<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">agroengineering</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Агроинженерия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Agricultural Engineering (Moscow)</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2687-1149</issn><issn pub-type="epub">2687-1130</issn><publisher><publisher-name>РГАУ-МСХА</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26897/2687-1149-2026-4-24-31</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">agroengineering-1332</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПК</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>FARM MACHINERY AND TECHNOLOGIES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Уборка зерновых культур при вероятностном характере внешних условий: оптимизация технологического процесса</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Grain crop harvesting under probabilistic external conditions: optimization of the technological process</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5004-9457</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Смелик</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Smelik</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Смелик Виктор Александрович, д-р техн. наук, профессор кафедры технических систем в агробизнесе</p><p>196601, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Петербургское шоссе, 2А</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Viktor A. Smelik, DSc (Eng), Professor, the Department of Technical Systems in Agribusiness</p><p>2A Peterburgskoe Ave., Pushkin, Saint Petersburg, 196601</p></bio><email xlink:type="simple">smelik_va@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3501-0543</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Захаров</surname><given-names>А. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zakharov</surname><given-names>A. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Захаров Антон Михайлович, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник отдела «Агротехнологии в растениеводстве»</p><p>196634, г. Санкт-Петербург, п. Тярлево, Фильтровское шоссе, 3</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anton M. Zakharov, CSc (Eng), Lead Research Engineer, the Department of Agrotechnologies in Crop Production</p><p>3 Filtrovskoe Ave., Tyarlevo, Saint Petersburg, 196634</p></bio><email xlink:type="simple">bauermw@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0998-2306</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Перекопский</surname><given-names>А. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Perekopskiy</surname><given-names>A. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Перекопский Александр Николаевич, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник отдела «Агротехнологии в растениеводстве»</p><p>196634, г. Санкт-Петербург, п. Тярлево, Фильтровское шоссе, 3</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksandr N. Perekopskiy, CSc (Eng), Lead Research Engineer, the Department of Agrotechnologies in Crop Production</p><p>3 Filtrovskoe Ave., Tyarlevo, Saint Petersburg, 196634</p></bio><email xlink:type="simple">aperekopskii@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный аграрный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Saint Petersburg State Agrarian University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал Федерального научного агроинженерного центра ВИМ</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Agroengineering and Environmental Problems of Agricultural Production – Branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>27</day><month>08</month><year>2026</year></pub-date><volume>28</volume><issue>4</issue><fpage>24</fpage><lpage>31</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Смелик В.А., Захаров А.М., Перекопский А.Н., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Смелик В.А., Захаров А.М., Перекопский А.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Smelik V.A., Zakharov A.M., Perekopskiy A.N.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1332">https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1332</self-uri><abstract><p>Выбор эффективных технологий уборки и ресурсосберегающих способов подготовки фуражного зерна к скармливанию является важной задачей развития кормовой базы животноводства в регионах повышенного увлажнения. Технологическую и техническую политику уборки зерновых культур в условиях вероятностного характера прогноза изменяющихся погодных условий помогает построить математическое и компьютерное моделирование – в частности, Марковские цепи. Исследования проведены с целью разработки математической модели управления технологическим процессом уборки зерновых культур на основе использования Марковских цепей. В качестве резерва расширения уборочного периода фуражных посевов зерновых культур предложили применить технологии заготовки зерносенажа, уборки колосьев безобмолотным способом, плющения и консервирования зерна, осуществляемых в фазах молочной и восковой спелости. Разработаны оптимизационная математическая модель и программа определения рациональных площадей уборки зерновых культур, которые учитывают вероятность погодных условий и состояние спелости зерновых. Апробация модели и программы проведена для условий Северо-Западного региона Российской Федерации при заданной вероятности неблагоприятных погодных условий 0,6 и доле получаемого семенного зерна в объеме 10%. Частным решением модели предусмотрена заготовка зерносенажа на 56,8% площадей зерновых культур. Очесом колосьев безобмолотным способом планируется убрать 19,7%, на плющение и консервирование зерна придется 7,1%, на производство фуража сушкой остается 4,0% площадей. Разработанная модель показывает, сколько площадей зерновых культур можно довести до полной спелости с приемлемым риском потерь. Предлагаемая модель применима к группе полей, отдельным полям или их частям (с учетом микрорельефа), что актуально для точного земледелия. Предложенный подход оптимизации структуры урожая зерновых культур поможет осознанно управлять долей семенного и фуражного зерна с различными технологиями заготовки.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The selection of effective harvesting technologies and resource-saving methods for preparing feed grain is a critical task for the development of the forage base in regions with high rainfall. Mathematical and computer modeling, particularly using Markov chains, can inform the technological and technical strategy for grain harvesting under probabilistically changing weather conditions. The study aimed to develop a mathematical model for managing the grain crop harvesting process based on Markov chain theory. To extend the harvesting window for forage grain crops, the following technologies were proposed: grain silage production, stripping of ears without threshing, and grain crimping with preservation, all of which are implemented during the milk and wax ripeness stages. An optimization mathematical model and a corresponding software package were developed to determine rational harvesting areas, accounting for the probability of weather conditions and the ripeness stage of the crops. The model and software were tested under the conditions of the Northwestern region of the Russian Federation, assuming a probability of unfavorable weather of 0.6 and a target seed grain share of 10%. A partial solution of the model allocated 56.8% of the grain crop area to grain silage production, 19.7% to ear stripping without threshing, 7.1% to grain crimping and preservation, and 4.0% to feed production by drying. The developed model estimates the area of grain crops that can attain full ripeness with an acceptable risk of losses. The model is applicable to groups of fields, individual fields, or their parts (accounting for their microrelief), making it relevant for precision agriculture. The proposed approach to optimizing the structure of grain crop harvest will enable informed management of the seed-to-feed grain ratio using various harvesting technologies.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>уборка зерновых культур</kwd><kwd>зерносенаж</kwd><kwd>очес</kwd><kwd>плющеное зерно</kwd><kwd>семена</kwd><kwd>фураж</kwd><kwd>Марковские цепи</kwd><kwd>математическая модель</kwd><kwd>оптимизация технологического процесса</kwd><kwd>состояние спелости зерновых</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>grain crop harvesting</kwd><kwd>grain silage</kwd><kwd>stripping</kwd><kwd>crimped grain</kwd><kwd>seeds</kwd><kwd>feed</kwd><kwd>Markov chains</kwd><kwd>mathematical model</kwd><kwd>technological process optimization</kwd><kwd>grain ripeness stage</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лобачевский Я.П., Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Научно-технические достижения агроинженерной науки в условиях цифровизации сельского хозяйства // Российская сельскохозяйственная наука. 2025. № 3. C. 45-53. EDN: FEDQXJ</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lobachevsky Ya.P., Lachuga Yu.F., IzmailovA.Yu., Shogenov Yu.Kh. Scientific and technical achievements of agro-engineering science in the conditions of digitalization of agriculture. Rossiiskaia Selskokhoziaistvennaia Nauka. 2025;3:45-53. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малков Н.Г., Чухина О.В., Демидова А.И. и др. Анализ технико-технологических решений производства фуражного ячменя в Северо-Западном регионе // АгроЭкоИнженерия. 2020. № 3 (104). С. 24-32. EDN: YXCETO</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malkov N.G., Chukhina O.V., Demidova A.I., et al. Analysis of technical and technological solutions of fodder barley production in the North-West Region. Agroekoinzheneriya. 2020;3:24-32. (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0131-5226-2020-10250</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Асманкин Е.М., Кукаев Х.С., Ушаков Ю.А. и др. Форсированная технология переработки как реализация метода энергонасыщенного воздействия на зерновую массу // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 6 (104). С. 154-161. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2023-104-6-154-1611</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Asmankin E.M., Kukaev Kh.S., Ushakov Yu.A. et al. Forced processing technology as an implementation of the method of energy-saturated impact on grain mass. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023;6:154-161. (In Russ.) https://doi.org/10.37670/2073-0853-2023-104-6-154-161</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дианов Л.В., Смелик В.А., Ширяев А.С. Механизация сушки урожая зерновых и кормовых культур: Монография. Ярославль: Ярославская государственная сельскохозяйственная академия, 2005. 150 с. EDN: QKXMSZ</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dianov L.V., Smelik V.A., Shiryaev A.S. Mechanization of drying grain and fodder crops. Yaroslavl: Yaroslavl StateAgriculturalAcademy. 2005:150. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хуссейн И., Левшин А.Г., Гаспарян И.Н. Повышение эффективности механизированной уборки пшеницы в условиях Ирака с применением полиэтиленовых рукавов // Агроинженерия. 2025. Т. 27, № 6. С. 27-34. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2025-6-27-34</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hussein I., Levshin A.G., Gasparyan I.N. Improving the efficiency of mechanized wheat harvesting in Iraq using polyethylene hoses. Agricultural Engineering (Moscow). 2025;27(6):27-34. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/2687-1149-2025-6-27-34</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chen X., Wu S., Li C., Liu F., Yuan L., Wang W. Design and experiment of feed rate monitoring system based on the action force of grain combine harvester reel. Computers and Electronics in Agriculture. 2025;230:109837. https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109837</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chen X., Wu S., Li C., Liu F., Yuan L., Wang W. Design and experiment of feed rate monitoring system based on the action force of grain combine harvester reel. Computers and Electronics in Agriculture. 2025;230:109837. https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109837</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перекопский А.Н., Валге А.М., Сухопаров А.И. Моделирование уборки зерновых культур в зависимости от погодных условий // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве. 2011. С. 211-216. EDN: YRJDNH</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">PerekopskiyA.N., ValgeA.M., SuhoparovA.I. Model-based analysis of grain harvesting under various weather conditions. Nauchno-tekhnicheskiy progress v selskokhozyaystvennom proizvodstve. Minsk: Scientific and Practical Center of the National Academy of Sciences of Belarus for Agricultural Mechanization. 2011:211-216. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pakhomov V., Rudoy D., Kambulov S. et al. Research on energy intensity of wheat harvesting at different ripeness phases with a new stripping-threshing unit. AgriEngineering. 2024;6(3):3159-3173. https://doi.org/10.3390/agriengineering6030180</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">PakhomovV., Rudoy D., Kambulov S., et al. Research on energy intensity of wheat harvesting at differentripeness phases with a new stripping-threshing unit. AgriEngineering. 2024;6(3):3159-3173. https://doi.org/10.3390/agriengineering6030180</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Базовые технологии использования зерновых культур в качестве кормов и производства семян для хозяйств молочного направления Северо-Западного региона // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2014. № 85. С. 15-22. EDN: SYDQJJ</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Perekopskiy A.N., Chugunov S.V. Basic technologies of grain crops use for feeding and seed production on dairy farms in the NorthWest region. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva izhivotnovodstva. 2014;85:15-22. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смелик В.А., Фомин С.Д., Захаров А.М., Перекопский А.Н. Оценки технологической надежности машин для плющения и консервирования органического фуражного зерна // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2025. № 4 (82). С. 482-492. EDN: MIFHOV</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smelik V.A., Fomin S.D., ZakharovA.M., PerekopskiyA.N. The assessment of the technological reliability of the machines for flattening and preservation of the organic fodder grain. Proceedings of Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Education. 2025;4:482-492 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пахомов В.И., Брагинец С.В., Бахчевников О.Н., Рудой Д.В. Особенности технологии производства корма из зернового вороха при ранней и сверхранней уборке // Техника и оборудование для села. 2021. № 1 (283). С. 16-19. EDN: AWTTCZ</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pakhomov V.I., Braginets S.V., Bakhchevnikov O.N., Rudoy D.V. Features of the process for fodder production of grain heap at early and very early harvesting. Machinery and Equipment for Rural Area. 2021;1:16-19. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рудой Д.В., Пахомов В.И., Брагинец С.В. и др. Исследование содержания витаминов и минеральных веществ в зерне пшеницы на разных стадиях спелости // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2023. Т. 15, № 3. С. 38-44. EDN: XDHALC</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rudoy D.V., Pakhomov V.I., Braginets S.V., Maltseva T.A., Sarkisian D.S. Study of the content of vitamins and minerals in wheat grain at different stages of ripeness. Bulletin of the Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev. 2023;15(3):38-44. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ганичева А.В., Ганичев А.В. Математические методы и модели в агропромышленном комплексе: Монография. Тверь: Тверской государственный технический университет. 2019. 188 с. EDN: GZRZAD</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GanichevaA.V., GanichevA.V. Mathematical methods and modelsin the agro-industrial complex: Monograph. Tver: Tver State Technical University. 2019, 188 р. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Денисенко Т.И. Использование Марковских цепей при решении различных прикладных задач // Фундаментальные исследования. 2009. № 1. С. 27-28. EDN: KVFGBL</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Denisenko T.I. Using Markov chains to solve various applied problems. Fundamentalnye issledovaniya. 2009;1:27-28. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Назаревич С.А., Меркулова А.Ю. Марковские цепи для решения проблем управления технологическим процессом в производственной системе // Системный анализ и логистика. 2023. № 1 (35). С. 67-73. EDN: LNBUPF</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nazarevich S.A., MerkulovaA.Yu. Markov chains for solving problems of art-technological process control in a production system. System Analysis and Logistics. 2023;1:67-73. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Попов В.Д., Валге А.М., Сухопаров А.И. Оптимизация структуры кормов при заданной продуктивности коров // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2 (99). С. 229-236. https://doi.org/10.24411/0131-5226-2019-10167</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Popov V.D., Valge A.M., Sukhoparov A.I. Optimizing the feed composition for specified cow productivity. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019;2:229-236. (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0131-5226-2019-10167</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Валге А.М., Перекопский А.Н. Вероятностная модель уборки зерновых культур в Северо-Западном регионе // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 4. С. 5-6. EDN: PDFSJT</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ValgeA.M., PerekopskiyA.N. Probabilistic model of harvesting grain crops in the North-Western region. Vestnik Rossiyskoy akademiiselskokhozyaystvennykh nauk. 2012;4:5-6. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
