Тема 1. «Основные направления инноваций в растениеводстве » (4 час.)

Тема 1. «Основные направления инноваций в растениеводстве» (4 час.)

Лекция 1. Инновационные технологии как основа современной  экономики.

1. Сущность понятий «Инновации» и  «Инновационные технологии».

2. Классификация инноваций.

3. Инновационные технологии как основа деятельности сельскохозяйственного предприятия.

4.

Сущность понятий «Инновация» и «Иинновационные технологии».

Иннова́ция (лат. Innovation- обновление) — введённый в употребление новый или значительно улучшенный продукт (товар, услуга) или процесс, новый метод продаж или новый организационный метод в деловой практике, организации рабочих мест или во внешних связях.

В соответствии с международными стандартами И нновация определяется как конечный результат инновационной деятельности, получивший воплощение в виде нового или усовершенствованного продукта, внедренного на рынке, или нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности, либо в новом подходе к социальным услугам '.

Инновация — это не всякое новшество или нововведение, а только такое, которое внедрено в производство или социальную сферу жизнедеятельности и серьёзно повышает эффективность действующей системы. Этим инновации отличаются от изобретений и открытий.

Новшество – это результат интеллектуальной деятельности человека:- изобретение

- открытие – рацпредложение

Инновац. техн. – это

- использование новой техники, технологических процессов или нового рыночного обеспечения производства;

- внедрение продукции с новыми свойствами;

- использование нового сырья;

- изменения в организации производства и его материально-технического обеспечения;  

- появление новых рынков сбыта.

Инновационная технология - это технология, в основе которой лежит принципиально новый или усовершенствованный технологический процесс или новое техническое средство, обеспечивающие повышение производительности труда и (или) снижающее затраты и (или) себестоимость продукции, или создание нового более качественного продукта, или улучшающее условия труда и (или) экологическую обстановку.

2. Классификация инноваций по степени новизны:

· радикальные (базисные) инновации, которые реализуют открытия, крупные изобретения и становятся основой формирования новых поколений и направлений развития техники и технологии;

· улучшающие инновации, реализующие средние изобретения;

· модификационные инновации, направленные на частичное улучшение устаревших поколений техники и технологии, организации производства.

Лекция 2. Основные направления инноваций в растениеводстве.

Основные виды инноваций в растениеводстве – это технологические,

2 группы факторов: А – Биологические, Б – технические

А - Биологические факторы связаны с живыми организмами

 – интродукция новых культур, создание новых сортов, ГМО, применение бактериальных препаратов и БАВ, биологическая фиксация азота воздуха

Б - технические  – внедрение новой техники и новых технологий, связанных с ней.

Плюсы - повывшение урожайности, качества продукции, уменьшение затрат удобрений, средств защиты, экономия затрат живого труда, рост производительности, уменьшение социальной нагрузки, уменьшение заработной платы на ед. продукции – реальная экономия.

Б1. Внедрение новой техники

-Внедрение высокоэнергетических тракторов и широкозахватных орудий: – повышение производительности, снижение затрат живого труда, снижение нагрузки на социальную сферу, ускорение работ и как следствие – снижение себестоимости.

-Создание комплексных агрегатов. Совмещение нескольких операций в одном агрегате – обработка почвы + посев (комплексный агрегат) – снижение затрат энергии (ГСМ), повышение производит, снижение уплотнения (меньше проходов).

- Компьютеризация и роботизация технических средств.

- GPS – навигация

- Система параллельного вождения

- Система дистанционного контроля и управления.

 Оборотная сторона – Высокие капитальные затраты.

Полосовая обработка почвы.

 Она применяется под пропашные культуры (кукуруза, подсолнечник) и предусматривает полосовое рыхление на глубину прикорневого слоя, с одновременным внесением удобрений.

Стандартная ширина междурядий для этих культур составляет 70 см, при этом рыхлится полоса 15-20 см, а полоса 50-55 см остается не нарушенной. Глубина рыхления составляет 12-15 см.

Органические удобрния применяются в жидком виде (навозная жижа), и вносятся специальными машинами сразу в почву на глубину 12 – 15 см.

Принцип работы: щелерезом прорезается щель в почве, и навозная жижа по шлангам вливается в эту щель под давлением, идущие следом катки закрывают щель.

Тракторы

-   Увеличение мощности тракторов общего назначения

ФЕНДТ- 936 vario –Кол. -360л.с. масса -16т

ЧЕЛЛЕНДЖЕР – МТ 685С – Кол. - 370 л.с. – масса -11т

Джон Дир-8520 – 270 л.с. – Кол.  – масса -12т. Версатиле Дельта Трак – Гус. – 618 л.с. – 27т

Возрастает давление на почву --

Давление на почву составляет у колесного трактора 0,7 кг/см², у гусеничного 0,3 кг/см².

Для снижения применяются колеса большого размера по ширине и высоте, сдвоенные колеса, гусеничный ход.Гусеницы резиновые! Ширина гусеницы – 63-76 см.

- Повышенный комфорт для механизатора, регулировка сидения, поворот кресла, удобное расположение приборов и систем управления (эргономика), кондиционер

- копьютеризация систем управления, дистанционное управление

- компьютерный контроль работы систем и узлов трактора

- Навигационная система ГЛОНАС

- система параллельного вождения  - НЕ тракторист, а Оператор!

Обработка почвы

Вспашка (основная обработка)

-Оборотный плуг – качество (нет гребней и борозд), меньше холостых прогонов на развороте;

 НО – тяжелее обычного в 2 -3 раза, сложнее конструкция (поворотный механизм), дороже цена

- перистые отвалы – хорошее крошение почвы, низкая металлоемкость, снижение расхода топлива.

- система защиты корпуса от перегрузок: - механическая (мягкий болт, пружины) и гидравлическая (цилиндры высокого давления- 10 атм.) – корпу при встрече с препятствием поднимается или отклоняется в сторону, а затем возвращается на место- предохраняет от поломки.

- регулировка ширины захвата плуга

Марки – Германия: Лемкен - ЕвроОпал,  ВариОпал, Россия - ПОН 3-35 (Калуга)

Вопросы.

1. Инновационные способы внесения удобрений

2. Инновационные виды удобрений

3. Экономическая эффективность инноваций при внесении удобрений

 

1. Инновационные способы внесения удобрений

  - внесение жидких оргганических и минеральных  удобрений с заделкой в почву (при минимальной обработке)

Жидкий навоз внутрипочвенное внесение – машина МЖТ-14 с культиватором «Агритон»

Жидкие минеральные  удобрения внутрипочвенное внесение - ПЖУ-2000 с культиватором «Агритоп» глубина до 25 см.

- внесение твердых минеральных удобрений с заделкой в почву – ПСУ-2,5 с культиватором ПВБ-8

-Поверхностное внесение твердых минеральных удобрений – Рассеиватели центробежные «Амазоне»

- некорневая подкормка жидкими минеральными удобрениями – опрыскивание посевов в начальные фазы развития, подкормка качества

  Инновации при внесении удобрений:

-Компьютерное регулирование  доз,

-Система параллельного вождения,

-ГЛОНАС навигация

-Дифференцированное внесение удобрений с учетом плодородия почвы и урожайности с использованием электронных карт полей и картограмм обеченности почвы элементами минерального питания;

-Внесение удобрений локально с одновременной  с заделкой в почву:  

-Внесение удобрений комбинированными агрегатами одновременно с минимальной  обработкой почвы и с посевом с-х. культур.

 

2. Инновационные виды удобрений

Комплексные удобрения с микроэлементами и оптимальным соотношением питательных веществ  для конкретных культуры (Нитрофоска, нитроаммофоска, боризированные удобрения, «кемира» картофельная и др.)

Удобрения пролонгированного действия (Супрадит, Супрадит М),

Органо-минеральные удобрения (Гумат натрия).

 

3. Экономическая эффективность инноваций при внесении удобрений

 Дифференцированное внесение удобрений – повышения Качества (равномерность) внесения, экономия удобрений, снижения уровня химического загрязнения среды;

Мощная техника – Повышение производительности труда, экономия горючего, техники, живой силы,

Инновационные виды удобрений – лучшее развитие культуры, повышение урожайности, внесение удобрений за 1 проход

Совмещение операций - Повышение производительности труда, экономия горючего, техники, живой силы,

 

.

 

Лекция 7. «Инновационные ресурсосберегающие технологии и комплекс машин подготовке семян, посеву и посадке сельскохозяйственных культур»

                  

1. Основные направления инноваций в подготовке семян.

2. Основные направления инноваций в технологии посева с./х. культур

1. Основные направления инноваций в подготовке семян.

Цель – доведение качества семян до стандартного уровня – чистота, влажность, энергия проростания, всхожесть, засоренность, зараженность болезнями и заселенность вредителями

- защита от потогенов - протравливание

- обогащение микроэлементами и стимуляторами роста и развития - опудривание

Приёмы доведение качества семян до стандартного уровня:

-  сушка до стандартной влажности – темп. Нагрева семян не более 50^оС, температура теплоносителя зависит от скорости потока семян.

-  термическое обеззараживание – кратковременный нагрев семян до температуры 90-100^оС.

- очистка – отбор стандартных семян, удаление примесейПриемы очистки:

а) по плотности - чем больше плотность, тем больше скорость воздушного потока для витания семян

Парусность –способность лететь в потоке воздуха

Скорость витания – скорость потока воздуха, когда семена находятся во взвешенном состоянии (не улетают вверх и не падают вниз) – нечто вроде невесомости

б) по размерам семян - на решетах и триерах

решета с продольными отверстиями – по мин. размеру семени

решета с круглыми отверстиями  - по среднему размеру семени

триера – по длине семени (макс. размеру)

в по электромагнитным свойствам – разделение в магнитном поле

Специальные приемы:

Калибровка

Инкрустация

Дражирование

Шлифовка.

Инновации в подготовке семян6

Новые более эффективные препараты (престиж и др.)

Более высокопроизводит. техника

Электронное управление – настройка, контроль

Автоматизация складских операций.

ГЕРБИЦИДЫ

- при минимальной обработке почвы изменяется направленность микробиологических процессов по сравнению со вспашкой: (нет плужной подошвы!),возрастает микробиологическая активность в слое 0-10 см и 20-30 см но снижается в слое 10-20 см,

-всхожесть снижается на 5-10%

-накопление биомассы растениями в фазе всходов выше при мин обр! (вероятно из-за меньшей густоты и большего количества раст ост.), заем показатели выравниваются и урожай одинаковый!

-масса корней при мин обр меньше

- затраты рабоченго времеи снижаются на 15-20%,

 рентабельность возрастает на 20%.

-себестоимость зерна снижается на 200 – 250 руб/т (10%).

 

Уход за зерновыми культурами

- Подкормка –разбрасыватели удобрений; прикорневая подкормка

 Машины по внесению удобрений- навесные. 

- Гербициды - опрыскиватели 

- Фунгициды

- Инсектициды

- Подкормка качества

Опрыскиватели-

Большая ширина захвата, Складные штанги, Управление через бортовой компьютер – доза внесения, давление, Контроль качества (забилась форсунка). Отключение части секции по GPS/ Отключение опрыскивателя на поворотах. Параллельное вождение

 

 

Лекция 9. «Инновационные технологии по уборке урожая сельскохозяйственных культур»

 

 

Уборка

 

ТОЧНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

 

· Что такое точное земледелие

· Цели и задачи точного земледелия

· Преимущества применения технологий точного земледелия

· ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

· ГСП – глобальная система позиционирования

· Географические информационные системы

· Обязательные компоненты геоинформационной системы

Информационные технологии в точном земледелии

 

 

Что такое точное земледелие

Одним из самых современных направлений в земледелии является так называемое точное земледелие, которое является интегрированным процессом управления ростом растений в соответствии с их потребностями. Точное земледелие еще называют топоориентированным земледелием, земледелием по предписанию, точным сельским хозяйством, аккуратным сельским хозяйством /15,64,66,68/. Такая технология стала возможной благодаря развитию информатики, систем связи и прогрессу в области автоматизации сельскохозяйственной техники. Наряду с солидным программным обеспечением проекта, позволяющим принятие решений по применению технологий в оперативном режиме и на перспективу, точное земледелие нуждается в мощном техническом оснащении. Машины, применяемые для точного земледелия, оснащены компьютерами, приемниками глобальных систем позиционирования (ГСП), бортовыми датчиками, автоматическими устройствами по учету урожая. Интегрирующей основой технологии являются геоинформационные системы (ГИС), позволяющие снимать, накапливать и обрабатывать информацию, характеризующую посев или пашню.

Термин «точное земледелие» (precision agricuture, precision farming, computer aided farming) появился в 90-е годы ХХ столетия как естественное развитие понятия устойчивого земледелия (sustainable agriculture). Принципиальное отличие новой концепции состоит в том, что технология точного земледелия (ТЗ) позволяет осуществлять управляющее воздействие в разных частях сельскохозяйственного поля, т.е. вносить разные нормы минеральных и органических удобрений, а также проводить дифференцированную обработку участка средствами защиты растений. Кроме того, новые технологии позволяют проводить и локальные операции по улучшению почвы (мелиоративные и агротехнические мероприятия).

Кроме того, появление ТЗ связано, прежде всего, с совершенствованием всех видов сельскохозяйственной техники и технологий, а также с бурным развитием вычислительной техники, методов моделирования и информационных технологий в целом. Так как все технологические операции на сельскохозяйственном поле дифференцированы во времени и пространстве, то учитывать разнообразие почвенных, мезо- и микроклиматических особенностей каждого участка при обработке почвы представляется крайне необходимым. Особенно актуален такой подход для тех районов земледелия, где чрезвычайно распространена пестрота почвенного покрова. В России такими районами являются Северо-Запад и Нечерноземье.

Следовательно, целесообразность разработки систем точного земледелия в условиях реальной микроклиматической неоднородности ландшафтных агроэкологических систем России очевидна.

Точное земледелие, предусматривающее точное и изменяемое в соответствии с требованиями внесение удобрений и средств защиты растений в строгом соответствии с картой обработки получило еще следующие названия: «аккуратного» земледелия; «топоориентированные технологии растениеводства». Такие технологии особенно перспективны в крупных хозяйствах с большими размерами полей, где имеется продолжительный период вегетации, почвы не очень плодородны, а опасность поражения культур болезнями и вредителями достаточно велика.

Возможность перехода к новым технологиям точного земледелия связаны с появлением ГИС- и ГСП-технологий, когда информация из разных источников непосредственно вводится в бортовой компьютер сельскохозяйственной техники. В связи с чем можно регулировать интенсивность технологических операций по ходу движения агрегата по полю (изменение норм высева, норм внесения удобрений, количества применяемых средств защиты растений). Решающую роль в этом процессе играет совершенствование информационного обеспечения методов принятия решений – моделей, баз данных, баз знаний, экспертных систем.

В основе точного земледелия лежит управление продуктивностью посевов, учитывающего вариабельность среды обитания растений. Этой проблемой начали активно заниматься с начала 80-х гг. ХХ века в США, Японии, Германии, Англии, Голландии, Дании, Китае, а с 1990 г. – в странах Восточной Европы. ТЗ рассматривается как неотъемлемая часть ресурсосберегающего экологического сельского хозяйства и подразумевает применение интегрированной системы управления, а не отдельных ее разрозненных элементов.

В основе научной концепции точного земледелия лежат представления о существовании неоднородностей в пределах одного поля. Для оценки и детектирования этих неоднородностей используются новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС), специальные датчики, аэрофотоснимки и снимки со спутников, а также специальные программы для агроменеджмента на базе геоинформационных систем (ГИС). Собранные данные используются для планирования высева, расчёта норм внесения удобрений и средств защиты растений (СЗР), более точного предсказания урожайности и финансового планирования. Данная концепция требует обязательно принимать во внимание локальные особенности почвы/климатические условия.

 

Точное земледелие может применяться для улучшения состояния полей и агроменеджмента, по нескольким направлениям:

• агрономическое: с учётом реальных потребностей культуры в удобрениях совершенствуется агропроизводство
• техническое: совершеннее тайм-менеджмент на уровне хозяйства (в том числе, улучшается планирование сельскохозяйственных операций)
• экологическое: сокращается негативное воздействие сельхозпроизводства на окружающую среду (более точная оценка потребностей культуры в азотных удобрениях приводит к ограничению применения и разбрасывания азотных удобрений)
• экономическое: рост производительности и/или сокращение затрат повышают эффективность агробизнеса (в том числе, сокращаются затраты на внесение азотных удобрений)

Этапы и технологии

Точное земледелие можно подразделить на четыре этапа, которым соответствуют технологии, позволяющие выявить неоднородности в пределах поля.

Тема 1. «Основные направления инноваций в растениеводстве» (4 час.)

Лекция 1. Инновационные технологии как основа современной  экономики.

1. Сущность понятий «Инновации» и  «Инновационные технологии».

2. Классификация инноваций.

3. Инновационные технологии как основа деятельности сельскохозяйственного предприятия.

4.