В настоящее время, в рамках Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013;2020 годы, одной из целей является воспроизводство и повышение эффективности использования в сельском хозяйстве земельных и других природных ресурсов, экологизация производства, поэтому решению этой проблемы должно отводиться должное внимание.
Сельскохозяйственное производство на сегодняшний день базируется в основном на возделывании сельскохозяйственных культур и производстве продукции животноводства.
Однако ускоренными темпами животноводство не может развиваться без надежной кормовой базы. Поэтому на современном этапе кормопроизводство остро нуждается в увеличении производства кормов за счет доступных агротехнических и организационных мероприятий, не нуждающихся в проведении дорогих и энергоемких культуртехнических и мелиоративных операциях [87, 88].
Основой кормовой базы для крупного рогатого скота хозяйств региона являются корма, заготавливаемые из сеяных и естественных трав, силосных культур.
В общем балансе используемых кормов достаточно мала доля грубых кормов (30.35% в РФ против 60.80% - за рубежом). Низок удельный вес дешевых кормов (соответственно, 25.28% против 50.55% - в развитых странах), получаемых с естественных сенокосов, продуктивность которых в последние годы не превышает 0,7. .0,9 т/га сена невысокого качества [47].
За последние два десятилетия в результате общей деградации сельскохозяйственного производства в Северо-Восточном регионе европейской части России сократилась площадь естественных кормовых угодий. Так в 1983 году было 4 млн. 269 тыс. га лугов и пастбищ, а в 1989, 1995 и 2000 годах их площадь составила 3887, 3750 и 3398 тыс. га соответственно [33, 34].
Одним из основных направлений восстановления и повышения роли лугового кормопроизводства является улучшение естественных кормовых угодий, на которых производство кормов растительного происхождения возможно за счет существенного повышения урожайности сеяных трав, увеличения доли бобово-злаковых культур в составе травостоев и др. Это, в первую очередь, возможно за счет масштабного улучшения естественных сенокосов и пастбищ, создания высокопродуктивных травостоев со стабильной урожайностью, повышения периода производственного долголетия улучшенных травостоев лугов и пастбищ.
Повышение урожайности, качества и энергетической питательности кормов достигается следующими путями: интенсификацией кормопроизводства на пашне и интенсификацией производства кормов на естественных кормовых угодьях.
На естественных сенокосах этого можно добиться двумя путями: коренное улучшение (замена травостоя) и поверхностная (полная замена травостоя или частичная, в которую входит полосной посев). Однако коренное улучшение не нашло широкого применения, так как требует больших энергетических затрат.
Поверхностное улучшение по сравнению с существующими технологиями улучшения кормовых угодий за счет обогащения природных травостоев бобовыми компонентами способствует значительному росту урожайности и коэффициента энергетической эффективности [30, 36, 53, 54]. Этот способ улучшения естественных кормовых угодий широко используется в сельскохозяйственном производстве Российской Федерации и зарубежных стран [108], позволяет повысить продуктивность травостоя более чем в 2,0.2,5 раза.
Однако, как показали исследования, проведенные ранее, применение существующих технологий, на основе прямого полосного посева семян трав в дернину, при всех положительных результатах их использования сдерживается недостаточно высоким и эффективным производственным долголетием. Например, через 2.3 года производственного использования клевер луговой «выпадает» из травостоя и требуется повторный посев трав с целью поддержания высокого урожая. Частично это устраняется следующим образом: до первого посева семян трав или одновременно с ним осуществляют нарезание щелей на равном расстоянии друг от друга параллельно будущим полосам, а при повторном посеве трав, для исключения «клевероутомления», их используют в качестве направляющих элементов для движения агрегатов. Щели нарезаются друг относительно друга на расстоянии, равном расстоянию между осями полос. При первом посеве семян трав оси полос нарезают на расстоянии от щелей, которое равно половине ширины междурядий, а при повторном посеве, после выпадания клевера из травостоя, то есть на 2.4 год производственного долголетия, производится повторный посев трав на тех же травостоях. При этом оси полос смещают относительно щелей на расстояние, равное ширине междурядий. Однако применение такой технологии требуют дополнительных энергетических затрат связанных с нарезанием щелей, которые со временем зарастают. В связи с этим разработка способа полосного посева семян трав на естественных кормовых угодьях, позволяющего получить травостои с длительным периодом производственного использования, которые не требуют во время производственного использования дополнительных энергетических, а следовательно, и материальных затрат и совершенствование конструктивно-технологической схемы дернинной сеялки для его осуществления в дернину лугов и пастбищ, безусловно, актуальна.
Цель и задачи исследований. Повышение эффективности полосного посева семян трав в дернину лугов и пастбищ путем разработки способа многокомпонентного посева семян многолетних трав с чередованием их в каждой полосе и совершенствования конструктивно-технологической схемы дернинной сеялки.
В соответствии с целью поставлены следующие задачи исследования:
— разработать способ многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав в дернину с созданием чередующихся участков полос с целью получения ежегодного стабильного валового сбора сена и увеличения периода производственного использования улучшенных травостоев;
— усовершенствовать конструктивно-технологическую схему дернинной сеялки и механизм привода высевающих аппаратов;
— получить зависимости, позволяющие при различных конструктивно-технологических параметрах дернинной сеялки определить длины чередующихся участков полос, которые оказывают влияние на валовый выход сена, а также зависимости, описывающие рабочий процесс механизма привода высевающих аппаратов;
— провести экспериментальные исследования работы механизма привода высевающих аппаратов дерниной сеялки, определить его оптимальные параметры и режимы работы;
— определить технико-экономическую эффективность способа многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав в дернину естественных кормовых угодий, применения дернинной сеялки с усовершенствованным механизмом привода высевающих аппаратов.
Научная новизна работы. Предложен способ многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав в дернину, включающий полосной посев семян трав раздельно друг от друга заданной длиной с созданием последовательно чередующихся участков полос, новизна которого подтверждена патентом № 2 388 205 РФ на изобретение. Разработана конструктивно-технологическая схема дернинной сеялки для многокомпонентного полосного посева семян трав в дернину.
Теоретическая и практическая значимость. Выведены аналитические зависимости, позволяющие при различных конструктивно-технологических параметрах дернинной сеялки определить длины чередующихся участков полос, которые оказывают влияние на валовый выход травостоя.
Получены аналитические зависимости, описывающие рабочий процесс механизма привода высевающих аппаратов дернинной сеялки для многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав и определены его оптимальные конструктивно-технологические параметры.
На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований создан экспериментальный механизм привода высевающих аппаратов дернинной сеялки, обеспечивающий создание чередующихся участков полос для получения ежегодного стабильного валового сбора сена с улучшенных естественных кормовых угодий.
С учетом результатов исследований разработана и внедрена дернинная сеялка для многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав в товариществе на вере (ТНВ) «Ванино», СПК колхоз «Заря» Кировской области.
Методология и методы исследования. Общая методика исследований предусматривала разработку теоретических предпосылок по изысканию способов повышения урожайности естественных кормовых угодий созданием чередующихся участков различных видов трав в обрабатываемых полосах и обоснованию конструктивно-технологических параметров дернинной сеялки, их экспериментальную проверку в полевых условиях, а также экономическую и энергетическую оценку результатов исследований.
Теоретические исследования выполнялись с учетом основных положений и законов механики и математики.
Экспериментальные исследования реализованы на опытном образце дернинной сеялки на базе СДК-2,8 с усовершенствованным механизмом привода высевающих аппаратов.
Положения, выносимые на защиту:
— способ многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав в дернину с созданием чередующихся участков полос с целью получения ежегодного стабильного валового сбора сена и увеличения периода производственного использования улучшенных травостоев;
— конструктивно-технологические схемы дернинной сеялки и механизма привода высевающих аппаратов;
— аналитические зависимости, позволяющие при различных конструктивно-технологических параметрах дернинной сеялки определить длины чередующихся участков полос высеваемых культур, которые оказывают влияние на валовый выход травостоя, а также зависимости, описывающие рабочий процесс механизма привода высевающих аппаратов;
— результаты экспериментальных исследований и лабораторно-полевых испытаний дернинной сеялки и способа многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав в дернину лугов и пастбищ с получением ежегодного стабильного валового сбора сена на протяжении всего периода производственного использования.
Степень достоверности и апробация работы. Достоверность основных выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований механизма привода высевающих аппаратов и предварительных испытаний экспериментального образца дернинной сеялки для многокомпонентного полосного посева семян многолетних трав, разработанной при участии автора.
Основные положения диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов инженерного факультета Вятской государственной сельскохозяйственной академии (Киров, 2008.2011 гг.) — 11-й Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2008 г.), городских конференциях аспирантов и соискателей (Киров, 2008.2011гг.).
По материалам исследований опубликовано 18 научных статей, в том числе 3 из перечня ВАК, 1 монография в соавторстве и получено 2 патента РФ на изобретения.
Благодарю за помощь в процессе выполнения работы профессора Р.Ф. Кур-банова, а также ныне покойного профессора А. Д. Кормщикова.
