топливе. Сушилка обеспечивает «мягкий» режим сушки семян с рекуперацией агента сушки.
Ключевые слова
Первостепенная роль в производстве кормов принадлежит сеянным травам как в полевом (площадь земель составляет 182,8 тыс. га), так и луговом кормопроизводстве (естественные сенокосы (230 тыс. га) и пастбищам (244 тыс. га). Многолетние травы - мощный средообразующий фактор в сохранении и повышении почвенного плодородия. Роль многолетних трав на пашне, в лугопастбищном хозяйстве в современных условиях при серьезном ограничении финансовых средств все более возрастает. В связи с этим возникает необходимость в максимальном их использовании. Создание новых перспективных сортов с учетом почвенно-климатических условий региона заметно повышают продуктивность многолетних трав. В последние годы все более активно расширяются посевы козлятника восточного (Galega orientalis L.). Это связано с его высокой продуктивностью, экологической пластичностью, длительным периодом использования травостоя в условиях Северо-Западного региона РФ. В структуре многолетних бобовых трав (клевер, люцерна) данная культура выгодно выделяется рядом ценных хозяйственных и эколого-биологических особенностей. На протяжении многих лет с 1996 года на базе Псковского ИСХ ведется селекционная работа по созданию новых сортов козлятника восточного, селекционерами института выведено 3 сорта козлятника восточного: Кривич - 2007 г, Юбиляр - 2012, за последние годы создан новый сорт козлятника восточного Талисман. Сорт Талисман отличается от стандарта (сорт Кривич) повышенной урожайностью и высокими кормовыми качествами. В среднем за годы испытаний сорта (5 лет), урожайность зеленой массы составила 38,1 т/га, сухой массы - 9,7 т/га, что выше стандарта на 11%. Семенная продуктивность в среднем за 5 лет была на уровне 4,5 ц/га. Сорт среднеспелый, устойчив к полеганию (4,5 балла), отличается высокой засухоустойчивостью, зимостойкостью (оценка по зимостойкости 5 баллов), устойчивостью к весенним заморозкам и болезням.
Ключевые слова
Цель исследования заключалась в получении данных о содержании азота в воде, поступающей с сельскохозяйственных угодий в мелиоративную сеть, а затем в крупный водный объект - реку Луга. Исследование проводилось в 2019 году на территории крупного сельскохозяйственного предприятия молочного направления, расположенного в Лужском районе Ленинградской области. Были получены данные об изменении содержания азота в водотоке мелиоративной канавы, служащей водосбором с прилегающих сельскохозяйственных угодий, в весенний, летний и осенний период 2019 года. Содержание азота определяли методом Кьельдаля. Полученные данные показали разное содержание азота в воде в разных точках отбора и в разное время года. Так для проб, отобранных в весенний период, было характерно увеличение содержания азота вниз по течению канавы от 1,85 мг/дм3 в точке 2, находящейся выше по течению, до 2,45 мг/дм3 в точке 4, располагающейся вниз по течению на расстоянии 875 метров от точки 2. В летний период была характерна следующая закономерность: содержание азота увеличивалось от точки 2 с 2,10 и 2,75 мг/дм3 к точке 3, в которой достигало значения 3,45 и 3,87 мг/дм3, а затем опять снижалось в точке 4 до 3,10 и 2,90 мг/дм3. В осенний период прослеживалась закономерность уменьшения содержания азота вниз по течению канавы. Так, 26.09.2019 содержание азота в точке 1 составляло 3,50 мг/дм3, затем снижалось до 3,15 мг/дм3 в точке 2 и до 2,45 мг/дм3 в точках 3 и 4. Аналогичные данные были отмечены 23.10.2019: содержание азота в первой точке составляло 4,90 мг/дм3, затем снижалось во второй и третьей точке до 1,75 и 2,45 мг/дм3 соответственно, и достигало 1,40 мг/дм3 в четвёртой точке (при фоновом содержании 0,91 мг/дм3). Исследования подтвердили влияние сельскохозяйственных угодий на водные объекты, а также различие в содержании азота по ходу течения водотока в зависимости от сезона.
Ключевые слова
Целью проводимых исследований было изучение процесса биоферментации смеси органических отходов свиноводческого комплекса для получения органического удобрения. В качестве исследуемых компонентов использованы твердая фракция свиного навоза после шнекового сепаратора, твердая фракция свиного навоза после декантерной центрифуги и отходы от механической очистки зерна. Процесс изменения ионных форм питательных элементов исследовали в лабораторной биоферментационной установке барабанного типа. Средняя масса загружаемой смеси составляла 1287 кг. Содержание питательных элементов в отобранных пробах смеси определяли в аналитической лаборатории ИАЭП - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ по соответствующим ГОСТам. Статистическая обработка экспериментальных данных выполнялась в программах Microsoft Excel и Statgraphics Centurion. В ходе анализа данных, полученных в результате экспериментальных исследований, были разработаны математические модели зависимости ионных форм питательных элементов от длительности процесса биоферментации. Полученные модели позволяют прогнозировать процесс переработки органических отходов свиноводческих комплексов в органическое удобрение.