Техническое обеспечение растениеводства
В настоящее время, из-за образовавшейся угрозы продовольственной безопасности России, чрезвычайную актуальность приобрели следующие основополагающие направления модернизации машинно-тракторного парка:
· обоснование технологически потребного типажа тракторов и структуры машинно-тракторного парка;
· обеспечение товаропроизводителей разных форм собственности тракторами, комбайнами и с/х машинами согласно рациональному типажу, структуре и нормативам потребности;
· улучшение эффективности использования тракторов и комбайнов;
· формирование эффективной системы обеспечения и поддержания высокой работоспособности и обновления машинно-тракторного парка.
Красноярский край относится к агрозоне 6.2 СФО и располагает площадью пашни 1920 тыс. га. Около половины пашни составляют участки площадью до 30 га при средней длине гона 600-1000 м. Более 53% участков имеют площадь свыше 30 га при средней длине гона более 1000 м и удельным сопротивлении почвы 65 кН/м2. (рис 15.1.) Планируемая посевная площадь в 2015 г. составляет 1436 тыс. га.
Рисунок 15.1 – Распределение средней длины гона полей в АПК Красноярского края
При использовании в качестве эталонного гусеничного трактора Т-150 мощностью 110,3 кВт (150 л.с.) нормативная потребность для агрозоны 6,2 составляет 8,36 эталонных единиц на 1000 га пашни. Нормативная потребность на весь объем работ для АПК края, с учетом внедрения на 80% обрабатываемых площадей минимальной и нулевой технологий почвообработки - 10900 эт. ед. При коэффициенте перевода эталонных в физические тракторы Кп=0,995 нормативная потребность последних составляет 10950 физ. ед.
Для зерновых комбайнов в качестве эталонной технологической операции принята прямая уборка зерновых колосовых культур. В качестве эталонного используется зерноуборочный комбайн Vector-410 c пропускной способностью 7,7 кг/с и мощностью двигателя 154 кВт (209 л.с.). Нормативная потребность в эталонных и физических зерноуборочных комбайнах для края при Кп=1,089 составляет 7427 и 6820 ед.
В качестве эталонной технологической операции для кормоуборочных комбайнов принята уборка силосных культур. В качестве эталонного принят кормоуборочный комбайн Дон-680М с мощностью двигателя 213 кВт
(220 л.с.) и производительностью в час основного времени 109 т. Нормативная потребность в эталонных и физических комбайнах при Кп=0,96 для АПК края составляет 1250 и 1300 ед.
Фактическая оснащенность АПК края составляет 81,9% по тракторам, 53,3% по зерноуборочным и 52,0% по кормоуборочным комбайнам. Нагрузка на физический трактор составляет 214 га, на зерноуборочный комбайн 228 га и кормоуборочный комбайн 552 га. Фактическая нагрузка на комбайны превышает нормативную практически в 2 раза.
Энергообеспеченность производства в отраслях растениеводства и кормопроизводства на 01.01.2015 г. достигла 158 л.с./100 га посевов, что составило 63,2% от нормативной.
Важным показателем технологического уровня машинно-тракторного парка является возрастной состав тракторов, комбайнов и автомобилей. Общее количество тракторов со сроком эксплуатации более 10 лет на 01.01.2015 г. составило 72,8%, из них отечественных 75,6%. У зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов эти показатели достигают 52.0 (55,6%) и 51.0(55,3%) соответственно, среди грузовых автомобилей 69,4% эксплуатируются за пределами срока амортизации.
Незначительное снижение возрастного состава парка тракторов и комбайнов за последние черыре-пять лет обусловлено увеличением численности приобретения новой зарубежной техники.
Анализ обновления машинно-тракторного парка, за последние пять лет показывает, что возмещение устаревших и изношенных новыми составляет: для тракторов 50%, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов соответственно 51% и 71%. При сохранении указанного соотношения приобретения новой и списания устаревшей и изношенной техники к 2020 г. количество тракторов составит не более 7615 ед., зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов соответственно 2800 и 515 ед. Поэтому, даже при повышении их средней мощности на 10-15 %, энергообеспеченность производства в лучшем случае сохранится на достигнутом уровне. Для повышения энергообеспеченности остается только эксплуатировать технику сверх амортизационного срока или увеличить на 30-40% коэффициенты ее обновления, что в нынешней экономической ситуации весьма проблематично.
Структура машинно-тракторного парка в сельском хозяйстве края по производителям показывает, что машины отечественного и стран СНГ производства всех видов являются основными. На их долю приходится от 60% до 96% количественного состава. Однако в последние годы увеличилась численность импортной техники. Исключение составляют только посевные и почвообрабатывающие комплексы. В условиях экономической блокады России отечественные производители вполне смогут обеспечить импортозаменение всех машин и орудий для АПК, за исключением тракторов.
На 01.01.2015 г. в сельскохозяйственных организациях и фермерских хозяйствах края насчитывалось 8966 тракторов, из них 8609 российского и стран СНГ производства, а также 357 из дальнего зарубежья. Итоги выполнения Госпрограммы за 2010-2014 гг. свидетельствует о значительном отставании обновления тракторного парка. Задание по приобретению тракторов выполнено на 50%. Прогноз полного обновления тракторного парка к 2020 г. не оправдывается. До 2020 г. в АПК края будет эксплуатироваться более 70% тракторов, выработавших свой ресурс на 80-90%. Сейчас новой (до 3-х лет) отечественной и стран СНГ тракторной техники всего 10,9 %, а со сроком более 10 лет-75,6% , с учетом зарубежных тракторов эти показатели составляют 12,8 и 72,8%, что существенно хуже среднероссийских показателей (13 и 67%). Общее количество тракторов со сроком службы менее 10 лет - 27,2%.
Зарубежные тракторы (кроме СНГ) приобретены в основном за последние 10 лет 59,9% из них имеют срок эксплуатации до 3-х лет. Они представлены (60,1%) высокомощными (6-8 кл.) колесными моделями шарнирно-сочлененной компоновки ведущих тракторостроительных фирм с двигателями постоянной мощности, автоматическим управлением режимом рабочего хода и возможностью комплектования сдвоенными колесами. Остальные (39,9%) колесные тракторы улучшенной классической компоновки (4.5 кл.).
При планируемом перспективном обновлении тракторного парка 3,5% (315 ед.), фактическое не превышает-2,7% (240ед.). Обеспеченность тракторами в сельскохозяйственных предприятиях составляет 3,2 ед. на 1000 га пашни.
Качественный состав тракторного парка предопределен системой технического обеспечения зональных технологий в отраслях растениеводства и животноводства. Около 39% от общего количества составляют тракторы общего назначения, среди которых колесных – 26,0%. В основном (16,8%) это отечественные тракторы (5-8 кл.) «Кировец». Новое поколение энергетических средств представлено в основном отечественными колесными (К-744Р2/Р3, Беларус-1221/1523 и ХТЗ-17221) и зарубежными тракторами. Их общее количество достигает 12,8%. Из них тяжелых тракторов 6-8 кл. ведущих зарубежных фирм в АПК края около 2,4 % (212 ед.).
Анализ структуры рынка тракторов в АПК края за последние три года показывает, что доля отечественной продукции составляет не более 3,4% с учетом сборочных производств зарубежной техники – 30%, Белоруссии – 55%, Украины – 2,0% и дальнего зарубежья – 13,0%. Особое преимущество западные фирмы имеют в диапазоне высоких и сверхвысоких мощностей от 250 до 650 л.с., где их продукция составляет от 66% до 100%.
Из зарубежных в АПК края наиболее представлены мощные тракторы 3-х крупнейших фирм: Versatile - 45%; Case + New Holland - 37%;
John Deere - 18%. Поэтому для более эффективного использования мощной зарубежной тракторной техники и организации ее сервисного обслуживания следует ориентироваться при обновлении тракторного парка на продукцию указанных фирм.
Краткосрочную перспективу формирования тракторного парка определяют производственные условия, развитие рынка тракторов и экономическое положение товаропроизводителей. Результаты прогнозирования количественного и качественного состава парка тракторов сельскохозяйственных организаций и фермерских хозяйств края в 2020 г. при полной технической оснащенности ресурсосберегающих технологий в растениеводстве (5,70 э.т. /1000 га) на всей площади (1920 тыс. га) показали, что общее количество тракторов уменьшится на 11-12% с повышением их средней мощности на 13-15% и составит 7960-8020 ед. при коэффициенте перевода эталонных в физические Кпер= пэ.т. /пф.т.=1,16. Среди тракторов общего назначения высокой (до 220 кВт) и сверхвысокой (свыше 220 кВт) мощности будут преобладать отечественные колесные 4К4Б тракторы «Кировец». На новые импортные тракторы этой категории ведущих фирм дальнего зарубежья будет приходиться 9-10% от общего количества. Приобретать их будут крупные высокорентабельные сельскохозяйственные организации. С учетом рынка вторичной техники количество зарубежных тракторов общего назначения вырастет до 10,5-11,0%.
Парк колесных и гусеничных тракторов общего назначения (3-5 кл.) будет обеспечиваться в основном продукцией фирмы «Беларус», Волгоградского тракторного завода и фирмы ЗАО «Агротехмаш».
Универсально-пропашные тракторы (кл. 1,4-2,0) представят сборочные производства фирмы «Беларус» в России и ВМТЗ. Сектор пропашных тракторов (0,6-0,9 кл.) будет заполнен машинами китайского производства и ВМТЗ.
При планируемых средних коэффициентах обновления (3,0-3,5%) и выбытия (5,8%), соответствующих фактическим в 2010-2014 гг., численность тракторов со сроком службы более 10 лет к 2020 г. составит 67,5%, что существенно меньше, чем в настоящее время.
При сохранении экономических санкций западных стран в отношении России в течение 2015-2020 гг. количественный и качественный состав тракторного парка к 2020 г. будет другим. Общее количество тракторов составит 8600-8700 ед. Технологическая оснащенность производства сохранится на уровне 81-82%. Однако более 80% тракторов будут иметь возраст более 10 лет.
На 01.01.2015 г. в АПК Красноярского края состояло на учете 3532 зерноуборочных комбайна. Из них 3275 (92,7%) отечественного и стран СНГ (Белоруссии) производства. Нагрузка на один комбайн составляет 228 га. Среди производителей ведущее место приходится на продукцию Красноярского завода комбайнов - 2299 (65%), Ростельмаша - 782 (22%) и республики Беларусь (Полесье) - 194 (5,5%).
Около 52% комбайнов имеют срок эксплуатации более 10 лет. Наиболее «возрастным» является комбайн «Енисей» КЗК, около 77,8% этих машин имеют возраст более 10 лет.
Правительство края планирует с 2015 г. ежегодно приобретать 200 з/у комбайнов. В основном это продукция отечественного и белорусского производства. Для сохранения количественного состава к 2020 г., списание машин не должно превышать обновления 5,6%. Выводу из эксплуатации подлежат возрастные комбайны «Енисей», при ежегодном списании не более 180-200 ед.
В крае имеются официальные дилеры производителей комбайнов: Назаровский агроснаб (Ростсельмаш) и Канский агроснаб (Гомсельмаш), которые должны взять на себя инициативу по обновлению парка зерноуборочных комбайнов. Однако достаточно остро встанет проблема обеспечения запасными частями комбайнов «Енисей».
При общем количестве кормоуборочных комбайнов 576 ед. около 51% имеют срок эксплуатации более 10 лет. На долю отечественных машин приходится около 88% от общего их числа.
При плане ежегодного приобретения 30 машин, в основном отечественного (Ростсельмаш) производства, для сохранения общего количества комбайнов к 2020 г., списание их не должно превышать покупку новых.
По энергоемкости, агротребованиям и техническому обеспечению операции основной обработки почвы разделены на три группы, которые характеризуют удельное тяговое сопротивление рабочих машин при скорости V0=1,4 м/с Коi, его приращение в зависимости от скорости ∆Кi , рациональный по энергозатратам, производительности и агротребованиям интервал рабочей скорости 
и её номинальное значение 
(табл. 15.1).
В основу обоснования рациональных значений показателя технологичности трактора – удельной материалоемкости 
для каждой группы родственных операций (табл. 15.2) положено его функционирование в интервале рабочей скорости 
и тяговом диапазоне, соответствующем максимальному тяговому КПД и допустимому буксованию. При этом должно соблюдаться общее для всех типов колесных 4к4 энергомашин соотношение между удельной материалоемкостью.
Эффективность использования современных тракторов высокой мощности зависит от возможности их адаптации к природным (длина гона) и производственным (технологии почвообработки) условиям. В таблице 15.3 представлены осредненные интервалы эксплуатационных параметров колесных 4к4 тракторов для разных групп технологических операций и превалирующих классов длины гона при минимальных приведенных затратах. Для длины гона более 1000 м на всех операциях наиболее эффективны тракторы 6 кл. с одинарными колесами и оптимальными показателями технологичности, а также 8 кл. со сдвоенными колесами. Поэтому в краткосрочной перспективе тракторы 4к4Б с шарнирной рамой следует рассматривать как основные для указанных условий использования.
В основу комплектования парка тракторов общего назначения при превалирующей длине гона 600-1000м. следует принять тракторы 4к4а улучшенной классической компоновки с регулируемыми массоэнергети-ческими параметрами, позволяющими использовать их в 5-6 кл.
Таблица 15.1 – Характеристики удельного сопротивления и интервалы рабочих скоростей почвообрабатывающих машин для разных групп родственных операций (технологий)
| Родственные операции (технологии) |  , Н/м |  , с2/м2 |  , м/с |  , м/с |
| 1 Группа Отвальная вспашка (h=0,20-0,25 м) и глубокое рыхление (h=0,40-0,50 м) | 11,0-14,0 | 0,13 | 2,00-2,40 | 2,20 |
| 2 Группа Безотвальная комбинированная обработка, дискование (h=0,14-0,18 м) и чизелевание (h=0,20-0,30 м) | 4,7-6,5 | 0,09 | 2,30-2,90 | 2,65 |
| 3 Группа Поверхностная обработка (h=0,06-0,12 м) и посев по нулевой технологии | 3,1-5,1 | 0,06 | 3,00-3,60 | 3,30 |
Таблица 15.2– Рациональные значения показателей технологичности колесных 4К4 тракторов для основных групп родственных операций почвообработки
| Группа родственных операций |  , м/с | Одинарные колеса | Сдвоенные колеса |
 , кг/кВт (кг/л.с.) | , кг/кВт (кг/л.с.) | ||
| 2,20 | 64-68 (47-50) | 68-70 (50-52) | |
| 2,65 | 59-61 (43-45) | 66-68 (48-50) | |
| 3,30 | 53-55 (39-40) | 62-64 (46-47) |
Таблица 15.3 – Рациональные интервалы изменения эксплуатационных параметров колесных 4к4 тракторов для технологий почвообработки
| Группа операций |  , кН/м. | Комплект колес | Длина гона >1000 м. | Длина гона 600-1000 м. | ||
 , л.с. |  , т | , л.с. | , т | |||
| 13,65 | 1 кол. | 300-350 | 14,9-17,6 | 250-280 | 12,5-14,0 | |
| 2 кол. | 340-500 | 17,0-25,0 | 280-360 | 14,0-18,8 | ||
| 5,60 | 1 кол. | 300-400 | 13,5-17,5 | 250-300 | 11,0-15,0 | |
| 2 кол. | 340-500 | 16,3-24,0 | 280-360 | 13,4-18,0 | ||
| 4,50 | 1 кол. | 300-440 | 12,0-17,5 | 250-360 | 10,0-14,4 | |
| 2 кол. | 340-500 | 15,6-23,0 | 280-360 | 12,9-16,9 |
При эксплуатации современных колесных тракторов следует обратить особое внимание на рациональное использование съемных балластных грузов. Для каждой группы операций у тракторов разных типоразмеров массы переднего и заднего балластов должны выбираться из условий обеспечения оптимального значения эксплуатационной массы mэ* и ее рационального распределения по осям. В противном случае существенно ухудшаются тягово-сцепные свойства трактора, которые приводят к снижению производительности и топливной экономичности. Так, превышение массы трактора на 1 т. сопровождается повышением расхода топлива на 0,7-1,0 л/ч.
При балластировании тракторов для выполнения операций обработки почвы разных групп следует руководствоваться рациональным распределением эксплуатационной массы трактора 
по осям передних (mп) и задних (mк) колес (табл. 15.4)
Таблица 15.4 – Рациональное распределение массы колесных тракторов по осям передних и задних колес
| Группа операций | Тракторы 4к4б | Тракторы 4к4а | ||
 |  | | | |
| 0,60-0,63 | 0,37-0,40 | 0,50-0,55 | 0,45-0,50 | |
| 0,53-0,57 | 0,43-0,47 | 0,45-0,47 | 0,53-0,55 | |
| 0,53-0,55 | 0,45-0,47 | 0,40-0,45 | 0,55-0,60 |
При использовании одного трактора на операциях разных групп рациональные эксплуатационные параметры необходимо определять с учетом его занятости по времени.
Одной из главных проблем эффективного агрегатирования тракторов высокой мощности является оптимальная загрузка двигателя и трактора в интервале рабочих скоростей для установленных групп операций. Дизели этих тракторов имеют высокую приспособляемость к перегрузкам и должны использоваться на почвообработке в режиме максимальной мощности, что обеспечивает электронная система управления топливоподачей и скоростным режимом при соответствующей настройке. Для выбора рационального значения ширины захвата рабочей машины или агрегата, особенного секционного типа, следует руководствоваться удельным показателем 
л.с./м (табл. 15.5).
Таблица 15.5 – Требуемая мощность колесного трактора на 1м. ширины захвата (1 корпус) рабочих машин и орудий
| Группа операций | Тип рабочей машины (орудия) |  (л.с./1 корпус) | |
| 1 кол. | 2 кол. | ||
| 1.1 Плуг загонный (навесной) 1.2 Плуг оборотный навесной (полунавесной) 1.3 Глубокорыхлитель (чизель) с глубиной обработки до 60 см. 1.4 Глубокорыхлитель (чизель) с глубиной обработки до 45 см. | (30-35) (35-40) 70-90 50-75 | - - - 50-65 | |
| 2.1 Культиватор лаповый (чизельный) 2.2 Культиватор дисковый 2.3 Культиватор комбинированный 2.4 Дискатор четырехрядный 2.5 Дискатор Х-образный двухрядный | 45-55 30-40 40-60 50-70 45-60 | 40-50 40-35 40-55 50-60 40-55 | |
| 3.1 Дискатор двухрядный 3.2 Дискатор четырехрядный 3.3 Посевной комплекс комбинированный (с бункером) 3.4 Посевной комплекс культиваторного типа 3.5 Механические сеялки | 30-45 40-50 33-36 (+40) 30-35 27-32 | 25-35 35-45 30-33 (+40) 27-32 25-30 |