Технологические карты для смородины

Уборка урожая

Объем уборки смородины определяют исходя из предварительного учета урожая с одного гектара в зависимости от возраста и состояния насаждений, плотности размещения кустов в ряду и помологического сорта.

Предварительный учет урожая проводят на нескольких кустах квартала, наиболее полно отражающих общую степень плодоношения плантации. Затем, исходя из плотности посадки, подсчитывают валовой сбор смородины с квартала сада, в звене, бригаде и в целом по хозяйству.

Более сложно определить потребность в рабочей силе. Это связано с несовершенством норм выработки. В хозяйствах действуют нормы выработки, связанные с урожайностью насаждений в килограммах на куст. При урожайности 0,5-1, 2, 4-5 кг и на последний сбор один сборщик должен собрать соответственно 23, 29, 35 и 12 кг.

Для определения потребности в рабочей силе составляют технологическую карту уборки, в которой отражают номер квартала сада, сорт, возраст насаждений, объем убираемого урожая, начало и окончание уборки, норму выработки, потребность в рабочей силе и транспортных средствах.

По данным технологических карт составляют график потребности в рабочих по неделям и в среднем на день. Сравнивают полученные результаты с имеющимся составом рабочих, предусматривают использование на уборке урожая служащих хозяйства и временных рабочих из числа жителей села и горожан.

При планировании уборочных работ составляют еженедельный график движения продукции, в котором отражают поступление продукции на хранение, замораживание и реализацию в свежем виде. Потребность в таре планируют исходя из предполагаемого объема урожая смородины и учета оборачиваемости тары.

Тара для ягод смородины должна быть сухой, чистой, крепкой, без постороннего запаха, вместимостью до 6 кг. Это могут быть деревянные ящики или емкости из пластмассы, решета вместимостью 6 кг, корзинки на 3-6 кг.

Опыт наиболее крупных плодово-ягодных совхозов Сибири показывает, что правильное планирование и тщательная подготовка к уборке обеспечивают качественную, своевременную и тщательную уборку выращенного урожая смородины.

Организуют уборку урожая (ручную или машинную) с учетом качества ягод, регламентируемых ГОСТ 6829-69. Ягоды должны быть без кистей, чистыми, сухими, съемной зрелости, однородной окраски, без механических повреждений, без повреждений вредителями и болезнями, без плесени, загнивания и запаривания, без постороннего вкуса и запаха. Ягоды должны быть одного помологического сорта. Они имеют лучший вкус и аромат при полном созревании. Ягоды, предназначенные для длительной транспортировки и хранения, также должны быть зрелыми. Допускается хранение технически зрелых ягод, предназначенных для переработки.

Организуют работу на уборке с учетом гласности и достижения высокой производительности труда. Для этого составляют план размещения кварталов сада с насаждениями черной смородины, на котором указывают сорт, возраст насаждений, примерную урожайность и норму выработки. План вывешивают на видное место для всеобщего обозрения.

Всех временных рабочих формируют в звенья по 30-50 человек. В обязанности звеньевого входит: расстановка сборщиков на квартале и определение каждому посильного объема работы на день. Распределяют сборщиков на плантации с таким расчетом, чтобы не было пропусков неубранных кустов и на следующий день не возникла потребность возвращаться к убранной части квартала; выдача сборщикам тары и необходимого инвентаря; обучение сборщиков приемам правильной и рациональной уборки урожая; составление списка сборщиков на квартале и контроль за качеством работы; принятие от сборщиков собранной ягоды, определение массы и качества ее (проставление в уборочной ведомости массы против фамилии сборщика), затаривание ягоды в ящики; отправление собранной ягоды на склад; выдача каждому сборщику справки для расчета, в которой указаны номер квартала, количество собранных ягод, норма выработки и стоимость уборки 1 кг ягод.

Еще эффективнее, особенно в сочетании с лотком, «гребенка» А. Муханова из Подмосковья. На большой палец руки он надевает наперсток или эластичный чехол, к которому поперек прикреплена гребенка с 4-6 зубцами, вырезанная из неширокого, но толстого куска пластмассы или легкого металла. Высота зубцов 1 см, ширина у основания 6-8 мм. Несильно зажав в руке кисть смородины, движением большого пальца гребенку проводят вдоль кисти, счесывая ягоды. Они без плодоножек остаются в ладони и сбрасываются в лоток. Время на уборку урожая против обычного сокращается в 2-3 раза.

Ягоды собирают в один прием. К уборке приступают, когда спадет роса. Уборку начинают с ветвей, наклоненных под тяжестью урожая к земле, и ведут ее от вершины ветви к ее основанию. Ветви прямостоячие и в центре куста убирают в последнюю очередь.

Поскольку на плантации смородины плотность кустов в ряду высока, то уже в возрасте четырех лет кусты смыкаются кронами и сборщику нелегко перебираться с одной стороны ряда на другой, не рискуя повредить ветви или потерять часть урожая. На таких плантациях на каждый ряд звеньевой ставит два человека, по одному с каждой стороны ряда.

Электроягодоуборочная машина ЭЯМ-200-8 появилась в Сибири в 1969 г.

Машина имеет восемь вибраторов и восемь улавливателей, или емкостей для сбора ягод. При позиционном движении по междурядью трактора с навешенной машиной восемь сборщиков собирают урожай на четырех рядах, по двое на каждом. Для сбора ягод под куст устанавливают улавливатели в виде конусообразных лотков с полукольцевым вырезом по краю днища, охватывающим основание куста.

Сборщик одной рукой наклоняет несколько ветвей над улавливателем, а другой проводит вибратором по ветвям от основания к верхушке, захватывая поочередно каждую ветвь вилкой. От резких и частых колебаний ягоды ссыпаются в улавливатель. Вместе с ягодами осыпаются и листья, которые затем из вороха отдуваются струей воздушного потока.

Урожай с применением машины убирают за один прием. Для этого подбирают сорта с одновременным созреванием ягод и к уборке приступают, когда 80-85 % ягод имеют съемную зрелость.

Ягоды укладывают в ящики, которые перед началом уборки раскладывают в необходимом количестве в тех междурядьях, где будет проходить уборочный агрегат.

Производительность труда сборщика с вибратором увеличивается в 5 раз по сравнению с ручным сбором.

В настоящее время серийно выпускается ягодоуборочный комбайн МПЯ-1 и рекомендован в серийное производство ягодоуборочный комбайн МПЯ-1 А. Принцип работы машины состоит в стряхивании ягод с ветвей активатором. Ветви куста делителем разделяются на две части и несколько наклоняются по ходу движения машины. Между ветвями каждой части куста внедряются пальцы активатора. После стряхивания ягоды падают на улавливатели, а затем системой транспортеров попадают на очистку и затаривание.

При работе выявили низкое качество ряда узлов машины, и особенно пластмассового активатора, который постоянно выходит из строя.

Заслуживает внимания смородиноуборочный комбайн «Йонас» финского машиностроительного предприятия «Ракеннустемпо» (рис. 4), который применяли в плодово-ягодных совхозах «Изылинский» и «Бочкаревский» Новосибирской области. Без единой поломки за сезон с высоким качеством было убрано по 40 т/га смородины. В 1987 г. в Новосибирской области использовали уже пять комбайнов «Йонас», появились они и на Алтае. К концу двенадцатой пятилетки планируется в каждом из одиннадцати плодово-ягодных совхозов Новосибирского треста «Плодопром» иметь по одному комбайну «Йонас» и довести механизированную уборку смородины до 60 %.

Рис. 4. Смородиноуборочный комбайн ‘Йонас’

Комбайн надежен в работе, имеет высокую производительность, качество сбора ягод при этом хорошее и сохранность кустов после уборки высокая.

Ягода стряхивается с куста на транспортер двумя вибраторами, которые устанавливаются на заданной высоте в зависимости от размера куста. Вибраторы, по одному на каждую половину разделенного куста, приводят ветки в быстрое возвратно-поступательное движение и обеспечивают качественный съем ягод даже в самых густых кустах. Скорость работы вибраторов зависит от скорости, с которой машина движется по ряду смородины.

Комбайн «Йонас» обслуживают механизатор и в зависимости от применяемой тары один-два подсобных рабочих.

За сезон комбайном можно убрать урожай смородины с площади 40-50 га.

Обеспечение эффективности машинной уборки. Для производительной работы машины необходимы закрепление ее за высококвалифицированным механизатором и хорошая подготовка участка. Начинается такая подготовка еще во время закладки плантации. При посадке добиваются, чтобы саженцы располагались по оси ряда. В период эксплуатации смородины удаляют укорененные ветви, чтобы во время уборки при подъеме они не засоряли ягоду землей, междурядья содержат в чистом от сорняков и обрезанных веток состоянии. Рыхлая почва затрудняет работу комбайна и при удалении сорняков ее стараются не рыхлить.

Все работы выполняют специально сконструированными и выпускаемыми предприятием машинами.

Измельчитель веток заменяет ручной сбор и удаление из междурядий обрезанных веток и сорняков. Измельчает ветки так мелко, что они не мешают комбайновой уборке ягод.

Машина «Нурминассе» для обработки междурядий действует по принципу косилки, срезая сорняки не только в междурядье, но и под кустами, а также убирает из-под кустов листовую подстилку. Использование машины «Нурминассе» в отличие от обработки почвы фрезой позволяет иметь чистые ягоды, не запачканные пылью и брызгами дождевой воды, не разрыхляет почву и создает хорошие условия для работы комбайна.

Все машины для уборки ягод смородины предусматривают на плантации высокую агротехнику, способствующую хорошему росту кустов и их обильному плодоношению. В междурядьях и рядах необходимо полное отсутствие сорняков. Особое внимание обращается на сорт. Из существующего сортимента наиболее пригодны для механизированной уборки сорта Приморский чемпион, Голубка, Белорусская сладкая. Сеянец Голубки комбайном можно убрать только в первую неделю после созревания ягод. Затем тонкая кожица ягоды лопается, и механизированная уборка невозможна.

Требования к сорту даны в порядке их важности:

куст высотой не менее 1,2 м. Ветки прямые, единичные и жесткие, создающие куст в виде перевернутого конуса, но не хрупкие. Диаметр главных ветвей у основания 15-20 мм. Ширина куста у основания, измеренная перпендикулярно к междурядью, не более 35 см;,

отрывание ягод без повреждений. В упаковке или таре при слое 40 см в течение 4 ч после уборки ягоды не должны выделять сок;

начало зоны плодоношения на кустах на высоте не менее 30 см от земли;

устойчивость листьев к стряхиванию.

Наличие набора сортов разного срока созревания позволяет продлить период машинной уборки урожая на месяц и больше.

Источник

Построение машинной технологии возделывания смородины чёрной

Рисунок 6 – Кнопочные формы для адаптации системы к реально существующим на текущий момент производственным условиям

В конечном итоге система даёт возможность технологу скомпоновать машинную технологию по производству смородины из имеющихся возможностей её реализации. Система автоматически просчитывает стоимость выполнения технологии и выдаёт итоговые значения оценочного показателя для принятия пользователем решения о целесообразности и введения в производство выбранного с/х агрегата. Конечным продуктом работы системы является спроектированная технологическая карта возделывания чёрной смородины, в которой приводится анализ стоимости выполнения технологических операций и трудозатрат на эти операции в виде диаграмм (рисунок 7).

Рисунок 7 – Формы для построения технологии и вывода результатов проектирования технологической карты

В четвёртой главе «Экспериментальные исследования при автоматизированном построении машинной технологии производства чёрной смородины» представлены результаты экспериментальных исследований по выявлению параметров контроля исполнения машинной технологии с учётом погодно-климатических факторов на период уборки урожая смородины в 2009-2010гг. и результаты экспертной оценки показателей функциональности системы АРМ «Технолога-ягодовода».

Поиск параметров контроля исполнения уборки чёрной смородины заключается в изучении метеоданных за 2009-2010гг. в процессе сбора ягод, путём наблюдения за влиянием погодно-климатических условий на сроки проведения и продолжительность уборочных работ и изыскании рационального соотношения между различными технологиями уборки, обеспечивающих наименьшие затраты от выбора случайной технологии в сложившихся климатических условиях. В основу эксперимента положены «Методика определения оптимальной продолжительности уборки» [В.И. Мининзон, ВИМ, 1967] и «Методика определения возможной продолжительности работ по метеорологическим условиям» [Бейлис В.М., ВИМ, 2005]. Данные о погоде в период уборки урожая получены по сводкам метеостанции «МК-15 Agro» п. Измайлово Московской области (таблица 5).

Таблица 5 – Погодные условия в период уборки ягод чёрной смородины в 2009-2010гг.

Показатели	2009г.	2010г.
Дата проведения уборки урожая	18.07.09-31.07.09	24.07.10-01.08.10
Общая площадь уборки, га	12	12
Урожайность смородины, ц/га	15	9
Фактическая продолжительность уборки, дней	14	9
Сумма осадков за рассматриваемый период, мм	21	5,3
Количество дней с осадками более 1мм, дни	5	3
Сумма среднесуточных температур за рассматриваеый период, С	262	246,1
Влажность почвы в рассматриваемый период, %	75	60
Коэффициент увлажнения	5,8	0,58
Количество возможных рабочих дней Dp, дни	6	9
Коэффициент использования времени по метеоусловиям	0,43	1
Относительная потеря урожайности из-за погодных условий за рассматриваемый период, %, (ц)	1 (1,8)	2,8 (3,02)

Значительное повышение температуры воздуха с одновременным сокращением количества осадков за 2010 г. в сравнении с 2009 г. повлияло на снижение влажности почвы и общее снижение урожайности культуры в целом. В связи с этим в 2010г. потери урожая за период уборки на всей площади возросли и составили 2,8% (3,02 ц). В 2009г. потери урожая за период уборки составили 1 % (1,8 ц). Для работы уборочной техники в период выполнения процесса в 2009 году отмечены неблагоприятные условия, в сравнении с периодом уборки ягод в 2010 году.

Оценка параметров уборки проведена по расчётному критерию суммарных затрат Аi на проведение двух технологий уборки: Т1-механизированная; Т2-совмещённая по формуле:

(8)

где EH – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

al – норматив годовых отчислений на реновацию одной машины и трактора;

Бс – балансовая стоимость одной машины и трактора (для рабочих – затраты на оплату труда);

Кn – коэффициент использования машины, трактора на работе относительно годовой загрузки на всех работах, т.е. отношение времени использования одной машины, трактора на i – работе к суммарному времени её годового использования;

Wij – производительность j – агрегата за час эксплуатационного времени;

ti – продолжительность смены на i– работе;

Ксм – сменность i– работы;

Ким – коэффициент использования календарного времени по метеоусловиям при выполнении i – работы;

Тi – продолжительность выполнения i – работы (количество календарных дней);

Пу – потери урожайности по метеоусловиям.

При механизированной уборке использован комбайн сменно-модульный КСМ-5, а при совмещенной уборке этот же комбайн, с совместным проведением ручного сбора (30%).

Оценка рационального соотношения между технологиями проведена с помощью теории вероятности «Игры с природой» (таблица 6). В виде вероятностей Р1 и Р2 выступили неопределённые погодно-климатические условия в соответствии с представленными уравнениями:

где Ai,j—стоимость урожая ягод по i-й технологии в j-х условиях;

Р1, Р2,—вероятности использования технологии Т1, Т2; V —возможная цена игры (выигрыш или проигрыш).

Таблица 6 – Матрица эксперимента 22 «технолог-природа»

В ходе преобразований вероятностей Рi определено искомое решение задачи в виде системы уравнений:

Р2=А11-А12/ А11+А22-А12-А21; (13)

Рисунок 8 – Графическое решение задачи по контролю исполнения машинной технологии на примере учёта погодно-климатических факторов во время уборки урожая в 2009г.

То есть в фактически сложившихся неблагоприятных для комбайновой уборки условиях 2009г. в 78 % случаев технологу рекомендуется использовать совмещённую технологию уборки урожая. В противном случае величина затрат на 1 ц получаемой продукции увеличится до 15 %, за счёт роста потерь урожая, связанного с увеличением продолжительности уборки и роста затрат на обслуживание техники, работающей в условиях переувлажнения плантации.

Оценка показателей качества работы АРМ проведена методом индивидуальной аналитической экспертной оценки, основанного на усреднённой оценке ответов экспертов с учетом их компетентности. Для этого в 2010г. в рамках работы проведён опрос экспертов путём анкетирования.

Коэффициент компетентности эксперта КК определялся по известной формуле:

, (15)

Для определения величины средневзвешенной оценки экспертов каждого вопроса использовалось выражение:

(16)

где AKi,j-оценка в баллах по i-ому вопросу j-тым экспертом;

Ответы экспертов, обработаны с учётом их компетентности и представлены на диаграмме (рисунок 9).

Рисунок 9 – Средневзвешенная оценка экспертами показателей качества функционирования АРМ «Технолога-ягодовода»

По мнению экспертов при построении машинных технологий возделывания чёрной смородины АРМ «Технолога-ягодовода» позволяет на 75,2% снизить трудозатраты. Оценена возможность системы обеспечивать решение поставленных задач, а именно возможность использования в научной деятельности 8,82 балла и решение задач по управлению производственным процессом 8,58 балла, что говорит о целесообразности разработки и перспективности данного научного направления.

По результатам экспериментальной производственной проверки АРМа в условиях ООО «Одоевские сады» Тульской области, были определены затраты машинного времени на обработку информации за год, которые составляют 15-28 ч/год. Оптимальный и достаточный для построения машинных технологий производства смородины объём базы данных, равен 20-40 Мб.

В пятой главе «Энергоэкономический анализ применения автоматизированного построения рациональных машинных технологий возделывания ягод чёрной смородины» представлен расчёт экономической эффективности использования АРМ «Технолога-ягодовода». Эффективность результатов выполненной разработки складывается из экономии средств, связанных с переходом от традиционного способа построения машинной технологии (вручную) к автоматизированному (по средством АРМ), за счет снижения трудозатрат при использовании в деятельности технологов информационных ресурсов, без учёта эффекта от сокращения производственных рисков и потенциального увеличения объёма выходной продукции.

Установлено, что затраты труда на осуществление автоматизированного построения машинной технологии возделывания смородины чёрной сокращаются в 15 раз, с 300 чел.ч. за сезон при ручном проектировании до 20 чел.ч. при автоматизированном. Общая себестоимость АРМ «Технолога-ягодовода» составляет 53623,54 руб. Годовой экономический эффект от внедрения данного продукта без учета технологических эффектов составляет 30723,43 рублей в год, при установленной цене продукта в 69710,6 рублей. Срок окупаемости составляет 2,7 года.

Разработка системы автоматизированного проектирования агротехнологий возделывания ягодных культур на базе СУБД отмечена Дипломом конкурса «За лучшую завершённую научную разработку 2010 года в агроинженерной сфере АПК России», проведенного Отделением механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Смирнов, И.Г. Особенности применения автоматизированной системы проектирования и управления машинными агротехнологиями в ягодоводстве [Текст] / И.Г. Смирнов, Д.О. Хорт // Информационные технологии, системы и приборы в АПК: материалы 4-ой междунар. науч.-практ. конф., «Агроинфо», 2009г. – Новосибирск: СИБФТИ, 2009. – Ч.1. – С. 118-123.

2. Хорт, Д.О. Контроль и управление процессом производства черной смородины [Текст] / Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 7-й междунар. науч.-техн. конф., «Нанотехнологии и инфокоммуникационные технологии». – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. Ч.5. – С. 250-256.

3. Цымбал, А.А. Особенности автоматизированного проектирования машинных агротехнологий в ягодоводстве [Текст] / А.А. Цымбал, И.Г. Смирнов, Д.О. Хорт // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2010. – №5. – С.6-8.

4. Хорт, Д.О. Информационная поддержка технологических решений при производстве черной смородины [Текст] / Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: сб. док. международной науч.-практ. конф.,2010г. – М.: 2010, Ч.2. – С.110-116.

5. Хорт, Д.О. Эффективное управление агротехнологиями как основа экологически безопасного промышленного ягодоводства [Текст] / Д.О. Хорт, В.Г. Селиванов // Техника и оборудование для села. – 2010. – №11. – С. 24-25.

6. Хорт, Д.О. Оценка эффективности применения автоматизированного рабочего места АРМ «Технолога-ягодовода» при производстве черной смородины [Текст] / Д.О. Хорт // Садоводство и виноградарство. – 2010. – №6. – С. 40-44.

7. Цымбал, А.А. Освоение принципов программирования урожая при автоматизированном проектировании агротехнологий возделывания чёрной смородины [Текст] / А.А. Цымбал, Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2011. – №1. – С. 18-21.

8. Свидетельство о государственной регистрации базы данных 2010620642 Российской Федерации. База данных для проектирования машинной технологии возделывания чёрной смородины / Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов, А.А. Цымбал; заявитель и правообладатель ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии—2010620503; заявл.31.08.2010; опубл.27.10.2010.

Источник