Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Современное состояние и тенденции развития распределения сельскохозяйственной техники в Китае
Get PDFIn the year of 2021, the Chinese government allocated 19 billion RMB for agricultural machinery subsidy. The data that accurately describes the scale of China’s agricultural machinery market could be calculated by analyzing the national agricultural machinery purchase investment, the total value of the parts market and the replacement market could be inferred. Since the implementation of agricultural machinery purchase subsidies, China’s comprehensive mechanization rate of crop cultivation, planting and harvesting has increased rapidly. In 2019, the national comprehensive mechanization rate of crop cultivation, planting and harvesting exceeded 70 percent, and the production of the three major food crops of wheat, rice and corn was basically mechanized. This paper analyzes the scale of the complete machinery market, the market scale of key products in the Chinese agricultural machinery market, the basic situation of Chinese agricultural machinery distribution companies, the basic situation of the Chinese agricultural machinery purchasing groups, and the main gathering platforms of the Chinese agricultural machinery distribution market, explaining the current status of China’s agricultural machinery distribution, putting forward suggestions for the development of China’s agricultural machinery distribution market. There are major contradictions in the agricultural machinery market in China. The most important one is between supply and demand. In terms of crops, the level of comprehensive mechanization of wheat, rice and maize is relatively high, while the level of comprehensive mechanization of cash crops such as cotton oil, sugar and vegetable tea is relatively low; from a regional perspective, the level of mechanization in the northern plains is relatively high, and the level of mechanization in the hilly and mountainous areas of the south is relatively low; from an industrial point of view, the level of mechanization of planting industry is relatively high, while the level of mechanization of animal husbandry, fi shery and processing is low. Meanwhile, the contradiction between manufacturers and distributors, as well as the end-users is further intensifying. This article attempts to explain the effi ciency and benefi t of agriculture and the return on investment of agricultural machinery purchase. Only when agriculture is competitive, has good effi ciency and benefi ts, and the purchase of agricultural machinery has a good rate of return on investment, can the industry develop healthily.В 2021 году правительство Китая выделило 19 миллиардов юаней на субсидирование сельскохозяйственной техники. Данные, точно описывающие масштабы китайского рынка сельскохозяйственной техники, могут быть получены с помощью анализа программы государственного субсидирования закупки сельскохозяйственной техники, в результате чего можно сделать вывод об общей стоимости рынка автозапчастей. После введения субсидий на закупку сельхозтехники уровень комплексной механизации растениеводтва быстро увеличился. В 2019 году он превысил 70 процентов, а производство трех основных продовольственных культур – пшеницы, риса и кукурузы – было в основном механизировано. Показали масштаб китайского рынка комплектного оборудования и ключевых видов сельхозтехники и основные рынки ее сбыта. Провели анализ состояния китайских компаний-дистрибьюторов и групп-закупщиков китайской сельскохозяйственной техники. Дали предложения по развитию рынка сбыта сельхозтехники в стране. Выявили серьезные противоречия, основным из которых стало несоответствие между спросом и предложением. Уровень комплексной механизации пшеницы, риса и кукурузы относительно высок, в то же время он относительно низок при производстве хлопкового масла, сахара и овощного чая. Уровень механизации на северных равнинах выше, чем в холмистых и горных районах юга. Из отраслей лучше механизировано растениеводство, в отличие от животноводства, рыболовства и переработки. Противоречие между производителями и дистрибьюторами, а также конечными потребителями только усиливается. Показали возможность эффективного ведения сельского хозяйства и обоснованного вложения инвестиций в покупку сельхозтехники. Только тогда, когда сельское хозяйство станет конкурентоспособным, эффективным и выгодным, а покупка сельскохозяйственной техники дает хорошую окупаемость инвестиций, отрасль может благоприятно развиваться
Обоснование параметров хедеров и жаток-хедеров к зерноуборочным комбайнам различных классов в режиме неполной загрузки молотилки
Get PDFThe authors showed that in Kazakhstan northern region grain harvesters of 4, 5 and 6 classes did not provide the required level of productivity due to low yields. Longer harvesting period increased product losses. It was found that the harvesting machines were working in the incomplete loading mode of the thresher. The authors revealed the discrepancy between the standard sizes of the used reaping machines and regional zonal features.(Research purpose) To substantiate the parameters of headers and reaper-headers for combine harvesters in the incomplete loading mode of the thresher.(Materials and methods) The authors performed technical and economic calculations according to the criterion of operating costs for direct combining with a yield of 0.5 to 2.5 tons per hectare. The calculation was carried out for combine harvesters Vector-410 (class 4), Acros-550 (class 5), Essil-760 (class 6), aggregated with headers of different working widths.(Results and discussion) The authors determined that for the combine Vector-410 the rational width of the header was 9 meters in the yield range of 0.5-1.5 tons per hectare, and with a yield of 2.0-2.5 tons per hectare – 7-9 meters. For the combine Acros-550 the rational width of the reaper-header was 16 meters with a yield of 0.5-1.0 tons per hectare, with 1.5 tons per hectare - 9-12 meters, and with 2.0-2.5 tons per hectare – 7-9 meters. For the combine Essil-760 these values were 16; 12 and 9 meters respectively.(Conclusions) It was found that when comparing grain harvesters of 4, 5 and 6 classes with a yield of 0.5-2.0 tons per hectare, the lowest operating costs were provided by Acros-550 and Essil-760; with a yield of 2.0 tons per hectare - Vector-410; with a yield of 2.5 tons per hectare the Acros-550 was more effective.Показали, что на севере Казахстана зерноуборочные комбайны 4, 5 и 6 классов не обеспечивают требуемого уровня производительности из-за низкой урожайности. Растягивание периода уборки повышает потери продукции. Установили, что уборочные машины работают в режиме неполной загрузки молотилки. Выявили несоответствие типоразмеров применяемых жатвенных машин зональным особенностям региона.(Цель исследования) Обосновать параметры хедеров и жаток-хедеров к зерноуборочным комбайнам в режиме неполной загрузки молотилки.(Материалы и методы) Выполнили технико-экономические расчеты по критерию эксплуатационных затрат на прямом комбайнировании при урожайности от 0,5 до 2,5 тонны на гектар. Расчет проводили по зерноуборочным комбайнам Vector-410 (4 класс), Acros-550 (5 класс), Essil-760 (6 класс), агрегатируемым с жатками различной ширины захвата.(Результаты и обсуждение) Определили, что для комбайна Vector-410 в диапазоне урожайности 0,5-1,5 тонны на гектар рациональная ширина захвата хедера составляет 9 метров, а при урожайности 2,0-2,5 тонны на гектар – 7-9 метров. Для комбайна Acros-550 при урожайности 0,5-1,0 тонны на гектар рациональная ширина захвата жатки-хедера равна 16 метров, при 1,5 тонны на гектар – 9-12 метров, а при 2,0-2,5 тонны на гектар – 7-9 метров. Для комбайна Essil-760 этот показатель составляет 16; 12 и 9 метров соответственно.(Выводы) Установили, что при урожайности 0,5-2,0 тонны на гектар из сравниваемых зерноуборочных комбайнов 4, 5 и 6 классов наиболее низкие эксплуатационные затраты обеспечивают Acros-550 и Essil-760; при урожайности 2,0 тонны на гектар – Vector-410; при урожайности 2,5 тонны на гектар эффективнее Acros-550
Исследование динамических характеристик планетарного початкоотделяющего аппарата
Get PDFAbstract. In the article, the authors propose a methodological approach to calculating the planetary cob-separating device used in corn harvesters and specialized headers. The dynamic characteristics of the planetary cob-separating device operation were investigated. The authors found out that the machine dynamics research problems are rather diverse due to the complexity of the dynamic processes occurring in them. The theoretical research methods prove to be of particular importance, since they make it possible to define the laws of machine unit motion, even at the stage of designing the planetary cob-separating device. (Research purpose) To propose a method for calculating the main kinematic and dynamic parameters of the vertical cob-separating device operation. (Materials and methods) The authors studied the methodological approaches and mathematical tools used to determine the main kinematic and dynamic parameters of the vertical cob-separating device operation; examined the scheme of a single-drum planetary cob-separating device in a corn harvester and built a differential equation of motion. (Results and discussion) After a step-by-step mathematical calculation with the use of the proposed methodological approach to studying the dynamic characteristics arising during the planetary cob-separating device operation, the following equations were obtained: starting the device at idle; starting the device with a load; feeding stems after starting the device; sudden interruption of the supply. When conducting the laboratory studies, it was determined that the cob-separating device showed the greatest effect at an angular speed of the drum within the range of 52.1-62.2 radians per second. (Conclusions) The authors considered four modes of the cob-separating device operation in a corn harvester and obtained the equations for them. The authors created a diagram of the vertical cob-separating device and proposed a methodological approach and an algorithm for calculating the main dynamic and kinematic indicators of its operation.Предложили методический подход, применяемый для расчета планетарного початкоотделяющего аппарата, используемого в кукурузоуборочных комбайнах и специализированных жатках. Исследовали динамические характеристики работы планетарного початкоотделяющего аппарата. Выявили, что задачи исследования динамики машин весьма разнообразны из-за сложности происходящих в них динамических процессов. Особое значение приобретают теоретические методы исследования, позволяющие установить закономерности движения машинного агрегата еще в процессе проектирования. (Цель исследования) Предложить методику определения основных кинематических и динамических параметров работы вертикального початкоотделяющего аппарата. (Материалы и методы) Изучили методические подходы и применяемые математические аппараты для определения основных кинематических и динамических параметров работы вертикального початкоотделяющего аппарата, рассмотрели схему однобарабанного планетарного початкоотделяющего аппарата кукурузоуборочного комбайна и составили дифференциальное уравнение движения. (Результаты и обсуждение) После поэтапного математического расчета с применением предложенного методического подхода для исследования динамических характеристик, происходящих в процессе работы планетарного початкоотделяющего аппарата, получили уравнения: запуска аппарата на холостом ходу; запуска аппарата с нагрузкой; подачи стеблей после запуска аппарата; внезапного прекращения подачи. В ходе лабораторных исследований определили, что початкоотделяющий аппарат показал наибольший эффект при угловой скорости барабана в пределах 52,1-62,2 радиана в секунду. (Выводы) Рассмотрели четыре режима работы початкоотделяющего аппарата кукурузоуборочного комбайна и получили их уравнения. Построили схему вертикального початкоотделяющего аппарата. Предложили методический подход и алгоритм расчета основных динамических и кинематических показателей работы вертикального початкоотделяющего аппарата
Цифровые световые технологии для управления поведением Galleria mellonella
Get PDFThe authors found out that the greater wax moth (Galleria mellonella) harmed bee colonies by destroying up to 30 percent of honey in a beehive. They studied the results of experiments on controlling its behavior using a developed automated microprocessor system that maintained optical radiation sources duration.(Research purpose) To develop light technologies using a microprocessor-based automated system that allows controlling Galleria mellonella behavior by realizing attractive optical radiation characteristics.(Materials and methods) Galleria mellonella behavior was controlled by an automated system that the authors worked out for maintaining the required duration of the experiment and optical radiation parameters. The ATmega328 microcontroller was chosen as the main element of the developed microprocessor automated system. The authors created a program for it using visual programming FLProg version 5.3.0.(Results and discussion) The authors found that, regardless of the experiment duration, Galleria mellonella butterflies prefered radiation with 400 nanometers wavelength.(Conclusions) The authors determined that radiation with 400 nanometers wavelength and 10 minutes duration was attractive. They showed the ability to control Galleria mellonella behavior, luring butterflies to a specific place in the beehive with comfortable spectrum parameters. An automated system for controlling the greater wax moth butterfly behavior was developed on ATmega328 microcontroller by implementing attractive optical radiation characteristics.Показали, что большая восковая моль (Galleria mellonella) наносит вред пчелиным семьям, уничтожая до 30 процентов меда в улье. Изучили результаты экспериментов по управлению ее поведением с помощью разработанной автоматизированной микропроцессорной системы, поддерживающей продолжительность работы источников оптического излучения.(Цель исследования) Разработать световые технологии с применением микропроцессорной автоматизированной системы, позволяющей управлять поведением бабочек большой восковой моли путем реализации привлекательных характеристик оптического излучения.(Материалы и методы) Управление поведением большой восковой моли осуществляли с помощью разработанной нами автоматизированной системы поддержания требуемой продолжительности опыта и параметров оптического излучения. Главным элементом разработанной микропроцессорной автоматизированной системы выбрали микроконтроллер ATmega328. Написали для него программу, используя визуальное программирование FLProg версии 5.3.0.(Результаты и обсуждение) Выявили, что вне зависимости от длительности опыта бабочки Galleria mellonella отдают предпочтение излучению с длиной волны 400 нанометров.(Выводы) Определили, что привлекательным оказалось излучение с длиной волны 400 нанометров продолжительностью 10 минут. Показали возможность управлять поведением Galleria mellonella, заманивая бабочек в определенное место в улье, где заданы комфортные параметры спектра. На микроконтроллере ATmega328 разработали автоматизированную систему управления поведением бабочек большой восковой моли путем реализации привлекательных характеристик оптического излучения
Возможности и проблемы экспериментального полевого оборудования
Get PDFModern seed industry development could contribute up to 40 percent to increase agricultural production and effi ciency. Mechanization of fi eld experiments is an important means to improve the effi ciency and precision of fi eld breeding experiments. There is a big gap in the mechanization level and development of fi eld experiments in diff erent countries of the world. The International Association on Mechanization of Field Experiments established in 1964 has played a great role in promoting the development of fi eld experiment mechanization in the world. At present, the advanced fi eld experiment equipment is mainly concentrated in international manufacturers such as Wintersteiger in Austria, Almaco in the United States, Haldrup and Zürn in Germany. As a great agricultural country, China’s demand for rice and maize seeds, the major food crops in the last 10 years, is about 250 million kilograms and 1.15 billion kilograms, respectively. A large amount of demand for seeds prompted China’s fi eld experiment mechanization that has made great progress. The research team of Qingdao Agricultural University has developed 16 types of new plot planters and plot harvesters which have been popularized and applied in China. But diff erent crops, planting patterns and regional characteristics put forward higher requirements for adaptability of fi eld experiment equipment. The precision of the seeder, the cleaning performance of the seeding and harvesting equipment and the intelligent technology of the equipment need to be further improved. In future development, more attention should be paid to the integration of modern information technology and intelligent technology into fi eld test equipment, to improve operational effi ciency and accuracy.Развитие современной семеноводческой отрасли может способствовать увеличению сельскохозяйственного производства и повышению эффективности до 40 процентов. Механизация полевых экспериментов стала важным средством улучшения производительности и точности результатов в селекции. Существует большой разрыв в уровне механизации и развития полевых экспериментов в разных странах мира. Международная Ассоциация по механизации полевых экспериментов, созданная в 1964 году, сыграла большую роль в содействии развитию механизации полевых экспериментов в мире. В настоящее время передовое оборудование для полевых экспериментов в основном сосредоточено у международных производителей, таких как Wintersteiger в Австрии, Almaco в США, Haldrup и Zürn в Германии. В Китае хорошо развито аграрное производство. Спрос на основные продовольственные культуры в стране за последние 10 лет составляет: на семена риса около 250 миллионов килограммов и на семена кукурузы 1,15 миллиарда килограммов. Большой спрос на семена способствовал значительному прогрессу в механизации полевых экспериментов в Китае. Исследовательская группа Сельскохозяйственного университета Циндао разработала 16 типов новых сеялок и комбайнов, которые широко применяются в Китае. Но большое разнообразие культур, схем посадки, а также региональные особенности обусловливают более высокие требования к адаптации полевого экспериментального оборудования. Необходимо и дальше работать над улучшением точности посева, повышением эффективности очистки посевного и уборочного оборудования, а также развитием интеллектуальных технологий. Для повышения эффективности и точности работы следует уделять больше внимания интеграции современных информационных и интеллектуальных технологий при создании оборудования для полевых испытаний
Оценка показателей работ беспилотных мультикоптеров по внесению пестицидов и агрохимикатов
Get PDFThe authors considered the use of unmanned aerial vehicles as one of the promising innovative directions for the development of economic and social sectors. The authors touched upon the prospects for their use in agriculture, especially for pesticide and agrochemical application, where accuracy, quality and timeliness are important. The relevance of multicopter performance assessment was noted. (Research purpose) The authors aim to develop and test a methodology for the evaluation of multicopters’ performance indicators for pesticide and agrochemical application in the agricultural industry. (Materials and methods) The authors used scientific and technical information and experimental materials, applied methods of system, statistical and functional-cost analysis, mathematical modeling, object and process parameter optimization, as well as previously developed methodological approaches to studying the aerial distribution of substances. (Results and discussion) The authors presented a general description and content of the developed methodology and means for assessing multicopter performance when applying working solutions that provide for an estimation error of up to 7 percent.The typical options for field plots and their treatment were specified. The authors analyzed the results of testing the methodology and software for a typical hexacopter with the payload of up to 10 kilograms. The authors analyzed the impact of working speed of up to 10 meters per second, application rates of 2-30 liters per hectare, the size and characteristics of the field plot up to 200 hectares, traffic patterns and other factors on productivity and multicopter treatment cost. (Conclusions) The authors confirmed the efficiency of implementing complex multi-factor assessment of multicopter performance indicators for working fluids application in agricultural production. The authors determined the appropriate area of applying multicopters with a payload of up to 10 kilograms in the field plots up to 50-60 hectares with a rut length of up to 800-900 meters with different treatment performance: flight – up to 10.5 hectares per flight hour, working – up to 7.5 hectares per hour, daytime – up to 55 hectares. Proposals and recommendations for the provision, organization and implementation of this work were formulated. Рассмотрели использование беспилотных воздушных судов как одно из перспективных инновационных направлений развития отраслей экономики и социальной сферы. Показали перспективы их применения в сельском хозяйстве, особенно для внесения пестицидов и агрохимикатов, где важны точность, качество и своевременность. Отметили актуальность оценки работы мультикоптеров. (Цель исследований) Разработать и апробировать методику оценки показателей выполнения мультикоптерами работы по внесению пестицидов и агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве. (Материалы и методы) Использовали научно-техническую информацию и экспериментальные материалы, а также методы системного, статистического и функционально-стоимостного анализа, математического моделирования и оптимизации параметров объектов и процессов, применяя отработанные ранее методические подходы изучения авиационного распределения веществ. (Результаты и обсуждение) Представили общее описание и содержание разработанной методики и средств оценки показателей мультикоптеров при внесении рабочих растворов, обеспечивающих погрешность оценки до 7 процентов. Выделили типовые варианты участков и выполнения их обработки. Изучили результаты апробации методики и программных средств для характерного гексакоптера с полезной нагрузкой до 10 килограммов. Проанализировали влияние на производительность и себестоимость обработок мультикоптером рабочей скорости до 10 метров в секунду, норм внесения 2-30 литров на гектар, размеров и параметров участка до 200 гектаров, схем движения и других факторов. (Выводы) Подтвердили работоспособность методики комплексной многофакторной оценки показателей работ мультикоптеров по внесению рабочих жидкостей в сельскохозяйственном производстве. Определили рациональную область применения мультикоптеров с полезной нагрузкой до 10 килограммов на участках до 50-60 гектаров при длине гона до 800-900 метров при различной производительности обработок: летной – до 10,5 гектара в летный час, рабочей – до 7,5 гектара в час, дневной – до 55 гектаров. Сформулировали предложения и рекомендации по обеспечению, организации и выполнению этих работ
Способ контроля продуктивности растения
Get PDFoai:oai.vimjour.elpub.ru:article/430The necessary condition for obtaining high yields is the management of plant production processes in closed artificial agroecosystems. It is important to control the intensity of these processes in a dynamic mode. (Research purpose) To develop a non-destructive method for controlling the plant productivity growth to create algorithms for controlling the plant production processes. (Materials and methods) The authors studied the dependence of plant productivity on leaf temperature. They determined the increase in plant leaf mass using digital scales, studied the leaf temperature and the control object with a pyrometric thermometer and measured the leaf surface area. (Results and discussion) The authors obtained the values of plant and environmental parameters and, taking into account the moisture consumption for transpiration cooling, determined the values of the lettuce leaf mass growth (Latuca sativa L.), which would be used in conjunction with other measured plant and environmental parameters to control the limiting factors in closed artificial agroecosystems. (Conclusions) The authors developed a non-destructive method to control plant productivity growth in climatic chambers using the example of Krasnyy Dubolistnyy lettuce. It was determined that the green mass growth rate had a maximum if the mass of cooling water during evaporation was 0.65 gram. That meant the plant tried to maximize the use of free energy and the productive factors that determined it. The weight values calculated from the experiment results (2.0 grams) corresponded to the data obtained at the Omsk State Agrarian University (1.9 gram) with an accuracy of 5 percent.Реферат. Показали, что управление продукционными процессами в растении в системе закрытых искусственных агроэкосистем – необходимое условие получения высоких урожаев. Важно контролировать интенсивность этих процессов в динамическом режиме. (Цель исследования) Разработать способ неразрушающего контроля роста продуктивности растений для создания алгоритмов управления продукционными процессами. (Материалы и методы) Изучили зависимость продуктивности растения от температуры листа. Определили прирост листовой массы растения с помощью цифровых весов, провели учет температуры листа и контрольного объекта пирометрическим термометром, измерили площадь листовой поверхности. (Результаты и обсуждение) Получили значения параметров растения и окружающей среды и, учитывая расход влаги на транспирационное охлаждение, установили значения прироста листовой массы салата (Latuca sativa L.), которые будут использованы в совокупности с другими измеренными параметрами растения и окружающей среды для управления лимитирующими факторами в закрытых искусственных агроэкосистемах. (Выводы) Разработали способ неразрушающего контроля роста продуктивности растений в климатических камерах на примере салата сорта Красный дуболистный. Определили, что прирост прирост зеленой массы имеет максимум, если масса охлаждающей воды при испарении равна 0,65 грамма, то есть растение стремится максимально использовать свободную энергию и определяющие ее продуктивные факторы. Рассчитанные по результатам эксперимента весовые значения (2,0 грамма) соответствуют данным, полученным в Омском государственном аграрном университете (1,9 грамма), с точностью 5 процентов
Электропривод транспортного средства сельскохозяйственного назначения
Get PDFAbstract. The authors showed the relevance of creating agricultural machines using an electric drive. (Research purpose) The research objective is to develop an experimental prototype vehicle using an electrical schematic diagram of charge and electric drive control. (Materials and methods) The VAZ 111 Oka car was chosen as an experimental vehicle model with an electric drive, since it has a light weight of 645 kilograms, a simple design and a low cost. Mechanical characteristics of the electric motor were calculated and a frequency converter was chosen to control the electric drive. Laboratory bench tests were conducted. (Results and discussion)The authors installed storage batteries to power the electric drive, developed an electrical circuit schematics getting charged from a 220 volt alternating voltage network, and received graphs for the discharge of a 40-storage-battery power supply. (Conclusions) An electrical schematic diagram of charge and electric drive control was developed and implemented on an experimental vehicle model. It was determined that at the electric motor continuous operation with the load current of 1 ampere, the batteries get discharged within 104 minutes; with the current load of 2 amperes, they get discharged within 83 minutes; with 3 amperes – within 65 minutes, and with 5 amperes – within 50 minutes, which is enough to drive around the farm. The authors graphically depicted the dependence of the available capacity level on the voltage, as well as the batteries’ discharge on the time at various load currents. The authors carried out two experimental studies on storage batteries’ charging from alternating voltage with the current of 2 and 3 amperes: in the first case, the charging time was 350 minutes, in the second – 310 minutes. It was found out that when using the developed scheme, the batteries are charged evenly.Показали актуальность создания сельскохозяйственных машин с применением электропривода. (Цель исследования) Разработать экспериментальный образец транспортного средства с использованием электрической принципиальной схемы управления зарядом и электроприводом. (Материалы и методы) В качестве экспериментального образца транспортного средства с электроприводом выбрали автомобиль «ВАЗ 111 Ока», так как он имеет небольшую массу – 645 килограммов, простую конструкцию и невысокую стоимость. Рассчитали механические характеристики электродвигателя и выбрали частотный преобразователь для управления электроприводом. Провели испытания на лабораторном стенде. (Результаты и обсуждение) Установили аккумуляторные батареи для питания электропривода и разработали электрическую принципиальную систему заряда от стандартной сети переменного напряжения 220 вольт. Получили графики разряда источника питания, состоящего из 40 аккумуляторных батарей. (Выводы) Разработали электрическую принципиальную схему управления зарядом и электроприводом и реализовали ее на экспериментальном образце транспортного средства. Определили, что с током нагрузки 1 ампер аккумуляторные батареи разряжаются в течение 104 минут, с током 2 ампера – 83 минуты, 3 ампера – 65 минут, а с током 5 ампер – 50 минут, при постоянной работе электродвигателя, что достаточно для езды по ферме. Графически изобразили зависимости уровня доступной емкости от напряжения, а также разряда аккумуляторных батарей от времени при различных токах нагрузки. Провели два экспериментальных исследования по заряду аккумуляторных батарей от переменного напряжения с током 2 и 3 ампера: в первом случае время зарядки составило 350 минут, во втором – 310 минут. Выяснили, что при использовании разработанной схемы аккумуляторные батареи заряжаются равномерно
Анализ и решения экологических проблем в животноводстве
Get PDFThe intensifi cation of agricultural production has led to the disruption of nutrient cycles in agroecosystems. In livestock farming, one of the key problems is the low degree of using secondary resources (organic fertilizers based on manure and manure). (Research purpose) To substantiate the basic principles of assessing the agroecosystem environmental sustainability and to develop engineering methods for ensuring environmental safety in livestock farming. (Materials and methods) To solve the problems of agroecological assessment, eff ective technology choice and intelligent system creation, the following indicators were used: 1. specifi c density of animals (mainly for macro-assessment); 2. nutrient balance (the diff erence in the amount of nitrogen available in the formed organic fertilizers with environmentally safe consumption); 3. nitrogen losses during the disposal of organic waste from livestock farming; 4.the eff ectiveness of implementing the best available techniques (BAT). (Results and discussion) Using the assessment of indicators 1 and 2 in the case of the Leningrad region, it was revealed that 3 districts are classifi ed as territories with an excessive risk to the environment, 1 district is classifi ed as a territory with a high risk, 5 districts – with an acceptable risk, and 8 districts – with a low risk to the environment. To solve problems in areas with excessive and high load, we conducted an assessment on indicators 3 and 4, which allowed us to explore technical solutions and select the BAT to reduce the environmental burden. The obtained results showed that among the main technical solutions in the fi eld of organic waste management of livestock farming are biofermentation and the introduction of liquid organic fertilizers. Biofermentation in special chambers can reduce emissions of polluting gases by more than 2 times, and speed up the processing process by more than 60 times. To work with liquid organic fertilizers, intelligent machines with low-emission working bodies have been developed to reduce nitrogen losses during application by up to 50 percent. To solve the problems of agricultural monitoring and engineering solution management, a digital system has been developed that allows to model scenarios of technological development and their impact on the agroecosystem environmental sustainability. (Conclusions) The results obtained allow us to systematically analyze the problems of agroecosystem environmental sustainability and propose specifi c technical and optimization solutions for livestock farming.Интенсификация сельскохозяйственного производства привела к нарушению циклов биогенных веществ в агроэкосистемах. В животноводстве одной из ключевых проблем стала низкая степень использования органических удобрений на основе навоза и помета. (Цель исследования) Обосновать основные принципы оценки экологической устойчивости агроэкосистем и разработать инженерные методы обеспечения экологической безопасности в животноводстве. (Материалы и методы) Для решения задач агроэкологической оценки, выбора эффективных технологий и создания интеллектуализированных систем использовали показатели: удельную плотность животных (преимущественно для макрооценки); баланс питательных веществ (разницу между количеством азота в органических удобрениях и экологически безопасным потреблением); потери азота при утилизации органических отходов животноводства; эффективность внедрения наилучших доступных технологий. (Результаты и обсуждение). Выявили, что по первым двум показателям три района Ленинградской области относятся к территориям с чрезмерным риском для окружающей среды, один район – с высоким риском, пять – с допустимым и восемь районов – с незначительным риском. Для решения проблем в районах с чрезмерной и высокой нагрузкой провели оценку по третьему и четвертому показателям. Исследовали технические решения и подобрали наилучшие доступные технологии для снижения нагрузки на окружающую среду. Показали преимущества основных технических решений в области утилизации органических отходов животноводства – биоферментации и внесения жидких органических удобрений. Определили, что биоферментационные установки позволяют сократить выбросы загрязняющих газов в 2 раза и более, ускорить процесс переработки в 60 раз. Для работы с жидкой органикой разработали интеллектуализированные машины с низкоэмиссионными рабочими органами, позволяющие снизить потери азота при внесении до 50 процентов. Разработали цифровую систему для моделирования сценариев технологического развития и их влияния на экологическую устойчивость агроэкосистем. (Выводы) Сформулировали принципы системного анализа экологической устойчивости агроэкосистем с предложением конкретных технических и оптимизационных решений для животноводства
Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства
Get PDFThe agricultural industry in the Russian Federation is dynamically developing; the agricultural export amounts to 75 billion. The existing potential can be realized if the efficiency of agricultural production is increased by creating and implementing automation, robotization, digital technologies, and artificial intelligence. As a result it may lead to a 2.5-3.5-fold increase in labor productivity; a 2-3-fold increase in the yield of crops; a 3-4-fold cut in energy consumption and material costs, ensuring the ecological safety of agricultural production and the environment. The authors developed the concept of intelligent agriculture and identified the following areas of digital technology applications: integrated production management; digital technologies in crop production, animal husbandry, energy supply, products storage and processing ; digital engineering for rural areas. The authors presented the stages of agricultural production digitalization, including: a system for monitoring the conditions and parameters of agricultural production; information transmission system; artificial intelligence and cloud technologies, setting the foundation for management decision-making; the implementation of management decisions by robotic devices. The authors presented the examples of using digital technologies in soil cultivation, horticulture, animal husbandry, and artificial ecosystems. In animal husbandry, these technologies prove to facilitate the monitoring of the animals movement, their physiological state, parameters of the microclimate on the premises, feed and milk quality control. The Federal Scientific Agroengineering Center VIM is reported to have the necessary educational infrastructure, accredited Master’s and postgraduate studies for training specialists in digital agriculture.Показали, что аграрное производство в Российской Федерации динамично развивается, экспорт сельскохозяйственной продукции достигает 25 миллиардов долларов. В то же время этот показатель в других странах значительно больше, например, в Китае он превысил 75 миллиардов долларов. Установили, что реализовать имеющийся потенциал можно, если повысить эффективность аграрного производства путем создания и внедрения средств автоматизации, роботизации, цифровых технологий, искусственного интеллекта. Отметили, что в результате можно повысить производительность труда в 2,5-3,5 раза; увеличить урожайность культур в 2-3 раза; снизить энергетические и материальные затраты в 3-4 раза; обеспечить экологическую безопасность сельскохозяйственного производства и окружающей среды. Разработали концепцию интеллектуального сельского хозяйства, в которой выделили следующие сферы применения цифровых технологий: комплексное управление производством; цифровые технологии в растениеводстве, животноводстве, энергообеспечении, хранении и переработке продукции; цифровую инженерию сельских поселений. Представили этапы процесса цифровизации сельскохозяйственного производства, включающие: систему мониторинга условий и параметров агропромышленного производства; систему передачи информации; искусственный интеллект и облачные технологии, на базе которых формируются управленческие решения; реализацию управленческих решений роботизированными техническими средствами. Обосновали примеры применения цифровых технологий в полеводстве, садоводстве, животноводстве, искусственных экосистемах. Подтвердили, что в животноводстве эти технологии обеспечивают мониторинг перемещения животных, их физиологического состояния, параметров микроклимата в помещениях, контроль качества кормов и молока. Констатировали, что Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ имеет необходимую образовательную инфраструктуру, аккредитованные магистратуру и аспирантуру для подготовки специалистов по цифровому сельскому хозяйству