Уборка зерновых культур при вероятностном характере внешних условий: оптимизация технологического процесса

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.

1. 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

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. Ганичева А.В., Ганичев А.В. Математические методы и модели в агропромышленном комплексе: Монография. Тверь: Тверской государственный технический университет. 2019. 188 с. EDN: GZRZAD

14. Денисенко Т.И. Использование Марковских цепей при решении различных прикладных задач // Фундаментальные исследования. 2009. № 1. С. 27-28. EDN: KVFGBL

15. 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

16. 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

17. 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