Жмых конопли рассматривается как один из побочных продуктов механического отжима масла с высоким содержанием белка (23,0-33,0%) и углеводов (3,0-48,5%). Полисахаридный комплекс клеточных стенок конопли в основном состоит из ксиланов и целлюлозы, а также включает пектины, галактаны, арабинаны, маннаны и ксилоглюканы. Часть белковых компонентов тесно ассоциирована с этими полисахаридами, что ограничивает их биодоступность и усвояемость. Для снижения уровня некрахмальных полисахаридов и повышения пищевой ценности белков конопли применяются ферментные препараты (ФП), способные эффективно разрушать полисахаридную матрицу. В данной работе исследована ферментативная биодеструкция некрахмального полисахаридного комплекса жмыха промышленной конопли (Cannabis sativa L.), позволяющая повысить эффективность получения белкового изолята. Проведен сравнительный анализ 12 коммерческих ферментных препаратов, включая целлюлазы, гемицеллюлазы пектины, галактаны, арабинаны, маннаны и ксилоглюканы. Наибольшая степень гидролиза (40-43%) наблюдалась при использовании препаратов «ЦеллоЛюкс F» и «ЦеллоЛюкс A» («Сиббиофарм»), а также «Cellulase 5000» и «Rovabio Max AP» со степенью гидролиза до 40%. Определены рабочие параметры ферментативного гидролиза при использовании ФП «Сиббиофарм»: температура 45-60 °С, pH 3,5-5,0. С использованием трехфакторного плана Бокса-Бенкена (15 экспериментальных точек) и методологии поверхности отклика (RSM) разработана регрессионная математическая модель процесса с коэффициентом детерминации R² = 0,977. Установлены оптимальные параметры: концентрация субстрата – 12%, дозировка ферментного препарата – 2,4%, продолжительность гидролиза – 10,4 ч. При этих условиях предсказанная степень гидролиза составила 43,55%, экспериментально подтвержденное значение – 41,34% (относительная погрешность 5,07%). Полученные результаты демонстрируют высокую адекватность модели и открывают возможности для ее применения в технологии получения высококачественного изолята белка конопли за счет эффективного разрушения полисахаридных структур конопляного жмыха и высвобождения белковых компонентов.
В последние годы широко распространены различные фармакологические средства, оказывающие стимулирующие влияние на обменные процессы организма как, например препараты на основе бутафосфана. Целью настоящей работы явилось изучение влияния СМ – комплекса на морфологическое строение тонкого и толстого отделов кишечника цыплят – бройлеров, а также печени, сердца, селезенки, тимуса, фабрициевой сумки, и скелетных мышц. Результаты исследования показали, что применение данной фармакологической композиции в первые 7 суток жизни цыплят в дозе 240мг/кг вызывает утолщение мышечного слоя стенки тонкой кишки. В 15-суточном возрасте данный показатель опытной группы в 2,5 раза выше, чем контрольной. К 56 дню различия не так выражены, но сохраняется доминирование опытной группы (мышечный слой в 1,3 раза толще). Также под воздействием СМ - комплекса площадь ворсинок в тощей кишке превышает показатель контроля в 2,7 раза. При этом наблюдается увеличение размеров эпителиоцитов крипт более чем в 2 раза. Утолщение стенки толстого кишечника опытной птицы происходит за счет высоты ворсинок (в 1,5 раза выше контроля) и толщины мышечного слоя (в 2,5 раза выше контроля). В печени опытной группы в 15 дней наблюдаются патологические изменения, характерные для зернистой и жировой дистрофии, но они исчезают к 56- суточному возрасту. Морфометрических и гистологических изменений со стороны сердца, селезенки, тимуса, фабрициевой сумки и скелетных мышц под влиянием СМ-комплекса не выявлено.
Разработана конструкция воздушно-шнековой зерносушилки, оснащённой горизонтальным винтовым аспирационным каналом, предназначенной для малых форм хозяйствования. Для получения регрессионной модели был реализован полный факторный эксперимент. В результате статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии в раскодированном виде, описывающее влияние факторов на выходную функцию. Анализ модели и визуализация результатов проведены с применением программного комплекса Maple, что позволило построить поверхности отклика и графические проекции для парных взаимодействий факторов. Представлена структурная схема, описывающая процесс сушки зернового материала в предложенном аппарате. На основе методики планирования эксперимента получено уравнение регрессии, отражающее влияние основных технологических параметров на интенсивность влагоудаления. Проведён анализ адекватности математической модели. Визуализация результатов выполнена посредством построения графических проекций и поверхностей отклика, позволивших установить оптимальные режимы работы установки. Экспериментально определено, что за один проход через установку достигается снижение влажности зернового материала на 1,8 %. Для интенсификации процесса и увеличения степени влагоудаления перспективным представляется модернизация конструкции с целью организации рециркуляции зернового материала. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации режимов работы и дальнейшего развития конструкций малогабаритных зерносушилок. Проведение полного факторного эксперимента позволило определить взаимосвязь технологических параметров воздушно-шнековой зерносушилки и установить их влияние на процент снятой влаги с зернового продукта.
Предложена усовершенствованная конструкция зубоцепного рабочего органа, который имеет «центральное» расположение рыхлительного зуба на звеньях. Модернизация рабочего органа призвана обеспечить большую глубину обработки и лучшую интенсивность рыхления почвы. Описана методика лабораторных экспериментов и приборное оснащение. Разработана и изготовлена лабораторная установка для экспериментальных исследований в почвенном канале. Установка позволяет производить оценку агротехнических и энергетических показателей работы зубоцепного рабочего органа при изменении скорости его перемещения и угла установки к направлению движения. Исходя из результатов предварительных теоретических исследований и возможностей экспериментального оборудования управляемые факторы варьировались в следующих диапазонах: угол установки плоскости вращения рыхлительного зуба цепного шлейфа к направлению движения – 0…45o; скорость – 0,5…1,5 м/с. Экспериментально определялись следующие агротехнические показатели: глубина обработки, крошение; дислокация растительных остатков нп поверхности почвы. Также определено тяговое сопротивление экспериментального рабочего органа длиной 1м. В ходе исследований установлен диапазон изменений угла установки цепного шлейфа, при которых сохраняется его технологическая работоспособность. Выявлено, что лучшее крошение почвы в лабораторных условиях осуществляется после вторичного прохода зубоцепного рабочего органа при углах его установки 45o. При этом также выявлено, что большие углы установки цепного шлейфа обеспечивают более интенсивное рыхление почвы и ее перемешивание с растительными остатками. На величину тягового сопротивления оказывают влияние скорость движения цепного шлейфа и угол. В рассматриваемых интервалах варьирования управляемых факторов тяговое сопротивление цепного шлейфа длиной 1 м изменяется в диапазоне от 62,0 Н до 223,0 Н.
В статье рассмотрена проблема повышения эффективности послеуборочной обработки зернового вороха, являющейся ключевым звеном в сохранении качества и увеличении рентабельности производства зерна. Проведен анализ существующих технологических схем, выявлены их недостатки, связанные с отсутствием гибкой дифференциации режимов обработки для разнокачественных частей зернового массива. Анализ технологий обработки зерна в основных зерносеющих зонах страны позволяет выделить четыре основных этапа послеуборочной обработки зерна, которые в зависимости от назначения полностью или частично осуществляются в хозяйствах: приемка, предварительная очистка, временное хранение и сушка, окончательная обработка с доведением до требований стандартов. Совершенствование и обоснование оптимальных вариантов технологических операций послеуборочной обработки зернового вороха, обеспечивающих эффективное использование технических средств, материальных, трудовых, денежных ресурсов и определение их технико-экономических показателей возможно на основе системного анализа и использования оптимизационных моделей. В качестве основного метода исследования применен системный подход, позволяющий представить технологическую линию как целостную, многоуровневую систему взаимосвязанных подпроцессов. Разработана концепция оптимизации, основанная на раннем фракционировании вороха на семенную, продовольственную и фуражную фракции с последующей их раздельной обработкой в адаптивных режимах. Центральным элементом работы является построение иерархической системы математических моделей (функционалов), описывающих процессы сепарирования и сушки на различных уровнях системы – от движения единичной частицы на решете до работы всего зерноочистительно-сушильного комплекса. Предложенный подход позволяет формализовать задачу оптимизации как поиск экстремума целевой функции, выражающей критерий «максимальная производительность при минимальных удельных затратах», при заданных ограничениях по качеству готовой продукции. Показано, что использование фракционных технологий позволяет снизить микроповреждение семян на 10–15 % и повысить общую эффективность использования ресурсов на 15–20 % по сравнению с традиционными схемами.
Теплообменные аппараты играют важную роль в различных отраслях промышленности. Однако их эксплуатация сопряжена с риском коррозии, которая часто становится причиной выхода оборудования из строя. Скорость коррозии определяется множеством факторов. Выявление не зависящих друг от друга факторов, определяющих скорость коррозии, дает возможность вывести функцию, описывающую эту зависимость. Разложение этой функции в степенной ряд позволяет установить полиномиальную связь между анализируемыми факторами и скоростью коррозии. В статье приведены законы распределения факторов, влияющих на скорость коррозии в водо-водяном теплообменнике, а также полученные в результате реализации активного планирования эксперимента аппроксимирующие уравнения зависимости скорости коррозии теплообменного аппарата от указанных факторов для режима работы по назначению и стояночного режима, позволяющие определить статистические характеристики скорости для данных режимов. Данные испытаний обрабатывались методами статистического анализа, основанными на проверке эксперимента по статистическим критериям. Воспроизводимость испытаний проверялась по критерию Кохрена, коэффициенты регрессии и их значимость определялись по критерию Стьюдента, адекватность полученной математической модели проверялась по критерию Фишера. По значениям статистических характеристик скоростей коррозии для указанных режимов построены графики плотностей распределения этих скоростей, позволяющие сделать вывод о том, что в стояночном режиме скорость коррозии элементов теплообменного аппарата больше в 2 раза, чем в режиме работы по назначению. Это можно объяснить влиянием температуры на коррозию металла, а также отсутствием движения теплоносителя. Значения параметров распределения скоростей коррозии элементов теплообменника, полученные из выведенных аналитических зависимостей, являются основными характеристиками для проведения оценки ресурса теплообменного аппарата.
Проблема своевременного выявления болезней сахарной свёклы остаётся актуальной для агропромышленного комплекса. Церкоспороз (Cercospora beticola Sacc.) способен снижать урожайность и сахаристость корнеплодов более чем на 30–40%. Целью исследования являлась разработка и апробация алгоритмов автоматизированной детекции церкоспороза на основе данных беспилотного мониторинга и методов машинного обучения.
Исследования проведены в 2024 г. на опытном поле сахарной свёклы площадью 25 га в Республике Башкортостан. Для сбора данных использовался беспилотное воздушное судно (БВС) DJI Phantom 4 Multispectral. Получены ортофотопланы и рассчитаны вегетационные индексы (NDVI и др.). Для анализа применялись алгоритмы Random Forest и нейросетевая модель U-Net с энкодером ResNet34. Классификация проводилась на основе размеченных выборок, включая здоровые и поражённые растения.
Регулярный БВС-мониторинг позволил выявить динамику развития болезни в течение вегетационного периода. Нейросетевая модель U-Net обеспечила точность распознавания очагов поражения до ~90%, что превысило результаты метода Random Forest (75–80%). Сформированы тематические карты распределения болезней, позволяющие количественно оценить степень поражённости растений. К началу сентября заражённость листьев церкоспорозом достигла ~52% площади листового аппарата.
Полученные результаты подтверждают высокую эффективность применения методов глубокого обучения для анализа данных БВС. Разработанные алгоритмы обеспечивают раннюю диагностику заболеваний, формирование оперативных карт фитосанитарного состояния и могут быть интегрированы в системы точного земледелия. Практическая значимость заключается в повышении эффективности защиты растений и обосновании дифференцированных обработок, что способствует снижению затрат на СЗР и сохранению урожайности.
В статье представлены результаты разработки автоматизированного многоканального фертигационного комплекса, адаптированного к сложным агроклиматическим условиям Поволжья. Рассмотрены связанные с изменением климата проблемы макрорегиона, включая засухи, засоление почв и температурные стрессы, требующие инновационных решений в области орошаемого земледелия. Обоснована необходимость внедрения технологий точного орошения для обеспечения устойчивого овощеводства как важнейшей составляющей продовольственной безопасности России. Авторами предложен комплекс, сочетающий капельное и спринклерное орошение с интеллектуальной системой дозирования удобрений. Описана модульная конструкция оборудования, позволяющая адаптировать его под различные площади полей и типы культур. Подробно представлены такие технические решения, как система мониторинга состояния почвы и растений, блок управления, а также механизмы автоматической корректировки состава питательных растворов. Проведенный анализ патентных разработок за 2019-2025 годы позволил определить мировые тенденции в области фертигационных технологий. В сравнении с зарубежными аналогами предлагаемый комплекс обладает рядом конкурентных преимуществ, таких как специализированная адаптация к условиям Поволжья, комбинированный подход к орошению и система управления питательным режимом. Обоснована значимость разработки для импортозамещения в сельскохозяйственном машиностроении и перспективы ее внедрения в других регионах со схожими климатическими условиями. Статья представляет интерес для специалистов в области агроинженерии, мелиорации и точного земледелия.
В статье представлены результаты исследований показателей качества зерна яровой пшеницы. Работа проводилась в период с 2022 по 2024 года на базе Курганского НИИСХ. Объектами исследования выступали сортообразцы и сорта яровой мягкой пшеницы селекции Курганского НИИСХ. Экспериментальное поле было подготовлено на участке, где ранее размещался пар. Посев осуществлялся 20 мая с применением сеялки модели СН-16. Погодные условия во время исследований различались по годам температурным режимом и количеством осадков. Сопоставительный анализ сортов и сортовых образцов был выполнен по ряду характеристик, включая стекловидность зерна, количества белка и содержание клейковины. Полученные в ходе работы данные продемонстрировали наличие различий между исследуемыми сортами и сортообразцами по стекловидности. Высокие результаты по данному признаку были получены на сорте Аист 45 (68,0 %) и на сортообразце 037-17 (64,7 %). Белковый состав зерна является существенным критерием, определяющим его пищевую и коммерческую пригодность. Наивысшая концентрация белка, достигающая 16,5%, была зафиксирована в зерне сорта Лента 45 и экспериментальном образце 037-17. Наличие и качество клейковины также играют важную роль в оценке зерна. Исследования показывают, что сортообразец 037-17 характеризуется наиболее стабильным формированием высокого уровня клейковины. Исходя из полученных нами результатов, за годы исследования отлично себя проявил по всем изучаемым показателям качества сортообразец 037-17. Проведены расчеты данных по варьированию показателей качества – стекловидность, содержание белка и содержание сырой клейковины в зерне.
Адаптивная селекция сельскохозяйственных культур направлена на создание новых сортов, отличающихся высокой продуктивностью за счет повышенной устойчивости к биотическим и абиотическим факторам среды. В перспективе новый сорт должен обладать как экологической пластичностью, так и способностью эффективно использовать почвенно-климатические ресурсы региона возделывания. Целью исследований являлась оценка сортов картофеля уральской селекции по параметрам экологической пластичности, стабильности и адаптивности. Изучено 22 сорта картофеля (12 сортов селекции ЮУНИИСК и 10 сортов Уральского НИИСХ). Почва опытного участка – чернозем выщелоченный среднесуглинистый. Площадь делянки – 4,5 м2. Повторность опыта четырехкратная. При анализе показателей адаптивности использовали методики S. A. Eberhart и W. A. Rassel, A. A. Rosielle и J. Hamblin, В. В. Хангильдина, Л. А. Животкова, В. А. Зыкина. Ранжирование генотипов (по сумме рангов) позволило выделить 11 сортов картофеля в наибольшей степени адаптированных к возделыванию в лесостепной зоне Челябинской области: Шах (средняя урожайность за 2021-2024 гг. – 35,6 т/га), Кавалер (25,9 т/га), Арго (31,2 т/га), Тарасов (26,3 т/га), Спиридон (25,9 т/га), Амулет (26,6 т/га), Челябинец (26,6 т/га), Каштак (23,6 т/га), Шихан (23,8 т/га), Багира (23,6 т/ га) и Ицил (20,2 т/га) с наименьшей суммой рангов от 37 по 92. Авторы пришли к выводу о необходимости включения перспективных сортов картофеля Ицил и Челябинец в «Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию» по Уральскому региону.
Цель исследований заключалась в разработке научно-обоснованных приемов возделывания перспективных сортов сои и совершенствовании компонентов адаптивной технологии её возделывания в условиях предгорной зоны РСО-Алания. В данной статье рассмотрены вопросы формирования агроценозов сои и её урожайности в зависимости от способов посева. Экспериментальная работа проводилась на черноземах выщелоченных в зоне, характеризующейся умеренно влажным климатом. Объектом исследований были скороспелые сорта сои «Барс» и «Ирбис». Установлено, что показатели фотосинтетической активности и продуктивности посевов сои в значительной мере зависели от способов посева. Наиболее высокий урожай получен при широкорядном способе посева с междурядьями 45 см, благодаря чему у растений сорта Барс площадь листьев достигла 42,08 тыс. м2/га, у сорта Ирбис – 38,26 тыс. м2/га. Показатели фотосинтетического потенциала сои показали заметное повышение – от 4,5% до 26,8% – при определённых способах посева. Семенная продуктивность также увеличилась на 12,6…20,1%. Было выявлено, что структура урожая существенно зависела от способов посева. Например, количество бобов на одном растении варьировалось в диапазоне 14,0…16,8 штук, увеличиваясь с улучшением условий освещения. Аналогичная тенденция наблюдалась с количеством зёрен, которое составляло 29,3…36,7 штук на одно растение. Общая масса зёрен с 1-го растения достигала своего максимума в варианте с междурядьями 60 см – 5,38…5,44 г. Масса 1000 зёрен была минимальной в рядовых посевах (159 г), максимальной – в широкорядных при 60 см (177 г). Наиболее эффективным по большинству показателей продуктивности в условиях предгорной зоны РСО-Алания оказался сорт Барс.