Научный архив: статьи

Отмечено, что за последние годы в России возрос интерес к органическому сельскому хозяйству как производителей, так и потребителей продовольственных товаров. Однако при переходе от интенсивного ведения агропроизводства к органическим технологиям возникают определенные проблемы. Это касается возделывания растениеводческой продукции, в частности картофеля, поскольку при запрете на использование традиционных минеральных удобрений необходим поиск рациональных научно-обоснованных альтернативных способов. (Цель исследования) Изучить влияние глубокой обработки междурядий картофеля на урожайность клубней без применения удобрений. (Материалы и методы) Для адаптации технологий возделывания культур, характерных для Северо-Западного региона, под требования органического производства на базе опытных полей Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства был заложен шестипольный севооборот, включающий картофель. Почва опытного поля дерново-подзолистая, легкосуглинистая. Использовался сорт картофеля Удача отечественной селекции. Физические параметры почвы определяли в on-line режиме с заданной дискретностью. Междурядья обрабатывали двумя способами: окучивание с боронованием пропашным культиватором КОН-2,8 + БРУ (контрольная посадка) и обработка на глубину 27 сантиметров культиватором КНО-2,8 + БРУ (опытная посадка). (Результаты и обсуждение) Комплексный агромониторинг климатических параметров окружающей среды и физических показателей состояния почвы, т. е. ее твердости и влажности, осуществлялся цифровыми средствами. Изучено влияние способа обработки междурядий на урожайность картофеля в течение трех лет. В трехлетней ретроспективе исследований максимальная урожайность 20,57 тонны на гектар была получена в 2022 году. Минимальный урожай 12,8 тонны в контроле и 14,19 тонны в опыте 2021 года был результатом экстремальных почвенно-климатических условий. (Выводы) При создании для нормального развития картофеля подходящих физических параметров состояния почвы путем ликвидации уплотнения в междурядьях прирост урожайности может достичь 27 процентов за счет разуплотнения почвы при глубокой обработке междурядий, лучшему увлажнению и сохранению в почве влаги.

К основным причинам усиления антропогенного воздействия на окружающую среду относится интенсифика­ция сельскохозяйственного производства; в частности наращивание мощностей на предприятиях; производящих продук­цию растениеводства. Одним из подходов митигации экологических рисков является частичный переход к органическим видам хозяйствования. Однако для устойчивого развития органического производства в РФ требуется создать наукоемкую среду для интеграции последних достижений в биологических; инженерных и цифровых науках с целью формирования методов для проектирования технологий органического производства продукции растениеводства. (Цель исследования) Теоретические исследования по разработке методов проектирования машинных технологий органического производства продукции растениеводства. (Материалы и методы) Проведен анализ разработанных ранее методов проектирования; их преимуществ и недостатков. Основываясь на этом анализе; на наш взгляд; рационально интерпретировать классиче­ский метод Waterfall - каскадный метод проектирования. (Результаты и обсуждение) На начальной стадии реализации каскадной модели разработана блок-схема генерального алгоритма проектирования машинных технологий производства органической продукции растениеводства. На первом этапе генерального алгоритма проводится анализ почвенно-клима­тических и хозяйственных условий и после их фиксации происходит переход к выбору средств производства (семенной материал; система удобрений и система защиты растений). Выбор осуществляется по критериям экологической безопас­ности; качеству получаемой продукции; потенциальной урожайности и затратам денежных средств. Следующим этапом алгоритма предусмотрен выбор рациональных вариантов технологических операций и машинно-тракторных агрегатов. Выбор осуществляется согласно разработанному интегральному эколого-экономическому критерию; который представ­лен в виде суммы совокупных затрат денежных средств на выполнение единицы наработки; экономического убытка от потери питательных элементов из пахотного горизонта и экономического убытка от переуплотнения почвы при выпол­нении технологических операций. Интегральный эколого-экономический критерий должен стремиться к минимуму для каждой технологической операции. (Выводы) Предложенные методы проектирования технологий органического про­изводства продукции растениеводства позволят сформировать цифровую систему базовых технологий и машин и разра­батывать технологические карты по органическому возделыванию культур для конкретных почвенно-климатических и хозяйственных условий.

В настоящее время в России активно развиваются такие отрасли сельского хозяйства, как животноводство, в том числе птицеводство. При этом образуется все больше побочной продукции этих отраслей, а именно навоза и помета, и, как следствие, обостряется проблема их переработки и утилизации. Одним из наиболее предпочтительных, на наш взгляд, способов переработки навоза и помета, является их ферментация в биореакторах, в результате которой получают концентрированные твердые органические удобрения (КТОУ), которые содержат все необходимые растениям питательные элементы. Такие удобрения рационально применять при производстве продукции растениеводства, особенно при возделывании культурных растений по органическим технологиям, так как согласно ГОСТ 33980-2016 накладываются ограничения на дозу вносимых удобрений в размере 170 кг/га в год. В настоящее время на отечественном рынке сельскохозяйственной техники практически отсутствуют машины, с помощью которых можно вносить такие виды удобрений в малых дозах без снижения качества выполняемых работ. Сотрудниками Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиала ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» разработана конструкция машины для внесения концентрированных твердых органических удобрений. Проведен теоретический расчет конструктивных параметров дозирующей системы машины и разработана лабораторная установка с целью подтверждения и корректировки полученных данных. Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе исследований, показала, что оптимальными конструктивными параметрами предложенного шнека - рабочего органа дозирующей системы машины для локального внесения КТОУ - являются следующие: диаметр шнека - 125 мм, шаг навивки - 125 мм.