Краткий отчет СО РАСХН за 2004 г.
Механизация, электрификация и автоматизация сельского хозяйства, научное приборостроение, переработка и хранение сельскохозяйственной продукции
Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства, научному приборостроению в 2004 г. проводили в соответствии с федеральной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований на 2001–2005 гг. «Развитие научного направления, «механика и процессы агропромышленных систем», создание техники и энергетики нового поколения и формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса».
По разделу «Обосновать технологические и технические решения по созданию техники и энергетики нового поколения формирования эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса Сибири».
В выполнении программных заданий участвовали 13 ГНУ: СибИМЭ, СибФТИ, СибНИПТИП, СибНИИЗхим, СибНИПТИЖ, СибНИИСХ, СибНИИК, СибНИИРС,
СибНИИС, НИИСС им. М.А. Лисавенко, Якутский НИИСХ, Красноярский НИИСХ, НИИАП Хакасии, 3 конструкторских бюро (ОНО — ОПКБ АНИИСХ, ОНО ОКБ СибНИИСХ и ГУ ОПКТБ СибНИПТИЖ). Научный потенциал: 138 научных сотрудников, из них 3 действительных члена РАСХН, 4 члена-корреспондента, 19 докторов и 52 кандидата наук.
Задание 01. «Разработать методы построения и создать систему конкурентоспособных, наукоемких машинных технологий и техники для сельскохозяйственного устойчивого производства продовольствия на новом этапе развития агропромышленного комплекса» (разделы 01.01; 01.02; 01.03).
Разработчик ГНУ СибИМЭ. Научный потенциал: 8 научных сотрудников, из них 2 доктора и 3 кандидата наук.
Завершено обоснование комплексов перспективных технических средств для механизации растениеводства, проведены расчеты по разработке их типоразмерных рядов. В типаж энергетических средств для условий Сибири вошли гусеничные и колесные тракторы класса 5 (Т-250, К-744), класса 3 (ВТ-100 и ВТ-130, МТЗ-2121), а также класса 1,4 (МТЗ-80/82). В типаж комбайнов класса 5–6 кг/с («Ени-
сей-1200М») входило до 80% парка, класса 8 кг/с («Ени-
сей-940 «Руслан») — до 15% и «Дон-1500» — до 5% парка.
Проведена предварительная многокритериальная оценка потребительских качеств машин и комплектация их по группам хозяйств с оценкой по критерию эффективности капиталовложений. Уточнены нормативы потребности машин в регионе. Определена тенденция и обоснованы типоразмерные ряды техники для механизации технологических процессов в животноводстве, позволяющих повысить производительность до 30%.
Для разработки автоматизированной информационной технологии проектирования систем адаптивных технологий и машин на уровне сельскохозяйственного предприятия построена функциональная структура алгоритма с различной степенью детализации.
Для реализации многокритериального подхода при проектировании технологических систем производства продукции растениеводства разработаны программно-алгоритмические средства решения двух основных задач:
– расчет годовых объемов работ и их распределение по сезонам сельскохозяйственного года с указанием выполнения конкретных механизированных процессов по всем видам возделываемых культур согласно структуре посевных площадей;
– выбор эффективных МТА для выполнения технологических процессов при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур.
На основании анализа состояния регионального сельхозмашиностроения Западной Сибири выявлены основные направления развития сельскохозяйственной техники и разработан план-график создания производства и испытания новых образцов машин, орудий машиностроительными предприятиями г. Новосибирска и области на период до 2010 г.
Задание 02. «Разработать интенсивные машинные технологии и энергонасыщенную технику четвертого поколения для производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции» (разделы 02.01; 02.02; 02.03; 02.04).
Разработчики: ГНУ СибИМЭ, СибНИПТИЖ, ГУ ОПКТБ СибНИПТИЖ, СибНИИСХ, ОНО ОКБ СибНИИСХ, Красноярский НИИСХ, НИИСС им. М.А. Лисавенко, Якутский НИИСХ, НИИАП Хакасии. Научный потенциал: 1 академик, 2 члена-корреспондента, 8 докторов и 29 кандидатов наук.
ГНУ СибИМЭ научный потенциал: всего научных сотрудников — 33, из них 1 член-корренспондент, 3 доктора и 19 кандидатов наук.
Проведен анализ процесса посева зерновых культур как многофункциональной системы и определены основные взаимосвязи ее структурных составляющих. Установлено влияние конструктивных параметров рабочих органов на качественные показатели распределения семенного материала при широкополосном посеве подпочвенно-прессовым способом, обеспечивающим равномерность распределения семян на засеваемой полосе до 96%.
Осуществлена эксплуатационно-технологическая оценка экспериментального образца комбинированного агрегата для бороздкового широкополосного посева зерновых культур. Урожайность — 21,36 ц/га, что выше на 17,9%, чем при использовании СЗП-3,6А.
Проведены хозяйственные испытания машины для прямого посева трав в хозяйствах Новосибирской области и определено соответствие агротехнических показателей этой машины исходным требованиям. Улучшение кормовых угодий по разработанной технологии позволит снизить себестоимость кормов и получить повышение продуктивности кормовых угодий в 1,6–1,8 раза, увеличение биоэнергетической ценности кормов на 22–26%.
Разработан проект методики формирования парка зерноуборочных комбайнов для конкретного хозяйства, пополнена база данных потребности комбайнов, темпов их необходимого обновления и выбора режимов эксплуатации. Разработанная методика расчета темпов необходимого обновления позволяет обоснованно формировать пакет заказов как по количеству, так и по номенклатуре комбайнов с учетом условий сельскохозяйственного региона и интенсивности их использования.
Для уборки семян льна-долгунца раздельным способом разрабатан подборщик-очесыватель льна, обеспечивающий подбор ленты вытеребленных стеблей, очес семенных коробочек и сбор семян в бункер с одновременной укладкой очесанных стеблей в ленту на поле для последующего дозревания тресты.
Разработана технологическая схема подбирающего механизма стеблей из ленты и их подачи в очесывающий аппарат. Обоснованы кинематические параметры прижимного транспортера-подборщика, разработана конструкторская документация и изготовлен экспериментальный образец подборщика-очесывателя. В хозяйственных условиях ОАО «Обской лен» проведены лабораторно-полевые испытания подбора и очеса семян льна в соответствии с методикой оценки качественных показателей процесса. Применение подборщика-очесывателя позволило получить до 90% высококачественных семян без применения ручного труда.
Проведены теоретические исследования влияния нагрузки и скоростного режима планетарного решетного сепаратора на полноту выделения мелких фракций. Определены зависимости номинальной нагрузки на цилиндрическое решето при планетарном движении от содержания мелких фракций и предложен алгоритм регулирования скоростного режима. Использование планетарного решетного сепаратора обеспечивает чистоту зерна не менее 95%.
Обоснована ресурсосберегающая технология сушки зерна с частичной рекуперацией тепла с учетом внутреннего потенциала технологического процесса как совокупность схем с использованием температуры охлаждающегося зерна и частичной рециркуляцией отработанного агента сушки, обеспечивающая снижение удельных затрат энергоресурсов на 10–15%.
Для механизации процесса производства овощей в закрытом грунте обоснованы конструктивно-технологические схемы технических средств для подготовки почвы и посева семян в грунтовых теплицах на базе блочно-модульного рассадного комплекса, определены зависимости качества распределения семян при посеве от основных конструктивно-режимных параметров высевающего устройства.
В ГНУ СибНИПТИЖ проведены технологические испытания пресс-экструдеров КМЗ-2 и ПШМ с заводской и экспериментальной матрицей и дооснащением специальной термокамерой при обработке сои без выделения масла. Определены параметры технологического процесса, обеспечивающие инактивацию антипитательных веществ с производительностью 350–400 кг/ч при удельных энергозатратах 50–55 кВт · ч/т. Разработаны предложения к совершенствованию и применению оборудования.
Разработан проект технических условий на выпуск опытной партии (1000 т) заменителя молочных кормов для телят и поросят на основе полножирной сои, витаминно-минеральных и биологических компонентов, максимально приближенных по химсоставу к минеральному обрату.
Проведены лабораторные испытания вакуумного охладителя молока на стенде с остаточным давлением в испарителе 2,2–0,6 кПа и конечной температурой доохлаждения молока — 4–6° С. Обоснованы рациональные направления совершенствования технологического процесса для получения остаточного давления в пределах 0,6–0,8 кПа с производительностью 400–600 м3/ч, обеспечивающих технологический процесс доения коров и охлаждения молока с потоком 600–800 кг/ч при продуктивности коров 4,5–5,0 тыс. кг в год.
Обоснованы перспективные направления совершенствования технологии мясных ферм применительно к условиям Сибири. Разработаны технология и проектное предложение модуля мясной фермы на 300 коров с полным оборотом стада, обеспечивающая суточный прирост 700–800 г при затратах кормов 14–15 ц к. ед., труда — 14–16 чел.-ч на 1 ц мяса.
ГУ ОПКТБ СибНИПТИЖ разработана технологическая линия по производству кормовой патоки изо ржи и других злаковых культур с использованием белково-углеводной добавки.
Технологический процесс включает в себя измельчение зернофуража, увлажнение полученной массы электроактивированным раствором, обработку на гомогенизаторе с добавлением ферментов. Определены конструктивные и технологические параметры оборудования, уточнены режимы технологического процесса. Испытание в хозяйственных условиях подтвердило высокую эффективность использования патоки как кормовой добавки, балансирующей рацион животных по содержанию сахара и протеина. Оборудование линии разработано в модульном варианте и может использоваться на фермах с любым поголовьем животных.
Произведена модернизация роторных дробилок зерна типа ДР-Ф-1; ДР-Ф-4. Новое исполнение рабочих органов позволяет стабилизировать степень измельчения зернофуража, повысить однородность и качество помола. Конструкция статора дробилки обеспечивает быструю перестройку на необходимый фракционный состав.
Усовершенствованы рабочие органы вальцовых плющилок зерна типа ПЗ-0,5; ПЗ-2; ПЗ-5. Вальцовые плющилки выпускаются двух типов в зависимости от назначения: с приводом на один и с приводом на оба вальца, что расширило диапазон их применения и повысило надежность, а также качество технологического процесса. Усовершенствованные роторные дробилки и вальцовые плющилки зерна находят широкое применение во всех регионах страны.
Разработан новый комплекс гидротермической обработки зерна, который может использоваться как в линиях производства круп и пищевых хлопьев, так и при подготовке зернофуража в животноводстве. Отличительной особенностью нового оборудования является безопасность использования за счет автоклавов с высокоточной запорной арматурой и полная механизация и автоматизация процесса обработки зерна.
Разработаны малогабаритный комбикормовый агрегат, совмещающий в себе роторную дробилку с горизонтальным размещением рабочих органов, и вертикальный смеситель, который можно применять на малых животноводческих фермах для получения полноценных комбикормов любой рецептуры.
За отчетный период получен 1 патент на полезную модель, 3 положительных решения, подано 6 заявок на предполагаемые изобретения.
В ГНУ СибНИИСХ научный потенциал составляют 8 научных сотрудников, из них 1 член-корреспондент, 2 доктора и 4 кандидата наук.
Обоснованы параметры экспериментальных образцов рабочих органов сеялки-культиватора с подвеской параллелограммного типа, обеспечивающие равномерность глубины заделки семян до 92–94%, подрезание сорняков — до 98% и снижение тягового сопротивления модуля сеялки — до 5%.
На основании анализа результатов экспериментально-теоретических исследований получено уравнение регрессии, отражающее взаимосвязи параметров, характеризующих основу имитационной модели процесса посева семян бобовых трав.
Доработана система бесфреонного (с ледяным холодогенератором) охлаждения молока с контуром его предварительного охлаждения артезианской водой и утилизацией тепла молока, обеспечивающая при охлаждении 1 т молока до 20° С снижение расхода льда до 44% на доохлаждение молока до 4 ± 2° С в соответствии с требованиями ГОСТ Р52054-2003. Энергопотребление уменьшается более чем
в 18 раз по сравнению с машинным охлаждением.
Разработаны принципиальная схема и конструкция режущего аппарата, определены математические зависимости пропускной способности измельчителя с продольными ножами относительно параметров рабочих органов и режимов работы кормораздатчика КТП-10У.
В ОНО ОКБ ГНУ СибНИИСХ на основе теоретических и экспериментальных исследований доработана конструкция рамы культиватора с целью увеличения расстояния между рядами рабочих органов и уменьшения нависания сорняков на стойках. Спроектировано, изготовлено специальное крепление рабочих органов со срезными стопорными болтами. Усовершенствованное универсальное орудие прошло предварительные испытания на СибМИС и рекомендовано в серийное производство.
Выявлена зависимость между основными параметрами (давлением, размером вихревой камеры, размером и количеством сопел) макетного образца машины для очистки и шелушения зерновых материалов ВК-1 и выходными параметрами шелушения зернового материала. Проведены испытания на всех видах семян различных зерновых культур и подсолнечника.
Разработана конструкторская документация на опытный образец сцепки для агрегатирования 2 и 3 культиваторов «Степняк». Проведены производственные испытания сцепки на полях СПК «Сибиряк» Муромцевского района Омской области. Сцепка поставлена на производство.
Разработана конструкторская документация на модернизированный образец культиватора-плоскореза КПШ-9. Проведены производственные испытания опытного образца культиватора на полях СПК «Сибиряк» Муромцевского района Омской области. Принято решение о производстве новых рабочих органов для модернизации КПШ-9 в хозяйствах области и других регионов. Получено два патента (на дисковый сошник и рабочий орган культиватора-плоскореза).
В НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко продолжены теоретические исследования по обоснованию новых рабочих органов и систем для уборки облепихи двумя способами, предусматривающими срезку кустов молодых насаждений в возрасте до 6–7 лет и комбайнирование, при этом уточнены их отдельные геометрические и технологические параметры, достигнута полнота съема плодов 60–90%.
Применение прицепной машины на срезке позволило повысить производительность труда в 4 раза и снизить трудозатраты в 10 раз, а использование комбайна — соответственно 30 и 43 раза в сравнении с уборкой облепихи вручную, что в перспективе позволит расширить площади под облепихой и повысить экономическую эффективность ее возделывания и уборки.
Продолжено совершенствование конструкции авторегуляторов полива и распылителей для автоматизированных туманообразующих установок. В экспериментальных авторегуляторах типа «Туман», разработанных и изготовленных совместно с СибФТИ, расширены функциональные характеристики приборов, что увеличивает диапазон регулирования интервала между поливами от 1 мин до 99* ч, а продолжительность полива — от 1 с до 99* мин, обеспечивает работу туманообразующих установок при аварийных отключениях электроэнергии.
В Якутском НИИСХ проведен системный анализ развития газораспределительных сетей, определены центры электрической и тепловой энергии и выборочно проверена пропускная способность линии электропередач электрических сетей Лено-Амгинской зоны.
Разработаны и обоснованы параметры элементов конструкций кочевого жилья с использованием облегченных материалов в несущем каркасе, что позволило существенно снизить общую массу жилья, повысить теплозащитные свойства, а также продлить срок службы покрывочных материалов, значительно уменьшить стоимость жилья по сравнению с аналогами, а также повысить надежность при ветровых и снежных нагрузках.
Обоснована технологическая схема трансмиссии и некоторых конструктивных элементов технических средств повышенной проходимости (вездеход «Хорой»), обеспечивающих повышение надежности ходовой части вездеходов и устойчивого запуска двигателя в условиях пониженных температур.
ГНУ НИИАП Хакасии совместно с ФГУ Сибирская государственная зональная машиноиспытательная станция (г. Омск) на опытном полигоне поверхностного полива по широким и длинным полосам с устройством безуклонных ложбин проведены предварительные испытания экспериментальных образцов орудий и механизмов, разработанных институтом для строительства и эксплуатации систем поверхностного полива: нарезки безуклонных ложбин — «Ложбиноделатель Л-1,5» (заявка ФИПС № 2004127161 приоритет от 05.12.2002 г.); восстановления водоудерживающих валиков — «Валиковосстановитель В-3,0»; эксплуатационного выравнивания — «Выравниватель полунавесной ВП-4,0» (заявка ФИПС № 2001127404 приоритет от 08.10.2001 г.)
Результаты предварительных испытаний орудий свидетельствуют о высокой производительности и качестве выполнения технологического процесса. По основным показателям назначения орудия отвечают требованиям технического задания. Рекомендовано в 2005 г. представить их на приемочные испытания, что позволит начать их мелкосерийное производство.
На основе анализа существующих оросительных систем поверхностного полива и технологий их эксплуатации в аридной зоне разработан проект переустройства орошаемого участка Тес-Хемской оросительной системы площадью 235 га с использованием выполненных ранее результатов исследований по совершенствованию поверхностного способа полива. Проект одобрен МСХ и продовольствия Республики Тыва и ФГУ «Тывамелиоводхоз»
и принята к реализации.
Задание 03. «Разработать систему эффективного энергообеспечения сельских потребителей, интегрированного использования различных энергоресурсов и электрофизических методов воздействия на биообъекты» (разделы 03.01; 03.02 ). Разработчик: ГНУ СибИМЭ. Научный потенциал: 5 научных сотрудников, из них 3 кандидата наук.
Исследованы динамика изменений основных параметров — теплопроизводительность, давление и температура воздуха перед котлом, разряжением в топке, температура и разряжение уходящих газов за котлом.
Впервые получены результаты исследования динамики процесса производства тепловой энергии при вынужденных возмущениях в реальном масштабе времени (с использованием автоматизированной компьютерной системы контроля). Полученные зависимости позволяют построить систему управления процессом производства тепловой энергии, базирующуюся на обратном способе вычисления КПД котла для угольных котельных с требуемой точностью измерения, что позволит повысить реальный КПД котлоагрегата на 20–30%.
Определены экономические потенциалы использования различных энергоресурсов, нагрузки систем энергообеспечения и перспективные объемы потребления энергоресурсов в технологических процессах сельскохозяйственного производства и быта сельского населения по основным природно-экономическим зонам Сибири. Впервые разработана методика векторной оптимизации структуры теплоэнергетического баланса сельских районов по народнохозяйственным критериям оценки эффективности с использованием методов системной динамики. Полученные результаты позволяют сформировать энергетическую стратегию развития систем энергообеспечения сельскохозяйственного производства Сибири и снизить денежные затраты на 30–40%.
По заданию 04. «Разработать методы эффективного использования трудовых и технических ресурсов, повышения надежности агрегатов и поддержания их работоспособности, технологические и организационные системы технического, снабженческого и других видов сервиса агропромышленных товаропроизводителей» (разделы 04.01; 04.02; 04.03) разработчики: ГНУ СибИМЭ, ГНУ СибФТИ, ОНО ОПКБ АНИИЗиС.
ГНУ СибИМЭ научный потенциал: 9 научных сотрудников, из них 3 доктора и 4 кандидата наук.
Проведены исследования по разработке технологических операций диагностирования топливо-энергетических показателей бензиновых ДВС по параметрам динамических характеристик частоты вращения коленчатого вала и топливоподачи. Разработан алгоритм диагностирования бензиновых двигателей и принципы построения реализующей его аппаратуры. Разработан макет устройства для получения и обработки динамических скоростных характеристик.
Проведен теоретический анализ издержек процесса технического обслуживания с диагностированием технического состояния двигателя при использовании в качестве диагностических средств стандартных специализированных приборов и персонального компьютера. В связи со значительным превышением издержек первого способа над вторым сделан вывод о целесообразности применения устройств для диагностики, базирующихся на микропроцессоре или персональном компьютере.
Для восстановления постелей коренных подшипников двигателей внутреннего сгорания определены параметры расточного устройства (общая компоновка расточного устройства, диаметр расточного вала, местоположение расточных головок и геометрия заточки резца) и обоснованы режимы его работы: глубина резания, шаг подачи и обороты расточного вала, скорость резания.
ГНУ СибФТИ научный потенциал: 10 научных сотрудников, в том числе 2 доктора,1 кандидат технических наук.
Разработаны основные положения информационной (ситуационно-интеллектуальной) концепции обеспечения работоспособности мобильной сельскохозяйственной техники (МСХТ), основанной на создании информационной (на базе CALS-технологий) технологической платформы, обеспечивающей своевременную ситуационную экспертизу состояния МСХТ и автоматизированный подбор управляющих решений.
Сформированы базы данных и базы знаний автоматизированного технологического комплекса экспертизы и управления состоянием тракторных дизелей мобильной сельскохозяйственной техники на основе предложенной информационной (ситуационно-интеллектуальная) концепции обеспечения работоспособности ДВС.
ОНО ОПКБ АНИИСХ по результатам экспериментальных исследований разработаны и обоснованы основные параметры рабочих органов для:
– технологической оснастки передвижного мобильного транспортера для погрузки и выгрузки из автотранспорта затаренных мешков производительностью 120 мешков в час;
– технологической оснастки для барабанов для триерных блоков ЗАВ-10.90000 и ЗАВ-10.90000А, диаметром 600 мм и длиной 2250 мм из триерных пластин;
– технологической оснастки шелушителя селекционно-семеноводческого ШСС-05, предназначенного для предварительной очистки семян ячменя, производительностью шелушения 500 кг/ч.
За 10 мес текущего года ОПКБ выпустило продукции на 3,8 млн р., объем реализации составил 3,6 млн р.
ГНУ СибНИПТИП исследования по хранению и переработке сельскохозяйственной продукции проводил в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса «Разработать научные основы системы технологического обеспечения хранения и комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных конкурентоспособных пищевых продуктов общего и специального назначения» по заданию 01.02. «Разработать качественные и количественные модели направленного изменения технологических и трофологических свойств сельскохозяйственного сырья за счет комплексного воздействия физических, химических и биологических факторов» совместно с ГУ ОПКТБ СибНИПТИЖ. Научный потенциал: 20 научных сотрудников, в том числе 4 доктора и 6 кандидатов наук.
Обобщены предварительные результаты исследований по детоксикации Pb и Cd в системе: «почва–растение–животное–продукт питания человека». Применение детоксикантов обеспечивает снижение содержания тяжелых металлов во всех звеньях системы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что детоксикацию можно проводить на всех этапах системы.
Разработан проект технологического регламента производства сырокопченых колбас с использованием макета центробежного измельчителя мяса (ЦИМ), созданного в институте и позволяющего максимально сохранить нативные свойства мяса (сочность и вкусовые показатели), а также увеличить выход конечной продукции на 3–5%. Подготовлены исходные требования на экспериментальный образец ЦИМ.
Проведены экспериментальные исследования по определению зависимости обсемененности молока в результате гидроакустического воздействия. Установлено, что рациональными характеристиками процесса пастеризации являются τ=40–50 мин, Т=56–60º С, ƒ=9000 Гц. Использование гидроакустического воздействия при пастеризации молока дает экономию первичных энергоносителей на 30–50%. Разработан проект технологического регламента. Поданы
2 заявки на предполагаемые изобретения.
Получены эмпирические зависимости, описывающие исследуемый процесс сушки* биосырья при заданных изменяющихся параметрах и являющиеся основой для их оптимизации. Установлены минимальные значения удельных энергозатрат (1,48 кВт/ч/кг), что на 13–15% ниже по сравнению
с конвективной сушкой. По результатам НИР подготовлен проект технологического регламента ИК-сушки биосырья.
Установлены зависимости и оптимальные параметры массо- и теплообмена реакционной массы в ферментере гидролиза крахмала. Наиболее эффективными аппаратами для гидролиза крахмала являются газовихревые биореакторы (ГЗР), а для биоконверсии зерновых крахмалоносов — роторно-пульсационный аппарат (РПА). Гидролиз кукурузного и ржаного крахмалов в ГЗР протекает за 16 и 6 ч соответственно с выходом глюкозы 97–99%; из зернового крахмалосодержащего сырья (ржи, пшеницы, тритикале) на РПА получены углеводообогащенные кормовые добавки с общим содержанием сахара 15–28%. Проведено кормление опытной группы коров в течение 70 дней. Удой возрос на 7–9%, жирность молока — на 0,2% (при нестойловом содержании). Разработан проект технологического регламента на получение углеводообогащенной добавки изо ржи. Поданы 2 заявки на предполагаемые изобретения.
По заданию 06.01. «Разработать методы интенсификации и стабилизации биотехнологических процессов, используемых при производстве микробиально-коагулированных молочных продуктов» научный потенциал: 5 научных сотрудников, в том числе 2 кандидата наук.
Исследованы биотехнологические способы подготовки молочно-соевой смеси, влияние степени созревания смеси на динамику молочнокислого процесса. Изучено влияние температуры и продолжительности самопрессования на изменение активной кислотности и массовой доли влаги в сыре (оптимальная температура самопрессования 17±1º С, продолжительность 5±1 ч). Исследованы режимы посола
и хранения сыра, дозы внесения вкусоароматических добавок. Оптимальная доза поваренной соли — 1,5%, температура хранения — +4±2º С, продолжительность хранения 5 сут, доза внесения вкусоароматических добавок — 2–4%.
Подготовлен проект технологического регламента производства комбинированных продуктов на молочно-растительной основе.
Задание 10. «Разработать рецептуру и технологии пищевых продуктов для различных возрастных групп населения северных территорий, учитывающих специфику сырьевого и материально-технического обеспечения региональных перерабатывающих предприятий». Научный потенциал: 4 научных сотрудника, в том числе 1 кандидат наук.
По результатам экспериментальных исследований разработаны 5 рецептур пищевых продуктов из оленины. Разработана и утверждена нормативная документация на 2 новых продукта и поданы 2 заявки на предполагаемые изобретения.
Земледелие, мелиорация, лесное хозяйство, защита растений
В выполнении задания «Разработать научные основы систем обработки почв, удобрения и рационального использования земель в агроландшафтах, в том числе деградированных, для основных природно-сельскохозяйственных зон Сибири» участвуют ГНУ СибФТИ, ГНУ СибИМЭ, ГНУ СибНИИЗхим. Научный потенциал: 12 научных сотрудников, в том числе 3 доктора и 5 кандидатов наук.
Разработаны концептуальные подходы (интерактивные, гипертекстовые, мультимедийные, особенно графические
и другие в единстве и совокупности) к систематизации
и анализу знаний по созданию информационных моделей машин, растений и их совокупности на основе единого набора информационных потоков этих объектов для выбора рациональных решений по применению сортов, машин и технологий в сельскохозяйственном производстве.
Обоснована и разработана схема классификационных признаков, содержащая более 30 наименований (регистрационные данные, показатели продуктивности и устойчивости сорта, требования к агротехнике и др.) и информационная модель представления знаний по характеристикам сортов пшеницы, обеспечивающая оперативный поиск и отличающаяся наличием взаимосвязанных блоков (ботанический, морфо- и хозяйственно-биологический).
Разработана структурная схема аналитической компьютерной базы данных по районированным сортам пшеницы на основе новой парадигмы природопользования. В состав базы данных обосновано включение следующих блоков: «Система управления базами данных», «База данных «Сорта пшеницы», «Информационно-поисковая система», «Ввод и редакция данных», «Представление выходных данных».
В выполнении задания 05.01. «Обосновать принципы конструирования и структуры построения систем интегрированной защиты сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков с учетом фитосанитарных, агроэкологических и хозяйственно-экономических особенностей региона Сибири» участвуют ГНУ СибФТИ, ГНУ СибНИИЗхим. Научный потенциал: 5 научных сотрудников, в том числе 2 кандидата наук.
Разработаны принципы построения базы данных, проведено структурирование знаний, обоснована и построена концептуально-логическая модель данных для объекта «Болезни зерновых культур», которая содержит основные понятия (фитопатогены, антагонисты, экологический мониторинг, меры борьбы) и их атрибуты (симптомы поражения, биология возбудителя, вредоносность, способность подавлять развитие патогена, учет, прогноз, оценка потерь урожая, организационные, агротехнические, химические и биологические меры борьбы).
Обоснована и разработана структура базы данных «Болезни зерновых культур», сформирована рабочая версия БД, включающая разделы: классификация болезней, экологический мониторинг, прогноз возникновения эпифитотий и потерь урожая, меры борьбы, основанная на многооконном меню и гипермультимедийном представлении информации «по ассоциации» с широким использованием поисковых функций. Предназначена для обеспечения информационной поддержки диагностики состояния посевов зерновых культур и проведения научно обоснованного экологического мониторинга состояния посевов в течение всей вегетации с подбором экологически и экономически обоснованных систем защиты.
Растениеводство и селекция
По заданию 05.(06.) «Совершенствовать компьютерную систему управления банком данных и анализа информации по генетическим ресурсам растений» работают ГНУ СибФТИ, ГНУ СибНИИРС. Научный потенциал: 2 научных сотрудника, в том числе 1 кандидат наук.
На основе анализа и систематизации данных по болезням и вредителям овощных культур в Сибири предложены принципы построения баз данных — многоуровневая модель представления знаний с системой главных и подчиненных меню, принцип аккумуляции данных по культурам, комплексная идентификация болезней и вредителей: визуальная — по изображениям и описательная — по ключам.
Обоснована структура базы данных, состоящая из трех основных частей: трех локальных баз данных по болезням и вредителям овощных культур, двух автоматизированных определителей болезней и вредителей томата и информационной системы по основным болезням и вредителям овощных культур в Сибири.
На основе СУБД MS ACCESS-2000 создана база данных (БД) по болезням и вредителям овощных культур (томат, огурец, лук и др.) как элемент информационного обеспечения генофонда сельскохозяйственных культур Сибири
и проведения генетических и селекционных исследований,
а также для оперативной диагностики болезней и выполнения эффективных защитных мероприятий.
В выполнении задания 06.(08.) «Разработать и реализовать комплексные, научно обоснованные системы устойчивого производства сельскохозяйственной продукции, повышения ее качества на базе усиления мобилизации генетических ресурсов растений, создания принципиально новых технологий селекционного процесса, сочетающих подходы индуцирования селекционной значимости генотипической изменчивости и эффективной идентификации ценных генотипов; разработать ресурсосберегающие, экологически безопасные и экономически оправданные технологии производства переработки растениеводческой продукции» участвуют ГНУ СибФТИ и ГНУ СибНИИРС. Научный потенциал: 4 научных сотрудника, в том числе 2 кандидата наук.
Выделены и введены в культуру генетически однородные формы возбудителя обыкновенной корневой гнили злаков, исследованы их патогенные и культурально-морфологические свойства.
Теоретически обоснованы и экспериментально установлены закономерности изменения проницаемости клеточных мембран листьев проростков различных сортов мягкой яровой пшеницы от их устойчивости к обыкновенной корневой гнили злаков: относительные изменения электрических параметров (электрическое сопротивление, проводимость и емкостные свойства) водных вытяжек растительных тканей у неустойчивых сортов в 1,5–3 раза выше, чем у устойчивых. Выявленные закономерности предназначены для разработки инструментального биофизического метода диагностики.
Птицеводство
В выполнении программного задания 01.03 «Разработать эффективные селекционно-генетические программы создания качественно новых высокопродуктивных линий и кроссов сельскохозяйственной птицы для производства мяса, яиц и пухо-перьевого сырья» участвуют ГНУ СибФТИ, СибНИПТИП. Научный потенциал: 3 научных сотрудника, в том числе 1 кандидат наук.
Обосновано применение 9 биофизических параметров для оценки физиологического состояния куриного эмбриона, путем дискриминантного анализа выбрано 6 классифицирующих параметров на основе обработки массива экспериментальных данных (227 циклов измерений для 104 инкубационных яиц).
В результате дискриминантного анализа выявлена зависимость совокупности геометрических и электрических параметров инкубационного яйца с физиологическим состоянием «Болтун» (вероятность классификации случаев — от 0,73 до 0,98).
Установлено, что при оценке статистической взаимосвязи оптико-геометрических параметров биоэлектрограмм (эффект Кирлиан) куриного эмбриона с параметрами жизнеспособности и пола происходит изменение параметров на инкубационной стадии по отношению к доинкубационной: уменьшение дисперсии изображения в среднем на 25%, площади среза — на 45%, эллипсоидности для яиц типа «Болтун» — до 1,08 против 1,35.
Выявлена значимость параметра «Площадь среза» в диапазоне яркости 175–255 для диагностики состояния куриного эмбриона «Болтун» (вероятность неправильного обнаружения p=0,027817).
Федеральная целевая научно-техническая программа «Генотипы растений, сочетающие продуктивность, средообразующую функцию и устойчивость к жестким почвенно-климатическим режимам Сибири, Урала и Крайнего Севера».
В выполнении программных заданий участвуют ГНУ СибФТИ, ГНУ СибНИИЗхим, ГНУ СибНИИРС. Научный потенциал: 4 научных сотрудника, в том числе 2 кандидата наук.
Проведены испытания новых генотипов мягкой яровой пшеницы в условиях многофакторного вегетационного опыта на искусственном инфекционном фоне, выделены контрастные по устойчивости сорта пшеницы к обыкновенной корневой гнили злаков.
Установлено, что диагностическими параметрами при оценке устойчивости к обыкновенной корневой гнили могут служить величины относительных изменений проницаемости клеточных мембран проростов, при увеличении данных параметров после заражения проростков более чем в 2 раза сорт включают в группу относительно неустойчивых.
Проведена апробация новых генотипов мягкой яровой пшеницы фитопатологическими и биофизическим методами. Совпадение результатов оценки устойчивости сортов мягкой яровой пшеницы к возбудителю обыкновенной корневой гнили злаков фитопатологическими и биофизическим методами составило 85–90%.
Программа фундаментальных и поисковых исследований под лидера по Центру научного поиска СО РАСХН на 2003–2005 гг. «Выявить влияние слабых электромагнитных полей различной природы на растения in vitro и in vivo».
В выполнении участвуют ГНУ СибФТИ и ГНУ СибНИИК. Научный потенциал: 4 научных сотрудника, в том числе 2 кандидата наук.
Обнаружено стимулирующее действие импульсного магнитного поля (ИМП) при обработке сухих семян пшеницы на ростовые процессы проростков: увеличение длины ростков и корней и массы проростков в среднем на 20–50%, а также повышение на 10–15% всхожести семян с пониженной жизнеспособностью. Установлено, что биологическая активность ИМП дифференцирована относительно генотипа испытуемых растений. Экспериментально установлены режимы обработки семян, вызывающие стимуляцию и ингибирование ростовых процессов.
Программа научно-исследовательских работ Центра научного поиска по конкурсу фундаментальных и приоритетных прикладных исследований на 2004–2008 гг. «Разработать методические положения по созданию информационно-поисковой системы сортов ячменя сибирской селекции».
В выполнении программного задания участвуют ГНУ СибФТИ и ГНУ КНИИСХ. Научный потенциал: 6 научных сотрудников, в том числе 1 академик, 1 доктор и 3 кандидата наук.
Обоснована и сформирована система классификационных признаков, адекватно описывающих сорта ячменя в едином информационном пространстве для создания информационно-поисковой системы по сортам ячменя.
Систематизированы знания и разработана классификация ячменей сибирской селекции, включающая блоки атрибутивных данных: ботанический, эколого-географический, хозяйственно-биологический и блок общей информации, позволяющая реализовать информационную модель описания сорта ячменя по заданному произвольному набору признаков.
ГНУ СибИМЭ за отчетный период на базе ОАО «САД» выпущено 344 комбинированных почвообрабатывающих агрегата, 239 почвообрабатывающих посевных машин и 26 зерносушилок.
Сотрудниками института проведено и принято участие
в работе 16 конференций, 3 совещаний, 14 семинаров: в том числе международных — 1, республиканских — 2, региональных — 7, областных — 9, районных — 6. Разработки СибИМЭ экспонировались на 8 выставках, в том числе: международных — 1, республиканских — 2, региональных — 5. Получено 5 дипломов, 2 медали (Малая золотая, серебряная).
За отчетный период институтом опубликовано 57 научных работ. Новизна технических и технологических решений защищена получением 3 патентов на изобретение и подачей 3 заявок на предполагаемые изобретения.
ГНУ СибФТИ изготовлено 30 электронных термометров ТМЦЭ-2 и ТМЦЭ-2В, 5 вегетационных камер «Биотрон-4», 6 автоматических регуляторов полива «Туман-1», «Туман-4», АРП-4. Подготовлено и сдано заказчикам (аграрные вузы, НИУ СО РАСХН, областные и районные управления сельского хозяйства) 15 комплектов информационных компьютерных баз данных, экспертных систем, виртуальных приборов сельскохозяйственного назначения. Распространено более 70 лазерных дисков с презентацией СибФТИ.
Сотрудники института приняли участие в 13 научных конференциях, в том числе международных — 4, республиканских — 2, региональных — 5, областных — 2; провели 4 совещания республиканского, областного уровней; 9 семинаров республиканского и областного уровней; 5 выступлений по телевидению и радио в городах Новосибирск, Иркутск, Якутск, Чита, Улан-Удэ.
Разработки СибФТИ демонстрировались на 7 выставках, получена Большая золотая медаль Сибирской ярмарки; 2 сотрудника института удостоены почетного звания «Заслуженный ветеран СО РАСХН».
За отчетный период сотрудниками института опубликованы 25 научных публикаций в различных изданиях, в том числе монографий и методических пособий — 1, статей
в центральных журналах — 2, прочих публикаций — 22 .
Новизна технических и технологических решений защищена получением 2 патентов на изобретения, зарегистрированы во ВНИИТЦ три программных продукта.
ГНУ СибНИПТИП организовал и провел IV Международную научно-практическую конференцию «Пища. Экология. Качество».
За отчетный период СибНИПТИП принял участие в 5 конференциях, 5 выставках различного уровня.
По материалам исследований за отчетный период опубликованы 54 печатные работы, из них 1 книга, 2 монографии, 1 рекомендация, 3 статьи в журналах, 47 материалов различного уровня конференций. Разработано 5 комплектов НД на продукты питания. Реализовано по договорам сушилок на сумму 37,5 тыс. р. Новизна технических и технологических решений подтверждена подачей 14 заявок на предполагаемые изобретения.