Технология возделывания ячменя с модернизацией дисковой бороны Л-113

Содержание

Введение

1 Производственно-экономическая характеристика СПК «Барсучанка»

Докшицкого района

1.1 Общие сведения о хозяйстве

1.2 Природно-климатические условия

1.3 Анализ производства продукции растениеводства

1.4 Анализ производства продукции животноводства

1.5 Состав и эффективность использования машинно-тракторного парка

1.6 Структура инженерной службы

1.7 Цели и задачи проекта

2 Основы получения высоких урожаев ячменя

2.1 Народно-хозяйственное значение ячменя

2.2 Биологические особенности культуры

2.3 Основы агротехники возделывания ячменя

3 Разработка технологии возделывания ячменя в СПК «Барсучанка»

3.1 Анализ существующей технологии возделывания ячменя в хозяйстве

3.2 Прогнозирование урожайности ячменя

3.3 Предлагаемая технология возделывания ячменя

3.4 Разработка операционно-технологической карты на лущение стерни

дисковой бороной Л-

3.5 Расчет показателей технологической карты

4 Конструкторская разработка

4.1 Обзор и сравнительная оценка известных конструкций

4.2 Обоснование модернизации машины

4.3 Устройство, рабочий процесс и настройки дисковой бороны Л-

4.4 Конструкторские расчеты

5 Охрана труда

5.1 Анализ состояния охраны труда в СПК «Барсучанка»

5.2 Разработка мероприятий по улучшению охраны труда

5.3 Анализ опасных зон агрегата Беларус-1221+Л-

5.4 Разработка инструкции по охране труда при работе с дисковой

бороной Л-

6 Энергосбережение

6.1 Мероприятия по ресурсосбережению при возделывании ячменя

6.2 Расчет показателей эффективности применения новой технологии

возделывания ячменя

7 Технико-экономические показатели проекта

7.1 Расчет экономической эффективности предлагаемой технологии

возделывания ячменя в СПК «Барсучанка»

7.2 Экономическое обоснование эффективности внедрения

конструкторской разработки

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Описание проекта

Дипломный проект состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 97 страниц, 28 таблиц, 14 рисунков, 3 приложений и 10 листов формата А1 графической части.

Ячмень, дисковая борона Л113, лущение стерни, дискование, рабочие органы, технологическая карта, модернизация, усовершенствование.

Цель проекта – совершенствование технологии возделывания ячменя в СПК «Барсучанка» и модернизация дисковой бороны Л113.

Проведён анализ производственно-экономической деятельности СПК «Барсучанка», состояние и эффективность использования машинно-тракторного парка, рассмотрена структура инженерной службы в хозяйстве.

Дана характеристика ячменя как культуры, стратегически важной для нашей страны, описаны биологические особенности культуры и даны основы агротехники возделывания ячменя.

Представлен анализ существующей технологии, а также разработана перспективная технология возделывания ячменя. Произведён расчёт показателей операционной и технологической карт.

Обоснована модернизация дисковой бороны Л113. Дано описание и принцип работы модернизированной дисковой бороны. Произведен инженерный расчет механизмов, узлов и деталей.

Произведён анализ состояния охраны труда в СПК «Барсучанка» и разработаны мероприятия по улучшению охраны труда, проанализированы опасные и вредные факторы при выполнении технологического процесса лущения стерни дисковой бороной Л113 и разработана инструкция по охране труда.

Обоснованы принципы энергосбережения и определена экономия топлива по предлагаемой технологии возделывания ячменя.

Сделано экономическое обоснование дипломного проекта: дана экономическая оценка предлагаемой технологии возделывания ячменя, а также предоставлено экономическое обоснование конструкторской разработки.

ВВЕДЕНИЕ

Сельское хозяйство является одной из важнейших отраслей экономики Республики Беларусь. На его долю приходится около 19,5 % валового национального дохода. Кроме этого, сельское хозяйство является важным источником формирования товарных ресурсов многих видов продовольственных товаров (картофель, ягоды, овощи и плоды, зерно и т.д.). Оно поставляет сырьё для продовольственной и легкой промышленности. Поскольку продукты сельского хозяйства играют очень важную роль во внешнеэкономических связях, интерес к его развитию и положению очевиден, тем более, если учитывать те возможности, которые имеются в Беларуси для развития высокоразвитого сельского хозяйства. Они разрешают не только обеспечивать нужды населения республики в основных видах продукции, но и много давать ее на вывоз. Все будет зависеть от того, насколько рационально сможем мы использовать потенциал тех сельскохозяйственных угодий, которые имеются в Беларуси.

Поскольку, земля в сельском хозяйстве является основным средствам производства, рассмотрим структуру сельскохозяйственных угодий. Они занимают 45,1 % территории республики, их них на долю пахотной земли приходится 65,3 %, сенокосов – 13,8 %, пастбищных угодий – 19,4 %, а остальное (1,5 %) – многолетние насаждения.

В сельском хозяйстве Республики Беларуси выделяют две основных товарных отрасли – это растениеводство и животноводство. Растениеводство в не-давнем времени давало 46,7 % всей валовой продукции сельского хозяйства, а остальную часть – животноводство. Что касается товарной продукции, то примерно 70 % ее приходится на животноводство.

В Беларуси ячмень занимает важное место как зерновая культура. Ячмень используется на продовольственные цели и на нужды животноводства. Из него вырабатывают несколько видов круп: перловую, ячневую, плющенную, хлопья. Зерно ячменя используется для изготовления заменителей кофе, в фармацевтической, спиртовой, текстильной и кондитерской промышленностях. Большое значение ячменное зерно имеет как сырье в пивоваренном производстве, для приготовления солода. Солодовый ячменный экстракт используется в технологии хлебопекарного производства.

Ячменная солома и полова – хороший грубый корм для скота, особенно в запаренном виде. Ячменнобобовые смеси используются на зеленый корм и сено.

Ячмень неприхотлив как в отношении почвы, так и климата. Для возделывания ячменя всех сортов пригодны дерновокарбонатные, дерново-подзолистые суглинистые и супесчаные почвы, подстилаемые моренным суглинком, а также осушенные торфяники низинного типа. Однако пивоваренный ячмень не следует высевать на легких почвах, заболоченных с близким стоянием грунтовых вод, а также осушенные торфяники с избыточным режимом азотного питания.

Для ячменя лучшими предшественниками являются картофель, кормовые корнеплоды, сахарная свекла, кукуруза, клевер одногодичного пользования, клеверозлаковые смеси двулетнего пользования, зернобобовые культуры, гречиха, овес и лен.

Для пивоваренного ячменя лучшие предшественники – пропашные культуры. Не рекомендуется размещать пивоваренный ячмень по клеверному пласту и после предшественника, оставляющего в почве много азота (люпин, горох).

Ячмень выделяется скороспелостью, опережая в своем развитии пшеницу и овес. Урожайность ячменя в условиях Республики Беларусь может составлять 45…50 ц/га.

Основной задачей АПК является достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надежное обеспечение республики продуктами питания и сельскохозяйственным сырьем. Необходимо увеличивать среднегодовой объем валовой продукции, главным образом за счет внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики эффективного использования созданного производственного потенциала.

Для получения высоких урожаев необходимо усилить работу по созданию и внедрению в производство новых сортов, которые удовлетворяют требованиям интенсивных технологий и устойчивых к неблагоприятным условиям окружающей среды и обладающими всеми качествами, необходимыми для пищевой промышленности. Так же для получения высоких урожаев в нашей стране необходимо увеличить поставки минеральных удобрений и средств защиты, совершенствовать экономический механизм хозяйствования в АПК. Внедрять комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов, применять новые агрегаты и совершенствовать уже имеющиеся.

В настоящее время в хозяйствах наблюдается низкая урожайность ячменя из-за низкой культуры земледелия, использования старой техники.

Основной путь достижения увеличения производства продукции растениеводства и повышения ее качества является внедрение интенсивных технологий возделывания. Этот метод организации производства предлагает применение комплекса агротехнических, технологических и экономических мер, позволяющих получить высокие урожаи на землях республики при любых погодных условиях.

Производственно-экономическая характеристика СПК «Барсучанка» Докшицкого района

1.2 Природно-климатические условия

Климат Докшицкого района умеренно-континентальный с теплым и влажным летом, умеренно-холодной зимой с неустойчивым (особенно в последние годы) снежным покровом.

Атмосферные циркуляционные процессы региона обеспечивают в целом преобладание западных и юго-западных ветров, весной и летом возрастает повторяемость восточных и юговосточных, зимой – южных, определяющих колебания погоды, с летними похолоданиями и зимними оттепелями.

В целом природно-климатические условия хозяйства позволяют успешно возделывать все сельскохозяйственные культуры, выращиваемые в данном районе. Средняя месячная температура изменяется от –7,2°С в январе до 17,2°С в июле, но нередко происходит смещение тепла на июнь или август, а холода – на декабрь или февраль. Период со средней суточной температурой воздуха выше 0°С составляет в среднем 233 дня, период вегетации растений продолжается 180 дней, активная вегетация (температура выше 10°С) – 132 дня.

Первые снегопады возможны в октябре–ноябре, самые поздние – в конце марта – начале апреля. Постоянный снежный покров устанавливается в середине – конце ноября и залегает в течение 106 дней. Средняя высота снега на открытом пространстве 12,5 см. Разрушение снежного покрова происходит в среднем в конце марта.

За вегетационный период выпадает 390...400 мм осадков, а средне годовое количество составляет 623 мм. Относительная влажность высокая на протяжении всего года – 80 %, максимум (84…89 %) наблюдается в октябре–феврале, минимум (72…77 %) – в апреле–июле.

Рельеф территории хозяйства возвышенно-равнинный с небольшими холмами. Наивысший пункт – 264,4 м

Почвы. Почвообразующими породами являются подморенные лессовидные, суглинистые отложения, различные по мощности и механическому составу. Почвы сформированы в основном средне и сильно подзолистого типа. Средний балл сельскохозяйственных угодий – 29,5, пашни – 29,5. Агрохимические показатели почвы: РН – 6,12, содержание Р2О5 – 176 мг/кг почвы, К2О – 190 мг/кг почвы, содержание гумуса – 1,84 %.

1.6 Структура инженерной службы

Инженерно-техническая служба СПК «Барсучанка» укомплектована полностью. Благодаря инженерно – технической службе техника в хозяйстве находится в хорошем техническом состоянии. Своевременно производится техническое обслуживание и ремонт машин. Все неисправности устраняются быстро, в мастерских ремонтные работы выполняются своевременно.

Возглавляет инженерную службу главный инженер. В подчинении у главного инженера находятся два заведующих мастерскими, инженер по сельскохозяйственным машинам, инженер по технике безопасности. Все они отвечают за выполнение возложенных на них обязанностей по содержанию техники в хорошем техническом состоянии.

1.7 Цель и задачи проекта

Перед работниками села стоит задача увеличить производство продуктов питания и обеспечить перерабатывающую промышленность сельскохозяйственным сырьем. Этого можно достичь интенсификацией производства путем перехода на индустриальную основу. Использование энергонасыщенных тракторов, высокопроизводительных комбайнов и широкозахватных машин позволит в сжатые сроки и на высоком агротехническом уровне проводить полевые работы. Наряду с оснащенной материально-технической базой необходимо осуществлять дальнейшее увеличение применения химических средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, внесение минеральных и органических удобрений.

Успешное выполнение задач, стоящих перед сельским хозяйством предполагает обязательное внедрение в каждом хозяйстве научно-обоснованной системы земледелия, представляющей собой комплекс взаимосвязанных агротехнических, организационных, технических и экономических мероприятий, разработанных применительно к конкретным условиям хозяйства и направленных на эффективное использование каждого гектара почвы и других материально-технических ресурсов, планомерное повышение плодородия почвы, увеличение урожайности и валовых сборов продукции сельского хозяйства с минимально вложенными затратами труда и средств.

В Беларуси ячмень занимает важное место как зерновая культура. Ячмень используется на продовольственные цели и на нужды животноводства. Из него вырабатывают несколько видов круп: перловую, ячневую, плющенную, хлопья. Зерно ячменя используется для изготовления заменителей кофе, в фармацевтической, спиртовой, текстильной и кондитерской промышленностях. Большое значение ячменное зерно имеет как сырье в пивоваренном производстве, для приготовления солода. Солодовый ячменный экстракт используется в технологии хлебопекарного производства.

Ячменная солома и полова – хороший грубый корм для скота, особенно в запаренном виде. Ячменнобобовые смеси используются на зеленый корм и сено.

Ячмень выделяется скороспелостью, опережая в своем развитии пшеницу и овес. Урожайность ячменя в условиях Республики Беларусь может составлять 45…50 ц/га.

Один из наиболее эффективных резервов увеличения производства ячменя является качественное и своевременное проведение предусмотренных технологических операций, что зависит в основном от применяемых средств механизации и организации проведения работ.

Таким образом, целью дипломного проекта является разработка технологии возделывания ячменя, обеспечивающей производство продукции с невысокими затратами, высокой планируемой урожайностью и соблюдением агротехнических сроков.

Для выполнения цели дипломного проекта определим следующий ряд задач:

– разработать технологию возделывания ячменя, произвести расчет технологических карт;

– модернизировать дисковую борону Л113, произвести конструкторские и технологические расчеты;

– разработать операционнотехнологическую карту дискования модернизированной дисковой бороной Л113;

– разработать меры безопасности при возделывании ячменя, а также разработать инструкцию по охране труда при работе с дисковой бороной Л113;

– определить технико-экономическую эффективность разработанной технологии;

– дать экономическую оценку конструкторской разработки.

Основы получения высоких урожаев ячменя

2.1 Народно-хозяйственное значение ячменя

Ячмень – культура разностороннего использования. Расходуется на нужды животноводства и на продовольственные цели. Из него вырабатывают несколько видов круп: перловую номерную и шлифованную, ячневую дробленную и сортированную, плющенную пропаренную и рифленую, хлопья.

Зерно ячменя используется для изготовления заменителей кофе, в фармацевтической, спиртовой, текстильной и кондитерской промышленностях. Большое значение ячменное зерно имеет как сырье в пивоваренном производстве, для приготовления солода.

Приготавливают солодовый ячменный экстракт наряду с пшеничным и ржаным прочно заняли место в технологии хлебопекарного производства и в настоящее время не могут быть заменены другими инградиентами, так как они усиливают аромат, вкус и цвет готовых изделий.

Солома и полова – хороший грубый корм для скота, особенно в запаренном виде. Ячменнобобовые смеси используются на зеленый корм и сено.

Ячмень принадлежит к числу древнейших полезных растений сельскохозяйственного назначения. Раскопки свидетельствуют, что он наряду с пшеницей был известен еще в каменном веке. Родина ячменя – Передняя Азия. Возделывание ячменя начинается в эпоху неолита, то есть 12…10 тысяч лет до нашей эры. Его возделывание в Передней Азии связано с разведением и одомашниванием животных. Остатки обуглившихся зерен ячменя, найденные в Иракском Курдистане, датируются 9-м тысячелетием до нашей эры. На территории бывшего СССР самые древние районы возделывания ячменя были – Туркмения и юг Украины, где его выращивали еще в 5…4 тысячелетии до нашей эры. В Закавказье (Азербайджан) ячмень был известен в 4…3 тысячелетии до нашей эры, а в Европейской части – в первом тысячелетии до нашей эры. С доисторических времен его выращивали в Греции, Италии, Китае. Ячмень использовался не только на корм животных и как продукт питания для человека, но и для производства пива.

С древних времен известно, что употребление продуктов из ячменного зерна дает человеческому организму нарастить мышцы, быть сильным и выносливым, поэтому в Древнем Риме гладиаторов кормили такой пищей и называли их «ячменными людьми»

Цивилизация в северной и средней Европе также развивалась на культуре пива и ячменного хлеба, которые были основной пищей бедняков.

На Руси, наши предки варили пиво 1…2 раза в год. Варка пива была делом общественным. Геродот и Вергилий 70…19 гг. до нашей эры в своих сочинениях писали, что скифы, жившие тогда в районах современного Казахстана, Украины и Нижнего Дона, употребляли напиток, приготовлявшийся из ячменя, по вкусу и крепости не уступавшей хорошему вину. В раскопках, сделанных археологами Ростовского государственного университета в районе Аксая, были обнаружены зерна многорядного культурного ячменя. Эти находки принадлежат примерно третьему веку нашей эры.

В 1848 г. немецкий ботаник К. Кох впервые описал двурядный дикорастущий ячмень с ломким колосовым стержнем. Дикорастущий ячмень был близок к культурному двурядному ячменю по морфологическим признакам. Он отличался от культурного тем, что имел не только ломкий колос, но и распадался при созревании, имел жесткое опушение по ребрам колосовых члеников, продолженное на колосовых чешуях в том же направлении. Средний цветок плодоносящий, а боковые бесплодны. Ости грубые, жестко зазубренные, длинные и очень длинные, то есть в 1,5…2 раза и в 3 раза превышающие длину колоса.

Резкий толчок в расширении площадей ячменя в XIX в. связан с ростом населения и усилившейся потребности в продуктах животноводства. Определенную роль сыграла надежность культуры. Ячмень неприхотлив как в отношении почвы, так и климата. Посеянный ранней весной, он выносит всевозможные невзгоды и весенних утренников, и жаркого, и порой дождливого лета. До 1860…1870 гг. сев и уборка проводилась вручную. При недостатке рабочей силы это диктовало необходимость возделывать в основном зерновые культуры, выдерживающие длительный перестой на корню. Со временем ручная коса заменяется лобогрейками, крылатками, сноповязалками, появляются паровые молотилки. Все это позволило сократить сроки уборки и увеличить в несколько раз производство ячменя.

В 1940 г. ячмень занимал четвертое место в структуре посевных площадей зерновых культур, что соответствовало – 6,6 % от всех посевов сельхозкультур. Площадь увеличилась в 2,46 раза, урожайность выросла на 44 %, а валовый сбор его возрос в 3,57 раза по сравнению с 1928 г.

Резкое увеличение площадей и его производство произошло в 1957 г., затем в 1961 г. и в семидесятые годы, то есть ячмень занимал второе место по посевным площадям и валовому сбору после пшеницы. Это увеличение связано прежде всего с развитием отрасли животноводства для удовлетворения потребности населения в продуктах питания, и промышленном сырье.

2.2 Биологические особенности культуры

Ячмень принадлежит включает большую группу дикорастущих видов и лишь один вид культурного ячменя, который представлен в культуре примерно 20 разновидностями, из которых в пивоваренной промышленности используется лишь относящийся к разновидности nutans, с желтой пленкой и желтыми зазубренными остями. Ячмень имеет мочковатую зародышевую и узловую корневую систему, располагающуюся преимущественно в пахотном слое, однако первичные корни могут проникать в засушливых условиях до 1…1,5 м и более. Стебель имеет от пяти до семи узлов, листовое влагалище выходит из узла и облегает стебель, оканчивается у следующего узла листовой пластинкой. Ячмень самоопыляющаяся культура, с обоеполыми цветками, собранными в одноцветковые колоски, окруженными двумя цветковыми чешуйками наружной и внутренней. Колосовые чешуи развиты слабо, наружная цветковая чешуя несет зазубренную длинную ость. Соцветие ячменя – колос. Колоски расположены в двух рядах супротивно на уступах члеников колосового стержня. На каждом уступе образуется один колосок у двурядного ячменя и три одноцветковых колоска у шестирядного. Количество колосковых члеников у ячменя зависит от условий питания, влажности почвы и температуры воздуха и их число у двурядного ячменя колеблется от 2…4 в условиях жесткой засухи до 16…18 в благоприятных условиях.

Зерновка продолговатая, с бороздкой на брюшной стороне. У нее сросшиеся между собой плодовая и семенная оболочки, сильно развитый эндосперм (до 70 % объема) и зародыш (3…5 % объема). Ячмени, у которых пленка зерновки тонкая и морщинистая, больше пригодны к пивоварению, чем сорта с грубой гладкой оболочкой зерна. Ячмень проходит следующие фазы роста и развития: прорастание, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, формирование и созревание зерна. Начало фазы начинается, когда ее проходят 10 % растений, а полная фаза отмечается при 75 % вступивших в нее растений массива.

Прорастание – всходы. Ячмень требует относительно мало тепла для своего развития и сумма необходимых температур составляет от 1200 до 1800°С, в зависимости от скороспелости сорта. Семена начинают прорастать при температуре почвы 1…3°С, но биологический миниум для развития составляет 5°С. Лучшей температурой для всходов является 10…12°С, тогда семена прорастают через 3…4 дня, а при холодной затяжной весне – через 15…18 дней. Для набухания и прорастания требуется 48…65 % влаги от массы зерновки. Дружные и равномерные всходы появляются при наличии в пахотном слое влаги 60…70 % от полной полевой влагоемкости. Большое влияние на дружность всходов оказывает качество семян. Крупное зерно (масса 1000 зерен 42…52 г с высокой всхожестью (95 % и выше) обеспечивает дружные полные всходы. Всходы ячменя выдерживают заморозки до –7°С, а иногда –9°С, при этом повреждаются листья, но сохраняется узел кущения. Но завязь, пыльники и зародыш выдерживают лишь 1…3°С. Ячмень лучше других зерновых культур переносит высокие температуры 32…35°С. Однако при таких температурах тормозятся все ростовые процессы и снижается урожай. Причем, высокие температуры (выше 25°С) пагубнее действуют на снижение урожая, чем небольшой дефицит влаги в почве в любой фазе развития. Прорастает ячмень 5…8 зародышевыми корешками, которые усиленно растут и ко времени образования 3…4 листа проникают на глубину 30…40 см. Сумма активных температур в фазе всходов составляет 80…100°С и длительность всходов зависит от температуры почвы. Оптимальные температуры и достаточное количество влаги в почве в сочетании с хорошей аэрацией способствуют превращению крахмала в доступные прорастающему зародышу сахара. Кислород также действует на ферментную систему белкового комплекса прорастающего семени.

При оптимальных условиях через 5…7 дней после посева первый зародышевый лист, защищенный бесцветным колиоптилем, появляется на поверхности почвы и через несколько часов развертывается, прорывая калеоптиль. С этого времени начинается переход питания за счет фотосинтеза.

Кущение. Через 8…15 дней после всходов в зависимости от условий, к моменту появления третьего листа, у поверхности почвы на глубине 1…3 см образуется утолщение – стеблевой узел. Глубина его залегания зависит от влажности и температуры. Высокая температура воздуха и почвы сокращает продолжительность кущения, поэтому поздние посевы, как правило, приводят к снижению кустистости. Из стеблевого узла начинают появляться настоящие листья, дополнительные побеги, а через 2…3 дня каждый побег кущения образует свои корни. Главный побег в это время приостанавливается в росте. Лучшей температурой в период кущения является 10…12°С, однако ячмень хорошо кустится и при 15…27°С, причем верхний слой почвы должен быть влажным в течение 7–10 дней, поскольку при пересыхании корни побегов кущения "зависают" в сухой земле и не могут проникнуть в глубь. Различают общую и продуктивную кустистость. В сплошных посевах обычно формируется 1,5…2 продуктивных стеблей, которые образуют колос и зерно. Остальные побеги служат резервом элементов питания и из них продукты фотосинтеза в последствии переходят в продуктивные стебли. Большое влияние на кустистость ячменя оказывает плодородие почвы – на бедных почвах с дефицитом азота он почти не кустится. Поскольку каждый побег при кущении образует свои корни, то высокая кустистость является в определенной степени залогом хорошего урожая, лучшей устойчивости растений к полеганию.

Длительность фазы кущения 8…14 дней для среднеранних и среднеспелых и 12…18 дней для среднепоздних сортов в зависимости от погодных условий.

К концу кущения растения ячменя поглощают около половины азота и фосфора и 75 % калия от общего потребления.

Выход в трубку. К концу кущения нижнее междоузлие удлиняется, внутренние ткани по мере утолщения стебля разъединяются, и образуется полость. Начало трубкования начинается, когда стеблевой узел поднимается на 3…5 см над поверхностью земли и хорошо прощупывается сквозь влагалище листа. Продолжительность этого периода 15…25 дней в зависимости от погодных условий. В этой фазе растения очень чувствительны к недостатку влаги, питательных веществ и других факторов, лимит которых может привести к формированию короткого колоса с небольшим числом зерен. Наиболее благоприятной температурой в этот период является 12…18°С. В начале выхода в трубку формируется зачаточный колос, поэтому следует быть осторожным с применением препаратов из группы 2,4Д, поскольку при превышении рекомендуемой дозы препарата и обработке в начале выхода в трубку приводит к деформации и стерильности колоса. В этой фазе уже можно судить о будущем урожае. Считается, что если второе междоузлие у ячменя хорошо развито, то урожай будет высоким. Период от выхода в трубку до колошения является также одним из критических в жизни растения, поскольку в этот период формируется листовая поверхность, растет соломина, образуется и развивается колос. К началу колошения ячмень поглощает около 75 % питательных веществ от общего их потребления.

Колошение. Эта – фаза происходит одновременно с усиленным ростом стебля и наступает, когда колос наполовину выходит из влагалища последнего листа. Фаза колошения в Черноземье сильно варьирует по времени. В засушливых условиях и высоких температурах воздуха она длится 6…7 дней, а во влажных условиях и умеренных температурах 15…18 дней. Отдельно взятый сорт выколашивается за 3…5 дней. В этой фазе начинается отмирание нижних листьев.

Цветение. Цветение у ячменя начинается, когда колос находится во влагалище листа и ости выходят из него лишь на 1/2…1/3 своей длины. В сухих жарких условиях цветение происходит в период, когда ости лишь показываются из влагалища листа. Наиболее интенсивное цветение и оплодотворение наблюдается в утренние часы и протекает за 6…8 часов. В этот период ячмень чувствителен к недостатку влаги в почве, из-за чего нарушается процесс формирования пыльцы, что ведет к стерильности колосков.

Созревание зерна. В период созревания зерна у ячменя различают три фазы спелости: молочную, восковую и полную. Пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок и один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, образуя зародыш, а другой сливается с центральной диплоидной клеткой зародышевого мешка и образует триплоидный эндосперм. Вместе они в результате многочисленных митозных делений образуют зерновку. В начальный период образования зерновки в нее поступают минеральные вещества, особенно азот. На более поздних этапах в зерно направляются продукты фотосинтеза, из которых образуются запасные питательные вещества. Азотистые соединения накапливаются главным образом в алейроновом слое, а крахмал и полисахариды – в эндосперме.

В фазе молочной спелости, которая наступает через 10…14 дней после цветения и длится 12…14 дней, зерно зеленое, достигает максимальных размеров, его влажность составляет 40…60 %. В этой фазе происходит интенсивный фотосинтез крахмала и в зерне накапливается до 90 % сухого вещества по отношению к полной спелости. Нижние листья отмирают, зародыш развит, приобретает способность к прорастанию, но формирование его еще продолжается. Зерно при раздавливании выделяет жидкость молочного цвета. В фазе восковой спелости растения приобретают желтый цвет, зеленоватый оттенок сохраняется только у двух – трех верхних стеблевых узлов, зерно мягкое, режется ногтем, его влажность снижается до 20…25 %, а содержание сухих веществ максимальное и приток питательных веществ в зерно прекращается. Зерно полностью сформировано, зародыш не растет. Продолжительность этой фазы составляет 8…12 дней.

В полную фазу спелости, которая наступает в жаркую и сухую погоду через 3…4 дня, зерно твердеет, теряет влагу до 14…16 %, листья и стебель полностью отмирают. Дождливая погода в этот период приводит не только к задержке фазы полной спелости, но и к вымыванию органических и минеральных веществ, развитию на зерне микроорганизмов, что снижает пивоваренные свойства зерна, особенно при прорастании его на корню. Вынужденное быстрое созревание при жаре и низкой влажности воздуха приводит к низкому накоплению крахмала, снижению его ценных рыхлых фракций, нежелательному повышению содержания белковых соединений. По длине вегетационного периода различают сорта раннеспелые (65…75 дней), среднеспелые (80…95 дней) и позднеспелые (100…125 дней). В каждой зоне скороспелость еще зависит от складывающихся погодных условий. Для пивоваренных целей более пригодны среднеспелые сорта, которые лучше приспособлены к погодным условиям и в большинстве лет обеспечивают получение сырья нужного качества.

Требования к температуре. Ячмень принадлежит к хлебам первой группы, которая не отличается высокой требовательностью к температуре. Но и среди этой группы он выделяется скороспелостью, опережая в своем развитии пшеницу и овес.

Необходимая для ячменя сумма активных температур колеблется по межфазным периодам: посев – всходы 120…200°С, всходы – кущение 250…350°С, кущение – колошение 400…600°С, колошение – полная спелость 550…650°С. В целом сумма активных температур составляет 1300…2000°С, в зависимости от скороспелости сорта. Необходимо отметить, что ячмень во все периоды развития и, особенно, в периоды трубкования и налива зерна, сильнее страдает от высоких температур, чем от засухи.

Требования к освещению. Ячмень для своего развития требует сравнительно длительного освещения, поэтому в северных районах вегетационный период меньше, чем в южных, где световой день короче. Именно фактор требовательности к длине дня объясняет феномен, что сорта созданные на западе возделываются далеко за пределами зон их создания.

Требования к увлажнению почвы. На образование 1 тонны зерна используется от 60 до 120 мм запасов воды в почве, причем, чем беднее почва, тем больше расходуется влаги на образование 1 тонны сухого вещества. У ячменя два критических периода в потреблении к обеспечению почвы влагой. Это периоды кущениеначало трубкования и конец трубкованияколошение. Недостаток влаги в первый период приводит к слабому кущению, слабому развитию вторичной корневой системы, зачатки колоса развиваются недостаточно. Даже благоприятная ситуация с увлажнением во второй критической фазе – конец трубкованияколошение может спасти положение только в районах с большим запасом эффективных температур и высоким плодородием почв, когда высокий урожай получают от побегов кущения (подгонов). Но ценное пивоваренное сырье в таких условиях получить очень трудно.

На легких супесчаных и серых лесных почвах без достаточного внесения удобрений ячмень растет плохо, так как дренажность таких почв высока и влага накапливается слабо. Ячмень экономно расходует влагу и в этом отношении выгодно отличается от пшеницы и овса. Плохо он растет и на переувлажненных глинистых почвах, поскольку корневая система страдает от недостатка кислорода. От посева до выхода в трубку ячмень расходует до 25 % влаги, от трубкования до колошения – 45 % и около 25 % – от колошения и до уборки. Если в фазах всходы – колошение растения используют в основном влагу пахотного слоя и прилегающих к нему слоев почвы, то после колошения ячмень потребляет влагу с глубины 80…120 см слоев почв

Разработка технологии возделывания ячменя

В СПК «БАРСУЧАНКА»

3.1 Анализ существующей технологии возделывания ячменя

Технология возделывания ячменя в СПК «Барсучанка» складывалась с учетом наличия машинно-тракторного парка, режима работы, загрузки тракторов и рабочей силы, урожайности сельскохозяйственных культур и характерных для хозяйства природно-климатических условий.

Существующая в хозяйстве в настоящее время технология возделывания ячменя по ряду технологических операций устарела, и работы на этих операциях не оправдывают затрачиваемых средств. Это в основном касается тех операций, где новая техника не внедрялась или ее не достаточно. Нельзя утверждать, что в хозяйстве не хватает скоростной, высокопроизводительной техники для обработки почвы, посева, уборки. В используемой технологии существуют операции как современные, так и устаревшие, которые необходимо изменять.

Лучшими предшественником для ячменя являются: озимый рапс, кукуруза на силос, горох, ранний картофель, люпин. В хозяйстве предшественником для ячменя является озимый рапс.

Обработка почвы под ячмень в хозяйстве начинается с лущения стерни агрегатом Беларус1221+Л113. Далее проводится внесение минеральных удобрений выполняется агрегатом Беларус1221+РУ7000 с нормой внесения 250 кг/га. Погрузку минеральных удобрений в разбрасыватели осуществляют погрузчиком ЭО2621 на базе трактора Беларус820.

Зяблевую вспашку на глубину 20…22 см выполняют агрегатом Беларус3022+ППО840, после чего проводят выравнивание и прикатывание почвы агрегатом Беларус820+КПН4М.

Весной вносят вторую часть удобрений агрегатом Беларус1221+РУ7000 и предпосевную культивацию агрегатом Беларус11522+АКШ6.

Предварительно семена протравливают на машине ПС10A. При помощи установки ЗПС100 погружают семена в автомобильный загрузчик сеялок ЗАЗ1 на базе ГАЗ53Б. Посев ячменя осуществляется агрегатом Беларус-1221+

СПУ-6.

Довсходовое боронование ячменя проводят агрегатом Беларус-820+

СП-11А+53ОР-0,7. Всходы подкармливают карбамидоаммиачной смесью (КАС) с помощью агрегата Беларус820+ОП250018. Транспортировка КАС и заправка опрыскивателей осуществляется агрегатом Беларус820+МЖТ6.

В июне проводят химическую обработку посевов агрегатом Беларус820+ОП250018.

Уборка производится прямым комбайнированием комбайнами КЗС10А «Палессе GS10» с измельчением и разбрасыванием соломы по полю. Отвозка зерна осуществляется автотранспортом. Сушка зерна производится сушилкой КЗС25Ш.

Исходя из вышеизложенного и произведя краткий анализ существующей технологии возделывания ярового ячменя, можно сделать вывод, что все процессы по подготовке почвы механизированы, но на некоторых операциях необходимо применять более производительную технику, тем самым сокращая затраты труда и расход энергоресурсов. Кроме того для повышения урожайности ячменя в технологическую карту следует внести операцию внесения органических удобрений.

3.3 Предлагаемая технология возделывания ячменя

Согласно предлагаемой технологии возделывания ячменя обработка почвы также начинается с лущения стерни агрегатом Беларус1221+Л113. Далее проводится внесение минеральных удобрений выполняется агрегатом Беларус1221+РУ7000 с нормой внесения 250 кг/га. Погрузку минеральных удобрений в разбрасыватели осуществляют погрузчиком ЭО2621 на базе трактора Беларус820. Погрузка органических удобрений (2 т/га) в разбрасыватели осуществляется погрузчиком Амкодор 342В, а транспортировка и внесение органических удобрений – агрегатом Беларус3022+МТУ24.

Зяблевую вспашку с прикатыванием почвы выполняют агрегатом Беларус3022+ППО840.

Весной вносят вторую часть удобрений агрегатом Беларус1221+РУ7000.

Семена протравливают на машине ПС10A. При помощи установки ЗПС100 погружают семена в автомобильный загрузчик сеялок ЗАЗ1 на базе ГАЗ53Б. Заделка удобрений, предпосевная подготовка почвы и посев ячменя осуществляется агрегатом Беларус3022+АППА6.

Всходы подкармливают карбамидоаммиачной смесью (КАС) с помощью агрегата Беларус820+ОП250018. Транспортировка КАС и заправка опрыскивателей осуществляется агрегатом Беларус820+МЖТ6.

В течение июня проводят две химические обработки посевов против сорняков, болезней и вредителей агрегатом Беларус820+ОП250018.

Уборка производится прямым комбайнированием комбайнами КЗС10А «Палессе GS10» с измельчением и разбрасыванием соломы по полю. Отвозка зерна осуществляется автотранспортом. Сушка зерна производится сушилкой КЗС25Ш.

Предлагаемая технологическая карта возделывания ячменя в проекте представлена в приложении Б.

Энергосбережение

6.1 Мероприятия по ресурсосбережению при возделывании ячменя

Экономия материально-энергетических ресурсов в сфере механизации сельскохозяйственного производства требует неотложного реагирования агроинженерной науки и практики. Необходимо обосновать приоритетные направления разработок ресурсосберегающих технологий, обновить парк сельскохозяйственных машин высококачественными техническими средствами нового поколения, конкурентоспособными на внешнем рынке. Они должны обеспечить существенный рост производительности труда, экономию топлива и энергии, создание оптимальных условий для возделывания сельскохозяйственных культур, а в конечном итоге – возможность реализовать наиболее перспективные машинные технологии производства продукции.

Технологические схемы возделывания ячменя включают в себя три основополагающие составные части:

– севообороты в земледелии;

– системы обработки почвы;

– системы машин, обеспечивающие технологические операции.

Одним из основных в системе севооборотов является требование рационального размещения культур при ограниченном применении удобрений. Полевые травопольные севообороты с оптимальным обеспечением минерального питания дают возможность остановить снижение гумуса в почве и постепенно повышать почвенное плодородие за счет азотофиксации бобовыми травами с помощью клубеньковых бактерий, с учетом того, что в пожнивных и корневых остатках бобовых трав находится до 1/3 фиксированного азота, после их уборки в почве остается от 50 до 170 кг азота на 1 га, а при запашке трав на зеленое удобрение – 150…500 кг/га [4].

Обработка почвы – наиболее энергоемкий технологический процесс, на который расходуется 30…40 % энергии, потребляемой в сельском хозяйстве [36]. Разнообразие почвенно-климатических условий, а также различия в землепользовании хозяйства по типам почв, гранулометрическому составу, по типам и степени засорения отдельных участков, требуют дифференцированного подхода к системам обработки почвы, позволяющим создавать оптимальные почвенные условия для сельскохозяйственных культур с минимальными затратами энергии и средств, сохранять почвенное плодородие, предотвращать водную эрозию и охранять окружающую среду от загрязнения.

Главное требование ресурсосбережения при обработке почв – минимизация затрат на основной обработке почв, которая заключается в уменьшении количества проводимых операций, и уменьшении глубины пахоты [38]. При этом предпочтительней применять те виды почвообрабатывающей техники (плоскорезы, фрезы, комбинированные агрегаты, а также новые конструкции дисковых культиваторов), которые способствуют предотвращению ускоренной минерализации гумуса, стабилизации экологической среды, микрофауны.

В настоящее время в качестве основной обработки почвы под культуры севооборотов применяют вспашку, которая предотвращает вымывание элементов питания растений и мелких почвенных частиц в подпахотные горизонты. Однако система ежегодной вспашки в севооборотах весьма энергоемкая и дорогостоящая: вспашка на глубину 20…22 см требует энергозатрат свыше 1000 МДж/га.

Кроме того, эта система имеет ряд других недостатков:

1) ежегодная пахота ускоряет разложение органического вещества в почве;

2) на склонах выше 3º по вспашке неизбежна водная эрозия;

3) постоянная вспашка на одну и ту же глубину ведет к образованию «плужной подошвы».

Поэтому, для снижения энергетических затрат необходима либо частичная, либо полная замена вспашки менее энергоемкими почвозащитными приемами, такими как: безотвальные обработки на 20…22 см и 10…12 см, отвальное лущение, дискование и другие способы минимизации энергетических затрат.

Уровень энергетических затрат по мелким обработкам ниже в 1,5…1,9 раза, чем по вспашке на глубину пахотного слоя. Проведение мелких обработок в течение нескольких лет подряд способствует накоплению в верхнем слое почвы пожнивных остатков, отмечается улучшение водного режима, не происходит заплывания и образования почвенной корки после ливневых осадков, семена сорняков в нижнем слое почвы теряют всхожесть [4, 7].

Орудия для безотвальных обработок должны подбираться с учетом гранулометрического состава почвы и степени засорения многолетними сорняками. На суглинистой почве лучшей является отвальночизельная разноглубинная система (вспашка и чизельная обработка чередуются через один год). При этом, по литературным данным, по сравнению с ежегодной вспашкой снижается засоренность посевов, уменьшается пораженность зерновых корневыми гнилями, повышается продуктивность севооборота на 8…10% и энергетическая эффективность.

Предпосевная обработка почв является наиболее ответственной, так как она позволяет добиться наиболее оптимального сочетания необходимых для нормального развития растений почвенных факторов – воды, кислорода, тепла.

Система машин в ресурсосберегающих технологиях позволяет сокращать энергозатраты и сроки посева за счет совмещения предпосевной обработки почвы и посева с помощью комбинированных агрегатов, а также агрегатов, составленных из серийных культиваторов и сеялок с приспособлениями для выравнивания почвы. Необходимо также использовать широкозахватные однооперационные агрегаты для предпосевной обработки на больших полях и сцепки двух-, трехсеялочных агрегатов. В сухую погоду не следует допускать большого разрыва между предпосевной обработкой почвы и посевом.

Учитывая то, что сроки выполнения операций предпосевной обработки почвы должны быть максимально сокращены, разрыв между обработкой и посевом должен быть минимальным, чтобы семена укладывались во влажную почву, а сорные растения не обгоняли в своем развитии культурные. Наибольший эффект достигается, если применять комбинированные высокопроизводительные почвообрабатывающепосевные агрегаты. Эти агрегаты позволяют за один проход по полю выполнить все операции предпосевной обработки почвы и посева, что обеспечивает повышение производительности труда до 60 % и дополнительное снижение расхода топлива на 1,5…2 кг/га по сравнению с применением однооперационных агрегатов. Использование перспективного комплекса машин по обработке почвы и посеву возделываемых культур обеспечивает снижение затрат труда на 35…48 %, расхода топлива – на 36…38 % и металла – на 34…35%.

Важнейшим резервом снижения ресурсопотребления является переход на системы минимальной обработки почвы без применения отвального плуга, при малом числе проходов агрегатов, неглубоком рыхлении с применением гербицидов в зависимости от засоренности полей. Большие потенциальные возможности системы минимальной обработки почвы заключаются в экономии рабочей силы, оборудования и топлива; обеспечении высокой оперативности полевых работ в условиях ограниченного времени и сжатых сроков (что характерно для осеннего сева); улучшении почвенных условий и снижении риска развития водной и ветровой эрозии.

Установлено, что на чистых от многолетних сорняков полях на среднесуглинистой почве основную плужную обработку можно полностью заменить чизелеванием в два следа, поскольку это не приводит к ухудшению водно-физических свойств почвы, увеличивает экономическую эффективность выращивания рапса. Применение бесплужных технологий обработки почвы и посева на базе современных машин обеспечивает снижение расхода топлива на 46…53 %, металла – 44…63% и живого труда – 1,7…77,6 %.

Таким образом основными способами ресурсосбережения является улучшение севооборотов, что позволяет повысить плодородность почвы и снизить потребность в минеральных удобрениях, а также применение широкозахватных и комбинированных агрегатов, позволяющих снизить затраты топлива на 36…38 % и рабочей силы на 35…48 %.

Заключение

1. СПК «Барсучанка» Докшицкого района является довольно крупным хозяйством. Площадь пашни составляет 5742 га. Урожайность зерновых культур составила 17,5…20,8 ц/га, рапса – 10,2 ц/га, кукурузы на зерно – 60,2 ц/га, льносоломки – 19,6 ц/га. СПК «Барсучанка» обладает достаточно большим машинно-тракторным парком, в том числе 31 трактор, 22 зерноуборочных комбайна, 8 кормоуборочных комбайнов. Тракторы укомплектованы сельхозмашинами.

2. Ячмень занимает важное место как зерновая культура. Он используется на продовольственные цели и на нужды животноводства. Из него вырабатывают несколько видов круп: перловую, ячневую, плющенную, хлопья. Зерно ячменя используется для изготовления заменителей кофе, в фармацевтической, спиртовой, текстильной и кондитерской промышленностях. Большое значение ячменное зерно имеет как сырье в пивоваренном производстве, для приготовления солода. Солодовый ячменный экстракт используется в технологии хлебопекарного производства. Ячменная солома и полова – хороший грубый корм для скота, особенно в запаренном виде. Ячменнобобовые смеси используются на зеленый корм и сено.

Ячмень неприхотлив как в отношении почвы, так и климата. Он выделяется скороспелостью, опережая в своем развитии пшеницу и овес. Урожайность ячменя в условиях Республики Беларусь может составлять 45…50 ц/га.

3. Существующая в СПК «Барсучанка» технология имеет следующие недостатки: на некоторых операциях необходимо применять более производительную технику, тем самым сокращая затраты труда и расход энергоресурсов. Кроме того для повышения урожайности ячменя в технологическую карту следует внести операцию внесения органических удобрений.

Нами разработана технологической карты на возделывание ячменя с планируемой урожайностью 33 ц/га и операционнотехнологическая карта на лущение стерни дисковой бороной Л113.

4. В дипломном проекте предлагается модернизация дисковой бороны Л113 путем установки на нее дисков с глубокими вырезами, образующими пять ножей и выравнивающего устройства перед прикатывающим катком. При данном виде модернизации, увеличится степень крошения пласта и заделки пожнивных остатков, выравнивающая секция даст равномерный слой для прикатывающего катка, а каток уплотнит почву для создания оптимального качества почвы. Кроме того за счет меньшего сопротивления машины увеличится скорость и следовательно производительность машинно-тракторного агрегата.

5. Проанализировав состояние охраны труда в хозяйстве были разработаны мероприятия по улучшению охраны труда. Также была разработана инструкция по охране труда при работе с дисковой бороной Л113.

6. Приведены мероприятия по энергосбережению при выращивании ячменя и дана оценка энергоэффективности проекта. По предлагаемой технологии затраты на дизельное топливо и электроэнергию снизились на 47,7 %.

7. Дана экономическая оценка проекта. Рассчитаны экономические показатели эффективности существующей и предложенной технологий возделывания ячменя, приведено экономическое обоснование разработки. Годовой экономический эффект от внедрения предложенной технологии составит 114901,77 тыс. руб., от внедрения конструкторской разработки – 3258,10 тыс.руб.