Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Титульный лист и исполнители

Аннотация

Любой продукт, потребляемый в пищу, человеком или животным, берёт своё начало из почвы. При формировании урожая сельскохозяйственных культур из почвы происходит вынос питательных элементов. Поэтому важно поддерживать положительный баланс питательных элементов в почве, за счёт внесения удобрений. Широкое применение минеральных удобрений привело к загрязнению почвы солями тяжёлых металлов, входящих в их состав, что негативно сказывается на качестве получаемых продуктов питания. В настоящее время актуальным является не только повышение плодородия почвы, но и её оздоровление, за счёт использования органических удобрений [1].

Пожнивные остатки или незерновая часть урожая (НЧУ), является побочной продукцией растениеводства, при этом, если их использовать в качестве удобрения то это достаточно эффективное средство для восстановления почвенного плодородия, так как в ее состав входят элементы, участвующие в формировании гумуса. Однако из-за длительного периода разложения органического веществаприменение данного удобрения на практике ограничено и даже имеют место быть случаи поджога. Доказано, что для ускорения процесса гумификациинеобходимо вносить компенсирующие дозы азотосодержащих удобрений[2]. Научный интерес представляет замена этих удобрений на современные биологические препараты и гуминовые продукты, что позволит, в общем, получить эффективное органическое удобрение.

В работе рассмотрены биопрепараты ускоряющих процесс разложения пожнивных остатков (Agrinos 1, Стернифаг СП, Экорост, Биокомплекс БТУ). Сочетание данных препаратов с растительными остатками позволяют получить эффективное органическое удобрение. Результаты исследований внедрены в хозяйствах Рязанской области (УНИЦ «Агротехнопарк» Рязанского района, ООО «Агрохим» Старожиловского района, ООО «Вперед» Шацкого района, ИП-Глава КФХ Гусев Е.А. Сапожковского района). Предложен агрегат для утилизации пожнивных остатков в качестве удобрения с использованием биопрепаратов.

Цель исследования – исследование возможности повышения урожайности сельскохозяйственной продукции за счет совершенствования технических средств обработки и заделки пожнивных остатков.

Ключевые слова: незерновая часть урожая, солома, утилизация, измельчение, удобрение, плодородие почвы, урожайность.

Введение

20 февраля 2019 года впослании Федеральному Собранию президент РФ В.В. Путин отметил, что необходимо улучшить демографическую ситуацию в стране, что возможно при проведении мероприятий по оздоровлению населения. Известно, что на здоровье человека оказывают влияние ряд факторов, большую долю которых занимает качество потребляемых продуктов питания (до 57%), актуальным является высказывания Гиппократа: «Мы есть то, что мы едим!». Любой продукт, потребляемый в пищу, человеком или животным, проходит путь, беря своё начало в почве, поэтому от здоровья почвы зависит здоровье и человека.

В процессе формировании урожая сельскохозяйственных культур из почвы происходит вынос питательных элементов. Для осуществления доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации до 2020 года (стр. 6 раздел 4, п. 13 «В области производства сельскохозяйственной и рыбной продукции, сырья и продовольствия усилия должны концентрироваться на следующих направлениях: повышение почвенного плодородия и урожайности…») [3]особенно важно поддерживать положительный баланс питательных элементов в почве, за счёт внесения удобрений. Широкое применение минеральных удобрений привело к загрязнению почвы солями тяжёлых металлов, входящих в их состав, что негативно сказывается на качестве получаемых продуктов питания. Поэтому повышение плодородия почвы должно осуществляться без негативного влияния на неё, а также и с оздоровлением, за счёт использования органических удобрений [2].

Пожнивные остатки или незерновая часть урожая (НЧУ), является побочной продукцией растениеводства, при этом, если её использовать в качестве удобрения – это эффективное средство для восстановления почвенного плодородия, так как в ее состав входят элементы, участвующие в формировании гумуса.Так в работе И.В. Русаковой «Теоретические основы и методы управления плодородием почв при использовании растительных остатков в земледелии» [4] отмечается, что при моделировании ситуации, когда с поля происходит удаление 50% и 95% пожнивных остатков в течение 50 лет показало, что при удалении 50% пожнивных остатков с поля с высокой степенью вероятности это окажет влияние на содержание гумуса, а приудалении 96% пожнивных остатков – окажет отрицательное воздействие на содержание гумуса [4, 5].

Однако на практике,одних пожнивных остатков недостаточно для увеличения запасов гумуса [4], а длительный период их разложения в почве ограничивает применение. Доказано, что для ускорения процесса разложения следует вносить компенсирующие дозы азотосодержащих удобрений [1, 2, 4]. Научный интерес представляет замена этих удобрений на современные биологические препараты, которые стимулируют рост и развитие растений, способствуют ускорению разложения побочной продукции и изготавливаемых из природного экологически чистого сырья, что позволит,получить эффективное органическое удобрение. Данные препараты (напримерAgrinos 1, Стернифаг СП, Биокомплекс БТУ и другие) обладают физиологически активными свойствами и при ультрамалых дозах стимулируют рост и развитие растений, также подавляют действие болезнетворных микроорганизмов, повышают коэффициент использования основных минеральных удобрений, ускоряют процессы разложения и трансформации побочной продукции в почве, снижают активность тяжелых металлов и вредных химических соединений. Кроме прямого влияния на растение стимуляторы роста и микробиологические удобрения оказывают и косвенное влияние на улучшение водно-физических, механических и биологических свойств почвы, активизируют почвеннуюбиоту, уменьшают поступления в растения радионуклидов и нитратов.

Цель работы – исследование возможности повышения урожайности сельскохозяйственной продукции за счет совершенствования технических средств обработки и заделки пожнивных остатков.

В соответствии с целью работы были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Исследовать возможность применения биологических удобрений, биопрепаратов и гуминовых продуктов в технологиях с использованием пожнивных остатков в качестве удобрения для ускорения их разложения и улучшения микробиологических показателей почвы.

2. Определить скорость разложения пожнивных остатков, изменение микробиологического состава почвы, количества и качества получаемого урожая сельскохозяйственных культур после использования биологических удобрения, биопрепаратов и гуминовых продуктов.

3. Изучить возможность совершенствования машин для эффективной утилизации пожнивных остатковв качестве удобрения с применением биологических удобрений, биопрепаратов и гуминовых продуктов.

4. Провести полевые испытания технических решений по эффективному использованию пожнивных остатков в качестве удобрения.

Тематика работы соответствует п. 6 Перечня приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации, (утв. Указом Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 г. №899) «Рациональное природопользование». Научная новизна работы состоит в научном обосновании технико-технологического решения технического средства заделки пожнивных остатков и результатах определения его рациональных параметров и режимов работы для получения безопасных и эффективных удобрений биологического происхождения. Практическая ценность будет состоять в возможном применении предложенных решений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в конкретных почвенно-климатических условиях.

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на XII Международной научно-практической конференции в рамках XXII Агропромышленного форума юга России и выставки «Интерагромаш» (ФГБОУ ВО ДГТУ, г. Ростов-на-Дону, 27 февраля – 1 марта 2019 г.) [6] (Приложение 1), международной научно-практической конференции ЛОМОНОСОВ-2019 (МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, 8-12 апреля 2019 г.) [7, 8] (Приложение 2), Всероссийской научно-практическая конференция с международным участием, посвященная 50-летнему юбилею Ярославского НИИЖК – филиала ФН «ВИК им. В.Р. Вильямса» (Ярославский НИИЖК – филиала ФН «ВИК им. В.Р. Вильямса, г. Ярославль, 18-20 июня 2019 г.) [9] (Приложение 3), II International Scientific Conference «AGRITECH-2 2019: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies» was organized by the International and Russian Union of Scientific and Engineering Associations, Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk Regional Union of Scientific and Engineering Associations, Krasnoyarsk Science and Technology City Hall (ФГБОУВОКрасноярскийГАУ, г. Красноярск 20 ноября 2019 г.)(Приложение 4), международной научно-практической конференции «Сельское хозяйство и продовольственная безопасность: технологии, инновации, рынки, кадры», посвященной 100-летию аграрной науки, образования и просвещения в Среднем Поволжье (ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, г. Самара, 13-14 ноября 2019 г.), юбилейной международной научно-практической конференции «Вклад университетской аграрной науки в инновационное развитие агропромышленного комплекса» (ФГБОУ ВО РГАТУ, г. Рязань, 23 мая 2019 года) [10], всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 80-летию со дня рождения профессора Анатолия Михайловича Лопатина (ФГБОУ ВО РГАТУ, г. Рязань, 12-13 ноября 2019 г.), I национальной научно-практической конференции (с международным участием) «Актуальные проблемы импортозамещения в АПК» (СГАУ им. Н.И. Вавилова, г. Саратов, 18-20 сентября 2019 г.), 71-ой международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «АПК XXI века: образование, инновации, перспективы» (ФГБОУ ВО МичГАУ, г. Мичуринск-Наукоград, 20-21 марта 2019 г.) [11] (Приложение 5), 10-й Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Агроинженерные инновации в сельском хозяйстве» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Москва, 30-31 мая 2019 г.) (Приложение 6). Результаты исследований опубликованы в 2019 году в печати, в том числе в журналах, входящих в «Перечень ВАК…» [12-14] и международные базы Scopus иWebofScience [15, 16] и других изданиях [17-19]. Получен патент на полезную модель №191231 «Устройство для утилизации незерновой части урожая» [20] (Приложение 7), получено свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ 2019661223 «Программный модуль аналитического блока агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения» [21] (Приложение 8) и подана ещё одна заявка. Результаты исследований оформлены в виде методических рекомендаций [22], которые в 2019 году рекомендованы Министерством сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области к применению в хозяйствах АПК Рязанской области (Приложение 9). Результаты работы были представлены на различных конкурсах и выставках:

— 2 место на международном конкурсе проектов и стартапов «Потенциал бедующего» в рамках молодёжного научного форума «Ломоносов 2019» (Приложение 10);

— серебряная медаль XXII Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед 2019» (Приложение 11);

— 1 место во Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых учёных высших учебных заведений Минсельхоза России в номинации «Технические науки» (Приложение 12);

— бронзовая медаль Российской агропромышленной выставки «золотая осень 2019» (Приложение 13);

— 1 место в номинации «Машиностроение» во Всероссийском инженерном конкурсе «ВИК-2019» (Приложение 14).

— участник конкурса «Мечты и реальность цифрового АПК» в рамках агротехнологической выставки «Всероссийский день поля – 2019» (Приложение 15).

Раздел 1. Анализ технологий утилизации пожнивных остатков в качестве удобрения

Пожнивные остатки являются побочным продуктом растениеводства, например, для зерновых культур на них приходится до 2/3 части от общего биологического урожая [16], при этомони служат источником энергии для почвенной микрофлоры, что является определяющим фактором контролирующим деятельность микроорганизмов в почве [4]. В зависимости от технологии использования пожнивных остатков в хозяйственных нуждах сельскохозяйственного предприятия, они, также, могут затруднять работу последующих машинно-тракторных агрегатов, что негативно скажется на общей производительности и приведет к снижению прибыли. Рассмотрим наиболее применяемые, в настоящее время, технологии использования пожнивных остатков, которая обусловлена в первую очередь обеспеченностью хозяйства соответствующим машинно-тракторным парком.На рисунке 1 представлена схема возможных вариантов. Например, все современные зерноуборочные комбайны оборудованысоломоизмельчителями, что определяет выбор технологии, когдаониубирают весь биологический урожай, основная часть урожая (зерно) обмолачивается и собирается в бункере, а побочная (солома) измельчается и разбрасывается по поверхности поля.Далее следует её заделка в почву (III, IV, III+IV рисунок 1). При изменении конструкции соломоизмельчителем появляется возможность отделения мякины (обладающей большей кормовой ценностью по сравнению с соломой) и сбор её в тележку [23, 24] (1* Рисунок 1). При введении дополнительных машин, возможно внесение азотных удобрений или биопрепаратов для ускорения процесса гумификации пожнивных остатков.

Зерноуборочный комбайн является одной из самых дорогих машин в хозяйстве и не всегда окупающей себя за весь срок службы, при условии, что работает не более 1 месяца в году. Учитывая, что соломоизмельчитель затрачивает 18-25% мощности при повышенном расходе топлива [25, 26], что приводит к повышенному износу комбайна. Также при необходимости заготовки соломы для нужд животноводства необходимо отключать соломоизмельчитель, а незерновую часть урожая (НЧУ) укладывать позади комбайна (2 рисунок 1).

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\ОТЧЁТ\схема.jpg

Рисунок 1 – Возможные варианты использования незерновой части урожая в хозяйственных нуждах

После укладки соломы в валок её можно подобрать, измельчить и распределить по поверхности поля отдельными машинами с последующей обработкой биопрепаратами ускоряющими процесс гумификации или же внесению компенсирующих доз азотных удобрений (2-1-А или 2-1-Б, рисунок 1). С обязательной последующей заделкой в почву. В зависимости от машинно-тракторного парка хозяйства данные технологические операции могут совмещаться или заменяться.

Для использования НЧУ для животноводства применяются технологии, когда зерноуборочный комбайн отключает соломоизмельчитель и укладывает побочную продукцию в валок (2-3, рисунок 1). Прежде всего, это обусловлено комплексом машин, которые работают именно по валку соломы. В исследованиях Логинова И.В. [27] приведены данные о том, что при удалении животноводческой фермы на расстояние более 5 км от поля, транспортные затраты делают экономически не целесообразным вывозить с поля НЧУ. В ряде зарубежных стран, как отмечено в работе Русаковой И.В. [4], вывоз пожнивных остатков с поля возможен только при компенсации питательных элементов органическими удобрениями. В той же работе [4] отмечается, что только к 2016 году доля использования пожнивных остатков в качестве удобрения в мире увеличилась, в среднем, на 38-42% (например, внесении соломы в качестве удобрения под сахарную свеклу составляет 72%, под пшеницу 71%, под озимый ячмень 58 %).

Сжигание незерновой части урожая (2-2, рисунок 1)для быстрого освобождения поля, чтобы обеспечить работу последующих машин, недопустимо из-за высокой пожарной опасности, а также на отрицательное воздействие на почву [27] (хотя есть и противоположные мнения [28, 29]). С 1 м2 солома сгорает примерно за 30-40 с, разогревая поверхности почвы до температуры 360˚ С [27], а по некоторым источникам и до 630˚ С [32], и 50˚ С на глубине 9-15 см [27, 30]. В слоях 0…5 см наблюдается выгорание гумуса, а в слое 0…10 см потери воды [30]. Опыт Китая, представленный в работе Рукаковой И.В. [4], что ежегодное сжигание соломы на протяжении 4 лет (с 2000 – 2003 годы) привело к серьезным экологическим проблемам [32].Даже после сжигания НЧУ необходимо провести обработку почвы (2-2 – III – IV; 2-2 – III; 2-2 – IV, рисунок 1 или 2-2-В-III-IV; 2-2-B-III; 2-2-B-IV (на рисунке не показано, вместо «В» возможно внесение иных удобрений).

Как видно из рисунка 1 технологии зависят от обеспеченности хозяйства машинно-тракторным парком, некоторые машинно-тракторные агрегаты могут выполнять сразу несколько технологических операций за один проход. Например «Способ уборки урожая зерновых культур и утилизации незерновой части урожая и устройство для его осуществления» описанный в патенте на изобретение №2307498 [33] подразумевает за один проход уборочного агрегата, выполненного в виде зерноуборочного комбайна, убирает весь биологический урожай, основную часть урожая обмолачивает и собирает в бункере (при чем уборка осуществляется очесывающей жаткой, когда убираются только верхние части стеблей), стерня обрабатывается азотным удобрением через щелевые распылители позади комбайна и заделываются в почву при помощи дискового орудия.

Известны случаи, когда в хозяйствах солому укладывали в валки по варианту 2-3 рисунок 1, например, для последующего прессования в рулоны, но валков осталось больше необходимого. В данной ситуации возникает необходимость в дополнительной технике для подбора и измельчения НЧУ из валков.Также следует отметить, что при установившейся мировой тенденции по использованию пожнивных остатков в качестве удобрения совместно с биопрепаратами ускоряющих процесс гумификации (также это соответствует и федеральному закону «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 03.08.2018 N 280-ФЗ) наиболее перспективным является модернизация измельчителей соломы, работающих по валку с возможностью внесения биопрепаратов. Данный подход позволит снизить загруженность зерноуборочных комбайнов за счёт отключения соломоизмельчителей и сосредоточить всё внимание на уборку основной продукции – зерна. Установка оборудования по внесению биопрепаратов в измельченную растительную массу затруднена объёмами технологической ёмкости для рабочего раствора, так как очевидным является, что запас хода уборочного агрегата по объёму технологической ёмкости должен быть наиболее максимальным, а значит, наполняемость бункера и расход рабочего раствора должны быть одинаковыми. С другой стороны, разгрузка бункера в транспортный агрегат и заправка резервуар для рабочего раствора должны проводиться одновременно и одинаково по времени, чтобы не увеличивать время на технологическое обслуживание и не снижать общую производительность. Учитывая, что норма внесения рабочего раствора биопрепарата в большинстве случаев соответствует 300 л/га, объём технологической ёмкости должен быть существенно большим (более 1,5 м3, а значит и дополнительной массы более1500 кг), а значит, в конечном итоге, увеличит общий вес уборочного агрегата, что негативно скажется на уплотнение почвы [34]. Прицепные или навесные измельчители-мульчировщики имеют большой потенциал для модернизации и дальнейшим совмещением технологических операций по измельчению и обработки пожнивных остатков, а также и заделки готового органического удобрения в почву. В данном направлении с 2010 года в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» ведутся работы.

Устройство для утилизации НЧУ (Патент на полезную модель РФ № 116007 [36]) представляет собой серийную машину, работающую по валку соломы (технология 2-1-…, рисунок1), на который дополнительно установлено оборудование для внесениярабочего раствора препаратов ускоряющих процесс разложениярастительных остатков (в качестве препаратов могут быть Эдагум СМ, гуматкалия или иные биопрепараты) [36]. Внесение рабочего раствораосуществляется непосредственно в зону измельчения по средстваммелкодисперсного распыления через центробежныефорсунки.Данная машина работает по технологии 2-1-Б-III; 2-1-Б-IV или 2-1-Б-III-IV рисунок 1. На рисунке 2 представлена схема данной машины в составе машинно-тракторного агрегата.

word image 1059 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 10 – Схема устройства для утилизации НЧУ

в составе машинно-тракторного агрегата

Рассматриваемое устройствообъединяет в один технологический процесс такие операции, как:

— уборка НЧУ;

-измельчение НЧУ;

— обработка измельченной массы рабочим раствором препратов предназначенных для ускорения процесса гумификации растительных остатков;

— распределение готового органического удобрения по поверхности поля.

Важным является то, что предложенное дополнительное оборудование можно применять на большинстве известныхизмельчителях-мульчировщиках, работающих по валку соломы. Отличием является лишь то, что в зависимости от ширины захвата машины изменится количество форсунок, а в зависимости от диаметра измельчающего барабана и высоты расположения форсунок будет изменяться угол факела распыла и расход каждой форсунки.

На рисунке 3 показано устройство для утилизации НЧУ выполненное на базе серийного измельчителя-мульчировщикаKvernelandfx230 (вместо насоса, давление создаётся за счёт нагнетания в технологическую ёмкость воздуха из пневматической системы трактора) на испытаниях в СПК «Родина» Путятинского района Рязанской области.

word image 1060 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 3 – Устройство для утилизации НЧУ на полевых испытаниях в СПК «Родина»

Дальнейшее совершенствование технологии связано с модернизацией предыдущего устройства и расширения функциональных возможностей и нашло своё отражение в агрегате для утилизации незерновой части урожая (АдУ НЧУ) в качестве удобрения (Патент на полезную модель №179685 [36, 37]) состоит из трёх основных элементов (Рисунок 4):

1) комплекс для подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения, представляющий устройстводля утилизации НЧУ, описанное выше, по патенту №116007 [35];

2) модуль для дифференцированного внесения рабочего раствора, состоящего из сканирующего устройства, аналитического блока и исполнительного механизма, выполненного в виде регулятора давления и системы электромагнитных клапанов;

3) комплекс для заделки готового удобрения в почву (выполнен в виде дискового орудия).

Данная машина позволяет за один проход выполнять операции 2-1-Б-III (Рисунок 1), что значительно сокращает время утилизации пожнивных остатков в качестве удобрения.

D:\работа\наука\2015 умник\2018\Вестник АПК Ставрополье\рисунки\для мр.jpg

Рисунок 4 – АдУ НЧУ

Таким образом, можно видеть, что совершенствование технических средств для выполнения операций (по отдельности или объединяющих в себе несколько) в технологическом процессе по утилизации НЧУ в качестве удобрения является определяющим фактором в развитии данных технологий. Так, обеспеченность хозяйства соответствующей техникой определяет технологии использования НЧУ. Поэтому главным действием по повышению эффективности использования пожнивных остатков в качестве удобрения будет являться совершенствование машин для осуществления данного процесса.

Раздел 2. Предлагаемые технические решения для повышения эффективности использования пожнивных остатков в качестве удобрения

Более подробно рассмотрим конструкцию агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [36, 37, 39, 40]. Как видно из рисунка 4, машинно-тракторный агрегат состоит из энергетического средства в виде трактора тягового класса 1,4-3 тс и последовательно соединённых комплексов для подготовки к использованию НЧУ и для заделки уже готового удобрения в почву. Комплекс для заделки возможно изготовить из серийных почвообрабатывающих дисковых орудий с рабочими органами в виде сферических дисков и углом атаки 17 – 22о, подобранных по требуемым значениям ширины захвата. Для уменьшения требуемой мощности агрегируемого трактора можно использовать 2 ряда дисковых батарей. Следует отметить, что рабочая ширина захвата рассматриваемого машинно-тракторного агрегата соответствует рабочей ширине захвата комплекса для заделки готового удобрения в почву, которая в свою очередь должна быть больше или равной ширине разбрасывания НЧУ из комплекса по подготовке [41]:

word image 1061 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (1)

где Bpк.з. – рабочая ширина захвата комплекса по заделки НЧУ, м Bpк.п. – рабочая ширина захвата комплекса для подготовки НЧУ к использованию, в частности это ширина разбрасывания НЧУ по поверхности поля – Вразбр. к.п., м.

Выражение (1), также можно записать как:

word image 1062 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (2)

где Bрмта – ширина захвата всего машинно-тракторного агрегата АдУ НЧУ.

Немаловажным, также является и расстояние между комплексом для подготовки НЧУ и комплексом по заделки, потому как если расстояние будет не достаточным, то тогда растительный материал будет «засыпать» комплекс по заделки готового удобрения, что в конечном итоге не позволит осуществить качественную заделку готового удобрения. Отсюда второе условие расположения комплекса по заделки

word image 1063 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (3)

где Lразбр. – длина разбрасывания НЧУ комплексом по подготовке к использованию, т.е это максимальное расстояние, которое преодолевают частицы растительной массы на выходе из комплекса по подготовки к использованию до соприкосновения с поверхностью почвы, м; Lк.з. – расстояние между комплексом по подготовки к использованию и комплексом по заделки НЧУ, м.

Если упрощённо описать движение частички измельчённой и обработанной рабочим раствором препарата ускоряющего процесс гумификации НЧУ в виде движения материальной точки брошенной с некоторойвысоты с начальным ускорением и под определённым углом к горизонту (здесь имеется в виду тот момент, когда обработанная рабочим раствором растительная масса измельчается проходя между ножами и противорежущими пластинами). В ходе теоретических и лабораторных испытаний получено следующее уравнение регрессии:

Lразбр.max=–149,92+9,099α – 0,0087V-0,1015V2+0,0006Vα+0,0718α2 (4)

где Lразбр.max – максимально возможная длина разбрасывания НЧУ комплексом по подготовке к использованию, м; α – угол к горизонту под которым измельчённые частицы НЧУ покидают комплекс по подготовки, ͦ ;V – скорость с которой частицы НЧУ покидают комплекс по подготовки, м/с.

Графическое изображение выражения (4) показано на рисунке 5.

word image 1064 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

word image 1065 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Как видно из рисунка 5, что частицы НЧУ покидая комплекс по подготовки к использованию под углом к горизонту 45˚, длина их полёта будет максимальной даже при низких значениях начальной скорости. Также, следует отметить, что измельчённые частицы растительной массы следует направлять непосредственно под сферические диски комплекса по заделки НЧУ. Для этого предлагается изготовить специальный дефлектор, который первоначально будет способствовать частицам НЧУ двигаться под углом в 45˚, а затем по логарифмической кривой направлять поток растительной массы подрабочие органы комплекса по заделки готового удобрения в почву.

Сканирующее устройство (входящего в состав модуля для дифференцированного внесения рабочего раствора) располагается спереди трактора перед догружающими противовесами на расстоянии 1,0-1,2 м от поверхности поля и представляет собой раму с установленными на ней тремя ультразвуковыми дальномерами (возможно применение лазерных дальномеров), рисунок 6. Передначалом работы необходимо выставить дальномеры по размерам убираемоговалка, центральный дальномер выставляется так, чтобы измерять расстояниедо валка в центральной части, в вершине, а два боковых по краям валка.Значения ширины валка и его плотности также измеряются перед началомработы и задаются в аналитический блок (расположен в кабине трактора)вручную. Таким образом, значение высоты валка определяетсяавтоматически по выражению (одна из операций алгоритма):

word image 1066 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

где Н1, Н2 – расстояние от дальномера до почвы по краям валка, м; Нц – расстояние от дальномера до центральной части (вершине) валка, м.

Масса НЧУ в валке определяется как [38]:

word image 1067 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения , (6)

где mНЧУ – масса незерновой части урожая, поступившее в устройство за время t, кг; ρ – плотность незерновой части урожая, кг/м3; Вв – ширина валка, м; Н – высота валка, м; Vp – рабочая скорость машинно-тракторного агрегата, м/с.

word image 1068 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 6 – Размещение сканирующего устройства 1 на тракторе

Принято допущение, что валок НЧУ представляется в виде половины эллиптического цилиндра с большим радиусом основания равной половине ширины валка – Вв/2, меньшим высоте валка – Н, и высотой в виде пройденного пути агрегата S=Vp*t [38, 42], что также отмечалось в работе [43] и многолетних наших исследований [38, 40, 42, 43], рисунок 7.

АдУ НЧУ в составе машинно-тракторного агрегата (МТА) работает следующим образом: приводится в движения при помощи трактора (от движения трактора) и движется по валку со скоростью Vp, сканирующий блок производит сбор информации с некоторым шагом Lизм., (т.е. измерения производятся через равные промежутки).Полученные сигналы (информация) по проводам передаётся в аналитический блок со скоростью близкой к скорости света (≈3∙108 м/с) на некоторое расстояние L1 (расстояниеот сканирующего устройства до аналитического блока). В аналитическом блоке, по заданному алгоритму [21, 36, 37, 39, 40], осуществляется расчёт требуемой нормы внесения рабочего раствора и подаётся необходимый сигнал к исполнительному механизму для регулировки рабочего давления и корректировки нормы внесения (сигнал подаётся по проводам с той же скоростью на расстояние L2 (расстояние от аналитического блока до исполнительного механизма, однако для регулирования используются механические элементы, характеризующиеся более медленнымискоростями)). Исполнительному механизму требуется некоторое время t для того, чтобы установить требуемую ному внесения рабочего раствора. Таким образом, время принятия решения исполнительным механизмом можно определить из выражения:

word image 1069 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения , (7)

где tп.р. – время принятия решения исполнительным механизмом, с; Lизм. – шаг измерения сканирующего блока (расстояние между двумя измерениями), м; L1 – расстояние между сканирующим блоком и аналитическим блоком, м; L2 – расстояние между аналитическим блоком и исполняющим механизмом; Lкон. – конструктивное расстояние между оборудованием, Lкон=L1+ L2, м (также обуславливает расположение сканирующего блока впереди трактора, а не впереди сельскохозяйственной машины).

D:\работа\наука\2015 умник\2-ое\фото\лазер\IMG_2958.JPG D:\работа\наука\2015 умник\2-ое\фото\1\20170912_101437.jpg
IMG_2918

Рисунок 7 – Изучение профилей валков НЧУ

Анализируя выражение (7) видим, что на время принятия решения исполнительным механизмом влияют скорость, с которой движется МТА и шаг измерения. Конструктивное расстояние между оборудованием является величиной постоянной и зависит от компоновки МТА.

Принцип работы любого дальномера заключается в измерении времени отклика сигнала (т.е. времени от момента излучения сигнала до момента его считывания принимающим датчиком – «приёмником»). При движении МТА по валку со скоростью Vp, сканирующий блок (для примера, оборудованный ультразвуковыми дальномерами) посылает звуковой сигнал с частотой ≈40 кГц, сигнал проходит расстояние 2H(до цели и обратно, уже после, отражаясь от объекта) со скоростью звука ≈340,29 м/с [39, 40] за некоторое время t, однако за это же время рама сканирующего устройства перемещается на расстояние Sp=Vp*t.Данное обстоятельство накладывает некоторые ограничения назначения допустимых рабочих скоростей используемых машинно-тракторных агрегатов для обеспечения стабильной работы сканирующего устройства. Рассматриваются ультразвуковые дальномеры, с одной стороны как наиболее дешёвые, а с другой как наиболее медленных по времени отклика (по сравнению с лазерными и инфракрасными со скоростью распространения света 2,99ˑ108 м/с).

Для работы аналитического блока АдУ НЧУ был разработан программный модуль (Свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ №2019661223 [21]).Программный модуль аналитического блока агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения написан на языке программирования С++ [13, 19, 21], окно программы показано на рисунке 8, а в приложении 16 представлен код программы, а в приложении 17 алгоритм работы.

word image 1070 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 8 – Окно программного модуля аналитического модуля АдУ НЧУ

Основные этапы работы программы:

1. Механизатор вводит начальные данные в аналитический блок (значение ширины валка, шаг измерения, норма внесения рабочего раствора, плотность НЧУ);

2. Вводится параметр начала гона;

3. Начало цикла, где от начала гона с заданным шагом измерения производится измерение параметров;

4. Измерение параметров (рабочая скорость МТА, время работы, показатели дальномеров);

5. Расчёт высоты валка;

6. Расчёт массы НЧУ;

7. Расчёт требуемого рабочего давления;

8. Расчёт остатка рабочего раствора в ёмкости (теоритический показатель);

9. Вывод на экран остатка рабочего раствора в ёмкости;

10. Обработано всё поле? (если нет, то цикл повторяется, если да то п. 11);

11. Вывод на экран остатка рабочего раствора в ёмкости;

12. Конец программы.

Дополнительно был установлен обратный клапан (между ёмкостью и исполнительного механизма, включающим в себя электрический насос с диапазоном изменения давлений 0,05 … 0,34 МПа и регулятора давления), показан на рисунке 9. Клапан несёт предохранительную функцию, при изменении давления излишки рабочего раствора направляются в главный трубопровод на входе в исполнительный механизм, представляет собой обычный пружинный клапан.

C:\Users\User\Desktop\1\клапан.jpg

Рисунок 9 – Обратный клапан

На форсуночной рампе установлены пять форсунок:

— XR1006-VP с углом распыла 110˚, диапазоном рабочего давления 0,1…0,4 МПа с плоскоструйным факелом распыла.

— AIXR 11004VP с углом распыла 110˚,диапазоном рабочего давления 0,1…0,6 МПа с плоскоструйным факелом распыла (следует отметить, что данная форсунка при давлениях 0,2-0,3 МПа раскрывается на угол 80..90˚, что интересно с точки зрения науки).

— SJ7-04-VP с углом распыла 10˚, диапазоном рабочего давления 0,15…0,4 МПа с капельным орошением (интерес представляет интерес для науки).

Исследования, проводимые в 2017-2018 годах, показали, что во время работы по валку НЧУ, который был сформированный зерноуборочным комбайном (его ширина составляет 1,5-1,6 м) не равномерно загружает ротор измельчителя (не по всей ширине), что снижает качество распределения уже готового к использованию удобрения. В 2019 году нами была предложена экспериментальная конструкция пассивного разравнивателя валка рисунок 10. Данное техническое решение позволяет «срезать» вершину валка и распространять её по ширине валка, что позволит увеличить равномерность загрузки ротора измельчителя, особенно по краям, что способствует увеличению ширины разбрасывания измельченной и обработанной биопрепаратами растительной массы, рисунок 11.

D:\с фотоаппарата\21-22 августа наука\DSCF5762.JPG

Рисунок 10 – Разравниватель валка НЧУ

C:\Users\User\Desktop\к разравнивателю\к разравнивателю.jpg

Вв – ширина валка; Нв – высота валка, Вв-р. – ширина разравненного валка

Рисунок 11 – Разравнивание валка НЧУ

По патнету на полезную модель РФ №191231 [20] «Устройство для утилизации незерновойчасти урожая» предложено следующее улучшение: сопла распылительных форсунок располагаются в центре выходного окна измельчителя-мульчировщика, то есть распыление происходит внутри выходящего потока измельченной незерновой части урожая, за счёт этого исключается смачивание частиц пыли и конструкции измельчителя-мульчировщика за счет чего снижается расход рабочего раствора и увеличивается впитываемость (Рисунок 12).

фиг.2 5 ом 21

1 – мульчировщик; 2 – крышка; 3 – измельченная и обработанная НЧУ ; 4 – форсунка; 5 – форсуночная рампа; 6 – измельчающий барабан.

Рисунок 12 – Улучшения по ПМ №191231

На рисунке 13 показано фото установки форсунок с некоторым расстоянием вылета за распределительные заслонки Δ (расположение внутри выходного окна). Расстояние вылета регулируется, диапазон изменений составляет от 0 до 45 мм.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\вестник ргату №4\Презентация Microsoft PowerPoint.jpg

Рисунок 13 – Установка форсунок

Анализ опытных полей, на которых планировалось использовать АдУ НЧУ в 2019 году, показал, что дина гона не превышает 500-600 метров, поэтому целесообразно использовать агрегат без комплекса для заделки уже готового удобрения в почву, а эту операцию выполнять дополнительным машинно-тракторным агрегатом не позже 30 минут. Данное мероприятие позволило уменьшить ширину разворотных полос и расстояние холостых переездов, что в конечном итоге позволило достичь значения коэффициента рабочих ходов 0,84 (вместо 0,61). Также будет проверена возможность формирования защитного слоя из необработанной части измельчённой массы, проходящей сверху распылительных форсунок и урывающей обработанный слой.

word image 1071 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (8)

где word image 1072 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения – коэффициент использования рабочих ходов; Sp – пройденный машинно-тракторным агрегатом путь при совершении полезной работы, м; Sx – пройденный машинно-тракторным агрегатом путь при холостых переездах, м.

На рисунке 14 представленАдУ НЧУ без комплекса для заделки уже готового к использованию удобрения с изменениями, описанных выше, используемый на уборочных (опытных) работах в 2019 году. На рисунке 15 показан преобразователь сигналов аналитического блока, позволяющий использовать ноутбук в качестве аналитического блока (в дальнейшем это будет самостоятельный блок управления закрепляемый в кабине механизатора).

word image 1073 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 14 – Полевые испытания АдУ НЧУ август 2019 г

Описание: D:\с фотоаппарата\с-петербург день поля\IMG_20190707_151611.jpg

Рисунок 15 – Преобразователь сигнала сканирующегоустройства

В 2019 году на закладке опытов по повышению эффективности использования пожнивных остатков в качестве удобрения применялся следующий машинно-тракторный агрегат – МТЗ-82+АдУ НЧУ (без комплекса для заделки уже готового к использованию органического удобрения и с описанными техническими усовершенствованиями по патентам на полезную модель РФ №191231 [20], и свидетельству на регистрацию программы для ЭВМ №2019661223 [21]), рисунок 14.

Раздел 3. Методика проводимых испытаний

Для достижения поставленной цели и решения задач нами проводились полевые исследования в хозяйствах Рязанской области (УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ Рязанского района, ООО «Агрохим» Старожиловского района, ООО «Вперёд» Шацкого района, ИП Глава КФХ Гусев Е.А. Сапожковского района) с различными природно-климатическими условиями, что позволит применить полученные результаты и других регионах Российской Федерации.Все лабораторные исследования проводились на кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка ФГБОУ ВО РГАТУ.

При помощи микроскопа Микромед С1 LED с объективом 10-0.25 160-0.17 и камерой USMOS05100KPA изучался рабочий раствор, приготовленный с использованием биопрепаратов Agrinos 1, Стернифаг СП, Экорост, Биокомплекс БТУ на наличие не растворившихся частиц, который могут помешать работе распылительных форсунок, так же изучалосьвзаимодействие рассматриваемых препаратов с частицами НЧУ [18].

В лаборатории исследовали распространение рабочего раствора в соломе (Результаты опубликованы в [14]). Для этого были искусственно сформированы слои соломы толщиной 10-12 мм, с частицами длиной не более 50 мм на подносах размером 530х330 мм. Масса каждой навески на подносах измерялась и составляла 70-100 гр. с влажностью 1,5-3,% при температуре окружающего воздуха 20-26 ˚С (влажность навески измерялась при помощи влагомера ЭЛВАС-2М). Далее при помощи ручного опрыскивателя с мелкодисперсным распылением имитировался распыл рабочего раствора. В качестве рабочего раствора применялась вода в объёме 50 мл и температурой 10˚-12˚С (специально ниже окружающей!).

На первом этапе исследований солома обрабатывался водой, а при помощи двух датчиков температуры и влажности DHT22, размещённых на нижней границе слоя и верхней, подсоединённых через контроллер Аrduinouno к компьютеру, фиксировали происходящие изменения в течение 120 минут (Рисунок 16 а). Каждый час извлекались пробы массой не более 3 гр и определялась влажность образца при помощи влагомера ЭЛВЕС-2М (как контрольная, так как данный влагомер сертифицирован). Эксперимент проводился с троекратной повторностью, а по полученным результатам строились графики (Раздел 4).

На втором этапе лабораторных исследований, обработанный слой соломы накрывался сухим (не обработанным) одинаковым по размеру, массе, температуре и влажности. В данном случае были определены три границы (Рисунок 16 б) для установки датчиков: нижняя (1), пограничный (2) между обработанной и не обработанной соломы и верхняя (3). Соответственно использовались три датчика температуры и влажности DHT22. Эксперимент проводился с троекратной повторностью в течение 180 минут, а по полученным результатам строились графики (Раздел 4).

Влажность растительной массы определяли по известной формуле:

word image 1074 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (9)

где W – влажность растительной масы, %;mх – масса образца до сушки, кг;

mвл – масса влаги, кг.

Масса впитавшегося рабочего раствора определялся из выражения:

word image 1075 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (10)

гдеmсух – масса образца после сушки, кг (определяли влагомером ЭЛВЕС-2М).

Такой подход позволяет провести проверочный расчёт, зная исходные параметры соломы (её влажность и массу), а также масса вносимой влаги. Отклонения показаний датчиков не превысили 4,3%, влагомера ЭЛВЕС-2М не более 1%.

В полевых условиях брались пробы обработанной соломы и при помощи влагомера ЭЛВЕС-2М определяясь влажность, а расчётно усвояемость рабочего раствора.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\вестник ргату №4\Фрагмент.jpg

а – первый этап эксперимента; б – второй этап эксперимента (с верхним не обработанным слоем); 1,2,3 – границы измерения влажности и температуры датчиками DHT22

Рисунок 16 – Схема расположения датчиков в исследуемых слоях соломы

Активность целлюлозразлагающих бактерий определялся по методу льняных полотен [7, 9, 22, 40, 44, 45], так как волокна соломы и льняного волокна схожи. Твердые пластины длиной 30 см обтягиваются льняной тканью и вставляют в почву вертикально, так чтобы ткань плотно прилегала к ровной стенке почвенного разреза или прикопки. Затем пластины засыпают почвой, которую уплотняют до исходного состояния. С периодичностью (не реже 1 месяца, или по установленному сроку, например в некоторых случаях пластины оставались на зимнее время) после начала опыта пластины вынимают из почвы, отмывают и по степени распада ткани визуально устанавливают наиболее активные слои почвы. Общее число пластин на каждом варианте 5 для каждой выемки (не менее 3 выемок). Количественно скорость распада льняного полотна определяют по убыли его массы в сухом состоянии от первоначального. Для этого заготовленные отрезки льняной ткани перед заделкой в почву взвешиваются (массы полотен была в пределах 9-11 гр.). После каждой выемки полотна очищались от почвы, стирались в теплой мыльной воде и высушивались, после взвешивались, и сравнивались с первоначальными показателями. Каждому полотну присваивался порядковый номер, который заносился в бланк.

На протяжении всего времени проведения эксперимента (опыты были заложены ещё в августе 2018 года) наблюдались и фиксировались средняя суточная температура и количество осадков, а также сопоставлялись со средними данными за многолетнее время наблюдений. Для этого пользовались данными открытых источников [46] и Гидрометцентра России [47], а также отчетами хозяйств Рязанской области.

Все опытные поля разделялись на делянки, позволяющих произвести чётное число рабочих ходов уборочного агрегата (не менее 2-х, например, при использовании технологии с внесением рабочего раствора при помощи опрыскивателя), чтобы машинно-тракторный агрегат начинал и заканчивал работу на одной и той же стороне поля, исключая негативное воздействие на почву. Одна делянка оставлялась без обработкив качестве контроля.

Для учета биологической урожайности на каждой опытной делянке отбирались по три снопа общей площадью 1 м2[45, 48].После в каждом снопе определяли число растений, количество всех и продуктивных стеблей. От каждого снопа отбирали по 25 колосьев, у которых определяли длину, общее число колосков в колосе, число неразвитых колосков в колосе, массу зерна с колоса. Качество зерна оценивают по следующим показателям: массе 1000 зерен. Оценку качества урожая оценивали по содержанию белка, который определяли при помощи инфракрасного анализатора спектран-119М по содержанию белка [45, 49]. Все результаты будут представлены в разделе 4.

Отметим, что для сравнения эффективности технических решений уборку пожнивных остатков осуществляли по технологиям:

— 1-Б-III;

— 2-1-Б-III;

— экспериментально по варианту — 2-1-Б-III-IV(с результатами в 2020 году).

Определение показателей почвенного плодородия осуществлялись в лаборатории ФГБУ САС «Рязанская», результаты представлены в разделе 4, а протоколы испытаний в приложении 18 и 19.

При помощи квадрокоптера dji phantom 4 pro производили аэрофотосъёмку всходов (Рисунок 14), а также опытных полей во время уборки при помощи стандартной камеры 20 MPi и дополнительной мультиспектральной камеры Parrot Sequoia с высоты 50-60 метров.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\льняные полотна УНИЦ агротехнопарк 2019\фото 26 сент\DSCF6259.JPG

Рисунок 14 – Квадрокоптера dji phantom 4 pro с мультиспектральной камеры Parrot Sequoia перед взлётом по изучению всходов

В процессе утилизации НЧУ при помощи предложенной машины АдУ НЧУ оценивались её эксплуатационные показатели (запас рабочего хода по объёму технологической ёмкости, рабочая скорость, производительность), а также особенности использования каждого из рассматриваемых биопрепаратов (например, забивание распылителей форсунок или основного фильтра системы).

Для определения запаса рабочего хода по объёму технологической ёмкости установили постоянное рабочее давление 0,21 МПа, МТА двигался с постоянной скоростью 7,5 км/ч.

Запас рабочего хода агрегата по объему технологической емкости определяется по известной формуле [41]:

word image 1076 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (11)

где Lт.р. – длина рабочего хода агрегата между двумя последовательными заправками технологической ёмкости, м; Vт.е. – объем технологической ёмкости, м3; ρр-р. – плотность рабочего раствора, кг/м3; word image 1077 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения – коэффициент использования объема технологической емкости (λ=0,8-0,95).

Производительность АдУ НЧУ оценивали по выражению:

word image 1078 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (12)

где Wч – часовая производительность МТА, га/ч; Bp – рабочая ширина захвата агрегата (в нашем случае это ширина разбрасывания органического удобрения), м; Vp – рабочая скорость МТА, км/ч; word image 1079 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения – коэффициент использования времени.

Раздел 4. Результаты испытаний

В августе 2018 году на опытном поле УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ был заложен эксперимент по определению воздействия различных биопрепаратов на скорость разложения незерновой части урожая. Общая площадь опыта составилам12 гектар. Были испытаны биопрепараты:

— Agrinos 1 и 2 л/га;

-Стернифаг СП — 80 гр/га;

-Экорост — 0,4 л/га;

-Биокомплекс БТУ — 1 л/га.

Остановимся на результатах, полученных в 2019 году, и сопоставим их с данными 2018 года, чтобы посмотреть динамику процесса разложения пожнивных остатков, а также показателей почвенного плодородия (органического вещества, фосфора, азота, калия, микро- и макроэлементов).

Наблюдение за температурой и количеством осадков представим с августа 2018 по декабрь 2019 года (Рисунок 15 и 16) в сравнении со средними данными за всё время наблюдений.

word image 1080 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 15 – Показатели значений температуры за время проведения эксперимента

В период проведения исследований температура воздуха была выше средней по области, наблюдался недостаток влаги (атмосферные осадки были ниже среднемноголетних показаний по региону в августе и сентябре), влагообеспеченность достигло нормы лишь в октябре-ноябре (Таблица 1) в 2018 году, что отразилось и на степени активностипочвенной биологической микрофлоры. Полученные результаты значительно отличалась по месяцам исследования, последние образцы льняных полотен были изъяты в апреле 2019 года (Таблица 2).

word image 1081 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 16 – Средние значения выпавших осадков за время проведения эксперимента

word image 1082 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Как видно из таблицы 1, в начальный период закладки опыта при высоких температурах (значительно выше средних многолетних значений) наблюдался недостаток влаги, что и сказалось на скорости разложения льняных полотен. Однако обилие осадков, даже при низких температурах позволили ускорить процесс разложения, что может свидетельствовать о том, что обилие влажной среды является одним из основных факторов, влияющих на эффективную работу рассмотренных биопрепаратов.

Таблица 2 – Разложение льняных полотен (опытное поле УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ)

Дата закладки /

изъятие пробы

Препарат

16 августа 2018 г. 03 октября 2018 г.

48 сутки

07 ноября 2018 г.

86 сутки

06 апреля

2019 г.

236 сутки

Agrinos 1 100 99,48 91,90 78,8
Стернифаг СП 100 96,70 87,40 81,9
Экорост 100 97,50 79,40 78,09
БТУ 100 96,35 86,00 85,7
Контроль 100 100 95,30 92,8

По данным таблицы 2 построен график, рисунок 17.

word image 1083 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 17 – График разложения льняных полотен в % от первоначальной массы

Как видно из графика на рисунке 17 после перезимовки (236 сутки опыта) наибольшее разложение льняных полотен наблюдается на варианте с Agrinos 1 и Экорост, разложение составило более 22%, Стеринфаг СП более 18%. Следует отметить резкое увеличение активности бактерий, входящих в состав Agrinos 1 на 100 сутки, это же ускорение наблюдается и на Станифаг СП, что может свидетельствовать о работе бактерий и в диапазоне пониженных температур.. На препаратах Экорост и Биокомплекс БТУ скорость разложения замедлилась.

После перезимовки также были взяты образцы почвы и проведён их химический анализ, результаты представлены в таблице 3 в сравнении с ранее полученными данными (в приложении 18 представлен протокол испытаний).

Таблица 3 – Почвенные показатели 07.11.2018 (86 сутки) / 06.04.2019 (236 сутки)

Варианты Контроль Agrinos-1 Стернифаг СП Экорост Бикомплекс БТУ
Показатели
рН (соляной вытяжки) 5,2 / 5,1 6,1 / 5,8 5,7 / 5,6 4,9 / 5,2 4,9 / 4,8
К2О мг/кг почвы 135 / 160 162 / 181 205 / 220 208 / 186 99 / 112
Р2О5 мг/кг почвы 178 / 165 234 / 231 245 / 246 212 / 201 225 / 241
NО3 мг/кг почвы 10,46 / 3,36 5,28 / 6,04 9,21 / 6,03 36,13 / 9,16 24,32 / 19,08
Органическое вещество, % 2,72 / 2,63 2,31 / 2,76 2,58 / 2,70 2,55 / 2,71 2,37 / 2,63
Микроэлементы
Цинк (Zn), мг/кг почвы 1,09 / 14,29 1,33 / 16,29 1,33 / 29,29 0,96 / 23,57 0,84 / 30,71
Медь (Cu), мг/кг почвы 6,05 / 6,67 7,89 / 6,36 6,84 / 7,58 6,58 / 7,27 6,05 / 6,36
Бор (В), мг/кг почвы 0,60 / 0,79 0,80 / 0,81 1,02 / 0,66 0,63 / 0,65 0,68 / 0,71
Сера (S), мг/кг почвы 5,3 / 3,3 2,7 / 4,1 4,2 / 4,8 7,1 / 4,8 3,9 / 3,8

Из таблицы 3 видим увеличение основных показателей по калию, органическому веществу, цинку и сере на вариантах с препаратами Agrinos 1 и Стернифаг СП. Вариант с препаратом Стернифаг СП также способствовал увеличению содержанию в почве фосфора и меди, однако снизилось содержание азота, о чём и свидетельствует незначительное замедление процесса разложения растительных остатков.

Далее на этом опытном поле 23 апреля 2019 года был осуществлён сев ярового ячменя (сорт «Владимир», вторая репродукция, направление реализации – «Кормовой»). На рисунке 18 представлена схема опытного поля.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\вестник ргату №2\рисунки\Рисунок 1.jpg

Рисунок 18 – Схема опытного поля

6 июня 2019 года осуществляли аэрофотосъёмку для оценки всходов ячменя. На рисунках 19 и 20 представлен фрагмент опытного поля, на 44 день после посева. Аэрофотосъёмка проводилась при помощи квадрокоптера dji phantom 4 pro со стандартной камерой 20 MPi и дополнительной мультиспектральной камеры Parrot Sequoia с высоты 50-60 метров и показала, что всходы развиваются равномерно, однако местами наблюдается недостаток азота.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\6 июня 19\Аэрофотосъемка Стенькино 06.06.19\DJI_0022.JPG

Рисунок 19 – Фрагмент опытного поля на 44 день после посева

word image 1084 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 20 – Фрагмент опытного поля на 44 день после посева

8 мая 2019 года на поле ООО «Агрохим» был заложен полевой опыт. Стерня и пожнивные остатки обрабатывались рабочим раствором с использованием препаратов:

— Agrinos 1 – 2 л/га;

— Стернифаг СП – 80 гр/га;

— Экорост — 0,4 л/га.

Обработка проводилась прицепным опрыскивателемс последующей заделкой в почву на глубину до 10 см дисковым орудием (заделка проводилась в течение 30 минут). Схема опыта представлена на рисунке 21.

word image 1085 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 20 – Схема опытного поля в ООО «Агрохим» Старожиловского района Рязанской области

На рисунках 22-23 показана обработка пожнивных остатков рабочим раствором при помощи опрыскивателя, далее в течение 30 минут следовала заделка данного органического удобрения в почву и спустя 3 часа сев ярового ячменя сорта Лаурика (пивоваренный).

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\2 мая и 8 мая\DSCF5053.JPG

Рисунок 22 – обработка стернии пожнивных остатков

В этот же произведён сев ярового Ячменя (сорт Лаурика) рисунок 10.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\2 мая и 8 мая\DSCF5084.JPG

Рисунок 23 – Сев ярового ячменя сорта Лаурика

Также были заложены льняные полотна рисунок 24 и 25, которые закладывались по 5 пластин на каждый вариант обработки на одну выемку на глубину 30 см. Всего запланировано 3 выемки, на июнь, июль и август (перед уборкой). На варианте с контролем (без обработки) также были установлены пластины с льняными полотнами.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\2 мая и 8 мая\DSCF5103.JPG

Рисунок 24 – Установка пластин с льняными полотнами

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\2 мая и 8 мая\DSCF5108.JPG

Рисунок 25 – Срез почвы на глубину 30 см, тут же будут устанавливаться пластины с льняными полотнами

15 июня осуществляли аэрофотосъёмку всходов (37 сутки) рисунок 26.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\15 июня\drive-download-20190616T205127Z-001\DJI_0099.JPG

Рисунок 26– всходы ячменя на 37 сутки в ООО «Агрохим» Старожиловского района Рязанской области

Как видно из рисунка 26, всходы дружные, огрехи не наблюдаются, недостатка в питании не наблюдаются.

Также 15 июня были отобраны первые образцы льняныхполотен (Рисунок 27). Были выкопаны образцы растений с каждого варианта (Рисунок 28).

Как видно из рисунка 28, наиболее развитые растения на вариантах с обработкой гуминовым удобрением Экорост и Agrinos 1.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\полевой опыт\15 июня\DSCF5152.JPG

Рисунок 27 – Пластина с льняным полотном №47

word image 1086 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

С лева на право: Экорост, Стернифаг СП, Agrinos 1, Контроль

Рисунок 28 – Образцы растений по вариантам обработки на 37 сутки

Следующие выемки пластин с льняными полотнами проводились 16 июля и 14 августа 2019 года. Результаты скорости разложения льняных полотен в ООО «Агрохим» Старожиловского района Рязанской области представлены на графике (Рисунок 29) и в таблице 4.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\по минсельхозу\льнячные полотна агрохим\3.jpg

Рисунок 29 – График скорости разложения льняных полотен в % от первоначальной массы

Таблица 4 – Скорость разложенияльняных полотен (опытное поле ООО «Агрохим» Старожиловского района Рязанской области)

Дата закладки /

изъятие пробы

Препарат

8 мая 2019 г. 15 июня 2019 г.

38 сутки

16 июля 2019 г.

66 сутки

14 августа

2019 г.

98 сутки

Agrinos 1 100 83,7 73,375 67,6
Стернифаг СП 100 78,9 73,1 68,4
Экорост 100 82,44 77,6 70,7
Контроль 100 89,76 84,18 78,34

Из графика (рисунок 29) и таблицы 4 видим, что процесс разложения пожнивных остатков протекает интенсивней на вариантах с препаратамиAgrinos 1 и Стернифаг СП, не значительно отстаёт Экорост. Обилие влаги и тепла позволили протекать процессу разложения более интенсивно.

Были взяты образцы почвы для определения основные показатели плодородия, результаты представлены в таблице 5 (протокол испытаний почвы представлен в приложении 19).

Таблица 5 – Почвенные показатели в ООО «Агрохим» 14 августа 2019 года

Варианты Контроль Agrinos-1 Стернифаг СП Экорост
Показатели
рН (соляной вытяжки) 4,5 4,8 5,1 4,5
К2О мг/кг почвы 205 211 209 214
Р2О5 мг/кг почвы 114 131 161 103
NО3 мг/кг почвы 7,65 19,25 33,04 6,09
Органическое вещество, % 2,24 2,34 2,55 2,20
Микроэлементы
Цинк (Zn), мг/кг почвы 0,88 1,03 0,74 0,88
Медь (Cu), мг/кг почвы 4,86 6,00 6,00 5,43
Бор (В), мг/кг почвы 0,60 0,58 0,68 0,66
Сера (S), мг/кг почвы 3,9 3,9 4,5 5,8

Как видно из таблицы 5 видно, что на варианте с использованием Стренифаг СП в почве наблюдается наибольшее содержание азота, фосфора и органического вещества по сравнению с другими вариантами, что свидетельствует о ещё большом потенциале по разложению пожнивных остатков. При увеличении сроков нахождения льняных полотен в почве вариант с обработкой препаратом Стернифаг СП разложился более чем на 50%.

Оценку влияния пожнивных остатков обработанных биопрепаратами и используемых в качестве удобрения на урожайность и качество получаемой сельскохозяйственной продукции оценивали по методике, описанной в разделе 3. В приложении 20 и в таблице 6 представлены фотографии чеков-результатов анализа зерен ячменя на содержание белка на Спектран-119М. На рисунках 30 и 31 представлена диаграмма показателей урожайности по вариантам с обработкой пожнивных остатков различными биопрепаратами по двум технологиям (классической с обработкой НЧУ опрыскивателем1-Б-III, рисунок 1 и с применением АдУ НЧУ2-1-Б-III, рисунок 1).

word image 1087 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 30 – Показатели биологической урожайности по вариантам с обработкой пожнивных остатков различными биопрепаратами в УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ Рязанского района Рязанской области яровой ячмень, сорт Владимир (по технологии 2-1-Б-III)

word image 1088 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 31 – Показатели биологической урожайности по вариантам с обработкой пожнивных остатков различными биопрепаратами в ООО «Агрохим» Старожиловского района Рязанской области яровой ячмень, сорт Лаурика (по технологии 1-Б-III)

При сравнении прибавки биологической урожайности с контролем, лучший результат показал Agrinos 1 (увеличение урожайности на 31,77% при использовании АдУ НЧУ и на 26,25% с опрыскивателем). Вариант с использованием препарата Стернифаг СП показал наибольшую эффективность от использования предлагаемой машины. Так с использованием АдУ НЧУ прибавка составила 27,64% против 12,33% с опрыскивателем.

Таблица 6 – Результаты анализа зерен ячменя на содержание белка

Вариант Agrinos 1 Стернифаг СП Экорост Биокомплекс БТУ Контроль
Сорт «Владимир» 13,6 % 12,8 % 13,3 % 12,5 % 11,0 %
Сорт «Лаурика» 10,9 % 10,3 % 10,7 % 10,9 %

Сорт «Лаурика» пивоваренного назначения немецкой селекции.Основная задача пивоваренной селекции, чтобы белок ячменя был не выше 11 %. Самые лучше показатели белка для пивоваренного сорта складывались на вариантах с обработкой пожнивных остатков биопрепаратом Стернифаг СП и гуминовым продуктом Экорост. Самый высокий показатель белка зафиксирован на контроле и Agrinos 1.

Сорт «Владимир» российской селекции второй репродукции фуражно-пивоваренного направления, поэтому лучшим по качеству считается максимальные показатели белка. Наилучшие показатели были на вариантах с Agrinos 1, Экорост, далее Стерифаг СП и Биокомплекс БТУ.

Анализируя диаграммы (рисунки 30, 31) видим, что обработка пожнивных остатков биопрепаратами способствует не только ускоренному их разложению, но и увеличению урожайности сельскохозяйственной продукции. Применение технологиис использованием предлагаемой машины АдУ НЧУ показали увеличение урожайности в среднем на 15-16%, лучше всего на варианте с препаратом Стернифаг СП. Также, увеличение времени разложения пожнивных остатков на 50% позволяют достичь прибавку в урожайности, в среднем на 6-7%, но этот показатель может зависеть и от разницы в объёмах внесённых пожнивных остатков.

В лаборатории провели изучение биопрепаратов, которые планируется использовать в АдУ НЧУ в 2019 году.

Agrinos-1– бактериальное удобрение, которое содержит более 80 штаммов микроорганизмов различных семейств, бактерии группы Azotobacter vinelandii 1/5 х 107 КУО/мл и Clostridium pasteurianum 1/5 х 107 КУО/мл. При внесении в почву стимулирует образование высокоэффективные микробные системы (комплексы взаимодействий корневой системы растения с почвенной биотой). Содержащиеся в Agrinos-1 бактерии, усваивают атмосферный азот, участвуют в мобилизации фосфора, калия, кальция, серы и цинка, причем работают даже при высокой засоленности грунтов, что особенно важно для южных регионов [2, 18, 22, 40, 50]. В почве микроорганизмы из Agrinos-1 вступают во взаимодействие с корнями растений, а те, в свою очередь, выделяют различные полисахариды, которые, являясь питанием для бактерий, способствуют развитию полезной микрофлоры.

В растворе образуются образования размером не более 0,150 мм. Во время работы в агрегате для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения (АдУ НЧУ) забивания основного фильтра не наблюдалось, однако при использовании в сельскохозяйственных опрыскивателях фильтр забивался, что свидетельствует о недостаточном перемешивании препарата в водяном растворе. При попадании на соломинку – полностью обволакивают её (Приложение 21).

Стернифаг СП – Биофунгицид-целлюлозолитик. Препарат относится к группе почвенных биологических фунгицидов и предназначен для разложения почвенных остатков различных сельскохозяйственных культур: зерновых, подсолнечника, кукурузы, сахарной свеклы и т.д.В состав продукта входят споры гриба Trichoderma harzianum BKM F-4099D (титр 1010 КОЕ/г), полезная почвенная микрофлора. Споры гриба Trichoderma harzianum обладает фунгицидной и целлюлозолитической активностью. Он подавляет широкий спектр фитопатогенов, прежде всего, корневые гнили, а также возбудителей листовой и колосовой инфекции [2, 18, 22, 40, 50]. Таким образом, Стернифаг решает проблему обеззараживания почвы. Также он выделяет комплекс ферментов, способных разлагать целлюлозу – основу НЧУ (Приложение 21).

При плохом перемешивании вовремя приготовления рабочего раствора возможны образования с размером частиц более 0,155 мм, что способствует забиванию фильтрующих элементов как в АдУ НЧУ, так и в сельскохозяйственных опрыскивателях. При попадании на растительный материал обволакивают его полностью тонкой планочкой с заметным утолщениями на местах заболеваний растения.

Экорост– жидкое гуминовое удобрение темно-коричневого цвета, на основе гуминовых кислот, без запаха, рН нейтральный (6.5 – 7.5), содержание действующего вещества до 70 г/л гуминовых кислот. Предназначен для обработки пожнивных и поукосных культур (или соломы) с последующей заделкой в почву с целью восстановления плодородия, а также для рекультивации почвы. Основным свойством гуминовых продуктов является способность нейтрализовать действие химических средств защиты, восстанавливая иммунитет и снижая концентрацию ядов в растениях и плодах. Улучшают вкусовые качества и лежкость сельскохозяйственной продукции. Также переводят тяжелые металлы и другие вредные или радиоактивные элементы, включая ядовитые промышленные отходы и опасные для окружающей среды химикаты, в инертную, недоступную для растений форму, повышая экологические свойства почвы [2, 18, 22, 40, 51]. Продукция экологически безопасна.

При изучении под микроскопом крупных образований более 0,09 мм не наблюдалось, однако вовремя работы АдУ НЧУ в августе 2018 года через каждые 400 метров работы машины происходило забивание основного фильтра системы с металлической решёткой с размером ячеек 0,154 мм. Объясняется это тем, что если рабочий раствор не перемешивается во время работы в технологической ёмкости образуется торфяной осадок, что свойственно всем гуминовым продуктам. Экорост показал лучшее обволакивание соломинки (Приложение 21).

Биокомплекс БТУ – универсальное микробиологическое удобрение, которое, специально разработано для разложения послеуборочных остатков кукурузы, подсолнечника и других с.-х. культур, для оздоровления почвы и предупреждения ее деградации. Представляет собой жидкость от кремового до коричневого цвета со слабым специфическим запахом. В состав входят бактерии-антагонисты патогенных для растений грибов и бактерий; Общее число жизнеспособных эффективных микроорганизмов – не менее 1,0 × 108 КОЕ/см3, фосфор, калиймобилизирующие и азотфиксирующие микроорганизмы, сапрофитные грибы, биологически активные вещества: биофунгициды, ферменты, полисахариды, фитогормоны, витамины, аминокислоты, макро- и микроэлементы (Приложение 21) [2, 18, 22, 52].

Образований размером более 0,1 мм не образуются, присутствует резкий специфический запах. Обработанная соломинка не обволакивается препаратом, а усеивается капельками диаметром по 0,150 мкм.

Проведённые исследования по влиянию биопрепаратов на разложение соломы озимой пшеницы на вариантах с микробиологичесими препаратами была выше по сравнению с контролем. В среднем скорость разложения увеличилась на 9,13%. Наивысшую скорость разложения на первых этапах (первые 80 суток) показали образцы после обработки гуминовым препаратом Экорост и комплексным препаратом Биокомплекс БТУ. На 240 сутки наивысшую скорость разложения показали препараты Экорост и Agrinos 1, в среднем на 30% (в сравнении с контролем). Основным фактором, оказывающим влияние на скорость разложения является наличие осадков. Обилие осадков в октябре-ноябре 2018 года даже при низких температурах не более +1-2 ˚С способствовали ускорению протекания процесса разложения [53].

Таким образом, проведённые исследования показали:

— рассмотренные биопрепараты и гуминовый продукт показали эффективную работу в ускорении процесса разложения пожнивных остатков;

— рассмотренные препараты могут использоваться как в серийных сельскохозяйственных опрыскивателях, так в разработанном АдУ НЧУ;

— биологические препараты Agrinos 1, Стернифаг СП и гуминовый продукт Экорост показали хорошее обволакивание частичек соломинок;

— при заправке технологической ёмкости необходимо производить дополнительную фильтрацию рабочего раствора приготовленного с использованием биологических удобрений и гуминовых препаратов через фильтры с размером ячеек до 0,150 мм;

— при использовании гуминовых продуктов следует обеспечить активное перемешивание рабочего раствора в технологической ёмкости АдУ НЧУ.

Также, в лабораторных условиях по методике, описанной в разделе 3, провели исследования распределения рабочего раствора в незерновой части урожая [14].По усреднённым значениям были построены графики изменения влажности (Рисунок 32) и температуры (Рисунок 33) для случая, когда вся растительная масса обрабатывается рабочим раствором. Температура вносимой жидкости была ниже температуры соломы на 10˚ С для того, чтобы фиксировать распространение влаги в исследуемом слое соломы и по температуре.

word image 1089 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 32 – Изменение влажности в исследуемом слое соломы

word image 1090 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 33 – Изменение температуры в исследуемом слое соломы

На рисунках 34 и 35 представлены графики изменения влажности и температуры (построены по усреднённым данным), полученных при трех слоях, то есть с образованием верхнего не обработанного, сухого слоя или защитного.

word image 1091 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 35 – Изменение влажности в исследуемых слоях соломы (с верхним не обработанным слоем)

word image 1092 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 36 – Изменение температуры в исследуемых слоях соломы (с верхним не обработанным слоем)

При укрытии обработанного слоя сухим, наблюдается распространение влаги как к Границе 1 (под действием силы тяжести), а также и к Границе 3 (благодаря капиллярному явлению). Стебли зерновых представляют собой полые цилиндрические трубки с диаметром внутренней полости, превышающей толщину стенки, которые напоминают пчелиные соты [14, 54]. Зная среднюю длину стеблей и их диаметр [14, 55], можно примерно оценить максимально возможный объём влаги, который способна впитать одна из соломенных частичек:

word image 1093 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (13)

word image 1094 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения В лабораторных условиях не учитывались вихревые потоки воздуха, которые создаются ротором измельчителя, что способствует лучшему перемешиванию обработанной массы и достигать усвояемости рабочего раствора более 90% (Таблица 7).

Таблица 7 – Средние значения усвояемости рабочего раствора (получены в ходе полевых испытаний)

Показатель Масса навески

(исходная), mв гр

Масса сухой

навески, mсух гр

Масса

впитавшейся

влаги, mвп гр

Влажность

word image 1095 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Усвояемость рабочего раствора, %
пробы до прохода опытной машины 3,282 3,203 0,079 7,9
2,859 2,802 0,056 5,6
3,110 3,028 0,083 8,3
3,055 2,983 0,072 7,2
пробы после прохода опытной машины 3,515 3,249 0,267 26,6 91,5
3,042 2,841 0,201 20,1 90,1
3,298 3,033 0,266 26,6 92,6
3,345 3,102 0,243 24,3 90,2

Как видно из таблицы 7, перемешивание частиц обработанной соломы между собой способствует лучшей усвояемости рабочего раствора, но при этом отсутствие защитного слоя приводит к интенсивному испарению влаги.

Лабораторные исследования показали, что в первые 20 минут после обработки влага под действием силы тяжести стремительно перемещается в нижнюю часть слоя, после чего начинает подниматься вверх и испаряться. В полевых условиях измельчённая растительная масса, попадая под действия факелов распыла форсунок, движется с некоторым ускорением сообщённое ротором и воздушным завихрениям, что способствует её перемешиванию и впитыванию рабочего раствора более 90%. В результате, на поверхность поля попадает органическое удобрение, в виде измельчённой соломы обработанной рабочим раствором биопрепаратов ускоряющим процесс её деструкции, которое интенсивно испаряет влагу в воздушную среду снижая, с каждой минутой, эффективность от применения. Не обработанный слой соломы, уложенный поверх обработанного, может считаться защитным и при условии их равенства по толщине, способен сдерживать интенсивность испарения до 1 часа [14].

В августе 2019 года на полях УНИЦ «Агротехнопрак» ФГБОУ ВО РГАТУ Рязанского района Рязанской области провели испытания АДУ НЧУ (состав машинно-тракторного агрегата МТЗ-82.1+АдУ НЧУ, рисунок 37).Уборка основной части урожая осуществлялась зерноуборочным комбайном Acros 595 plus, НЧУ укладывалась в валок позади (по технологии 2-1-Б-III-IV, рисунок 1) , шириной 1,5 метра.Площадь опытного поля составляет 4,5 га с длиной гона 400-450 метров. Для приготовления рабочего раствора применялись несколько видов биологических препаратов: Agrinos 1, Стернифаг, Экорост, Биокомплекс БТУ. Контрольный участок измельчался без обработки рабочим раствором [13].

word image 1096 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 37 – АдУ НЧУ 22 августа 2019 года

В процессе работы АдУ НЧУ оценивали работоспособность аналитического блока и программного обеспечения за счёт сравнения полученных моделей валка (полученных вручную и при помощи сканирующего устройства и аналитического блока). Испытуемый агрегат двигался со скоростью 8,5 км/ч (заведомо выше для испытания оборудования в тяжёлых условиях), каждые 10 секунд считывались показатели. Анализ полученных данных и построение моделей производился в программе Microsoft Excel. Давление подачи рабочего раствора выставлялось вручную, а полученные в аналитическом блоке значения рабочих давлений записывались в файл для дальнейшей их оценки. На рисунке 38 представлен профиль валка, полученный при помощи сканирующего устройства и профиломера по обобщённым средним значениям. Красным выделены области, на которых были выявлены отклонения. На рисунке 39 представлена модель одного из валков.

Незначительные отклонения, не более 3,8 %, наблюдаются по краям валка и не более 1,6% в вершине [19], что не сказывается на точность работы сканирующего устройства.

D:\работа\наука\2015 умник\2019\думаем\Фрагмент иссл 3.jpg

α – угол между касательной и плоскостью, ˚

Рисунок 38 – Профиль валка, полученный при помощи профиломера и сканирующего устройства (красным показано расхождение в значениях)

Угол между касательной и осью определяется как:

word image 1097 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (14)

где НВ– высота валка в вершине, м; Вв– ширина валка, м.

Или производной функции, описывающей профиль валка:

word image 1098 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (15)

Профиль валка в общем виде можно описать как:

word image 1099 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (16)

где Н – высота валка в любой произвольной его точке, м; Н0– высота стерни, м.

Тогда выражение (15) примет вид:

word image 1100 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения (17)

На рисунке 39 представлена зависимость угла между касательной и плоскости от высоты валка в вершине, на графике также представлены зависимости, полученные ранее на других опытных полях.

word image 1101 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 39 – Зависимость Hв = f(α)

Сканирующее устройство АдУ НЧУ прошло полевые испытания, отклонения, не превышающие 3,8% наблюдаются в краях и вершине валка (не более 1,6%), что свидетельствует о погрешностях в измерениях. Поэтому, для увеличения точности в программный код вводится следующее (Приложение 16):

… void setup(){

Serial.begin(9600);

sensor1.averaging=15;

sensor2.averaging=15;

sensor3.averaging=15;

}…

Зная значение угла между касательной и плоскостью в будущем можно вводить поправочные коэффициенты уточняющие площадь исследуемого профиля валка увеличивая точность измерения.

Сканирующее устройство показало свою исправную работу с достаточной точностью и взаимодействие с аналитическим блоком. Программный модуль аналитического блока работает исправно, а полученные значения рабочего давления соответствуют действительности, диапазон варьирования значений давлений составило 0,18 – 0,26 МПа. За счёт предварительной фильтрации рабочего раствора перед заправкой технологической ёмкости удалось избежать забивание основного фильтра (данная проблема возникала на испытаниях в 2018 году!).

word image 1102 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 39 – Полученная модель валка

Разравнивающее устройство представляло собой треугольник с высотой 300 мм и углом в вершине 90˚, соответственно углы при основании треугольника составили 45˚, изготовленный из стальных уголков 50х50х5 (см. рисунок 10). При работе АдУ НЧУ были получены данные (таблица 8, рисунок 40).

Таблица 8 – Показатели ширины разбрасывания изельченной растительной массы (исходный валок шириной 1500 мм), мм

Vр, км/ч

Вариант

5 6 7 8
С разравнивающим устройством 3320 3450 3650 3800
Без разравнивающего устройства 2200 2330 2450 2600

word image 1103 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 40 – Показатель ширины разбрасывания измельчённой растительной массы с использованием разбрасывающего устройства и без него

Полученные данные свидетельствуют об удовлетворительной работе разравнивающего устройства, это может быть связано с не большими размерами убираемых валков, дальнейшее совершенствование качества разбрасывание может быть только за счёт использования активных рабочих органов разравнивается.

В ходе полевых испытаний АдУ НЧУ были получены следующие эксплуатационные показатели работы модернизированной машины:

— рабочая скорость 7-8 км/ч;

— часовая производительность5,0-5,5 га/ч;

— Запас рабочего хода по объёму технологической ёмкости – 3000 м;

— варьирование рабочего давления в диапазоне 0,18 – 0,26 МПа.

После на убранном поле был заложен эксперимент по определению скорости разложения пожнивных остатков, обработанных биопрепаратами. Следует отметить, что обработка пожнивными остатками биопрепаратами Agrinos 1 и Стернифаг СП способствуют активному разложению на глубине до 25-30 см! На препаратах Экорост и Биокомплекс БТУ активность разложения протекает на глубинах 5-15 см.

Также, после утилизации пожнивных остатков АдУ НЧУ были заложены пластины, обтянутые льняными полотнами с планируемыми сроками выемки образцов: сентябрь 2019 г., ноябрь 2019 г., март-апрель 2020 г. Предварительные результаты скорости разложения пожнивных остатков представлена на диаграмме (рисунок 41).

word image 1104 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Рисунок 41 — График скорости разложения льняных полотен в % от первоначальной массы

Наилучшие показатели наблюдаются на варианте с биопрепаратом Стеринифаг СП, который на 8,7% опережает Экорост, 9% опережает Agrinos 1 и на 10,4% Биокомплекс БТУ (контроль на 13,6%).

Раздел 5. Экономический расчет

Экономический расчет будет заключаться в расчете затрат на внесение рабочего раствора по классической технологии (с использованием опрыскивателя) и по предлагаемой (с использованием АдУ НЧУ) по различным вариантам по препаратам вычитаемые из прибыли полученной от прибавки в урожайности с/х культур. В таблице 9 представлены цены биопрепаратов, используемые в расчётах.

Таблица 9 – Основные показатели, используемые в расчетах для экономической оценки использования гуминовых препаратов

Показатель Единица измерения Значение
Биокомплекс БТУ руб/л 980
Гуминовый препарат Экорост руб/л 120
Agrinos 1 руб/л 690
Стернифаг руб/кг 5500

На основании данных таблицы 9 построим диаграмму оценим затраты на приобретение биопрепаратов необходимых для обработки 1 гектар.

Рассмотрим экономическую эффективность использования АдУ НЧУ в рассматриваемой технологии. Для этого выделим две основных операции:

1) 1-Б-III (Рисунок 1);

2) 2-1-А-III (Рисунок 1).

Расчет произведем по количеству необходимого топлива согласно методики описанной в [56]:

word image 1105 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения , (18)

где Q – объем топлива необходимый на операцию, л; word image 1106 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения – объем работ в физических единицах, га (т);Wсм – сменная выработка агрегата, га/см. (т/см);Тсм – продолжительность смены, ч; word image 1107 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения – коэффициент перевода в условный эталонный трактор; qу.э.га – удельный расход топлива, л/у.э.га.

Расчёты сведем в таблицу 10. Из расчета стоимости дизельного топлива 46,50 руб/л, обрабатываемая площадь 1 га. Разница в расходе топлива в основном приходится на зерноуборочный комбайн, так как соломоизмеьчитель использует до 25% мощности двигателя [56], что отражается и на потреблении топлива.

Таблица 10 – Оценка экономической эффективности использования АдУ НЧУ

word image 1108 Повышение урожайности сельскохозяйственной продукции за счет обработки и заделки пожнивных остатков для получения безопасного и эффективного биологического удобрения

Из таблицы 11 видно, что использование биопрепаратов по технологии 1-Б-III и 2-1-Б-III, рисунок 1 эффективно. Применение АдУ НЧУ в технологии 2-1-Б-III позволяет достичь усвояемости рабочего раствора более 90%, что увеличивает эффективность используемых биопрепаратов, что в конечном итоге сказывается и на получаемом доходе от прибавки в урожайности. Максимальная эффективность достигается при использовании биопрепаратов Стернифаг СП и Agrinos 1.

Результаты настоящей научно-исследовательской работы были внедрены в хозяйствах Рязанской области:

— УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ Рязанского района, утилизированы пожнивные остатки с площади 4,5 га (Приложение 22).

— ООО «Агрохим» Старожиловского района, утилизированы пожнивные остатки с площади 4 га (Приложение 23).

— ООО «Вперёд» Шацкого района, утилизированы пожнивные остатки с площади 20 га (Приложение 24).

— ИП Глава КФХ Гусев Е.А. Сапожковского района, утилизированы пожнивные остатки с площади 11 га (Приложение 25).

Таблица 11 – Экономические показатели использования биопрепаратов по технологиям

Стоимость внесения рассматриваемых биопрепаратов на 1 гектар, руб.
Agrinos 1 Стернифаг Экорост Биокомплекс БТУ
АдУ НЧУ Опрыскиватель АдУ НЧУ Опрыскиватель АдУ НЧУ Опрыскиватель АдУ НЧУ Опрыскиватель
1787,94 1793,75 1051,94 1057,75 659,94 665,75 1591,94 1597,75
Доход отприбавки в урожайности (цены согласно [58] по ЦФО без НДС), руб
15136,7 7485,55 8656,55 2958,26 1677,31 523,65 4336,46
Эффективность, руб.
13348,76 5692,1 7604,61 1900,51 1017,37 -142,1 2744,52

Выводы

В результате проведенных исследований было установлено:

1. Высокая эффективность биологических удобрений и гуминновых препаратов для улучшения микробиологических параметров почвы и ускорению процесса разложения пожнивных остатков. Наибольшую эффективность показали: Agrinos 1 и Стернифаг СП.

2. Прибавка урожайности на вариантах с применение соломы ярового ячменя в качестве удобрения по технологии с предлагаемой машиной (агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения)в совокупности с использованием биопрепаратов была выше по сравнению с классической технологией (внесение биопрепаратов осуществляется опрыскивателем), в среднем, на 15,2%. Наивысшие показатели показали образцы с обработкой препаратом Agrinos 1 и Стернифаг СП.

3. Варианты с обработкой биопрепаратами Agrinos 1 и Стернифаг СП значительно ускорили процесс разложения пожнивных остатков в зимний период, что отразилось на увеличении содержания подвижных форм калия на 13,5%, фосфора на 1,2 %. Варианты с обработкой биопрепаратами Экорост и Биокомплекс БТУ за зимний период не способствовали ускорению процесса гумификации, что отразилось на снижении содержания в почве подвижных форм азота, калия и фосфора.

4. Регулировка вылета форсунок агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения за распределительные заслонки позволяет образовывать верхний сухой (не обработанный рабочим раствором) измельчённая растительная масса, который будет накрывать нижний, обработанный слой, который может сдерживать интенсивность испарения рабочего раствора до 1 часа.

5. При работе сканирующего устройства выявлены отклонения в крайних точках валка, которые не превышают 3,8% и не более 1,6% в его вершине валка.

6. Применение конструкции пассивного разравнивателя валка с углом в вершине 90˚ и высотой треугольника 300 мм позволило увеличить ширину разбрасывания измельченной растительной массы на 48,9% при рабочих скоростях 6-8 км/ч. Следует рассмотреть возможность дальнейшего совершенствования агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения за счёт оборудования его активным рабочим органом для разравнивания вершины валка соломы, что позволит увеличить ширину разбрасывания.

7. Экономический эффект от применения агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения (на варианте с применением биопрепарата Стернифаг СП)составляет 7604,61 рублей с каждого гектара, что на 5704,1 руб./га больше по сравнению с технологий внесения биопрепарата Стернифаг СП в виде рабочего раствора опрыскивателями. Максимальный экономический эффект достигается с использованием препарат Agrinos 1 – 13348,76 руб./га.

Замечания и предложения сельхозтоваро-производителей по дальнейшему развитию работы

Сельхозтоваро-производители отмечают, что использование пожнивных остатков, обработанных биопрепаратами ускоряющих процесс их гумификации, в качестве удобрения является эффективном средством для повышения плодородия почвы и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Разработанный в ФГБОУ ВО РГАТУ агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения эффективно работает в технологиях с использованием пожнивных остатков в качестве удобрения.

Необходимо продолжить изучать эффективность применения микробиологических удобрений на урожайность и качественные показатели сельскохозяйственных культур в последующие годы.

Заключение

Проведённые исследования позволяют сделать вывод о том, что органическое удобрение в виде измельченных пожнивных остатков обработанных рабочим раствором с биологическими удобрениями, биопрепаратами или гуминовыми продуктами (в рамках работы это были Agrinos 1, Стернифаг, Экорост, Биокомплекс БТУ) для ускорения их разложения, благотворно сказывается на микробиологический состав почвы, повышая ее плодородия, что влияет на увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и повышает его качество. Предложенный агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения показал свою эффективную работу, наилучшие показатели были достигнуты при использовании биопрепарата Стернифаг СП.

В 2020 году будут получены данные по влиянию исследуемых биопрепаратов на скорость разложения пожнивных остатков и на показатели плодородия почвы.

Литература

1. Занилов, А.Х. К органическому сельскому хозяйству через биологизацию [Текст] / А.Х. Занилов, Ж.М. Яхтанигова // Инновации в АПК: Проблемы и перспективы. – 2016. – №1. – С. 47-52.

2. Результаты применения биопрепаратов в агрегате для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / И.Ю. Богданчиков, Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, К.Н. Дрожжин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. – 2019. – №2. – С. 81-86.

3. Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации [Электронный ресурс]: Указ Президента Российской Федерации от 30.01.2010 г. № 120. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/902195504

4. Русакова, И.В. Теоретические основы и методы управления плодородием почв при использовании растительных остатков в земледелии / И.В. Русакова. – Владимир: ФГБНУ ВНИИОУ, 2016 – 131 с.

5. Bavec F., Turinek M., Jakop M., Grobelink Mlakar S., Bavec S., Bavec M. // Use of cereal and maize staw for bio-energy – an acological contradiction. Электронный ресурс: http://www.ramiran.net/ramiran2010.

6. Богданчиков, И.Ю. Исследование усвояемости рабочего раствора растительной массой при использовании агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения[Текст] / И.Ю. Богданчиков, Н.В. Бышов, К.Н. Дрожжин // Сборник научных трудов XII Международной научно-практической конференции, 27 февраля – 1 марта 2019 г., г. Ростов-на-Дону. В рамках XXII Агропромышленного форума юга России и выставки «Интерагромаш». — Ростов-на-Дону: ДГТУ-Принт, 2019. – С.477-479 DOI: 10.23947/interagro.2019.6.477-479

7. Богданчиков, И.Ю. Применение агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения для повышения почвенного плодородия [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Тезисы докладов ЛОМОНОСОВ-2019: XXVI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных: Секция «Почвоведение». – Москва: МАКС Пресс, 2019 – С. 155-156. ISBN 978-5-317-06102-9.

8. Михеев, А.Н. Изучение усвояемости рабочего раствора растительной массой при её утилизации в качестве удобрения [Текст] / А.Н. Михеев // Тезисы докладов ЛОМОНОСОВ-2019: XXVI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных: Секция «Почвоведение». – Москва: МАКС Пресс, 2019 – С. 169-170. ISBN 978-5-317-06102-9.

9. Богданчиков, И.Ю. Утилизация незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / И.Ю. Богданчиков // «интеграция науки и высшего образования, как основа инновационного развития аграрного производства» материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 50-летнему юбилею Ярославского НИИЖК – филиала ФН «ВИК им. В.Р. Вильямса», г. Ярославль 18-20 июня 2019 г. –Ярославль: Канцлер, 2019. – С. 31-32. ISBN 978-5-91730-871-5.

10. К вопросу о повышении качества утилизации незерновой части урожая / И.Ю. Богданчиков, А.Н. Бачурин, К.Н. Дрожжин, Д.Н. Бышов // Материалы 70-й междунар. научн. практ. конф. «Вклад университетской аграрной науки в инновационное развитие агропромышленного комплекса» 23 мая 2019 года: Сб. научн. тр. Часть 3. – Рязань: ФГБОУ ВО РГАТУ, 2019. – С. 62-66.

11. Михеев, А.Н. Результаты полевых испытаний оборудования для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения / А.Н. Михеев, И.Ю. Богданчиков // Наука и образование. – 2019 г. — №2. – С. 264.

12. Результаты применения биопрепаратов в агрегате для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / И.Ю. Богданчиков, Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, К.Н. Дрожжин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. – 2019. – №2. – С. 81-86.

13. Богданчиков, И.Ю. Полевые испытания программного модуля аналитического блока агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения / И.Ю. Богданчиков, В.А. Романчук, Д.В. Иванов // Вестник АПК Ставрополья. – 2019. — №3 (35). – С.4-9 DOI: 10.31279/2222-9345-2019-8-35-4-9

14. Богданчиков, И.Ю. Результаты лабораторных исследований процесса распространения рабочего раствора в соломе / Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева, 2019. — №4. – С. 76-81 doi:10.36508/RSATU.2019.63.19.013

15. N Byshov, I Bogdanchikov, A Bachurin, D Oleinik, A Martyshov, A Kacharmin, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 403 (2019) 012001 doi:10.1088/1755-1315/403/1/012001.

16. Bogdanchikov I.Yu., Byshov N.V., Bachurin A.N., Esenin М.А., Tkacheva М.А. The Results of Studying the Effects of Biological Products on Accelerating the Decomposition of the not Grain Part of the Crop// BIO Web of Conferences 2019.– Vol. 18 – 2020.

17. Богданчиков, И.Ю. Полевые испытания агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Инновации в сельском хозяйстве. – 2019. — №3(32). – С. 65-71 ISSN 2304-4926

18. Богданчиков, И.Ю. Исследование биопрепаратов для ускорения процесса разложения пожнивных остатков на возможность их механизированного внесения [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Вестник Совета молодых ученых Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. – 2019. – №1 (8). – С. 59-65.

19. Богданчиков, И.Ю. Испытания сканирующего устройства агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения / И.Ю. Богданчиков // Техническое обеспечение сельского хозяйства. – 2019 г. — №1. – С. 20-24.

20. Пат. 191 231 Российская Федерация, МПК A01D 34/43 (2006.01). Устройство для утилизации незерновой части урожая [Текст] / Богданчиков И.Ю., Бышов Н.В., Бачурин А.Н., Дрожжин К.Н., Костенко М.Ю., Безносюк Р.В., Качармин А.А., Михеев А.Н., Есенин М.А., Мартышов А.И. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО РГАТУ — № 2019100379; заявл. 09.01.2019 ; опубл. 30.07.19, Бюл. №22. – 1 с.

21. ПрЭВМ 2019661223 Российская Федерация. Программный модуль аналитического блока агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / Богданчиков И.Ю., Муругов Д.А., Романчук В.А. заявитель и патентообладатель Богданчиков И.Ю. — № 2019618379; заявл. 09.07.2019; опубл. 23.08.19.

22. Богданчиков, И.Ю. Рекомендации по применению пожнивных остатков в качестве удобрения / И.Ю. Богданчиков, К.Н. Дрожжин, А.Н. Бачурин, Г.К. Рембалович, Д.Н. Бышов, М.Ю. Костенко, Р.В. Безносюк, М.А. Есенин, А.И. Мартышов, А.Н. Михеев. – ФГБОУ ВО РГАТУ, 2019 – 51 с.

23. Ангилеев О.Г. Комплексная утилизация побочной продукции растениеводства. – М.: Росагропромиздат, 1990 г. – 120 с.

24. Артемов В.Е. Совершенствование технологии уборки зерновых колосовых культур с использованием прицепного подборщика-измельчителя соломы. Дис. … канд. техн. наук. – Краснодар. 2005. – 195 с.

25. Особов В.И. Механическая технология кормов. – М.: Колос, 2009. – 344 с.

26. Дранишников А. Как увеличить производительность комбайна? / А. Дранишников // Зерно: Ежемесячный журнал современного агропромышленника. – 2008. – № 4. – С. 92-100.

27. Логинов И.В. Совершенствование технического средства для подбора, измельчения и разбрасывания соломы из валков с одновременным внесением минеральных удобрений. Дис….Канд. техн. наук. – Киров – Йощкар-Ола. 2005. – 148 с.

28. Чиняева Ю.З., Щелканова А.В., Щелканов М.А. Влияние сжигания соломы на микробиологическую активность чернозема выщелоченного // Электронный научный журнал. 2017. № 1-1 (16). С. 27-30.

29. Глухих М. А., Чиняева Ю. З. Микробиологическая активность почвы как фактор эффективности использования соломы // Вестник Оренбургского государственного университета – 2017 – № 8 (208) – С. 45-47.

30. Проблемы деградации и восстановления продуктивности земель сельскохозяйственного назначения в России / Под редакцией академиков «Россельхозакадемии» А.В. Гордеева, Г.А. Романенко. – М.: ФГНУ Росинформагротех, 2008. – 68 с.

31. Ладатко, В.А. Влияние сжигания рисовой соломы на температурный режим почвы / В.А. Ладатко, М.А. Ладатко // Зерновое хозяйство России. – 2016. – №2. – С. 49-55.

32. Lu C., Ma J., Chen X., Zhang X., Shi Y., Huang B. Effect of nitro-gen fertilizer and maize straw incorporation on NH4 +15 N and NO3 15N accumulation in black soil of northeast china among three consecuentive cropping cycles // J. Soil Sci. PlantNutr. 2010. V. 10 (4). P. 444-453.

33. Пат. 2 307 498 Российская Федерация, МПК A01D 91/04 (2006.01) A01D 41/08 Способ уборки урожая зерновых культур и утилизации незерновой части урожая и устройство для его осуществления [Текст] / Маслов Г.Г., Трубилин Е.И., Абаев В.В., Сидоренко С.М. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО КубГАУ — № 2006103469/12; заявл. 06.02.2006 ; опубл. 10.10.07, Бюл. №22.

34. Бачурин А.Н. Повышение тягово-сцепных свойств колесных тракторов при использовании их в составе широкозахватных машинно-тракторных агрегатов. Дис. … канд. техн. наук. – Рязань, 2006. – 164 с.

35. Патент на полезную модель №116007 Российская Федерация, МПК7 A 01 D 34/43, A 01 F 29/00. Устройство для утилизации незерновой части урожая [Текст] / Бышов Н.В., Бачурин А.Н., Богданчиков И.Ю., Мартышов А.И.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ. – № 2011145324/13 ; заявл. 8.11.11 ; опубл. 20.05.12, Бюл. №14. – 1 с. : ил.

36. Пат. 179 685 Российская Федерация, СПК A01F 29/00 (2006.01); A01D 34/43 (2006.01). Агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / Богданчиков И.Ю., Иванов Д.В., Бышов Н.В., Бачурин А.Н., Качармин А.А. заявитель и патентообладатель Богданчиков И.Ю. — № 2017140290/13 (070001) ; заявл. 20.11.17 ; опубл. 22.05.18, Бюл. №15. – 2 с.

37. Агрегат для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / И.Ю. Богданчиков, Д.В. Иванов, Н.В. Бышов [и др.] // Вестник АПК Ставрополья. – 2018. — №4. – С. 5-11. DOI: 10.31279/2222-9345-2018-7-32-5-11.

38. Богданчиков, И.Ю. Определение урожайности незерновой части урожая в валке [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. – 2017. — №1 (13). – С. 4-11.

39. Исследование дальномеров сканирующего устройства в агрегате для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / Н.В. Бышов, И.Ю. Богданчиков, А.Н. Бачурин, К.Н. Дрожжин, А.Н. Михеев / Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. – 2018. – №4. – С. 76-82.

40. Богданчиков, И.Ю. Рекомендации по применению агрегата для утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения с использованием биологических удобрений, биопрепаратов и гуминовых продуктов [Текст] / И.Ю. Богданчиков, К.Н. Дрожжин, А.Н. Бачурин, Г.К. Рембалович, Д.Н. Бышов, М.Ю. Костенко, Р.В. Безносюк. – ФГБОУ ВО РГАТУ, 2018 – 44 с.

41. Богданчиков, И.Ю. Повышение производительности устройства для утилизации незерновой части урожая в составе машинно-тракторного агрегата [Текст] / И.Ю. Богданчиков, А.Н. Бачурин, Н.В. Бышов // Фундаментальные исследования. – 2014. – №11 (часть 12). – С. 2580-2584.

42. Богданчиков, И.Ю. Результаты исследований по вопросам дифференцированного внесения рабочего раствора в устройстве для утилизации незерновой части урожая [Текст] / И.Ю. Богданчиков, Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. – 2016. – №4. – С. 73-79.

43. Обоснование параметров валков соломы и рабочих элементов разравнивателя [Текст] / Р.К. Абдрахманов, М.Н. Калимуллин, Р.М. Сафин, С.М. Архипов // Вестник Казанского ГАУ. – 2012. – №3. – С. 64-67.

44. Влияние агроприёмов на биологическую активность почвы и урожайность озимой пшеницы в севооборотах лесостепи Заволжья/М. И. Подсевалов, А.Л. Тойгильдин, Д.Э. Аюпов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. -2017. -№ 1 (37). С. 44-50.

45. Дрожжин К.Н. Влияние растений, удобрений, обработки почвы и их сочетаний на плодородие серых лесных почв и урожайность полевых культур в южной части Нечерноземной зоны России / Автореферат дис. кандидата сельскохозяйственных наук -Рязань, 1996.

46. Погода и климат : сайт / справочно-информационный портал.– URL:http://www.pogodaiklimat.ru/monitor.php?id=27730&month=12&year=2019 (Дата обращения 28.12.2019).

47. Гидрометцентр России : сайт / Гидрометцентр России. – Москва. – URL:https://meteoinfo.ru/forecasts5000/russia/ryazan-area (Дата обращения 19.01.2020).

48. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов – М.: Книга по Требованию, 2012. – 352 с.

49. Доронкин, Ю.В. Комплексное воздействие обработки посевов пшеницы яровой физиологически активными соединениями на продуктивность и качество зерна / диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Российский государственный аграрный заочный университет. – Рязань, 2009. – 160 с.

50. Русакова, И.В. Биопрепараты для разложения растительных остатков в агроэкосистемах /И.В. Русакова//Juvenis scientia. -2018. -№9. -С. 4-9.

51. Бышов, Н.В. Исследование влияния гуматов на микробиологическую среду рулонов прессованного сена / Бышов Н.В., Костенко М.Ю., Тетерин В.С., Рембалович Г.К., Тетерина О.А. //Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костыечва. -2015.-№ 4 (28).-С. 52-55.

52. Применение Биокомплекса-БТУ в технологиях возделывания яровой пшеницы / C.В. Богомазов, О.А. Ткачук, А.П. Дружников //Нива Поволжья. 2018 -№2 -С.34-39.

53. Налиухин, А.Н. Изменение агрохимических показателей дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почвы и продуктивности культур севооборота при применении различных систем удобрения/А.Н. Налиухин, Д.А. Белозеров, А.В. Ерегин//Земледелие. 2018. №. 8 DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10000.

54. Харина, М.В. Состав, структура и перспективы энергоресурсосберегающей переработки соломы злаковых культур [Текст] / М.В. Харина, Л.М. Терехова, В.М. Емельянов // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17. – № 24. – С. 168-174.

55. Лукьянова, И.В. Анализ видовых и сортовых особенностей устойчивости стеблей зерновых культур к полеганию с учетом их физико-механических свойств и архитектоники для использования в селекции: автореф. дис. … д-ра биол. наук. Краснодар: ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», – 2008. – 51 с.

56. Богданчикова, А.Ю. Оценка экономической эффективности технологий с использованием незерновой части урожая в качестве удобрения [Текст] / А.Ю. Богданчикова, И.Ю. Богданчиков, Т.М. Богданчикова // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. – 2014. – №3. – С. 57-61.

57. Приказ Минсельхоза России от 29.03.2019 N 155 «Об определении предельных уровней минимальных цен на зерно урожая 2019 года в целях проведения государственных закупочных интервенций в 2019 — 2020 годах» (Зарегистрировано в Минюсте России 06.05.2019 N 54561).

Приложения

Автор НИР 

Оглавление

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *