III. Выделенные приоритетные под-направления (перспективные ниши), а также приоритетные продукты/услуги и технологические решения в рамках перспективных ниш
Исходя из мировых трендов развития сельскохозяйственного машиностроения, а также основываясь на текущем состоянии данного направления в Казахстане, определены следующие перспективные ниши развития сельскохозяйственного машиностроения:
Обоснование выбранных перспективных ниш, приоритетных продуктов и ключевых технологий, а также перечень основных стейкхолдеров – потенциальных участников внедрения выбранных технологий приведены ниже.
Обоснование выбранных перспективных ниш
Сельское хозяйство является одной из самых мощных отраслей экономики. В каждом регионе страны погодные и географические условия позволяют выращивать определенные культуры. Это одна из главных отраслей экономики. Каждый год она дает в бюджет почти 38% дохода. В данной отрасли трудоустроено примерно 16% всей рабочей силы страны. Нужно подчеркнуть, что сельское хозяйство в Казахстане находится на 2 месте в мире по выращиванию зерновых с показателями 967 кг на 1 чел. В Казахстане традиционно представлены 2 главные отрасли:
- растениеводство - основа сельского хозяйства. На территории страны выращиваются такие культуры как: кукуруза, овес, просо, ячмень, гречиха, рис и яровая пшеница. Значительные площади также занимают масличные культуры и сахарная свекла. Также можно отметить виноград, дыни, яблоки, картошку, лен и хлопчатник.
- животноводство в стране представлено разведением крупного рогатого скота, а также коз, свиней, верблюдов, коней и овец.
Под интенсивным воздействием научного прогресса сельское хозяйство переживает период глубокой структурной перестройки: происходит переход сельскохозяйственного производства на постоянно новое и все более модернизированное оборудование.
При этом в развитых странах преобладает высокотоварное, глубоко специализированное сельское хозяйство, которое сейчас достигло предельно возможного уровня механизации и химизации, применения биотехнологий, новейших методов селекции. Сам агропромышленный комплекс в этих государствах приобрел форму агробизнеса, что придает отрасли индустриальный характер, поскольку она включена в единый агропромышленный комплекс с переработкой, хранением, транспортировкой и сбытом продукции, а также производством удобрений и техники. Техническое перевооружение и интенсификация производства привели к увеличению доли крупных хозяйств. Сельскохозяйственное составляющей развития машиностроение агропромышленного является комплекса базовой страны.
Сельскохозяйственные машины и оборудование выполняют многочисленные функции, и отсутствие того или иного типа техники не позволяет провести необходимые технологические операции по производству сельскохозяйственной продукции. Высокая механизация труда является залогом роста объемов и качества производимой сельскохозяйственной продукции. Техническое обеспечение сельскохозяйственного производства характеризуется не только количеством технических средств, но и их надежностью, производительностью, соответствием требованиям экологии и безопасностью машин в работе.
Опыт многих индустриально развитых стран показывает, что сельское хозяйство, не менее чем на 50%, должно оснащаться техникой собственного производства. Это продиктовано защитой продовольственной безопасности, остальная доля пополняется за счет импорта из других государств, совместных производств с определенным уровнем локализации или сборочных производств. Стоит отметить, что одно рабочее место, созданное в машиностроении, имеет мультипликативный эффект, создавая до 7-8 рабочих в смежных отраслях промышленности.
В настоящее время потенциал технического оснащения сельскохозяйственного производства Казахстана остаётся нереализованным. Сельскохозяйственные товаропроизводители продолжают использовать экстенсивные технологии и машины старых поколений с высоким уровнем физического и морального износа.
Казахстан значительно уступает по уровню механизации передовым странам (Германия, США, Канада) в области сельского хозяйства. Так, к примеру, в Казахстане на 1000 га посевов приходится 6 тракторов, тогда как в Аргентине 8 шт., Канаде – 16 шт., Германии – 64 шт. На 1000 гектаров зерновых приходится около 4 комбайнов, в то время как в Канаде - 9, в Италии - 17, в Германии - 20. По данным Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан (источник: https://qazindustry.gov.kz/ru/article/2136-traktornoe-i selskokhozyaystvennoe-mashinostroenie-v-kazakhstane-tekushchee-sostoyanie-problemy-i perspektivy-rosta) на 1 января 2022 года до 80% тракторного и 76% комбайнового парка более чем на 10 лет превысили допустимый срок своей эксплуатации.
Низкий уровень обновления парка сельхозтехники в среднем 4,2%:
- трактора – 3,8%;
- комбайны – 3,3%;
- посевные комплексы – 7,8%;
- жатки – 2,1%.
Наблюдается отставание от минимального технологического уровня обновления в 6 - 8%. Таким образом, техническое оснащение сельского хозяйства находится на крайне низком уровне, вследствие чего отечественный АПК не может произвести конкурентоспособную продукцию.
В связи с недостатком техники сельскохозяйственные производители не используют прогрессивные технологии, что в конечном итоге сокращает производство продукции.
Мировой опыт показывает, что развитое сельскохозяйственное машиностроение является индикатором развития АПК любой страны. Высокая механизация труда является залогом роста объемов и качества производимой сельхозпродукции. В то же время, необеспеченность отрасли необходимым количеством сельскохозяйственной техники является серьезным барьером для развития сельского хозяйства. Обеспечения сельхозпроизводителей надежными сельхозмашинами дает АПК снизить влияние погодных условий и получать хорошие урожаи, что отражается на продовольственной безопасности государства. Растениеводство и животноводство являются потребителями сельскохозяйственной техники в Казахстане.
Обоснование выбранных перспективных ниш
Сельское хозяйство является одной из самых мощных отраслей экономики. В каждом регионе страны погодные и географические условия позволяют выращивать определенные культуры. Это одна из главных отраслей экономики. Каждый год она дает в бюджет почти 38% дохода. В данной отрасли трудоустроено примерно 16% всей рабочей силы страны. Нужно подчеркнуть, что сельское хозяйство в Казахстане находится на 2 месте в мире по выращиванию зерновых с показателями 967 кг на 1 чел. В Казахстане традиционно представлены 2 главные отрасли:
- растениеводство - основа сельского хозяйства. На территории страны выращиваются такие культуры как: кукуруза, овес, просо, ячмень, гречиха, рис и яровая пшеница. Значительные площади также занимают масличные культуры и сахарная свекла. Также можно отметить виноград, дыни, яблоки, картошку, лен и хлопчатник.
- животноводство в стране представлено разведением крупного рогатого скота, а также коз, свиней, верблюдов, коней и овец.
Под интенсивным воздействием научного прогресса сельское хозяйство переживает период глубокой структурной перестройки: происходит переход сельскохозяйственного производства на постоянно новое и все более модернизированное оборудование.
При этом в развитых странах преобладает высокотоварное, глубоко специализированное сельское хозяйство, которое сейчас достигло предельно возможного уровня механизации и химизации, применения биотехнологий, новейших методов селекции. Сам агропромышленный комплекс в этих государствах приобрел форму агробизнеса, что придает отрасли индустриальный характер, поскольку она включена в единый агропромышленный комплекс с переработкой, хранением, транспортировкой и сбытом продукции, а также производством удобрений и техники. Техническое перевооружение и интенсификация производства привели к увеличению доли крупных хозяйств. Сельскохозяйственное составляющей развития машиностроение агропромышленного является комплекса базовой страны.
Сельскохозяйственные машины и оборудование выполняют многочисленные функции, и отсутствие того или иного типа техники не позволяет провести необходимые технологические операции по производству сельскохозяйственной продукции. Высокая механизация труда является залогом роста объемов и качества производимой сельскохозяйственной продукции. Техническое обеспечение сельскохозяйственного производства характеризуется не только количеством технических средств, но и их надежностью, производительностью, соответствием требованиям экологии и безопасностью машин в работе.
Опыт многих индустриально развитых стран показывает, что сельское хозяйство, не менее чем на 50%, должно оснащаться техникой собственного производства. Это продиктовано защитой продовольственной безопасности, остальная доля пополняется за счет импорта из других государств, совместных производств с определенным уровнем локализации или сборочных производств. Стоит отметить, что одно рабочее место, созданное в машиностроении, имеет мультипликативный эффект, создавая до 7-8 рабочих в смежных отраслях промышленности.
В настоящее время потенциал технического оснащения сельскохозяйственного производства Казахстана остаётся нереализованным. Сельскохозяйственные товаропроизводители продолжают использовать экстенсивные технологии и машины старых поколений с высоким уровнем физического и морального износа.
Казахстан значительно уступает по уровню механизации передовым странам (Германия, США, Канада) в области сельского хозяйства. Так, к примеру, в Казахстане на 1000 га посевов приходится 6 тракторов, тогда как в Аргентине 8 шт., Канаде – 16 шт., Германии – 64 шт. На 1000 гектаров зерновых приходится около 4 комбайнов, в то время как в Канаде - 9, в Италии - 17, в Германии - 20. По данным Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан (источник: https://qazindustry.gov.kz/ru/article/2136-traktornoe-i selskokhozyaystvennoe-mashinostroenie-v-kazakhstane-tekushchee-sostoyanie-problemy-i perspektivy-rosta) на 1 января 2022 года до 80% тракторного и 76% комбайнового парка более чем на 10 лет превысили допустимый срок своей эксплуатации.
Низкий уровень обновления парка сельхозтехники в среднем 4,2%:
- трактора – 3,8%;
- комбайны – 3,3%;
- посевные комплексы – 7,8%;
- жатки – 2,1%.
Наблюдается отставание от минимального технологического уровня обновления в 6 - 8%. Таким образом, техническое оснащение сельского хозяйства находится на крайне низком уровне, вследствие чего отечественный АПК не может произвести конкурентоспособную продукцию.
В связи с недостатком техники сельскохозяйственные производители не используют прогрессивные технологии, что в конечном итоге сокращает производство продукции.
Мировой опыт показывает, что развитое сельскохозяйственное машиностроение является индикатором развития АПК любой страны. Высокая механизация труда является залогом роста объемов и качества производимой сельхозпродукции. В то же время, необеспеченность отрасли необходимым количеством сельскохозяйственной техники является серьезным барьером для развития сельского хозяйства. Обеспечения сельхозпроизводителей надежными сельхозмашинами дает АПК снизить влияние погодных условий и получать хорошие урожаи, что отражается на продовольственной безопасности государства. Растениеводство и животноводство являются потребителями сельскохозяйственной техники в Казахстане.
Сельскохозяйственная техника для растениеводства
Растениеводство играет ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности, сохранении биоразнообразия и устойчивом развитии. Оно предоставляет пищу, корм для животных, а также сырье для текстиля и других отраслей.
Выращивание культурных растений предполагает проведение ряда действий с целью произрастания и ухода за растениями сельскохозяйственного значения. Которое включает: - подготовку почвы - определение оптимального состояния почвы для конкретных культур, обработка, удобрение и улучшение почвы для обеспечения благоприятной среды для роста растений; - посев или посадка - размещение семян или саженцев в почве в соответствии с оптимальными требованиями для каждого вида культуры;
- уход за растениями - включает полив, удобрение, защиту от болезней и вредителей, прополку, обрезку и любые другие необходимые меры для обеспечения оптимального роста и развития растений; - сбор урожая - этап сбора, обработки и хранения собранного урожая.
Выращивание культурных растений - это комплекс процессов, нацеленных на получение максимального урожая высокого качества, учитывая потребности растений, местные условия и требования рынка. Подготовка почвы включает:
- оценку почвы - определение её типа, структуры, плодородия и уровня кислотности (pH), что позволяет определить необходимые меры для улучшения качества почвы;
- определение целей обработки - учитывая тип выращиваемых культур, необходимо решить, какие меры обработки будут применены - пахота, вспашка, культивация и т.д.;
- механическая обработка - включает пахоту, боронование, вспашку, культивацию или другие методы, чтобы разрыхлить почву, улучшить её структуру, убрать сорняки и предоставить оптимальные условия для роста растений; удобрение - внесение необходимых питательных веществ в почву, в том числе органических или минеральных удобрений, чтобы обогатить почву и обеспечить растения необходимыми элементами для роста;
- увлажнение почвы - в зависимости от области и погоды, может включать полив для создания оптимального уровня влажности.
Подготовка почвы - важный этап, определяющий успешность последующего выращивания растений и урожайность.
Для эффективного и продуктивного развития растениеводства необходимы различные инновации, включая механизацию. Механизация сельского хозяйства – это применение технических средств и машин в сельском хозяйстве с целью автоматизации и упрощения трудоемких процессов. Современные сельскохозяйственные машины способны заменить множество рабочих, что особенно важно в условиях недостатка рабочей силы или в периоды повышенной загруженности. Одним из основных преимуществ механизации сельского хозяйства является увеличение производительности труда. Машины позволяют выполнять большой объем работы за короткое время. Это позволяет повысить объем производства сельскохозяйственной продукции и удовлетворить спрос на нее. Еще одним преимуществом механизации является увеличение точности и качества выполнения сельскохозяйственных операций. Машины и оборудование позволяют выполнять задачи более точно, минимизируя ошибки и снижая риски возникновения повреждений культур. Механизация также позволяет выполнять работы в более оптимальные сроки, что особенно важно в условиях ограниченного сезонного времени.
Опыт Венгрии, Болгарии, Польши, Японии, США и Голландии свидетельствует, что техническая оснащенность производства позволяет мелким хозяйствам достигнуть высокой эффективности. Благодаря широкой механизации сельскохозяйственных работ американские фермеры увеличивают размеры своих хозяйств, повышают производительность труда. Составляя менее двух процентов от общей численности населения, они производят столько продукции, что не только кормят своих соотечественников, но и обеспечивают экспорт сельскохозяйственной продукции.
Учитывая востребованную сельскохозяйственную технику для растениеводства, выделим следующие группы продуктов:
- техника для предпосевной обработки почвы;
- посевная и посадочная техника;
- техника для ухода за посевами;
- техника для полива и орошения;
- техника для внесения удобрений;
- уборочная техника;
- техника и оборудование для послеуборочной обработки;
- специальная техника для возделывания определенных культур.
Потребность в технике для основной и предпосевной обработки почвы обусловлена несколькими факторами:
- увеличение производительности - техника для основной и предпосевной обработки позволяет увеличить производительность труда, сократить временные затраты на обработку почвы и повысить эффективность процессов;
- улучшение качества почвы - правильная обработка почвы помогает улучшить её структуру, воздухообмен, увеличить плодородие и способствует более эффективному внесению удобрений;
- уменьшение риска болезней и сорняков - обработка почвы помогает уменьшить количество сорняков и болезней, что в свою очередь способствует более успешному росту культур;
- экономия ресурсов - использование техники для обработки почвы позволяет сократить использование воды, топлива, удобрений и других ресурсов, что способствует экономии сельскохозяйственных затрат;
- повышение урожайности - хорошо обработанная почва обеспечивает лучшее всасывание влаги, питательных веществ и кислорода, что прямо влияет на урожайность.
Техника для основной и предпосевной обработки почвы становится важным инструментом в повышении эффективности сельского хозяйства, оптимизации ресурсов и увеличении урожайности.
Обозначим основные тренды, определяющие развитие техники для основной и предпосевной обработки почвы:
- модернизация конструкции сельскохозяйственной техники для механической обработки почвы - производство плугов, борон и другой техники для основной и предпосевной обработки с высокими показателями качества выполняемых операций, производительности и эффективности, направленных на минимизацию повреждения структуры почвы и увеличение ее плодородия;
- интеграция сенсоров и аналитики - использование сенсоров и аналитики данных для оценки состояния почвы и ее состава, позволяющее точнее настраивать процессы обработки;
- применение технологий сохранения влаги - разработка техники предусматривающей сохранение влаги в почве, которая включает в себя мульчирование и улучшенные системы полива;
- устойчивые методы обработки почвы - включают методы нулевой обработки, которая минимизирует воздействие на экосистему.
Эти тенденции призваны улучшить эффективность обработки почвы, уменьшить негативное воздействие на окружающую среду и повысить урожайность через производительные способы обработки почвы. Посев (посадка) - размещение семян, зерновок, клубней или рассады по площади поля на определенную глубину с учетом обеспечения растений оптимальной площадью питания. Посев должен обеспечить равномерное распределение семян по площади поля и в почве с учетом глубины для создания благоприятных условий прорастания и появления дружных всходов, хорошей освещенности растений и возможности механизированного ухода.
Основные требования к посеву:
- использование районированных сортов;
- применение семян высоких репродукций с лучшими сортовыми и посевными качествами;
- соблюдение оптимальных норм высева, глубины и сроков посева;
- выбор способа посева с учетом вида культуры, увлажненности зоны и других условий.
От качества посева и посадки напрямую зависит урожайность сельскохозяйственных культур. При использовании посевной техники можно достичь высокой точности в формировании гряд и равномерности внесения семян и удобрений, что дает возможность максимально приблизиться к прогнозируемой урожайности и прибыли.
Сеялки и посевные комплексы - это многофункциональное оборудование, которое используют для равномерного посева сельскохозяйственных культур. Оно помогает контролировать норму и глубину высева, обеспечивая правильное распределение семян в почве. Такие агрегаты производят ряд операций: предпосевная обработка участка, подготовка семенного ложа, высев семян, внесение удобрений, борьба с сорняками и пр.
Наметим основные тренды определяющие развитие посевной и посадочной техники:
- качественная подготовка семенного ложа и равномерная глубина заделки семян - для лучшего прорастания и развития семена должны размещаться на уплотненном слое почвы и укрываться слоем мелкокомковатой почвы; семена равномерно распределяются по площади поля на заданную (оптимальную) глубину;
- система точного высева с локальным внесением удобрений - это метод при котором семена высеваются с использованием технологий GPS, и одновременно вносятся удобрения только на те участки почвы, где есть потребность;
- автоматическая регулировка давления сошников – сошники оборудуются автоматической регулировкой давления. Данная технология позволяет поддерживать определенное давление в системе без необходимости регулировки вручную;
- одновременный высев нескольких культур - известен как смешанный посев или мультикультурное земледелие, подразумевает выращивание различных видов растений на одном участке земли. Это может быть полезным для улучшения урожайности, защиты почвы от эрозии, увеличения разнообразия и снижения риска от пагубных воздействий, таких как болезни или вредители, благодаря взаимодействию различных видов растений.
Уход за посевами включает в себя комплекс мероприятий, направленных на сведение к минимуму засоренности посевов и повреждение растений болезнями и вредителями.
Своевременная защита растений от сорняков, вредителей и болезней - залог хорошего урожая. Для этих целей применяются различные химические препараты, которые называют пестицидами или ядохимикатами. Чтобы обеспечить максимально точную, быструю и экономичную обработку посевов и насаждений на больших площадях используется специальная техника - сельскохозяйственные опрыскиватели. Данное оборудование характеризуется высокой производительностью и функциональностью, что гарантирует качественное распыление пестицидов и жидких удобрений.
Главным назначением опрыскивателя является подача жидких удобрений или ядохимикатов на обрабатываемые культуры. Количество распыляемого вещества зависит от давления в системе, типа и размера форсунок, а также скорости движения техники.
Отметим основные тренды определяющие развитие техники для ухода за посевами:
- одним из приоритетов в технологии защиты растений является оптимизация эффективности, например, за счет передних резервуарных систем, увеличенного объема баков и самоходной техники;
- чтобы сократить объемы внесения средств защиты растений, опрыскиватели могут работать еще, точнее, за счет управления камерой, мобильных рам и технологии точечного нанесения рабочего раствора;
- во всех опрыскивающих системах четко прослеживается тенденция к повышению производительности оборудования. И решающим фактором в этом являются электронные средства. Разрабатываются многочисленные решения для автономных систем;
- в рамках совершенствования технологии распыления теперь доступны системы, которые работают надежно и могут использоваться для реализации различных опций для форсунок с широтно-импульсной модуляцией.
Полив и орошение это процессы обеспечения растений водой для их роста и развития. Полив - это непосредственное нанесение воды на почву вокруг растений, в то время как орошение представляет собой более широкий процесс распределения воды по всей области, например, с помощью системы капельного орошения или спринклеров.
Причины в пользу выбора механизированных систем орошения: - системы механизированного орошения – основной способ орошения урожая в различных сферах сельского хозяйства по всему миру;
- они являются эффективным средством равномерного полива до 95%; это экономия времени и сокращение затрат на трудовые ресурсы.
Капельное орошение - инновационная методика, при которой вода поступает в почву не сверху (как обычно), а сразу в область, где находятся корни, благодаря чему растение быстро извлекает влагу. При этом подача воды производится систематически и небольшими порциями. Это позволяет урожаю созревать равномерно, при этом он получается качественным. Капельное орошение полезно и для почвы: из нее не вымываются питательные вещества.
Дождевание - данный способ максимально близок к естественному орошению, в связи, с чем пользуется особой популярностью в фермерских хозяйствах. Дождевание стало возможным благодаря использованию дождевальных машин.
Обозначим основные тренды, определяющие развитие техники для полива и орошения:
- умные системы полива - использование автоматизированных систем управления поливом, основанных на данных с сенсоров и прогнозах погоды, чтобы оптимизировать расход воды в соответствии с потребностями растений;
- технологии капельного орошения - обеспечивает более эффективное использование воды и минимизирует испарение;
- использование альтернативных источников воды - развитие технологий для использования альтернативных источников воды, таких как повторное использование сточных вод или осадков для орошения;
- интеграция IoT - применение технологий Интернета вещей (IoT) для мониторинга и управления системами полива удаленно через смартфоны или компьютеры;
- развитие устойчивых методов орошения - интерес к методам, учитывающим устойчивость окружающей среды, таким как системы сбора дождевой воды, использование пересыхающих растений для уменьшения потребности в поливе.
Эти тенденции в технике для полива и орошения направлены на более эффективное использование воды, снижение затрат и воздействия на окружающую среду.
Оптимизация минеральных и органических компонентов в почве – ключевая задача в целях повышения продуктивности урожая. Ежегодно сельскохозяйственными культурами поглощается из почвы большое количество полезных элементов. Не допустить нехватку необходимых для роста и развития веществ позволит использование удобрений.
В промышленных масштабах вручную заниматься внесением удобрений в почву слишком затратно и отнимает много времени. Именно из-за этого были созданы специальные машины, которые быстро и качественно могут вносить удобрения в почву. Некоторые из них используются для подкормки грунта органическими веществами, а другие в качестве средства механизации, которое может значительно облегчить внесение удобрений.
Машины, которые вносят удобрения, созданы для того, чтобы заменить человеческий ручной труд при проведении данных работ. Минералы вносятся при помощи сеялок и разбрасывателей. Также используются механизмы для внесения удобрений жидкой консистенции. Их принято считать максимально эффективными в сравнении с машинами для внесения твердых удобрений.
Отметим основные тренды определяющие развитие техники для внесения удобрений:
- дифференцированное внесение удобрений - на разные участки поля вносят разное количество удобрений;
- распределение удобрений на поле зависит от планируемой урожайности, плодородия почвы и факторов, которые на него влияют;
- технология точного внесения жидких удобрений в почву – жидкие удобрения вносятся в почву точечно в виде инъекций на нужную глубину при мульчировании и прямом посеве с помощью мультиинжектора, который снабжается двумя консолями с инъекционными колесами.
Уборка урожая важный этап сельскохозяйственных работ, направленный на сбор созревшего урожая с полей. Жатки - это один из наиболее важных элементов сельскохозяйственной техники, предназначенной для скашивания и сбора различных культур растений.
В мировой практике при раздельной уборке урожая применяется комплекс машин, состоящий из производительной самоходной жатки и комбайна, используемого для подбора и обмолота валков. Наметим основные тренды определяющие развитие уборочной техники:
- построение карт влажности и урожайности – установка на комбайн датчиков для определения влажности и измерения урожайности;
- ленточные режущие системы – использование данных систем на жатках для адаптирования их к различным условиям;
- увеличение удельной мощности зерноуборочных комбайнов и их автоматизация – применение более эффективных двигателей, оптимизацию систем жатки, использование сенсоров и искусственного интеллекта для автоматизации процесса уборки и увеличения производительности. Автоматизированные системы управления в зерноуборочных комбайнах включают в себя использование датчиков, GPS, искусственного интеллекта и программного обеспечения для оптимизации работы комбайна. Они позволяют автоматически контролировать процессы, такие как навигация, уборка, распределение нагрузки на машины и другие аспекты, увеличивая эффективность и точность работы комбайна. Послеуборочная обработка урожая в значительной степени определяет его качество. Технология послеуборочной обработки должна выбираться в зависимости от обрабатываемой культуры, а также от начальной влажности, засоренности и состава сорняков.
Послеуборочная обработка зерна и его последующее хранение являются одними из самых важных этапов в отрасли производства зерна. Если послеуборочная обработка зерна проводится не вовремя или без соблюдения технологических требований, то происходит потеря больше 20% урожая. Обработку зерна перед закладкой на хранение лучше всего производить на специальном зерноочистительном комплексе, который должен иметь приемное отделение, зерноочистительное отделение, сушильное отделение, отделение временного хранения зерна (для хозяйств, хранящих большие объемы зерновых). После уборки зерна и доставки его к месту временного хранения, его необходимо правильно обработать. Для этой цели применяются: воздушно решетчатые машины – осуществляют очистку и сортировку зерна; специальные машины – используются для отделения примесей, которые невозможно убрать при использовании воздушно-решетчатых механизмов; зерносушилки – применяются для удаления лишней влаги.
В технике и оборудовании для послеуборочной обработки выделяют следующие основные тренды, определяющие его развитие:
- автоматизация и роботизация - рост спроса на автоматизированные системы для обработки, сортировки и упаковки урожая;
- роботизированные решения улучшают эффективность и снижают затраты на рабочую силу;
- использование ИИ и машинного обучения - технологии ИИ применяются для сортировки продуктов по качеству, размеру и состоянию, что помогает оптимизировать процессы обработки;
- интеграция цифровых платформ и IoT - системы управления для отслеживания, контроля качества и улучшения производственных процессов через сети Интернета вещей (IoT).
Для возделывания некоторых видов культур в сельском хозяйстве используют технику специального назначения. Сюда относят техника для возделывания риса, сахарной свеклы, картофеля, хлопка. Данные культуры важны для потребления, пищевой и легкой промышленности.
Для возделывания некоторых видов культур в сельском хозяйстве используют технику специального назначения. К такому типу машин и механизмов относятся:
- свекловичная сеялка – применяется для высева калиброванных семян с определенной плотностью и одновременным внесением минеральных удобрений;
- ботвоуборочная машина – техника нужна для скашивания ботвы сахарной свеклы. Может оснащаться прицепом для сбора зеленной массы;
- свеклоуборочный комбайн – самоходная установка, используемая для уборки сахарной свеклы. Устройство самостоятельно подкапывает корни, извлекает их и очищает от земли;
- свеклопогрузчик – оборудование, предназначенное для погрузки сахарной свеклы из валков в технику для перевозки; - льняная жатка – специальная машина для уборки льна;
- подборщик тресты – машина, предназначенная для подбора льняной соломы с последующим вязанием из нее снопов; - льномолотилка – специальная машина для очистки льняного семени;
- рисоуборочный комбайн – специальная машина на гусеничном ходу, применяемая для уборки риса. Современная техника в сельском хозяйстве используется и в хлопководческой сфере. Для выращивания этой культуры применяются специальные трактора, культиваторы и уборочные машины. Основной особенностью такой техники является большой дорожный просвет, который может достигать полутора метров.
В специальной технике для возделывания определенных культур выделяют следующие основные тренды, определяющие его развитие. Оптико электронные системы сортировки – сортировка картофеля по ширине клубня, его длине и форме. Раздельная регулировка - в случае комбинированных агрегатов, состоящих из оборудования для подготовки почвы, посадки и окучивания, раздельная регулировка облегчает адаптацию к изменяющимся условиям эксплуатации. Термическое сжигание и электрическое подсушивание ботвы - представляют собой методы обработки остатков растительного материала после уборки урожая. Термическое сжигание включает в себя процесс сжигания ботвы для уменьшения объема остатков и воздействия на биомассу. Электрическое подсушивание использует тепло от электричества для удаления излишней влаги из ботвы, что может ускорить процесс её разложения или использоваться в качестве источника топлива или в кормовой промышленности. Самоходный свеклоуборочный комбайн с бункером - обычно 6- и 9-рядный, часто 12-рядный - является стандартом для уборки свеклы. Все производители работают над детальными усовершенствованиями, уделяя особое внимание снижению веса транспортных средств, увеличению срока службы изнашиваемых деталей и снижению затрат. Поддержка телеметрии и интегрированные системы взвешивания оптимизируют технологическую цепочку, служат для обеспечения мониторинга и оказания помощи в техническом обслуживании и сервисе.
В ходе исследования были рассмотрены материалы о научно технологическом состоянии сельскохозяйственного машиностроения, данные о реализованных проектах и программах с использованием средств государственного бюджета, информации патентного агентства РК и из них выделены приоритетные технические разработки (продукты):
Налажено производство на базе ТОО «Костанайский агромеханический завод»:
- Культиватор КГС-8 «Тулпар» - для поверхностной обработки стерни или основной обработки почвы на глубину до 35 см. Конструкционной особенностью обеспечена высокая проходимость агрегата, рабочая ширина от 7,5 м;
- Борона цепная БЦГ-12 «Тарлан» - борона предназначена для ранневесеннего боронования на стерневых и чистых фонах с целью рыхления поверхностного слоя и сохранения влаги в почве, разрушения почвенной корки, равномерного распределения пожнивных остатков и выравнивания поверхности поля. Обеспечивает требуемое качество работы при влажности почвы до 25%. Вес рабочих органов и удельная нагрузка на каждый зуб позволяет бороне обеспечивать соответствующую агротребованиям глубину обработки 4-5 см при твердости почвы до 1,0 МПа и качественно выполнять технологический процесс ранневесеннего боронования на полях с почвами любого механического состава;
- Борона зубовая шлейфовая - применяется в почвозащитных энергосберегающих и влагосберегающих технологиях растениеводства. Агрегат предназначен для выравнивания и разрыхления верхнего слоя почвы, для уменьшения испарения влаги пахотным слоем, уничтожения сорняков в начальной фазе развития, предпосевной обработки, заделки минеральных удобрений, высеянных разбросанным способом;
- Борона гидрофицированная дисковая складная БГДС-8,4 - используется на трудных почвах для разрушения крупных комьев земли. Производится подготовка почвы к посадке одно или многолетних сельскохозяйственных культур; выравнивание и перемешивание поверхностных слоев почвы на участке; закрытие влаги в глубоких слоях почвы для предотвращения ее пересыхания; уничтожение и измельчение сорняков и их растительных остатков в верхних слоях почвы; заделка измельченных остатков сорняков вглубь почвы;
- Плоскорез-глубокорыхлитель прицепной ПГП-7 «Барыс» - предназначен для безотвального глубокого рыхления и культивации почвы на глубину 15-30 см с сохранением на поверхности стерни зерновых колосовых культур. Данные агрегаты используются на глубоком рыхлении полупара и глубоком безотвальном рыхлении зяби под пропашные культуры;
- Плуг чизельный ПЧ 4,5 «Найза - предназначен для рыхления почвы по отвальным и безотвальным фонам с углублением пахотного горизонта, безотвальной обработки вместо зяблевой и весенней пахоты, глубокого рыхления на склонах и паровых полях, не засоренных камнями, плитняком и другими препятствиями, с удельным сопротивлением до 0,12 МПа (1.2кг/см2), твердостью до 4МПа (40кг/см2) и влажностью до 22%. Для дополнительного рыхления почвы и выравнивания поверхности плуг оборудован катком. После обработки чизельным плугом по среднему слою на глубине до 30 см создается эффект щелевания, а нижние слои до 45 см взрыхлены и частично сдвинуты. При этом уничтожается плужная подошва, создаются благоприятные условия для осенне-зимнего накопления влаги; - Каток кольчато-шпоровый ККШМ-1 - агрегат используется для прикатывания после посева, уплотнения верхнего слоя почвы, обеспечения хорошего контакта семян с почвой, что увеличивает подток влаги из нижних горизонтов и способствует быстрому прорастанию семян. Производительность за час основного времени 33га/ч;
- Борона мотыга-ротационная 6.1 - применяется для довсходового и послевсходового боронования посевов с/х культур (зерновых, пропашных, технических) с целью поверхностного рыхления и аэрации почвы, уничтожение нитевидных всходов сорняков.
Научно-технические разработки НАО КазАТИУ им. С.Сейфуллина, которые прошли полевые и производственные испытания и имеют внедрение в производство:
- Сеялки для посева с одновременным внесением минеральных удобрений - в процессе реализации проекта разработан и создан экспериментальный образец сеялки для посева с одновременным внесением минеральных удобрений при влагоресурсосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Определены все конструктивные и технологические параметры центральной высевающей системы и заделывающей части. Инновационность - новизна конструкции экспериментального образца защищена инновационным патентом РК № 26826 «Пневматическая сеялка» от 15.05.2013 г. бюл.№5. Конкурентоспособность - экспериментальный образец сеялки по техническим характеристикам не уступает зарубежным посевным комплексам с шириной захвата 8,20 м, основное преимущество заключается в том, что в сеялка имеет стоимость в 2 раза дешевле зарубежных аналогов;
- Культиватор-удобритель - разработанное техническое средство за счет автоматизированной туковысевающей системы и трехступенчатого заделывающего рабочего органа позволяет автоматический менять дозу удобрений в зависимости от содержания их в почве и внутрипочвенно послойно внести дифференцированную дозу удобрений на глубины 6-8, 12-14 и 18-20 см. При этом фосфорные удобрения располагаются горизонтальной лентой ближе к семенам во влажном слое почвы, очаги азотных удобрений расположатся на разных глубинах, что позволит корням растений получить необходимое минеральное питание в разные вегетационные периоды.;
- Сеялка прямого посева с комбинированными сошниками - разработаны два варианта сеялки с комбинированными сошниками. Первый вариант: сошники на сеялке установлены, в три ряда, причем, на первом и третьем рядах установлены чизельные, а на втором дисковые сошники. Второй вариант: сошники на сеялке установлены, в три ряда, причем, на первом и третьем рядах установлены лаповые, а на втором дисковые сошники. Проведенные хозяйственные испытания показали, прирост урожая на участках засеянных сеялками с комбинированными сошниками составляет от 0,67 ц/га до 1,72 ц/га (3,5% и 12,7%); тяговое сопротивление по сравнению с серийной сеялкой ниже на 1,83-2,5 раза. Экономический эффект получен за счет снижения тягового сопротивления сеялки (снижение расхода на горючесмазочных материалов) и повышения урожайности культуры.
Выращивание культурных растений предполагает проведение ряда действий с целью произрастания и ухода за растениями сельскохозяйственного значения. Которое включает: - подготовку почвы - определение оптимального состояния почвы для конкретных культур, обработка, удобрение и улучшение почвы для обеспечения благоприятной среды для роста растений; - посев или посадка - размещение семян или саженцев в почве в соответствии с оптимальными требованиями для каждого вида культуры;
- уход за растениями - включает полив, удобрение, защиту от болезней и вредителей, прополку, обрезку и любые другие необходимые меры для обеспечения оптимального роста и развития растений; - сбор урожая - этап сбора, обработки и хранения собранного урожая.
Выращивание культурных растений - это комплекс процессов, нацеленных на получение максимального урожая высокого качества, учитывая потребности растений, местные условия и требования рынка. Подготовка почвы включает:
- оценку почвы - определение её типа, структуры, плодородия и уровня кислотности (pH), что позволяет определить необходимые меры для улучшения качества почвы;
- определение целей обработки - учитывая тип выращиваемых культур, необходимо решить, какие меры обработки будут применены - пахота, вспашка, культивация и т.д.;
- механическая обработка - включает пахоту, боронование, вспашку, культивацию или другие методы, чтобы разрыхлить почву, улучшить её структуру, убрать сорняки и предоставить оптимальные условия для роста растений; удобрение - внесение необходимых питательных веществ в почву, в том числе органических или минеральных удобрений, чтобы обогатить почву и обеспечить растения необходимыми элементами для роста;
- увлажнение почвы - в зависимости от области и погоды, может включать полив для создания оптимального уровня влажности.
Подготовка почвы - важный этап, определяющий успешность последующего выращивания растений и урожайность.
Для эффективного и продуктивного развития растениеводства необходимы различные инновации, включая механизацию. Механизация сельского хозяйства – это применение технических средств и машин в сельском хозяйстве с целью автоматизации и упрощения трудоемких процессов. Современные сельскохозяйственные машины способны заменить множество рабочих, что особенно важно в условиях недостатка рабочей силы или в периоды повышенной загруженности. Одним из основных преимуществ механизации сельского хозяйства является увеличение производительности труда. Машины позволяют выполнять большой объем работы за короткое время. Это позволяет повысить объем производства сельскохозяйственной продукции и удовлетворить спрос на нее. Еще одним преимуществом механизации является увеличение точности и качества выполнения сельскохозяйственных операций. Машины и оборудование позволяют выполнять задачи более точно, минимизируя ошибки и снижая риски возникновения повреждений культур. Механизация также позволяет выполнять работы в более оптимальные сроки, что особенно важно в условиях ограниченного сезонного времени.
Опыт Венгрии, Болгарии, Польши, Японии, США и Голландии свидетельствует, что техническая оснащенность производства позволяет мелким хозяйствам достигнуть высокой эффективности. Благодаря широкой механизации сельскохозяйственных работ американские фермеры увеличивают размеры своих хозяйств, повышают производительность труда. Составляя менее двух процентов от общей численности населения, они производят столько продукции, что не только кормят своих соотечественников, но и обеспечивают экспорт сельскохозяйственной продукции.
Учитывая востребованную сельскохозяйственную технику для растениеводства, выделим следующие группы продуктов:
- техника для предпосевной обработки почвы;
- посевная и посадочная техника;
- техника для ухода за посевами;
- техника для полива и орошения;
- техника для внесения удобрений;
- уборочная техника;
- техника и оборудование для послеуборочной обработки;
- специальная техника для возделывания определенных культур.
Потребность в технике для основной и предпосевной обработки почвы обусловлена несколькими факторами:
- увеличение производительности - техника для основной и предпосевной обработки позволяет увеличить производительность труда, сократить временные затраты на обработку почвы и повысить эффективность процессов;
- улучшение качества почвы - правильная обработка почвы помогает улучшить её структуру, воздухообмен, увеличить плодородие и способствует более эффективному внесению удобрений;
- уменьшение риска болезней и сорняков - обработка почвы помогает уменьшить количество сорняков и болезней, что в свою очередь способствует более успешному росту культур;
- экономия ресурсов - использование техники для обработки почвы позволяет сократить использование воды, топлива, удобрений и других ресурсов, что способствует экономии сельскохозяйственных затрат;
- повышение урожайности - хорошо обработанная почва обеспечивает лучшее всасывание влаги, питательных веществ и кислорода, что прямо влияет на урожайность.
Техника для основной и предпосевной обработки почвы становится важным инструментом в повышении эффективности сельского хозяйства, оптимизации ресурсов и увеличении урожайности.
Обозначим основные тренды, определяющие развитие техники для основной и предпосевной обработки почвы:
- модернизация конструкции сельскохозяйственной техники для механической обработки почвы - производство плугов, борон и другой техники для основной и предпосевной обработки с высокими показателями качества выполняемых операций, производительности и эффективности, направленных на минимизацию повреждения структуры почвы и увеличение ее плодородия;
- интеграция сенсоров и аналитики - использование сенсоров и аналитики данных для оценки состояния почвы и ее состава, позволяющее точнее настраивать процессы обработки;
- применение технологий сохранения влаги - разработка техники предусматривающей сохранение влаги в почве, которая включает в себя мульчирование и улучшенные системы полива;
- устойчивые методы обработки почвы - включают методы нулевой обработки, которая минимизирует воздействие на экосистему.
Эти тенденции призваны улучшить эффективность обработки почвы, уменьшить негативное воздействие на окружающую среду и повысить урожайность через производительные способы обработки почвы. Посев (посадка) - размещение семян, зерновок, клубней или рассады по площади поля на определенную глубину с учетом обеспечения растений оптимальной площадью питания. Посев должен обеспечить равномерное распределение семян по площади поля и в почве с учетом глубины для создания благоприятных условий прорастания и появления дружных всходов, хорошей освещенности растений и возможности механизированного ухода.
Основные требования к посеву:
- использование районированных сортов;
- применение семян высоких репродукций с лучшими сортовыми и посевными качествами;
- соблюдение оптимальных норм высева, глубины и сроков посева;
- выбор способа посева с учетом вида культуры, увлажненности зоны и других условий.
От качества посева и посадки напрямую зависит урожайность сельскохозяйственных культур. При использовании посевной техники можно достичь высокой точности в формировании гряд и равномерности внесения семян и удобрений, что дает возможность максимально приблизиться к прогнозируемой урожайности и прибыли.
Сеялки и посевные комплексы - это многофункциональное оборудование, которое используют для равномерного посева сельскохозяйственных культур. Оно помогает контролировать норму и глубину высева, обеспечивая правильное распределение семян в почве. Такие агрегаты производят ряд операций: предпосевная обработка участка, подготовка семенного ложа, высев семян, внесение удобрений, борьба с сорняками и пр.
Наметим основные тренды определяющие развитие посевной и посадочной техники:
- качественная подготовка семенного ложа и равномерная глубина заделки семян - для лучшего прорастания и развития семена должны размещаться на уплотненном слое почвы и укрываться слоем мелкокомковатой почвы; семена равномерно распределяются по площади поля на заданную (оптимальную) глубину;
- система точного высева с локальным внесением удобрений - это метод при котором семена высеваются с использованием технологий GPS, и одновременно вносятся удобрения только на те участки почвы, где есть потребность;
- автоматическая регулировка давления сошников – сошники оборудуются автоматической регулировкой давления. Данная технология позволяет поддерживать определенное давление в системе без необходимости регулировки вручную;
- одновременный высев нескольких культур - известен как смешанный посев или мультикультурное земледелие, подразумевает выращивание различных видов растений на одном участке земли. Это может быть полезным для улучшения урожайности, защиты почвы от эрозии, увеличения разнообразия и снижения риска от пагубных воздействий, таких как болезни или вредители, благодаря взаимодействию различных видов растений.
Уход за посевами включает в себя комплекс мероприятий, направленных на сведение к минимуму засоренности посевов и повреждение растений болезнями и вредителями.
Своевременная защита растений от сорняков, вредителей и болезней - залог хорошего урожая. Для этих целей применяются различные химические препараты, которые называют пестицидами или ядохимикатами. Чтобы обеспечить максимально точную, быструю и экономичную обработку посевов и насаждений на больших площадях используется специальная техника - сельскохозяйственные опрыскиватели. Данное оборудование характеризуется высокой производительностью и функциональностью, что гарантирует качественное распыление пестицидов и жидких удобрений.
Главным назначением опрыскивателя является подача жидких удобрений или ядохимикатов на обрабатываемые культуры. Количество распыляемого вещества зависит от давления в системе, типа и размера форсунок, а также скорости движения техники.
Отметим основные тренды определяющие развитие техники для ухода за посевами:
- одним из приоритетов в технологии защиты растений является оптимизация эффективности, например, за счет передних резервуарных систем, увеличенного объема баков и самоходной техники;
- чтобы сократить объемы внесения средств защиты растений, опрыскиватели могут работать еще, точнее, за счет управления камерой, мобильных рам и технологии точечного нанесения рабочего раствора;
- во всех опрыскивающих системах четко прослеживается тенденция к повышению производительности оборудования. И решающим фактором в этом являются электронные средства. Разрабатываются многочисленные решения для автономных систем;
- в рамках совершенствования технологии распыления теперь доступны системы, которые работают надежно и могут использоваться для реализации различных опций для форсунок с широтно-импульсной модуляцией.
Полив и орошение это процессы обеспечения растений водой для их роста и развития. Полив - это непосредственное нанесение воды на почву вокруг растений, в то время как орошение представляет собой более широкий процесс распределения воды по всей области, например, с помощью системы капельного орошения или спринклеров.
Причины в пользу выбора механизированных систем орошения: - системы механизированного орошения – основной способ орошения урожая в различных сферах сельского хозяйства по всему миру;
- они являются эффективным средством равномерного полива до 95%; это экономия времени и сокращение затрат на трудовые ресурсы.
Капельное орошение - инновационная методика, при которой вода поступает в почву не сверху (как обычно), а сразу в область, где находятся корни, благодаря чему растение быстро извлекает влагу. При этом подача воды производится систематически и небольшими порциями. Это позволяет урожаю созревать равномерно, при этом он получается качественным. Капельное орошение полезно и для почвы: из нее не вымываются питательные вещества.
Дождевание - данный способ максимально близок к естественному орошению, в связи, с чем пользуется особой популярностью в фермерских хозяйствах. Дождевание стало возможным благодаря использованию дождевальных машин.
Обозначим основные тренды, определяющие развитие техники для полива и орошения:
- умные системы полива - использование автоматизированных систем управления поливом, основанных на данных с сенсоров и прогнозах погоды, чтобы оптимизировать расход воды в соответствии с потребностями растений;
- технологии капельного орошения - обеспечивает более эффективное использование воды и минимизирует испарение;
- использование альтернативных источников воды - развитие технологий для использования альтернативных источников воды, таких как повторное использование сточных вод или осадков для орошения;
- интеграция IoT - применение технологий Интернета вещей (IoT) для мониторинга и управления системами полива удаленно через смартфоны или компьютеры;
- развитие устойчивых методов орошения - интерес к методам, учитывающим устойчивость окружающей среды, таким как системы сбора дождевой воды, использование пересыхающих растений для уменьшения потребности в поливе.
Эти тенденции в технике для полива и орошения направлены на более эффективное использование воды, снижение затрат и воздействия на окружающую среду.
Оптимизация минеральных и органических компонентов в почве – ключевая задача в целях повышения продуктивности урожая. Ежегодно сельскохозяйственными культурами поглощается из почвы большое количество полезных элементов. Не допустить нехватку необходимых для роста и развития веществ позволит использование удобрений.
В промышленных масштабах вручную заниматься внесением удобрений в почву слишком затратно и отнимает много времени. Именно из-за этого были созданы специальные машины, которые быстро и качественно могут вносить удобрения в почву. Некоторые из них используются для подкормки грунта органическими веществами, а другие в качестве средства механизации, которое может значительно облегчить внесение удобрений.
Машины, которые вносят удобрения, созданы для того, чтобы заменить человеческий ручной труд при проведении данных работ. Минералы вносятся при помощи сеялок и разбрасывателей. Также используются механизмы для внесения удобрений жидкой консистенции. Их принято считать максимально эффективными в сравнении с машинами для внесения твердых удобрений.
Отметим основные тренды определяющие развитие техники для внесения удобрений:
- дифференцированное внесение удобрений - на разные участки поля вносят разное количество удобрений;
- распределение удобрений на поле зависит от планируемой урожайности, плодородия почвы и факторов, которые на него влияют;
- технология точного внесения жидких удобрений в почву – жидкие удобрения вносятся в почву точечно в виде инъекций на нужную глубину при мульчировании и прямом посеве с помощью мультиинжектора, который снабжается двумя консолями с инъекционными колесами.
Уборка урожая важный этап сельскохозяйственных работ, направленный на сбор созревшего урожая с полей. Жатки - это один из наиболее важных элементов сельскохозяйственной техники, предназначенной для скашивания и сбора различных культур растений.
В мировой практике при раздельной уборке урожая применяется комплекс машин, состоящий из производительной самоходной жатки и комбайна, используемого для подбора и обмолота валков. Наметим основные тренды определяющие развитие уборочной техники:
- построение карт влажности и урожайности – установка на комбайн датчиков для определения влажности и измерения урожайности;
- ленточные режущие системы – использование данных систем на жатках для адаптирования их к различным условиям;
- увеличение удельной мощности зерноуборочных комбайнов и их автоматизация – применение более эффективных двигателей, оптимизацию систем жатки, использование сенсоров и искусственного интеллекта для автоматизации процесса уборки и увеличения производительности. Автоматизированные системы управления в зерноуборочных комбайнах включают в себя использование датчиков, GPS, искусственного интеллекта и программного обеспечения для оптимизации работы комбайна. Они позволяют автоматически контролировать процессы, такие как навигация, уборка, распределение нагрузки на машины и другие аспекты, увеличивая эффективность и точность работы комбайна. Послеуборочная обработка урожая в значительной степени определяет его качество. Технология послеуборочной обработки должна выбираться в зависимости от обрабатываемой культуры, а также от начальной влажности, засоренности и состава сорняков.
Послеуборочная обработка зерна и его последующее хранение являются одними из самых важных этапов в отрасли производства зерна. Если послеуборочная обработка зерна проводится не вовремя или без соблюдения технологических требований, то происходит потеря больше 20% урожая. Обработку зерна перед закладкой на хранение лучше всего производить на специальном зерноочистительном комплексе, который должен иметь приемное отделение, зерноочистительное отделение, сушильное отделение, отделение временного хранения зерна (для хозяйств, хранящих большие объемы зерновых). После уборки зерна и доставки его к месту временного хранения, его необходимо правильно обработать. Для этой цели применяются: воздушно решетчатые машины – осуществляют очистку и сортировку зерна; специальные машины – используются для отделения примесей, которые невозможно убрать при использовании воздушно-решетчатых механизмов; зерносушилки – применяются для удаления лишней влаги.
В технике и оборудовании для послеуборочной обработки выделяют следующие основные тренды, определяющие его развитие:
- автоматизация и роботизация - рост спроса на автоматизированные системы для обработки, сортировки и упаковки урожая;
- роботизированные решения улучшают эффективность и снижают затраты на рабочую силу;
- использование ИИ и машинного обучения - технологии ИИ применяются для сортировки продуктов по качеству, размеру и состоянию, что помогает оптимизировать процессы обработки;
- интеграция цифровых платформ и IoT - системы управления для отслеживания, контроля качества и улучшения производственных процессов через сети Интернета вещей (IoT).
Для возделывания некоторых видов культур в сельском хозяйстве используют технику специального назначения. Сюда относят техника для возделывания риса, сахарной свеклы, картофеля, хлопка. Данные культуры важны для потребления, пищевой и легкой промышленности.
Для возделывания некоторых видов культур в сельском хозяйстве используют технику специального назначения. К такому типу машин и механизмов относятся:
- свекловичная сеялка – применяется для высева калиброванных семян с определенной плотностью и одновременным внесением минеральных удобрений;
- ботвоуборочная машина – техника нужна для скашивания ботвы сахарной свеклы. Может оснащаться прицепом для сбора зеленной массы;
- свеклоуборочный комбайн – самоходная установка, используемая для уборки сахарной свеклы. Устройство самостоятельно подкапывает корни, извлекает их и очищает от земли;
- свеклопогрузчик – оборудование, предназначенное для погрузки сахарной свеклы из валков в технику для перевозки; - льняная жатка – специальная машина для уборки льна;
- подборщик тресты – машина, предназначенная для подбора льняной соломы с последующим вязанием из нее снопов; - льномолотилка – специальная машина для очистки льняного семени;
- рисоуборочный комбайн – специальная машина на гусеничном ходу, применяемая для уборки риса. Современная техника в сельском хозяйстве используется и в хлопководческой сфере. Для выращивания этой культуры применяются специальные трактора, культиваторы и уборочные машины. Основной особенностью такой техники является большой дорожный просвет, который может достигать полутора метров.
В специальной технике для возделывания определенных культур выделяют следующие основные тренды, определяющие его развитие. Оптико электронные системы сортировки – сортировка картофеля по ширине клубня, его длине и форме. Раздельная регулировка - в случае комбинированных агрегатов, состоящих из оборудования для подготовки почвы, посадки и окучивания, раздельная регулировка облегчает адаптацию к изменяющимся условиям эксплуатации. Термическое сжигание и электрическое подсушивание ботвы - представляют собой методы обработки остатков растительного материала после уборки урожая. Термическое сжигание включает в себя процесс сжигания ботвы для уменьшения объема остатков и воздействия на биомассу. Электрическое подсушивание использует тепло от электричества для удаления излишней влаги из ботвы, что может ускорить процесс её разложения или использоваться в качестве источника топлива или в кормовой промышленности. Самоходный свеклоуборочный комбайн с бункером - обычно 6- и 9-рядный, часто 12-рядный - является стандартом для уборки свеклы. Все производители работают над детальными усовершенствованиями, уделяя особое внимание снижению веса транспортных средств, увеличению срока службы изнашиваемых деталей и снижению затрат. Поддержка телеметрии и интегрированные системы взвешивания оптимизируют технологическую цепочку, служат для обеспечения мониторинга и оказания помощи в техническом обслуживании и сервисе.
В ходе исследования были рассмотрены материалы о научно технологическом состоянии сельскохозяйственного машиностроения, данные о реализованных проектах и программах с использованием средств государственного бюджета, информации патентного агентства РК и из них выделены приоритетные технические разработки (продукты):
Налажено производство на базе ТОО «Костанайский агромеханический завод»:
- Культиватор КГС-8 «Тулпар» - для поверхностной обработки стерни или основной обработки почвы на глубину до 35 см. Конструкционной особенностью обеспечена высокая проходимость агрегата, рабочая ширина от 7,5 м;
- Борона цепная БЦГ-12 «Тарлан» - борона предназначена для ранневесеннего боронования на стерневых и чистых фонах с целью рыхления поверхностного слоя и сохранения влаги в почве, разрушения почвенной корки, равномерного распределения пожнивных остатков и выравнивания поверхности поля. Обеспечивает требуемое качество работы при влажности почвы до 25%. Вес рабочих органов и удельная нагрузка на каждый зуб позволяет бороне обеспечивать соответствующую агротребованиям глубину обработки 4-5 см при твердости почвы до 1,0 МПа и качественно выполнять технологический процесс ранневесеннего боронования на полях с почвами любого механического состава;
- Борона зубовая шлейфовая - применяется в почвозащитных энергосберегающих и влагосберегающих технологиях растениеводства. Агрегат предназначен для выравнивания и разрыхления верхнего слоя почвы, для уменьшения испарения влаги пахотным слоем, уничтожения сорняков в начальной фазе развития, предпосевной обработки, заделки минеральных удобрений, высеянных разбросанным способом;
- Борона гидрофицированная дисковая складная БГДС-8,4 - используется на трудных почвах для разрушения крупных комьев земли. Производится подготовка почвы к посадке одно или многолетних сельскохозяйственных культур; выравнивание и перемешивание поверхностных слоев почвы на участке; закрытие влаги в глубоких слоях почвы для предотвращения ее пересыхания; уничтожение и измельчение сорняков и их растительных остатков в верхних слоях почвы; заделка измельченных остатков сорняков вглубь почвы;
- Плоскорез-глубокорыхлитель прицепной ПГП-7 «Барыс» - предназначен для безотвального глубокого рыхления и культивации почвы на глубину 15-30 см с сохранением на поверхности стерни зерновых колосовых культур. Данные агрегаты используются на глубоком рыхлении полупара и глубоком безотвальном рыхлении зяби под пропашные культуры;
- Плуг чизельный ПЧ 4,5 «Найза - предназначен для рыхления почвы по отвальным и безотвальным фонам с углублением пахотного горизонта, безотвальной обработки вместо зяблевой и весенней пахоты, глубокого рыхления на склонах и паровых полях, не засоренных камнями, плитняком и другими препятствиями, с удельным сопротивлением до 0,12 МПа (1.2кг/см2), твердостью до 4МПа (40кг/см2) и влажностью до 22%. Для дополнительного рыхления почвы и выравнивания поверхности плуг оборудован катком. После обработки чизельным плугом по среднему слою на глубине до 30 см создается эффект щелевания, а нижние слои до 45 см взрыхлены и частично сдвинуты. При этом уничтожается плужная подошва, создаются благоприятные условия для осенне-зимнего накопления влаги; - Каток кольчато-шпоровый ККШМ-1 - агрегат используется для прикатывания после посева, уплотнения верхнего слоя почвы, обеспечения хорошего контакта семян с почвой, что увеличивает подток влаги из нижних горизонтов и способствует быстрому прорастанию семян. Производительность за час основного времени 33га/ч;
- Борона мотыга-ротационная 6.1 - применяется для довсходового и послевсходового боронования посевов с/х культур (зерновых, пропашных, технических) с целью поверхностного рыхления и аэрации почвы, уничтожение нитевидных всходов сорняков.
Научно-технические разработки НАО КазАТИУ им. С.Сейфуллина, которые прошли полевые и производственные испытания и имеют внедрение в производство:
- Сеялки для посева с одновременным внесением минеральных удобрений - в процессе реализации проекта разработан и создан экспериментальный образец сеялки для посева с одновременным внесением минеральных удобрений при влагоресурсосберегающей технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Определены все конструктивные и технологические параметры центральной высевающей системы и заделывающей части. Инновационность - новизна конструкции экспериментального образца защищена инновационным патентом РК № 26826 «Пневматическая сеялка» от 15.05.2013 г. бюл.№5. Конкурентоспособность - экспериментальный образец сеялки по техническим характеристикам не уступает зарубежным посевным комплексам с шириной захвата 8,20 м, основное преимущество заключается в том, что в сеялка имеет стоимость в 2 раза дешевле зарубежных аналогов;
- Культиватор-удобритель - разработанное техническое средство за счет автоматизированной туковысевающей системы и трехступенчатого заделывающего рабочего органа позволяет автоматический менять дозу удобрений в зависимости от содержания их в почве и внутрипочвенно послойно внести дифференцированную дозу удобрений на глубины 6-8, 12-14 и 18-20 см. При этом фосфорные удобрения располагаются горизонтальной лентой ближе к семенам во влажном слое почвы, очаги азотных удобрений расположатся на разных глубинах, что позволит корням растений получить необходимое минеральное питание в разные вегетационные периоды.;
- Сеялка прямого посева с комбинированными сошниками - разработаны два варианта сеялки с комбинированными сошниками. Первый вариант: сошники на сеялке установлены, в три ряда, причем, на первом и третьем рядах установлены чизельные, а на втором дисковые сошники. Второй вариант: сошники на сеялке установлены, в три ряда, причем, на первом и третьем рядах установлены лаповые, а на втором дисковые сошники. Проведенные хозяйственные испытания показали, прирост урожая на участках засеянных сеялками с комбинированными сошниками составляет от 0,67 ц/га до 1,72 ц/га (3,5% и 12,7%); тяговое сопротивление по сравнению с серийной сеялкой ниже на 1,83-2,5 раза. Экономический эффект получен за счет снижения тягового сопротивления сеялки (снижение расхода на горючесмазочных материалов) и повышения урожайности культуры.