X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Через несколько десятилетий сельскому хозяйству придется накормить более девяти миллиардов человек. Современные сельскохозяйственные технологии являются ключом к освоению этой огромной проблемы.

Пища является элементарной потребностью человека. Ничто не связывает семь миллиардов людей на земле больше, чем эта потребность. И никакая проблема не является более существенной, чем обеспечение человечества безопасной пищей. По своей сути, это сложная социально-экономическая задача со многими аспектами и одним основным требованием: мы должны производить гораздо больше пищи. При этом надо учитывать все более сложные климатические условия и стагнацию сельскохозяйственных площадей.

«Увеличение сельскохозяйственного производства является одним из ключей к борьбе с голодом и нищетой». Именно так формулируется продовольственная и сельскохозяйственная программа ООН. Согласно сценарию, опубликованному ООН на Всемирной встрече на высшем уровне по безопасности пищевых продуктов, к 2050 году производство продовольствия должно увеличиться примерно на 70 процентов, чтобы обеспечить безопасное размещение примерно 9 миллиардов жителей Земли.

Например, ежегодный спрос на зерно вырастет с 2,1 млрд. тонн сегодня до 3 милрд. тонн к 2050 году. Эти цифры относятся к обеспечению продовольствием людей и животных. Потенциальный спрос на производство биотоплива здесь не включен.

Встает множество проблем: рост населения, урбанизация, изменение климата, нехватка воды, разрушение почв, глобальное продовольственное снабжение. И эти проблемы обозначены не только для глобальной политики и управления, но и для тех, кто находится в самом начале пищевой цепи: фермеров. Главный вопрос здесь: как сделать из меньшего большее?

Для нас представляется значимым мнение профессора Карлхайнца Кёллера, заведующего кафедрой технологической инженерии в растениеводстве Института сельскохозяйственного машиностроения в Университете Хоэнхайма. Он утверждает, что сельскохозяйственная техника играет решающую роль: «Без дальнейшей моторизации и механизации невозможно обеспечить адекватное, ресурсоэффективное и устойчивое производство продуктов питания, кормовых и энергетических культур». [1].

Существенными факторами для будущего развития современного сельского хозяйства являются охрана почв, точное земледелие, а также электронизация, компьютеризация и энергоэффективность.

Первая, наиболее существенная задача и направление развития сельскохозяйственной техники - защита почв за счет ресурсосберегающего производства.

Пахотная земля драгоценна, только около трех процентов от общей площади поверхности земли могут использоваться в качестве пахотных земель. Значительное расширение земель затруднено, оно подлежит техническим, экономическим и биологическим ограничениям и часто противоречит экологическим целям.

Поэтому защита существующих сельскохозяйственных угодий является одной из важнейших задач. Пашня подвергается опасности эрозии, засоления, осушения и застройки вследствие урбанизации населения.

В дополнение к консервативным и хорошо проверенным методам ведения сельского хозяйства, таким как прямой высев или разумные севообороты, значительный вклад в сохранение почв могут внести также современные технологии. Например, для защиты от эрозии важен так называемый менеджмент растительных отходов и соломы. Он обеспечивает оптимальное измельчение растительных остатков и их сохранение на поверхности почвы.

Высокотехнологичное оборудование для обработки почвы распределяет это защитное мульчированное покрытие и позволяет в то же время оптимально размещать семена в почве. Датчики определяют тип уклона, почвы и посева, и программное обеспечение автоматически регулирует рабочую глубину и скорость. Оптимизированное шасси препятствует излишнему уплотнению почвы.

Второе направления развития сельскохозяйственной техники - это ее точность. Основной лозунг здесь - больше урожая посредством индивидуальной обработки.

В точном сельском хозяйстве рядовыми инструментами фермера становятся джойстик и компьютерная мышь. Точное земледелие относится к активно управляемому землепользованию с учетом индивидуальных условий хозяйствования. Качество почвы и урожайность могут варьироваться одним кликом компьютерной мышки.

На основе цифровых карт современные обрабатывающие машины способны обрабатывать, удобрять почву, делать целевой высев учитывать производительность отдельных культур при сборе урожая. Учет индивидуальных особенностей каждого конкретного посева и площади повышает производительность, оптимизирует урожайность и экономит удобрения и защитные средства.

Дальнейшими целями этого так называемого точного сельского хозяйства являются экономия операционных ресурсов, рабочего и машинного времени, а также более плавное управление операциями посредством управления данными и документацией.

Электронное управление и использование в технике электромоторов еще больше повышают точность работы. Системы управления сокращают время работы, расход топлива и износ до 90%.

Предпосылкой для точного земледелия являются такие современные технологии, кА электрогидравлические клапаны, системы GPS или стандартизованная шина данных. Технологичные машины должны оптимально использоваться и контролироваться с целью минимизации дорогостоящих затрат времени на простой и ремонт.

Современное программное обеспечение все чаще поддерживается необходимой электроникой и технологией управления. Мощное программное обеспечение для управления фермами документирует всю выполняемую работу, требуемое время и ресурсы, доходность.

Оснащение электроникой и энергоэффективность – еще одно направление развития сельхозтехники в 21 веке.

Одной из основных тем в сельскохозяйственной технике является внедрение электроники. Рабочие процессы могут быть все более автоматизированы с помощью электрогидравлических клапанов и электронных блоков управления с соответствующими датчиками. Например, повторяющиеся процессы могут быть суммированы, сохранены и вызваны нажатием одной кнопки.

Предпосылкой для этого является, среди прочего, бесперебойная связь между различными устройствами. При помощи стандартных шин ISO можно управлять через терминал различными приложениями от разных производителей. Если к трактору подключено навесное оборудование, автоматически создаются оптимальные настройки электрогидравлических клапанов.

Разумная электронизация гидравлических компонентов и их интеграция в общее управление предоставляют большие возможности для автоматизации и облегчения работы фермера и, следовательно, также более высокой производительности труда. Постоянно растущие цены на традиционные виды топлива, особенно дизельные, приводят к тому, что «топливо» в списке расходов фермера поднимается все выше и выше.

И наоборот, меры, снижающие потребление топлива, становятся все более привлекательными. В дополнение к оптимизации ходовой части, например, путем объединения или устранения отдельных операций механической обработки, также используются специфические разработки точного посева для конкретных моделей машин.

Если развитие чисто электрических тяговых приводов становится все более уверенной тенденцией в секторе легковых автомобилей, то электрический трактор остается лишь мечтой о будущем. Дизельный двигатель все еще занимает главенствующее положение и обладает большим потенциалом, равно как и гидравлическая система. Бесступенчатые трансмиссии, например, предлагают возможность использовать дизельный двигатель в оптимальном режиме. Современная технология определения нагрузки оптимизирует рабочую гидравлику, насос с переменным рабочим объемом обеспечивает только точное давление и необходимый для потребителя объемный расход. [1; 2].

Рассмотренные направления развития сельскохозяйственной техники в Германии дают возможность наметить перспективные линии разработки качественного отечественного продукта. Это имеет большое значение для совершенствования российского сельского хозяйства.

Список литературы:

Landtechnik im 21. Jahrhundert [Электронный ресурс]: Webseite Bosch Rexroth AG. - Электронные данные. – Режим доступа: https://www.boschrexroth.com/de/de/trends-und-themen/directions/agricultural-technology-in-the-21stcentury . - Загл. с экрана.

Land - und Forstmaschinen [Электронный ресурс]: Webseite Bosch Rexroth AG. - Электронные данные. – Режим доступа: https://www.boschrexroth.com/de/de/branchen/mobile-anwendungen/land-und-forstmaschinen/land-undforstmaschinen. - Загл. с экрана.

Код для цитирования: Скопировать