Какой уборочной техникой убирать казахстанский хлеб?

«Аграрный сектор» №2(60)

На 1 января 2023 года в республике насчитывалось около 38 тысяч зерноуборочных комбайнов, из которых около 57% являлись низкопроизводительными комбайнами 3-го класса. Комбайнов производства стран дальнего зарубежья имелось 18% от общего количества. В основном они были высокой производительности. Следует отметить, что более 50% от общего количества комбайнов имели срок эксплуатации более 15 лет.

Парк зерноуборочной техники в Казахстане представлен в основном комбайнами следующих стран (фирм): Российская Федерация («Россельхозмаш», Красноярский комбайновый завод), Беларусь («Гомсельмаш», «Лидагропроммаш»), США (John Deere, Challenger, Massey Ferguson, Case, New Holland), Германия (Claas, Deutz Fahr, Fend), Италия (Laverda), Финляндия (Sampo). Кроме того, в республике организованы сборочные производства (в основном белорусских и российских комбайнов).

Мы провели анализ использования зерноуборочных комбайнов в зональных условиях Казахстана.

Агротехнические требования к технологическому процессу уборки

При выполнении технологического процесса уборки у любого зерноуборочного комбайна показатели качества работы постоянно изменяются. Действующий стандарт устанавливает следующие требования к качеству выполнения уборочного процесса:

— допустимые потери за молотилкой комбайна (недомолотом, невытрясом и распылом) — 1,5%;

— допустимые потери за жаткой (или подборщиком) — 0,5%;

— засоренность бункерного зерна — не более 2%;

— дробление зерна — не более 2%.

Указанные требования к качеству работы зерноуборочного комбайна должны обеспечиваться при выполнении следующих условий:

— влажность зерна — 14–15%;

— должна быть проведена соответствующая регулировка рабочих органов комбайна;

— выбрана оптимальная скорость движения.

Следует отметить, что, кроме упомянутых требований, на качество технологического процесса уборки также оказывают влияние такие условия, как наличие подгона, засоренность поля, высота и влажность стеблестоя, ветер, рельеф и другие. Поэтому при нарушении скоростного режима, ухудшении условий уборочного процесса, несоответствующей регулировке рабочих органов в производственных условиях потери за комбайном и засоренность бункерного зерна могут многократно увеличиваться (в 2 раза и более) от допустимого показателя. В результате этого может расти доля дробленого зерна.

Пропускная способность и производительность

Важнейшим функциональным показателем зерноуборочного комбайна является его пропускная способность. Она устанавливается на испытаниях при определении качества работы комбайнов в тех или иных зональных условиях. Пропускная способность — это максимально возможное количество растительной массы (зерно + солома + полова) в килограммах, которое обмолачивается комбайном за одну секунду при соблюдении агротехнических требований качества уборочного процесса. На пропускную способность основное влияние оказывают следующие параметры комбайна: мощность двигателя, площадь сепарации (подбарабанье + соломотряс), площадь решет очистки [2]. Диапазон пропускной способности молотилки современных зерноуборочных комбайнов, применяемых в Казахстане, равен 5–12 кг/сек.

Другим важнейшим показателем зерноуборочного комбайна является его производительность — количество зерна в тоннах, намолоченного комбайном за один час основного времени в характерных зональных условиях (урожайность, влажность, соотношение массы зерна к массе соломы) при соблюдении агротехнических требований качества уборочного процесса. Основное время — это время движения комбайна в установившемся режиме в загонке на обмолоте зерна без учета времени всех возможных остановок (для выгрузки зерна, очистки рабочих органов, ремонта, обслуживания и т. д.), а также разворотов и переездов. Чтобы получить ориентировочное значение производительности за один час сменного времени, необходимо значение производительности за один час основного времени умножить на коэффициент 0,50–0,75. При высокой организации труда на уборочных работах, хорошей обеспеченности транспортом, больших размерах полей и длины гона коэффициент использования эксплуатационного времени может составлять 0,75, а в других случаях — снижаться до 0,50.

Следует также учитывать, что производительность комбайна существенно зависит от зональных условий региона, в котором этот комбайн работает. Для большинства зерносеющих регионов США, Германии, Франции характерна урожайность зерна 3–7 т/га при соотношении массы зерна к массе соломе 1:0,8–1,0. В условиях зерносеющего северного региона Казахстана средняя урожайность зерна составляет 1,0–1,5 т/га, соотношение зерна и соломы 1:1,2. Из-за различия этих показателей паспортная производительность по зерну комбайна, например, из Западной Европы, намного превышает производительность, которую этот комбайн может обеспечить в условиях северного региона Казахстана. Часто в рекламных целях производители зерноуборочных комбайнов приводят в каталогах и буклетах максимальную производительность по зерну без привязки ее к агротехническим требованиям качества уборочного процесса. Для условий большинства зерносеющих регионов России характерная в зональных условиях урожайность зерна составляет 2–6 т/га при соотношении зерновой и соломистой массы 1:1,5. Для того, чтобы упорядочить классификацию комбайнов, Межгосударственный стандарт предусматривает перерасчет полученных в зональных условиях Казахстана значений пропускной способности и производительности на соотношение зерна и соломы 1:1,5.

Классы зерноуборочных комбайнов

В зависимости от уровня пропускной способности зерноуборочные комбайны подразделяются на классы. Еще 25 лет назад типаж комбайнов (последовательно расположенный типоразмерный ряд) включал 6 классов с пропускной способностью от 1 до 12 кг/с.

Общая тенденция развития комбайностроения идет по пути увеличения пропускной способности (производительности) комбайнов, мощности двигателя, повышения качества работы зерноуборочной техники. Учитывая это, Э. В. Жалнин из Всероссийского института механизации предлагает увеличить количество применяемых классов комбайнов до 7. Следует отметить, что уже в настоящее время созданы комбайны 8-го и 9-го классов с пропускной способностью 16–18 кг/с, которые применяются на уборке хлебов урожайностью 5–7 т/га и более. В Казахстане применяются комбайны преимущественно 3-, 4-, 5- и 6-го классов.

Пропускная способность зерноуборочных комбайнов в Казахстане

Некоторые модели зерноуборочных комбайнов от 3-го до 6-го класса зарубежных и отечественных фирм приведены в таблице 1.

В бытность Советского Союза комбайновый парк северного региона Казахской ССР состоял на 95% из комбайнов 3-го класса (СК-5 «Нива» и «Енисей-1200») и на 5% из комбайнов  5-го класса «Дон-1500». Согласно концепции выполнения уборочных работ, считалось, что «Дон-1500» — это комбайн для высокой урожайности, а низкоурожайные хлеба лучше убирать комбайнами 3-го класса, которые  комплектовались хедерами захватом 4–5 метров, комбайны 5-го класса — 6 метров.

В условиях большинства регионов России, Украины, Беларуси при указанной ширине захвата жаток обеспечивалась полная загрузка молотилки комбайнов. А в условиях Казахстана загрузка молотилки при указанной ширине захвата жаток обеспечивалась на 15–30%. Говорить об эффективном использовании уборочной техники здесь не приходится.

В начале 1990-х годов, когда в Казахстан хлынул поток комбайнов из дальнего зарубежья, ситуация повторилась аналогичным образом: поставляемые на рынок республики импортные комбайны комплектовались узкозахватными жатками, которые в полной мере соответствовали условиям Европы или Америки, однако не обеспечивали загрузку молотилки в новых зональных условиях. И только спустя некоторое время в республику стали поставляться хедеры*и жатки-хедеры** увеличенной ширины захвата. Следует отметить, что вопрос соответствия ширины захвата жаток применяемым классам комбайнов в Казахстане в полной мере не решен. При работе комбайна 5-го и 6-го классов с узкозахватной жаткой, применяемой в Европе или Америке, в условиях урожайности 1,0–1,5 т/га не обеспечивается весь потенциал их производительности. Как известно, производительность комбайна (в гектарах) определяется произведением ширины захвата на скорость движения. Чтобы использовать потенциал производительности при заниженной ширине захвата, надо повысить скорость движения. Однако этого делать нельзя, потому что зерноуборочные комбайны даже при незагруженной молотилке имеют предел скоростного режима работы. Этот предел в благоприятных условиях работы для комбайнов 3-го и 4-го классов составляет около 8 км/ч; для комбайнов 5-го класса — 9 км/ч; для комбайнов 6-го класса — 10 км/ч. При превышении указанных скоростных режимов резко возрастают потери зерна.

 *Хедер – жатка прямого комбайнирования, оснащенная консольным шнеком.

**Жатка-хедер – транспортерная жатка, которая может работать в режиме прямого комбайнирования и на свал.

В настоящее время в регион поставляются комбайны 3-го класса с хедерами захватом 5–6 метров, 4-го класса с хедерами 6–7 метров (лишь «Ростсельмаш» поставляет «Векторы» с хедерами захватом 9 метров), 5-го класса с хедерами захватом 7–9 метров, 6-го класса с хедерами 9 метров и жатками-хедерами захватом около 12 метров. В таблице 2 представлена зависимость загрузки комбайнов 3-, 4-, 5-, 6-го классов с указанными хедерами и жатками-хедерами по пропускной способности от урожайности пшеницы в благоприятных условиях.

Из таблицы видно, что для всех классов комбайнов с жатками указанной ширины захвата в диапазоне урожайности от 0,5 до 1,5 т/га и более не обеспечивается полная загрузка молотилки по пропускной способности. Причем на урожайности менее 1 т/га комбайны (за исключением 6-го класса) загружены по пропускной способности только на 19–46%. Следует отметить, что для южных районов северного региона, а также для западного и центрального регионов 0,7–1,0 т/га — это среднемноголетняя урожайность. Даже для северных районов северного региона такая урожайность характерна в засушливые годы.

В зональных условиях северного региона Казахстана первую половину уборки обычно стоит благоприятная сухая погода, которая, как правило, ухудшается в конце первой - начале второй декады сентября. При ухудшении условий (рост подгона, увеличение влажности, засоренности, полеглости и т. д.) скоростной режим комбайнов снижается на 30–50%. Загрузка молотилки падает до уровня 10–30%.

При снижении загрузки молотилки происходит следующее:

— снижается техническая надежность работы за счет роста количества отказов узлов и деталей решетного стана комбайна;

— малая подача — основная причина повышенного дробления зерна, а для аксиально-роторных комбайнов —прямых потерь зерна;

— при недостаточной ширине захвата жатки для зерноуборочного комбайна резко возрастает расход топлива. В производственных условиях региона он достигает 5–6 кг на 1 тонну намолачиваемого зерна при урожайности 1,0–1,5 т/га. Это в 2–3 раза превышает регламентированные значения;

— снижаются объемы суточного намолота и резко растут затраты на обмолот каждой тонны зерна.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что основная причина низкой эффективности уборочных процессов в зональных условиях регионов Казахстана заключается в несоответствии применяемых жаток потенциальным возможностям зерноуборочных комбайнов по производительности (пропускной способности).

Полную версию статьи читайте в журнале «Аграрный сектор» №2(60).