Создание региональной модели органического сельского земледелия с целью повышения плодородия почвы, сохранения земель сельскохозяйственного назначения и получения экономически чистой продукции применительно к условиям Юга России

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет выполнен на 215 страницах компьютерного набора, включает 63 рисунка, 46 таблиц, 172 наименования литературы.

ОРГАНИЧЕСКОЕ СЕЛЬСКОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ,
ОРГАНИЧЕСКОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО, ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ, ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ, РЕГИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ, БИОПРЕПАРАТЫ, ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ, УРОЖАЙНОСТЬ

Научный отчет посвящен созданию региональной модели органического сельского земледелия, построенной на принципах повышения почвенного плодородия и, как следствие, сохранения земель сельскохозяйственного назначения. Основным вектором создания региональной модели органического сельского земледелия является получение экологически чистой продукции применительно к засушливым условиям юга России.

В процессе научного исследования уточнены элементы модели органического сельского земледелия как основного элемента органического сельского хозяйства с учетом зональных особенностей региона на примере Ростовской области.

Важным элементом модели органического сельского земледелия является разработка показателей эффективности управления её элементами на основе эколого-экономического взаимодействия при функционировании технологических процессов.

На качественно новом уровне рассмотрено функциональное взаимодействие технологии производства органических удобрений на основе подстилочного, полужидкого и жидкого навоза (помета) животноводческих предприятий и птицефабрик. Особое внимание уделено глубокой переработке жидкого навоза (помета) в высококачественные твердые и жидкие органические удобрения с использованием мелиорантов, что позволяет не только улучшить экологическую обстановку в местах накопления органических отходов, но и способствовать сохранению земель сельскохозяйственного назначения за счет эффективной рекультивации земель и восстановления почвенного плодородия.

Проведены исследования по получению экологически чистой продукции на примере выращивания озимой пшеницы путем использования биопрепаратов.

Отработаны элементы технологии использования МТА на базе гусеничного МЭС пятого поколения как основного энергосредства в системе органического сельского земледелия.

Разработаны методологические основы экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия и сохранением земель сельскохозяйственного назначения.

Разработанные системные технологии в составе региональной модели органического сельского земледелия будут способствовать повышению плодородия почвы за счет производства и применения высококачественных органических удобрений с использованием мелиорантов, сидератов и НЧУ, сохранению земель сельскохозяйственного назначения за счет снижения техногенной нагрузки на почву и её структуризации, а также получению экологически чистой продукции за счет применения новых сортов сельскохозяйственных культур, снижения количества и видов применяемых агрохимикатов в замкнутом цикле на основе ресурсно-продуктовых моделей.

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире одной из важнейших задач государства является обеспечение населения продуктами питания. В этой связи важная роль отводится агропромышленному комплексу России. Россия в настоящее время
обладает 130 млн га пахотных земель. По разным причинам из оборота сельскохозяйственных земель выведено более 40 млн га пашни, что негативно сказывается на доходности сельского хозяйства в целом.

Разнообразие почвенно-климатических условий в агропромышленном комплексе заставляет активизировать действие биологических законов и местных ресурсов. Действия, направленные на сохранение агроландшафтов сельских территорий, формирование урожая сельскохозяйственных культур, сопровождаются затратами средств и труда и ориентированы на улучшение показателей почвенного плодородия, состояние и охрану окружающей среды, увеличение объемов продукции растениеводства и животноводства.

Увеличение объемов производства продукции растениеводства приводит к истощению почвенного плодородия и, как следствие, к деградации земель сельскохозяйственного назначения. Увеличение поголовья животных и птицы приводит к увеличению объемов выхода навоза и помета различной консистенции, что представляет угрозу окружающей среде в местах их накопления и хранения.

Во всем мире наблюдается переход аграрного сектора на ведение органического сельского хозяйства. Применительно к Российской Федерации основу органического сельского хозяйства составляет органическое сельское земледелие, включающее в себя совокупность блоков и их функциональных связей, способствующих обеспечению сохранения и повышения плодородия почвы, сохранению земель сельскохозяйственного назначения от водной, ветровой эрозии и техногенного воздействия применяемой техники, а также получению экологически чистой продукции.

Основной житницей России являются южные регионы, входящие в Южный Федеральный округ (ЮФО), имеющий в наличии 43927 тыс. га сельскохозяйственных угодий, в том числе 22839 тыс. га пашни, большинство из которых находятся в зонах засушливого земледелия. Ростовская область имеет 8542 тыс. га сельскохозяйственных угодий, в том числе 5750 тыс. га пашни. Состояние земель сельскохозяйственного назначения требует принятия мер по их восстановлению.

Разрабатываемая концепция органического сельского земледелия строится на реализации планов сохранения земель сельскохозяйственного назначения и получении экологически чистой продукции. Концепция структуры региональной модели органического сельского земледелия включает разработку шести основных блоков: применение сидеральных культур, выбор и введение в оборот оптимальных сортов и гибридов злаковых и других культур, производство и использование в растениеводстве высококачественных органических удобрений, дифференцированное внесение минеральных и органических удобрений, техногенное воздействие машин и агрегатов на почву, управление технологическими процессами повышения почвенного плодородия и получения экологически чистой продукции.

Цель исследований в 2019 году состоит в разработке региональной модели органического сельского земледелия, обеспечивающей повышение почвенного плодородия, сохранение земель сельскохозяйственного назначения и получение экологически чистой продукции в условиях юга России.

Задачи исследований:

1. Провести исследования по уточнению элементов модели органического сельского хозяйства и определить основные принципы сохранения земель сельскохозяйственного назначения в условиях засушливого земледелия юга России.

2. Разработать систему показателей эффективности управления технологическими процессами производства и применения высококачественных органических удобрений.

3. Провести исследования по разработке технологии производства
высококачественных органических удобрений с использованием мелиорантов в составе навоза (помета) и незерновой части колосовых культур.

4. Уточнить режимы и параметры МТА на базе мобильного энергосредства (МЭС) пятого поколения (в колесном и гусеничном исполнении) для обработки почвы, посева и уборки растениеводческой продукции.

5. Разработать методологические основы экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции в составе региональной модели органического сельского земледелия.

6. Разработать прогноз трансформации региональной модели органического сельского земледелия на основе ресурсно-продуктовых моделей.

Научная новизна работы состоит в разработке системных технологий, обеспечивающих повышение плодородия почвы за счет производства и применения высококачественных органических удобрений с использованием мелиорантов, сидератов и НЧУ, сохранение земель сельскохозяйственного назначения за счет снижения техногенной нагрузки на почву и её структуризации, а также получение экологически чистой продукции за счет применения новых сортов сельскохозяйственных культур, снижения количества применения агрохимикатов в замкнутом цикле на основе ресурсно-продуктовых моделей.

Практическая значимость состоит в создании региональной модели органического сельского земледелия с экономическими механизмами управления технологическими процессами, обеспечивающими повышение почвенного плодородия, сохранение земель сельскохозяйственного назначения и получение экологически чистой продукции в условиях юга России.

1 Основные подходы формирования региональной концепции органического сельского земледелия применительно к условиям юга россии

1.1 Принципы построения региональной концепции органического сельского земледелия с учетом зональных особенностей региона на примере Ростовской области

В условиях ужесточения санкций против России первоочередной становится проблема продовольственной безопасности государства, решение которой позволит значительно снизить зависимость промышленности и
агропромышленного комплекса от экономик других стран.

Применительно к АПК в сложившейся ситуации важная роль в обеспечении населения продовольствием отводится его базовым отраслям: животноводству и растениеводству. В этой связи одним из мотивированных подходов является разработка региональной концепции органического сельского земледелия как основополагающего инструмента, способствующего повышению урожайности и валового сбора сельскохозяйственных культур с одновременным ростом прибыли сельхозтоваропроизводителей.

Применительно к условиям юга России региональная модель органического сельского земледелия в общем виде должна выполнять две основные функции: сохранение земель сельскохозяйственного назначения и производство (получение) экологически чистой продукции (рисунок 1.1).

Для сохранения земель сельскохозяйственного назначения на современном этапе требуется использование приемов защиты почв от водной и ветровой эрозии. Сохранение и повышение почвенного плодородия в засушливых условиях юга России возможно путем посевов сидеральных культур, внесения высококачественных органических удобрений.

Новым направлением мирового уровня является восстановление
почвенных ресурсов путем создания искусственных почв. Лабораторные
эксперименты по созданию искусственных почв, проведенные под руководством канд. биол. Наук П.И. Короленко и д-ра с.-х. наук Л.П. Бельтюкова подтвердили состоятельность данного направления.

Для получения экологически чистой продукции требуется решение ряда проблем законодательного порядка. В феврале 2019 г. Президент России В.В. Путин в Послании Федеральному Собранию поручил создать в стране отрасль производства экологически чистых продуктов. Главой государства также подписан Федеральный закон «Об органической продукции», регламентирующий нормы производства, хранения, транспортировки, маркировки и реализации органических продуктов питания.

Рисунок 1.1 – Блок-схема региональной модели органического

сельского земледелия

В июле 2019 года Минсельхоз РФ подготовил новый законопроект, регламентирующий основные вопросы, касающиеся производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции, что будет способствовать формированию системы правового регулирования нового для России рынка. Закон об органической продукции должен вступить в силу с
1 января 2020 года, об экологически чистых продуктах – с января 2021 года.

При производстве экологически чистой продукции возможно применение определенного перечня агрохимикатов и стимуляторов роста. При производстве органической продукции применение данных веществ категорически запрещено. Само понятие «экологически чистая продукция» употребляется в отечественных ГОСТах.

Исходя из указанной выше терминологии, для получения экологически чистой продукции важным элементом является разработка и внедрение новых технологий обработки почвы, посева, уходных работ, уборки урожая, которые способствуют снижению техногенной нагрузки на почву.

Дифференцированное внесение минеральных и органических удобрений в системах точного земледелия позволит на 30% снизить использование агрохимикатов и способствовать выравниванию почвенного плодородия в границах одного поля.

Принципиально новым блоком в системе органического сельского земледелия является разработка эколого-экономического механизма управления технологическими процессами.

На основе представленной региональной модели органического сельского земледелия разработана структура региональной концепции органического сельского земледелия.

Региональная концепция органического сельского земледелия применительно к условиям юга России предусматривает взаимосвязь шести основных блоков (рисунок 1.2).

Блоки 1, 2, 4 и 5, связанные с применением сидератов (предусматривают их посев одновременно с уборкой урожая прямым способом) и введением в хозяйственное использование оптимальных сортов и гибридов злаковых культур применительно к зональным системам земледелия, а также дифференцированное внесение минеральных и органических удобрений (является важнейшим элементом системы точного земледелия) и техногенное воздействие на обрабатываемую среду (почву) ходовых систем энергомашин, достаточно описаны в трудах ученых [1, 2, 3].

Применительно к условиям засушливого земледелия, которое преобладает в зернопроизводящих регионах юга России, определяющим является изучение и решение проблем в связи с вопросами, указанными в блоках 3 и 6.

Переработка навоза и помета в высококачественные органические удобрения является важным элементом региональной концепции органического сельского земледелия. На животноводческих предприятиях Российской Федерации ежегодно производится более 150 млн т навоза, являющегося исходным компонентом для производства органических удобрений [3, 4].

Производимый навоз разной консистенции (жидкий, полужидкий и твердый) содержит достаточное количество питательных для почвы элементов (азот, фосфор, калий), однако, в свежем виде он является основным источником загрязнения окружающей среды, так как имеет в своем составе большое содержание патогенной микрофлоры. Поэтому вопросы, связанные с производством органических удобрений на основе навоза, требуют тщательного подхода к выбору технологий его обеззараживания и переработки. На почвенное плодородие существенное влияние оказывают дозы внесения органических удобрений. Динамика внесения органических удобрений в Российской Федерации и Ростовской области представлена на рисунках 1.3 и 1.4.

Рисунок 1.2 – Структура региональной концепции органического

сельского земледелия применительно к условиям юга России

Из представленных данных видно, что средние дозы внесения органических удобрений по РФ составили 1,0–1,2 т/га, по Ростовской области значительно меньше – от 0,4 до 0,5 т/га. Низкие дозы внесения органических удобрений в почву обусловлены рядом объективных и субъективных причин.

Рисунок 1.3 – Динамика внесения органических удобрений

в Российской Федерации

Рисунок 1.4 – Динамика внесения органических удобрений

в Ростовской области

К объективным причинам можно отнести отсутствие высокоэффективных технологий переработки жидкого, полужидкого, твердого навоза и помета птицефабрик в высококачественные органические удобрения.

Проведенные исследования и производственная проверка показали, что в условиях засушливой зоны юга России целесообразно навоз и помет перерабатывать в концентрированные органические удобрения (КОУ). Наиболее распространенными КОУ на юге России являются биогумус и суперудобрение марки «Агровит-Кор», в основу которого положено использование биологически активной α-добавки [1, 5].

В последние годы в Ростовской области нашла применение технология ускоренного компостирования органических отходов животноводства
и растениеводства с получением твердых и жидких КОУ на открытых
площадках компостирования и в полевых условиях, а также в закрытых помещениях (рисунок 1.5).

в закрытых помещениях в полевых условиях
Рисунок 1.5 – Производство КОУ на основе подстилочного и полужидкого навоза методом ускоренного компостирования

Технологический процесс заключается в следующем. Твердый (подстилочный) и полужидкий навоз с нижним пределом влажности (до 86%) транспортными средствами подается на площадку, где формируется в бурты. Формирование буртов производится самоходным ворошителем СВБ-16.30. При этом в бурт подается α-добавка в количестве 5% от массы навоза (помета) и посредством самоходного ворошителя компоненты тщательно перемешиваются, образуя бурт шириной 2,5 м и высотой 1,5 м. После 16 проходов самоходного ворошителя с интервалом 8–12 часов навозная масса трансформируется в твердое КОУ, которое можно вносить на поле с дозами от 1 до 4 т/га под основную обработку [3, 6].

1.2 Региональная система моделей органического сельского земледелия как основа механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия

Совершенствование экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции осуществляется с целью повышения и выравнивания почвенного плодородия, повышения рентабельности отраслей аграрного сектора экономики и предполагает развитие инфраструктуры бесперебойного обеспечения сельскохозяйственных организаций удобрениями на основе интеграционных процессов [7]–[11].

Региональная система моделей органического сельского земледелия
с учетом зональных особенностей региона выступает составной частью
методологии управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия стратегического уровня. Данный уровень предусматривает реализацию управленческих решений в рамках совокупности организаций, нацеленных на совершенствование обеспечения органическими удобрениями.

Для развития инфраструктуры совершенствования технологических процессов повышения почвенного плодородия разработан комплекс управленческих решений повышения эффективности производства и применения органических удобрений и дальнейшего их использования (рисунок 1.6).

Важнейшей задачей, связанной с совершенствованием инфраструктуры процессов повышения почвенного плодородия на основе процессов интеграции сельскохозяйственных организаций, является выбор рационального размещения технологических пунктов переработки органических отходов (навоза, помета, соломы и др.) с оптимизацией транспортных процессов.

Рисунок 1.6 – Комплекс управленческих решений повышения эффективности производства и применения органических удобрений

Основными принципами размещения производства органических удобрений являются:

– приближение производства к источникам сырья (органических отходов) и районам потребления готового продукта (органических удобрений);

– размещение производства в тех районах, где затраты на производство и транспортировку наименьшие;

– непрерывность производственного процесса и тенденции к развитию, расширению производства;

– улучшение экологической обстановки в регионе базирования производственных мощностей;

– учет конъюнктуры рынка органических и минеральных удобрений;

– наиболее полное использование производственного потенциала АПК.

В качестве показателей эффективности размещения производства предлагаем рассматривать себестоимость произведенного органического удобрения; затраты на транспортировку исходного сырья (навоза, помета и других органических отходов) и (или) готового продукта (органических удобрений) [12].

Совершенствование инфраструктуры управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия предусматривает внедрение элементов региональной системы моделей органического сельского земледелия с учетом оптимизации транспортных затрат при управлении размещением пунктов переработки сырья (рисунок 1.7). При этом использовались следующие подходы:

– в первой модификации модели в качестве центров базирования пунктов переработки органики указаны сельскохозяйственные организации – производители исходного сырья, то есть переработка навоза (помета) осуществляется в местах его получения. Роль ППО в данном описании модели выполняют сельскохозяйственные организации животноводческой либо смешанной специализации;

– во второй модификации модели в качестве центров базирования пунктов переработки органики указаны сельскохозяйственные организации – потребители органического удобрения, то есть переработка навоза (помета) осуществляется в местах его использования. Роль ППО в данном описании модели выполняют сельскохозяйственные организации растениеводческой либо смешанной специализации;

– в третьей модификации модели рассматривается переработка навоза частично в сельскохозяйственных организациях – производителях исходного сырья (навоза, помета) и частично – в сельскохозяйственных организациях – потребителях готового продукта (органического удобрения). Роль ППО в данном описании модели выполняют сельскохозяйственные организации растениеводческой, животноводческой либо смешанной специализации.

V_i – объем поставляемого сырья: V_ij, V_ir, V_jr – объем транспортировки, соответственно, между организациями – поставщиками сырья и производителями удобрений, поставщиками сырья и потребителями удобрений, производителями и потребителями удобрений;

tⁿ_ij, tⁿ_ir – затраты на транспортировку исходного сырья, соответственно, между организациями – производителями исходного сырья и организациями – производителями

и потребителями удобрений; t^f_jr – затраты на перевозку готового продукта между организациями – производителями и потребителями удобрений; t^k_ir, t^k_jr – затраты на транспортировку исходного сырья, соответственно, между организациями – производителями исходного сырья и потребителями удобрений, а также организациями – производителями и потребителями органических удобрений

Рисунок 1.7 – Элементы региональной системы моделей органического сельского земледелия в части оптимизации транспортных затрат

с управлением размещения площадок переработки сырья

Структура региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья первой модификации выглядит следующим образом (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Структура региональной модели органического сельского

земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья

1-я модификация

Первая модификация модели – ППО – сельскохозяйственные организации- производители исходного сырья
Переменные модели	Ограничения модели
xij – количество произведенного органического удобрения j-го вида из навоза (помета) i-го вида	1. Группа ограничений по формированию ресурсно-сырьевой базы для переработки различных видов навоза (помета) в органические удобрения
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внутренних поставщиков
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков
	2. Группа ограничений по формированию продуктового ассортимента требуемого количества органических удобрений
	2.1. Ограничения по формированию потребностей сельскохозяйственных организаций в органических удобрениях j-го вида
	2.2. Ограничения по реализации ОУ i-го вида, превышающих потребности данного образования (кластер, район, зона)
Критерий оптимальности – минимум затрат на транспортировку и переработку сырья, транспортировку органических удобрений: Обозначения: N – количество сельскохозяйственных организаций – внутренних поставщиков навоза (помета) для данного образования (кластер, район, зона); М – количество сельскохозяйственных организаций – внешних поставщиков навоза (помета) для данного образования (кластер, район, зона); К – количество сельхозорганизаций – внутренних потребителей органических удобрений для данного образования (кластер, район, зона); L – количество сельхозорганизаций – внешних потребителей органических удобрений для данного образования (кластера, района, зоны); tni – затраты на транспортировку навоза (помета) i-го вида внутри образования (кластер, район, зона), руб.; tkj – затраты на транспортировку концентрированного ОУ j-го вида от сельхозорганизации производителя до потребителя, руб.; cij – затраты на производство концентрированного ОУ j-го вида из навоза (помета) i-го вида, руб.; У – органические удобрения.

В качестве переменных модели принимаем x_ij – количество произведенного органического удобрения j-го вида из навоза (помета) i-го вида.

Ограничения региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещения площадок переработки сырья представлены следующими группами.

Первая группа ограничений по формированию ресурсно-сырьевой базы для переработки различных видов навоза (помета) в органические удобрения. В данную группу вошли два вида ограничений:

– по поступлению навоза (помета) i-го вида от внутренних поставщиков сырья;

– по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков.

Вторая группа ограничений – по формированию продуктового ассортимента требуемого количества органических удобрений, в нее вошли:

– ограничения по формированию потребностей сельскохозяйственных организаций в органических удобрениях j-го вида;

– ограничения по реализации органических удобрений i-го вида, превышающих потребности данного образования (кластера, района, зоны).

В качестве критерия оптимальности в модели выбран минимум затрат на транспортировку и переработку сырья; и транспортировку органических удобрений (см. табл. 1.1):

где		–	затраты на транспортировку навоза (помета) i-го вида внутри образования (кластер, район, зона), руб.;
		–	затраты на транспортировку органических удобрений j-го вида от сельскохозяйственной организации производителя до потребителя, руб.;
	cij	–	затраты на производство органических удобрений j-го вида из навоза (помета) i-го вида, руб.

Вторая модификация региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья содержит следующие элементы (таблица 1.2).

В качестве переменных модели принимаем:

x_ij – количество произведенного органического удобрения j-го вида из навоза (помета) i-го вида;

x_i – количество навоза (помета) i-го вида, транспортируемого к месту переработки.

Таблица 1.2 – Структура региональной модели органического сельского

земледелия с управлением размещения площадок переработки сырья

 

2-я модификация

Вторая модификация модели – ППО – сельскохозяйственные организации- потребители органических удобрений
Переменные модели	Ограничения модели
xij – количество произведенного органического удобрения j-го вида из навоза (помета) i-го вида; xi – количество навоза (помета) i-го вида, транспортируемого к месту переработки	1. Группа ограничений по формированию ресурсно-сырьевой базы для переработки различных видов навоза (помета) в органические удобрения
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внутренних поставщиков
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков – доноров ППО, расположенных в местах потребления готового продукта – органических удобрений
	Ограничения по суммарному объему производимого органического удобрения в пересчете на сырье i-го вида
	2. Группа ограничений по формированию продуктового ассортимента требуемого количества органических удобрений
	2.1. Ограничения по формированию потребностей сельскохозяйственных организаций в органических удобрениях j-го вида
	2.2. Ограничения по реализации ОУ i-го вида, превышающих потребности данного образования (кластер, район, зона)
Критерий оптимальности – минимум затрат на транспортировку и переработку сырья, транспортировку органических удобрений: Обозначения: ti – затраты на перевозку навоза (помета) i-го вида от сельхозпредприятий- поставщиков сырья до организаций-потребителей, в которых выполняется его переработка, руб.

Ограничения региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья сформированы в следующие группы.

Первая группа ограничений по формированию ресурсно-сырьевой базы для переработки различных видов навоза (помета) в органические удобрения.

В нее вошли:

– ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внутренних поставщиков сырья;

– ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков;

– ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков – доноров ППО, расположенных в местах потребления готового продукта – органических удобрений;

– ограничения по суммарному объему производимых органических удобрений в пересчете на сырье i-го вида.

Вторая группа ограничений разработана по формированию продуктового ассортимента требуемого количества органических удобрений. В группе выделяем следующие ограничения:

– по формированию потребностей сельскохозяйственных организаций в органических удобрениях j-го вида;

– по реализации органических удобрений i-го вида, превышающих потребности данного образования (кластер, район, зона).

Целевая функция региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья второй модификации имеет вид:

где	ti –	затраты на транспортировку навоза (помета) i-го вида от сельскохозяйственных предприятий-поставщиков сырья до организаций-потребителей, в которых выполняется его переработка, руб.

Структура третьей модификации региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья выглядит следующим образом (таблица 1.3).

Переменные модели аналогичны переменным модели оптимизации второй модификации.

Ограничения региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья третьей модификации сформированы в две группы.

Первая группа ограничений по формированию ресурсно-сырьевой базы для переработки различных видов навоза (помета) в органические удобрения.

Таблица 1.3 – Структура региональной модели органического сельского

земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья

 

3-я модификация

Третья модификация модели – переработка навоза (помета) частично осуществляется в сельскохозяйственных организациях – производителях исходного сырья (навоза, помета) и частично – в сельскохозяйственных организациях – потребителях готового продукта (органического удобрения)
Переменные модели	Ограничения модели
xij – количество произведенного органического удобрения j-го вида из навоза (помета) i – го вида; xi – количество навоза (помета) i-го вида, транспортируемого к месту переработки	1. Группа ограничений по формированию ресурсно-сырьевой базы для переработки различных видов навоза (помета) в органические удобрения
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внутренних поставщиков
	Ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков – доноров ППО, расположенных в местах потребления готового продукта – органических удобрений
	1.3. Ограничения по поступлению сырья (навоза, помета) i-го вида для частичной переработки на ППО
	Ограничения по формированию достаточной ресурсно-сырьевой базы в рамках организации ППО навоза (помета) i-го вида для производства органических удобрений j-го вида
	1.5. Ограничения по суммарному количеству требуемого сырья для переработки на ППО
	2. Группа ограничений по формированию продуктового ассортимента требуемого количества органических удобрений
	2.1. Ограничения по формированию потребностей сельскохозяйственных организации в органических удобрениях j-го вида
	2.2. Ограничения по реализации ОУ i-го вида, превышающих потребности данного образования (кластер, район, зона)
Критерий оптимальности – минимум затрат на транспортировку и переработку сырья, транспортировку органических удобрений:

В нее вошли:

– ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внутренних поставщиков сырья;

– ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида от внешних поставщиков;

– ограничения по поступлению навоза (помета) i-го вида для частичной переработки на ППО;

– ограничения по формированию достаточной ресурсно-сырьевой базы в рамках организации ППО навоза (помета) i-го вида для производства органических удобрений j-го вида;

– ограничения по суммарному количеству требуемого сырья для переработки на ППО.

Вторая группа ограничений разработана по формированию продуктового ассортимента требуемого количества органических удобрений. В группе представлены ограничения:

– по формированию потребностей сельскохозяйственных организаций в органических удобрениях j-го вида;

– по реализации органических удобрений i-го вида, превышающих потребности данного образования (кластер, район, зона).

Целевая функция третьей модификации модели органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья имеет вид:

На основе трех модификационных подходов формируется региональная система моделей органического сельского земледелия с иерархией по территориально-зональному принципу. В общей совокупности в региональной системе моделей органического сельского земледелия определены четыре уровня.

Для применения региональной системы моделей органического сельского земледелия с управлением размещением площадок переработки сырья разработаны следующие методологические принципы и подходы:

• сегментирование и реализация системы моделей первого уровня иерархии (уровня сельскохозяйственных организаций).

Сегментирование сельскохозяйственных организаций проводим на основе кластерного анализа для формирования однородных групп – кластеров по ряду факторов. Для формирования сельскохозяйственных организаций в кластеры выбраны и предлагаются следующие факторы:

а) вид и количество сельскохозяйственных животных в организации;

б) вид и объемы получаемого навоза;

в) наличие посевных площадей в сельскохозяйственной организации;

г) наличие площади под парами;

д) количество сельскохозяйственной техники;

е) численность персонала;

ж) затраты сельскохозяйственной организации на использование минеральных удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур;

з) затраты сельскохозяйственной организации на применение органических удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур;

и) удаленность сельскохозяйственной организации от административного центра поселения [13–17].

В ходе кластеризации формируем группы однотипных сельскохозяйственных предприятий с привязкой к территории базирования.

В разрезе каждого кластера по данным сельскохозяйственных организаций формируем первый уровень региональной модели органического сельского земледелия с управлением размещением пунктов переработки сырья трех модификаций, представленных выше.

В качестве исходных данных для формирования моделей оптимизации используем следующую информацию в разрезе предприятий:

а) для сельскохозяйственных организаций животноводческой специализации, которые являются поставщиками исходного сырья (навоза, помета), определяющими данными являются вид и количество (объемы) производимого навоза;

б) для сельскохозяйственных организаций растениеводческой специализации, которые в представленной системе моделей выступают как потребители готового продукта (органических удобрений), определяющей является информация о виде и количестве (объемах) необходимых органических удобрений, устанавливаемая исходя из размера сельскохозяйственных площадей и доз внесения;

в) для сельскохозяйственных организаций смешанной специализации, которые являются и поставщиками исходного сырья (навоза, помета), и потребителями готового продукта (органических удобрений), исходными данными является информация о виде и количестве производимого навоза (помета) и необходимых органических удобрений.

Результаты решения региональной системы моделей органического сельского земледелия с управлением размещением пунктов переработки сырья первого уровня – уровня в рамках кластера:

а) установлены межхозяйственные связи с оптимизацией транспортных затрат грузоперевозок исходного сырья и готового продукта, определены минимальные приведенные затраты на транспортировку, а также затраты на переработку каждого вида сырья в органические удобрения нескольких типов;

б) в кластере при реализации каждой модификации системы моделей оптимизации определены сельскохозяйственные организации – центры базирования технологических пунктов по переработке навоза.

• реализация системы моделей второго уровня иерархии (кластерного уровня).

Разрабатываются и решаются модели оптимизации второго, кластерного уровня иерархии с использованием результатов решения региональной системы моделей органического сельского земледелия первого уровня:

а) информация о сельскохозяйственной организации – внешнем поставщике сырья: расстояние перевозки исходного сырья, вид, количество и суммарные затраты на транспортировку дефицитного сырья в данном кластере и профицитного сырья в смежных кластерах;

б) информация о сельскохозяйственной организации – внешнем потребителе готового продукта: расстояние перевозки органического удобрения, вид, количество и суммарные затраты на транспортировку дефицитного удобрения в данном кластере и профицитного – в смежных кластерах.

Результаты реализации региональной системы моделей органического сельского земледелия второго уровня:

а) выявлены кластеры, в рамках формирования которых сельскохозяйственные организации полностью обеспечивают потребность в органических удобрениях;

б) определены кластеры, в которых сельскохозяйственные организации частично удовлетворяют потребности в органических удобрениях; установлены межкластерные связи, способствующие повышению обеспеченности организаций удобрениями;

в) оптимизированы межкластерные транспортные затраты на перевозки различных видов исходного сырья и готового продукта при минимизации приведенных затрат в рамках адресной отгрузки по видам конечного продукта.

• реализация системы моделей третьего уровня иерархии (районного уровня).

Формируется региональная система моделей органического сельского земледелия третьего, районного, уровня иерархии с использованием результатов решения системы моделей оптимизации второго уровня:

а) информация о кластере – внешнем поставщике сырья: расстояние перевозки исходного сырья, вид, количество и суммарные затраты на транспортировку дефицитного сырья в данном районе и профицитного сырья в смежных районах;

б) информация о кластере – внешнем потребителе готового продукта: расстояние перевозки органического удобрения между кластерами, вид, количество и суммарные затраты на транспортировку дефицитного удобрения в данном районе и профицитного – в смежных районах.

Результаты реализации региональной системы моделей органического сельского земледелия третьего уровня:

а) выявлены районы, в рамках формирования которых полностью обеспечивается потребность сельскохозяйственных организаций района в органических удобрениях;

б) установлены районы, сельскохозяйственные организации в которых частично удовлетворяют потребности в органических удобрениях; определены межрайонные связи, способствующие повышению удовлетворения спроса на органические удобрения;

в) оптимизированы межрайонные транспортные затраты различных видов исходного сырья и готового продукта с целью их минимизации, а также минимизации затрат на производство органических удобрений в рамках адресной отгрузки по видам конечного продукта.

• реализация системы моделей четвертого уровня иерархии (зонального уровня).

Разрабатывается региональная система моделей органического сельского земледелия четвертого, зонального, уровня иерархии с применением результатов решения системы моделей оптимизации третьего уровня. При разработке используется следующая информация:

а) о районе – внешнем поставщике сырья: расстояние перевозки исходного сырья, вид, количество и суммарные затраты на транспортировку дефицитного сырья в данной природно-сельскохозяйственной зоне и профицитного сырья в смежных зонах;

б) о районе – внешнем потребителе готового продукта: расстояние
перевозки органического удобрения между районами, вид, количество и суммарные затраты на транспортировку дефицитного удобрения в данной зоне и профицитного – в смежных зонах.

Результаты реализации региональной системы моделей органического сельского земледелия четвертого уровня:

а) выявлены природно-сельскохозяйственные зоны, в которых полностью обеспечивается потребность сельскохозяйственных организаций в органических удобрениях;

б) указаны природно-сельскохозяйственные зоны организации, в которых частично удовлетворяют потребность в органических удобрениях; определены межзональные связи, способствующие обеспечению сельскохозяйственных площадей данных зон органическими удобрениями;

в) оптимизированы межзональные грузоперевозки различных видов исходного сырья и готового продукта с целью минимизации приведенных затрат на транспортировку и производство в рамках адресной отгрузки по видам конечного продукта.

• разработка комплекса рекомендаций по совершенствованию организации технологических процессов повышения почвенного плодородия с целью повышения уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей и увеличения рентабельности растениеводства.

В общем виде иерархическая региональная система органического сельского земледелия с размещением пунктов переработки сырья содержит следующие элементы (рисунок 1.8) [18, 19]:

– уровни иерархии управления технологическими процессами производства органических удобрений;

– три модификационных подхода к разработке региональной системы моделей первого уровня – уровня сельскохозяйственных организаций с целью выбора оптимального центра базирования пунктов переработки органических отходов (исходного сырья);

– замкнутый цикл управления технологическими процессами производства органических удобрений, основанный на уровнях иерархии и имеющий двустороннее направление в принятии управленческих решений.

Замкнутый цикл управления при движении «снизу вверх» позволяет определить территориальное размещение ППО (1-й уровень управления) и рассчитать межхозяйственные, межкластерные, межрайонные и межзональные транспортные затраты (1-й, 2-й, 3-й, и 4-й уровни управления), а также затраты на производство органических удобрений на каждом из указанных уровней.

На основе полученной информации на верхнем уровне разрабатывается комплекс стратегических управленческих решений, направленных на выравнивание и повышение уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей в виде тактических и оперативных управленческих решений, сформированных на основе государственных программ районных и муниципальных уровней, направляется «сверху вниз».

Таким образом, замкнутый цикл управления технологическими процессами производства органических удобрений позволяет выработать совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых управленческих решений, обеспечивающих, с одной стороны, реализацию интересов сельхозтоваропроизводителей на муниципальном, районном уровнях, а также на уровне субъекта Федерации, а с другой стороны, нацеленных на реализацию государственных программ в масштабах страны.

Рисунок 1.8 – Региональная система моделей органического сельского земледелия с управлением размещением пунктов переработки сырья

Повышение уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей и рентабельности отраслей растениеводства и животноводства достигается за счет следующих мероприятий:

– увеличения поголовья скота (птицы) и, как следствие, увеличения выхода подстилочного и бесподстилочного навоза (помета) и его сохранности;

– интенсификации использования органических отходов растениеводства в качестве сырья для производства удобрений;

– расширения посевов многолетних трав и промежуточных культур;

– приобретения для приготовления компостов, торфа, сапропелей, лигнина, городского мусора и др.;

– привлечения недостающих объемов органических удобрений со стороны.

Выводы по главе

1. Предлагаемые аспекты методологии формирования механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия в свете разработки региональной системы моделей органического сельского земледелия с размещением пунктов переработки сырья позволяют сформировать стратегию размещения технологических площадок по переработке навоза (помета), оптимизировать грузоперевозки на различных уровнях иерархии реализации региональной системы моделей и предложить комплекс мероприятий по повышению уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей.

2. Разработанные аспекты методологии формирования механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия в рамках региональной системы моделей органического сельского земледелия с размещением площадок переработки сырья предопределяют необходимость разработки системы показателей эффективности управления технологическими процессами.

2 Разработка системы показателей эффективности управления технологическими процессами применительно к модели органического сельского земледелия

2.1 Взаимодействие системы показателей эффективности управления технологическими процессами

Проведенные исследования методик оценки эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции позволили сделать вывод о том, что ни одна из применяемых методик не отражает эффективность воздействия органических удобрений с позиции повышения почвенного плодородия, не учитывает агротехнические и технологические аспекты производства органических удобрений, применения органических и минеральных удобрений [20]–[24].

Таким образом, выявлена необходимость разработки системы показателей эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия с учетом технологических и агротехнических аспектов.

Целью обоснования экономической эффективности технологических процессов выступает определение целесообразности их практического применения. Обоснование проводится в двух направлениях: технологическом, где определяются технические и технологические показатели, характеризующие технологические процессы производства и использования удобрений, и экономическом, где определяется экономическая эффективность применения технологических процессов. Однако наиболее рационален комплексный подход к обоснованию применимости технологических процессов повышения почвенного плодородия с учетом всех аспектов обоснования при использовании различных критериев и показателей.

В настоящее время разработаны рекомендуемые системы показателей эффективности в растениеводстве и животноводстве в целом и их подотраслях (полеводство, овощеводство, скотоводство, свиноводство и т.д.) [25, 26]. Однако критерии и показатели узкоспециализированных технологических процессов в рекомендуемых системах показателей эффективности практически отсутствуют. В частности, не выявлены критерии и показатели эффективности управления технологическими процессами производства органических удобрений, а также применения органических и минеральных удобрений.

По нашему мнению, оценку экономической эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия необходимо осуществлять на основе системности взглядов, выделяя по определенным принципам составляющие комплекса. Систему критериев и показателей эффективности управления целесообразно разделить по принципу принадлежности технологического процесса, а именно:

• критерии и показатели эффективности управления процессами производства органических удобрений;
• критерии и показатели эффективности управления технологическими процессами применения органических и минеральных удобрений [27, 28].

Каждая из групп критериев эффективности управления содержит показатели в стоимостных и натуральных единицах измерений, которые полностью комплексно характеризуют агротехническое, технологическое, почвенное, экологическое и экономическое значение удобрений, особенности их действия (таблица 2.1).

Первая группа критериев и показателей эффективности управления технологическими процессами производства органических удобрений
содержит в качестве натуральных показателей: удобрительный эффект, материалоемкость, органоемкость, степень конвертации органического вещества, изменение объема производства, индекс качества производства ОУ, индекс времени подготовки ОУ.

Удобрительный эффект, исчисляемый в условных единицах, представляет собой концентрацию питательных веществ, содержащихся в заданной дозе внесения органических удобрений. За базовую величину отсчета принято наличие питательных веществ в традиционных твердых органических удобрениях (ТОУ), вносимых с дозой 60 т/га. Данное количество питательных веществ соответствует 1 усл. ед. удобрительного эффекта [29].

Следующий показатель, относящийся к натуральным, – это материалоемкость. В общем понимании материалоемкость – расход материалов в расчете на натуральную единицу или на единицу стоимости выпускаемой продукции.

Материалоемкость измеряется в физических единицах, в денежном выражении или в процентах, которые составляют стоимость материалов в
общих издержках производства продукции, в себестоимости [25].

Таблица 2.1 – Взаимодействие системы критериев и показателей эффективности управления технологическими процессами повышения
почвенного плодородия в аграрном секторе экономики

Критерии	Группы показателей	Показатели эффективности управления технологическими процессами
		существующие		предлагаемые
Обеспеченность ресурсами	Эффективность управления технологическими процессами производства органических удобрений	натуральные показатели
		удобрительный эффект		органоемкость
				степень конвертации органического вещества
		материалоемкость		индекс качества производства органических удобрений (ОУ)
		изменение объема производства		индекс времени подготовки ОУ
Оптимальное сочетание затрат		стоимостные показатели
		капиталоемкость	индекс экономии капитальных вложений
		себестоимость
Оптимальность технологических решений	Эффективность управления технологическими процессами применения минеральных и органических удобрений	для минеральных удобрений
			уровень минеральнообеспеченности (УМО)
			коэффициент эффективного применения (КЭМУ)
		для органических удобрений
		эффект последействия	уровень органообеспеченности сельхозплощадей (УОО)
			коэффициент эффективного применения ОУ (КЭОУ)
Экономическая эффективность			эффективность последействия (рентабельность применения ОУ)
		для минеральных и органических удобрений
		валовой сбор сельхозкультур
		прирост урожайности сельхозкультур
		доход от реализации дополнительного урожая
		рентабельность производства
		срок окупаемости дополнительных затрат

Как натуральный показатель, характеризующий технологический процесс переработки навоза с целью получения органических удобрений, выделяют материалоемкость структурную и удельную.

Структурная материалоемкость (МЕ_стр) показывает удельный вес материалов, ресурсов, применяемых в технологии переработки навоза. В первую очередь определяется соотношение разновидностей основного ресурса – навоза, который в зависимости от применяемой технологии может быть жидким, полужидким, твердым (подстилочным). Формула для определения структурной материалоемкости выглядит следующим образом [30]:

(2.1)

где М – число видов материалов, применяемых в технологии переработки

навоза;

– доля каждого материала в общей материалоемкости.

Выявив, какова доля каждого вида материала в обеспечении технологического процесса, определим удельную материалоемкость (МЕ_уд) – это структурная материалоемкость, которая определяется отношением затраченного на реализацию технологии материала, измеренного в натуральных единицах (М) и приведенному к натуральным единицам измерения готовому продукту (органическому удобрению) определенного вида (метр, литр, тонна и т.д.) (ГП) [30]:

(2.2)

Для оценки наличия в удобрении органического вещества автором предлагается использовать показатель органоемкости (ОЕ).

Органоемкость – это отношение количества органического вещества (ОВ_ОУ), находящегося в удобрении, к общему объему органического удобрения (ОУ):

(2.3)

Качество органических удобрений определяется содержанием органического вещества, наличие которого в свою очередь зависит от качества исходного сырья – навоза (помета) – и выбранной технологии его переработки [31]. Таким образом, в качестве натурального показателя эффективности управления технологическими процессами производства органических удобрений автором предлагается использовать степень конвертации органического вещества (СК_ОВ).

Степень конвертации органического вещества указывает, какая часть органического вещества навоза (ОВ_н) преобразовывается в органическую часть удобрения (ОВ_ОУ):

(2.4)

Таким образом, если СК_ОВ больше или равна 1, следует говорить о правильно выбранной технологии хранения исходного сырья (навоза) и технологии его переработки, так как в результате реализации данных технологических процессов содержание органического вещества в удобрении повышается (или остается неизменным) по отношению к величине органического вещества в навозе. И наоборот, если СК_ОВ меньше 1, следует выбрать более перспективную технологию производства органического удобрения или хранения навоза.

Изменение объема производства органических удобрений может выступать как натуральным, так и стоимостным показателем, характеризующим эффективность применяемой технологии переработки навоза. Рассматривая изменение объема производства в натуральном выражении, получаем информацию об ассортименте производимых органических удобрений, их качестве. Применяя объем производства в стоимостном выражении, определяем валовую, товарную и реализованную продукцию [32, 33].

В свою очередь объем реализации зависит от качества производимого органического удобрения, которое определяется особенностями исходного сырья – навоза или помета, из которого оно произведено. Таким образом,
задача применяемых технологических процессов переработки сырья состоит в том, чтобы в полной мере сохранить в органических удобрениях основные питательные вещества, присущие навозу (помету). Актуален этот процесс и в плане конкурентоспособности органических удобрений по отношению к
минеральным. Основным недостатком органических удобрений по сравнению с минеральными большинство аграриев видят в низкой концентрации действующего вещества – в среднем 5–7% против 30–40% в минеральных удобрениях. Возникает необходимость оценить соотношение содержания основных питательных элементов в исходном сырье – навозе (помете) и в получаемых органических удобрениях.

Предлагаем для этих целей использовать индекс качества производства органических удобрений (ИК_ОУ), выступающий совокупным критерием соотношения питательных веществ азота N_ОУ, фосфора P_ОУ и калия K_ОУ в органических удобрениях к количеству питательных веществ – N_Н(П), P_Н(П) и K_Н(П) в навозе (помете):

(2.5)

Величина ИК_ОУ, близкая к единице, указывает на правильно выбранную технологию производства органических удобрений, которая позволяет максимально полно сохранять питательные вещества, имеющиеся в исходном сырье (навозе, помете) при производстве готовой продукции (органического удобрения).

В процессе производства органических удобрений важным фактором выступает время, затраченное на переработку исходного сырья (навоза,
помета) в готовый продукт (органические удобрения). По традиционной технологии на ее реализацию требуется 6–12 месяцев, при внедрении и использовании технологии компостирования на ее реализацию затрачивается 2–4 месяца, тогда как при применении предлагаемой технологии микробиологического ускоренного компостирования реализация технологии составляет 7–10 дней. Время производства органических удобрений является важным критерием и с точки зрения технологии возделывания сельскохозяйственных культур, так как технологические операции должны реализовываться в установленные агросроки, и с точки зрения затрат на реализацию данных технологий.

Для сопоставления времени, затраченного на реализацию технологических процессов, автор предлагает применять индекс времени подготовки органических удобрений (ИВ_ОУ), где в качестве базиса принимается время, затраченное на переработку навоза по традиционной технологии:

(2.6)

где В_{Инт.тех.} – время, затраченное на производство органических удобрений

по интенсивной технологии, дн., ч;

В_Тр.тех. – время, затраченное на производство органических удобрений

по традиционной технологии, дн., ч.

Если величина ИВ_ОУ больше 1, выбранная технология с точки зрения времени, затраченного на ее реализацию, не эффективна и следует использовать традиционную технологию переработки навоза (помета) в органические удобрения. Если же величина ИВ_ОУ меньше 1, выбранная технология переработки является более эффективной в сопоставлении с традиционной технологией.

К основным критериями и показателям эффективности управления технологическими процессами производства органических удобрений в стоимостном выражении относят показатели:

– капиталоемкость (К);

– индекс экономии капитальных вложений (И_КВ);

– себестоимость производимого органического удобрения (С_ОУ).

К капиталоемкости, в рамках реализации технологических процессов переработки навоза (помета) в органические удобрения, относят стоимость капитала, используемого на приобретение технологического оборудования
и оснащения территории, помещения, предназначенного для реализации
технологии (цех по переработке, растворный узел, открытая или закрытая площадки компостирования и т.д.), к стоимости произведенного органического удобрения и по отношению к стоимости других факторов производства, особенно трудовых ресурсов.

Ввиду наличия на рынке разнообразного технологического оборудования, применяемого для переработки навоза (помета) в органические удобрения, в отношении использования различных технологий его переработки, получают широкий ассортиментный перечень органических удобрений в зависимости от вида исходного сырья, его физико-химических свойств, а также наличия спроса на готовую продукцию – это факторы, определяющие величину капитальных вложений на реализацию выбранных технологических процессов.

Для оценки эффективности управления с позиции экономии средств, предназначенных для капитальных вложений, автор рекомендует применять индекс экономии капитальных вложений (И_КВ), который отражает отношение величины капитальных вложений на реализацию интенсивной технологии переработки навоза (помета) данного вида (КВ_{Инт.тех.}) к сумме капитальных затрат, предназначенных для реализации традиционной технологии переработки (КВ_Тр.тех.):

(2.7)

Значение И_КВ больше 1 указывает на то, что выбранная интенсивная технология переработки данного вида навоза, с позиции материальных
вложений капитального характера, не эффективна и потому следует использовать традиционную технологию переработки навоза (помета) в органические удобрения. При значении И_КЗ меньше 1 выбранная интенсивная технология переработки является эффективной по сравнению с традиционной технологией.

В свою очередь капитальные вложения отразятся в следующем стоимостном показателе, определяющем эффективность применяемой технологии производства – в себестоимости произведенного органического удобрения.

Себестоимость произведенного органического удобрения включает следующие статьи затрат: заработную плату с начислениями, амортизационные отчисления, затраты на ремонты и техническое обслуживание, затраты на электроэнергию, затраты на сырье, затраты на ГСМ, общепроизводственные и общехозяйственные расходы [29, 34].

Себестоимость как показатель эффективности управления технологическими процессами производства органических удобрений призвана выявить экономическую эффективность от применения технологических процессов, снижающих затраты на производство органических удобрений.

Вторая группа критериев – это показатели эффективности управления технологическими процессами применения органических и минеральных удобрений. Критерии и показатели этой группы можно разделить на три подгруппы:

– критерии и показатели эффективности управления технологическими процессами внесения минеральных удобрений. К ним относятся уровень
минеральнообеспеченности сельскохозяйственных площадей (УМО) и коэффициент эффективного применения минеральных удобрений (КЭ_МУ);

– критерии и показатели эффективности управления технологическими процессами внесения органических удобрений. К ним относятся уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей (УОО) и коэффициент эффективного применения органических удобрений (КЭ_ОУ);

– критерии и показатели эффективности управления технологическими процессами внесения минеральных и органических удобрений. К данной подгруппе можно отнести прирост урожайности сельскохозяйственных культур, валовой выход сельскохозяйственных культур, доход от реализации
дополнительного урожая, рентабельность производства, срок окупаемости дополнительных затрат.

Первые две подгруппы выступают узкоспециализированными критериями в зависимости от вида применяемого удобрения.

В подгруппе критериев и показателей эффективности управления технологическими процессами внесения минеральных удобрений предлагается использовать уровень минеральнообеспеченности сельскохозяйственных площадей (УМО). Данный показатель характеризует степень снабжения минеральными удобрениями сельскохозяйственной площади региона в зависимости от потребности в том или ином виде удобрений:

(2.8)

где – количество вносимых минеральных удобрений на

s-м участке поля под k сельхозкультуру, соответственно,

азотных, фосфорных и калийных, т (ед. д.в.);

– объем потребности s-го участка поля в минеральных

удобрениях при возделывании k сельхозкультуры,

соответственно, азотных, фосфорных и калийных, т

(ед. д.в.).

В рамках критерия оптимальности технологических решений предлагается использовать показатель – коэффициент эффективности применения минеральных удобрений (КЭ_МУ) [35, 36].

С целью оценки сокращения расхода вносимых минеральных удобрений, минимизации вариабельности по плодородию на поле и, как следствие, повышения урожайности сельскохозяйственных культур, вводится коэффициент эффективности применения минеральных удобрений (КЭ_МУ).

Коэффициент эффективности применения минеральных удобрений (КЭ_МУ) зависит от следующих качественных и количественных факторов: S_i – площади посева i-й сельскохозяйственной культуры; D_NPK – доз внесения минеральных удобрений, У_ij – урожайности i-й сельскохозяйственной культуры на j-том участке поля.

Таким образом, коэффициент эффективности применения минеральных удобрений (КЭ_МУ) можно представить как функцию:

КЭ_МУ = f·(S_i, D_NPK, У_ij).

(2.9)

Коэффициент эффективности применения минеральных удобрений (КЭ_МУ) представляет собой отношение прибавки урожая, приходящейся на
использование удобрений, в стоимостном выражении (ΔУ_ij), к сумме затрат

на приобретение и внесение минеральных удобрений

. (2.10)

Таким образом, определив затраты на приобретение и внесение минеральных удобрений, выражение (2.10) принимает вид

(2.11)

Величина коэффициента эффективности применения минеральных удобрений (К_эпМУ) должна быть больше 1, только в этом случае доход от реализации дополнительного урожая сельскохозяйственных культур, полученного за счет применения минеральных удобрений, будет больше, чем затраты на покупку, транспортировку и внесение удобрений, следовательно, технологические процессы возделывания сельскохозяйственных культур с применением минеральных удобрений будут экономически целесообразными.

Следующим из предлагаемых критерием оценки эффективности управления технологическими процессами использования органических удобрений является коэффициент эффективности применения органических удобрений (КЭ_ОУ).

Коэффициент эффективности применения органических удобрений зависит от следующих качественных и количественных факторов: S_i – площади посева i-й сельскохозяйственной культуры; D_ОУ – доз внесения органических удобрений, У_ij – урожайности i-й культуры на j-том участке поля, Г_j – содержания гумуса в почве на j-том участке поля.

Таким образом, коэффициент эффективности применения органических удобрений можно представить как функцию:

КЭ_ОУ = f(S_i, D_ОУ, У_ij, Г_j).

(2.12)

Коэффициент эффективности применения органических удобрений представляет собой отношение прибавки урожайности, приходящейся на
использование удобрений, в стоимостном выражении (ΔУ_ij) к сумме затрат на производство (или приобретение) и внесение органических удобрений и затрат на поддержание бездефицитного баланса гумуса в почве

(2.13)

Предлагается методика определения коэффициента эффективности применения органических удобрений.

При производстве органических удобрений в сельскохозяйственных организациях для удовлетворения собственных нужд затраты на производство, транспортировку и внесение органических удобрений определяются по выражению

(2.14)

где С_ОУ – себестоимость производства органических удобрений, руб./т;

З_тр – затраты на транспортировку органических удобрений, руб.;

З_вн. – затраты на внесение органических удобрений в почву, руб.

При приобретении органических удобрений сельскохозяйственными организациями затраты на покупку, транспортировку и внесение органических удобрений определяются по формуле

(2.15)

где Ц_ОУ – цена приобретения органических удобрений, руб./т.

Таким образом, определив затраты на производство (или приобретение) и внесение органических удобрений , а также затраты на поддержание бездефицитного баланса гумуса в почве выражение (2.13) будет выглядеть так:

(2.16)

В случае самостоятельного производства органических удобрений в сельскохозяйственной организации в знаменателе выражения (2.16) значение цены органических удобрений (Ц_ОУ) заменяется на величину себестоимости произведенных органических удобрений (С_ОУ).

Общеизвестен эффект последействия удобрений, характеризующий действие удобрения в севообороте не только на первой культуре, но и на последующих в течение нескольких лет.

На величину эффекта последействия оказывают влияние следующие факторы: вид сельскохозяйственной культуры, тип почвы и почвенно-климатические условия, тип севооборота, вид и качество органических удобрений, дозы внесения органических удобрений.

В рамках комплексной оценки взаимосвязей «навоз – органическое удобрение – поле – дополнительный урожай», разработанной профессором А.М. Бондаренко, определена величина эффекта последействия органических удобрений, где в качестве обобщенного критерия принят доход (Д) от реализации произведенной продукции [37]–[39].

Д = [SPE – Z] max, (2.17)

где SPE – стоимость реализации готовой продукции, руб.;

Z – затраты на производство продукции, руб.

Полный эффект последействия определяется по выражению [37]–[39]:

(2.18)

где SPE_n – стоимость реализации готовой продукции в n году, руб.;

Z_п – затраты на производство продукции в n году, руб.

N – количество лет, в течение которых определяется эффект

последействия, год;

ЭГ – эффект от гумусообразования, руб.

Целесообразно в данном аспекте рассматривать предлагаемый автором относительный показатель – эффективность последействия или рентабельность применения органических удобрений (Р_ОУ), которая рассчитывается по формуле

(2.19)

где Z_тр. – затраты на транспортировку органических удобрений, руб.;

Z_п – затраты на внесение органических удобрений, руб.

В рамках третьей группы показателей, актуальных как для использования минеральных, так и органических удобрений, следует отметить общепринятые взаимоувязанные критерии.

В первую очередь – это выход валовой продукции сельскохозяйственных культур, т.е. общее количество выращенного урожая в натуральных единицах изменения (кг, ц, т).

Разность в валовом выходе сельскохозяйственных культур, возделываемых без применения удобрений (У) и с использованием удобрений (У_{МУ ОУ}) проявится в виде прироста урожайности сельскохозяйственных культур от использования удобрений:

(2.20)

Следует отметить, что данный показатель наиболее часто применяется для обоснования экономической эффективности использования органических удобрений.

Умножив значение прироста урожайности (ΔУ) на цену реализации сельскохозяйственной продукции (Цр), определим доход от реализации
дополнительного урожая (Д_ΔУ), который трактуется как стоимостной критерий экономической оценки эффективности технологических процессов применения удобрений:

(2.21)

Срок окупаемости дополнительных затрат как критерий эффективности управления технологическими процессами использования удобрений определяется отношением единовременных капитальных вложений (КВ) к доходу от реализации дополнительного урожая (Д_ΔУ):

(2.22)

Рассматривая во взаимодействии представленные выше показатели эффективности управления технологическими процессами применительно к модели органического сельского хозяйства следует выделить показатели экологической направленности с обоснованием экономической целесообразности, т.е. дать эколого-экономическую оценку эффективности управления технологическими процессами.

2.2 Эколого-экономическая оценка показателей эффективности управления технологическими процессами

В рамках развития указанного выше направления понятие «экономико-экологическая эффективность» сформулировано аграриями-экономистами А.В. Голубевым и Н.Н. Барановым. Предлагается следующая трактовка: «экономико-экологическая эффективность применения удобрений – это совокупная оценка применения удобрений, включающая показатели экономического эффекта с учетом экологических последствий, выраженных в стоимостной форме» [40, 41]. Формула для расчета выглядит следующим образом [41]:

(2.23)

где Д_ч – чистый доход от применения удобрений, руб.;

∆Г_с – изменение содержания гумуса в почве;

К_г – коэффициент гумификации;

З_еу – нормативные затраты на применение 1 тонны органических

удобрений, руб.;

∆NКP – изменение содержания в пахотном слое азота, фосфора, калия, кг/га;

З_му – нормативные затраты на применение 1 кг действующего вещества

минеральных удобрений, руб.

Для исчисления экономико-экологического эффекта применения удобрений за год следует величину изменения содержания гумуса и элементов питания растений в почве делить на число лет между обследованиями почвенного плодородия t [41]:

(2.24)

С применением комплексного подхода в масштабах описываемой
методики А.В. Голубев предлагает всесторонне учитывать эффект не только
в экономической, но и в социальной, и в экологической сферах. Автор указывает: «три вида эффекта отнюдь не дублируют друг друга. Так, социальный эффект учитывает вновь созданную стоимость (всю созданную стоимость) и дополнительный эффект (дополнительные затраты) от изменения экологических параметров, что очень важно для социально-экономического развития общества, региона, хозяйства. Экологический эффект служит своеобразным контролем, не допускающим нарушений установленных норм и правил, и призван препятствовать принятию экологически неверных решений. Эффект экономический определяет, насколько рентабельно данное мероприятие и как его проведение отразится на финансовой стороне различных уровней хозяйствования» [41].

Бесспорным достоинством данной методики по отношению к предшествующим выступает тот факт, что учитываются почвенное и экологическое значение удобрений, особенности их действия. Однако, как и в предыдущих методиках, агротехнические и технологические аспекты здесь не представлены.

Иного мнения придерживается коллектив ученых-экономистов во главе с И.Т. Трубилиным в составе Н.Г. Малюги, В.В. Говди, А.С. Лукина, А.В. Беспятых, которые считают обоснование экономико-экологической эффективности в трактовке А.В. Голубева не совсем объективным [42]–[45].
В качестве аргументов приведены факты:

• название показателя – экономико-экологическая эффективность не отвечает его содержанию, так как в качестве экологического эффекта нельзя признать изменение содержания гумуса, азота, фосфора, калия в пахотном слое почвы;
• содержание в почве азота в долгосрочном периоде постоянно и практически не зависит от применения азотных удобрений.

На основе представленных недостатков методики, авторы критики предложили усовершенствованную на их взгляд формулу для определения экономико-экологической эффективности применения удобрений [42, 45]:

(2.25)

где К_д – коэффициент-дефлятор, выражающий действие инфляции.

Однако данная методика не лишена недостатков, на что указывают и ее авторы.

На основании проведенного анализа существующих эколого-экономи-ческих показателей эффективности управления технологическими процессами предлагается использовать уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей (У_ОО). Показатель характеризует уровень обеспечения органическими удобрениями сельскохозяйственной площади региона в расчете заданной дозы внесения и представляет отношение суммы внесенных органических удобрений к сумме площадей посева сельскохозяйственных культур

(2.26)

где ВОУ – количество вносимых органических удобрений, т;

S_i – площадь посева сельскохозяйственных культур, га;

D_i – доза внесения органических удобрений, т/га.

Уровень органообеспеченности (УОО) зависит от следующих качественных и количественных факторов: F – видов ресурсов (сырья и материалов), используемых при переработке навоза в ОУ; V_j – количества j-го вида навоза, используемого при производстве органического удобрения;
N – видов технологий переработки навоза в ОУ; I – видов производимого органического удобрения; S_k – площади посева k сельскохозяйственной культуры; D_i – дозы внесения органического вещества.

Таким образом, органообеспеченность можно представить как функцию:

УОО = f (F, V_j, N, I, S_k, D_i). (2.27)

Нормативная урожайность определяется по формуле [46]:

(2.28)

где У_н – нормативная урожайность зерновых культур, ц/га;

АП – величина местного агроэкологического потенциала для зерновых

культур (по данным И.И. Карманова);

10,0 – базовое значение величины АП;

33,2 – нормативная урожайность зерновых культур на эталонной почве,

соответствующая нормам нормальных зональных технологий при

базовом значении АП=10,0, ц/га;

1,4 – коэффициент пересчета на уровень урожайности при интенсивной

технологии возделывания;

10,0 – базовое значение величины АП;

K₁–K₄ – поправочные коэффициенты:

K₁ – на содержание гумуса в пахотном слое;

K₂ – на мощность гумусового горизонта;

K₃ – на содержание физической глины в пахотном слое;

K₄ – на негативные свойства почв.

Расчетный уровень урожайности установлен по урожайности колосовых (всего зерновые), соответствующей нормам и структуре затрат по интенсивным зональным технологиям с коэффициентом эффективности 0,7–0,8 (по материалам государственной сортоиспытательной сети).

Практические опыты позволили установить, что при применении концентрированных органических удобрений в полном объеме заданной дозы, то есть уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей равен 1,0 (или 100%), урожайность повышается на 30% [47].

На основе результатов практических исследований профессора Л.П. Бельтюкова вводим новый поправочный коэффициент К₅ – на использование органических удобрений в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Определив эмпирически связь между коэффициентом и уровнем органообеспеченности, выявили:

(2.29)

После преобразований выражение (2.28) примет вид:

(2.30)

Уровень органообеспеченности, применительно к конкретной площади пашни, должен находиться в интервале от 0 до 100% (0–1). В случае превышения УОО 100%, что наблюдается в рамках севооборотов хозяйства (или района, зоны), этот показатель указывает на то, что количество органического удобрения выше УОО 100% должно использоваться на других площадях. Это связано с тем, что установленные дозы ОУ удовлетворяют агротехнологическим требованиям по N, P, K в почве и превышение их не будет способствовать повышению урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур. Однако при этом повышается себестоимость возделывания сельскохозяйственных культур и, соответственно, понижается рентабельность их производства.

Рентабельность возделывания сельскохозяйственных культур определяется следующим образом [32, 33]:

(2.31)

где П_р – прибыль от реализации сельскохозяйственных культур, руб.;

С_k – себестоимость коммерческая, руб.;

ВП – выход валового продукта, т;

Ц – цена реализации продукции растениеводства, руб./т;

У_н – нормативная урожайность сельскохозяйственной культуры, ц/га.

При обосновании эффективности технологических процессов применения удобрений целесообразно определить причинно-следственную связь между рентабельностью возделывания сельскохозяйственных культур и основным критерием, характеризующим применение органических удобрений – уровнем органообеспеченности сельскохозяйственных площадей (УОО). Подставив полученную формулу урожайности (2.30) в выражение рентабельности (2.31), получим:

(2.32)

или

(2.33)

Таким образом, выражение (2.33) указывает на прямую пропорциональную зависимость рентабельности возделывания сельскохозяйственных культур и уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей. Однако следует помнить, что в структуре себестоимости возделывания сельскохозяйственных культур весомую долю занимают затраты на транспортировку и внесение органических удобрений, т.е. необходимо, с одной стороны, соблюсти технологию возделывания сельскохозяйственных культуры и обеспечить при заданной дозе внесения органических удобрений посевные площади требуемыми питательными веществами для выращивания культур и восстановления почвенного плодородия, с другой стороны, – необходимо контролировать процессы транспортировки и внесения органических удобрений с тем, чтоб их затратность не превысила доходность дополнительно получаемого прироста урожайности от применения удобрений. В противном случае технология возделывания сельскохозяйственных культур будет нерентабельной. Снижение затрат при использовании органических удобрений направлено на совершенствование управления технологическими процессами производства и применения удобрений, увеличение концентрации элементов питания в удобрениях.

Наряду с классификацией показателей и критериев эффективности управления технологическими процессами производства и применения удобрений по принадлежности к технологическому процессу, разработанные
автором критерии следует систематизировать исходя из условий современной ресурсосберегающей аграрной политики. Ресурсосберегающие показатели, определяющие свойства готовой продукции, в зависимости от уровня затрачиваемых ресурсов на ее создание и использование, в свою очередь делятся на подгруппы критериев технологичности и ресурсопотребления (рисунок 2.1).

В качестве интегральных показателей эффективности управления технологическими процессами использования удобрений предлагаются коэффициенты эффективности применения минеральных и органических удобрений, эффективности последействия или рентабельности применения органических удобрений.

Рисунок 2.1 – Критерии эффективности управления технологическими процессами повышения

почвенного плодородия

Выводы по главе

1. В ходе анализа применяемых критериев и показателей эффективности управления технологическими процессами производства и применения удобрений выявили:

• отсутствие показателей эффективности производства органических удобрений;
• показатели, используемые для обоснования применения органических удобрений изначально разрабатывались для обоснования эффективности применения минеральных удобрений, затем адаптировались, но в настоящее время не отвечают требованиям полноценной объективной оценки обоснования эффективности применения органических удобрений.

2. Предложена систематизация общепризнанных и разработанных критериев и показателей эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия. Система критериев и показателей классифицируется по принадлежности к технологическому процессу. Также предлагается группировка разработанных критериев, исходя из условий современной ресурсосберегающей аграрной политики с выделением групп ресурсосберегающих и интегральных показателей эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции.

3 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ НАВОЗА (ПОМЁТА) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕЛИОРАНТОВ И БИОПРЕПАРАТОВ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЧЕСКОГО СЕЛЬСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ПРОДУКЦИИ

3.1 Особенности технологий производства и применения высококачественных органических удобрений для получения экологически чистой продукции

Исследованиями, проводимыми отечественными и зарубежными учеными, доказано, что основополагающим принципом получения экологически чистой продукции является отказ от агрохимикатов и полный переход на восстановление почвенного плодородия путем применения высококачественных органических удобрений.

В разных странах разработано множество технологий производства
органических удобрений из навоза (помета) животноводческих (птицеводческих) предприятий. Учеными АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ разработаны и внедрены в агропромышленном комплексе технологии ускоренного компостирования полужидкого и твердого навоза с получением твердых концентрированных удобрений, а также производства жидких концентрированных удобрений с применением биодобавок [48–53]. Указанные технологии в настоящее время являются прорывными и находят применение в растениеводстве.

Однако для производства экологически чистой продукции требуется уделять повышенное внимание экологической безопасности в местах накопления, хранения навоза (помета), а также при производстве органических удобрений. В этой связи целесообразно применение биологических, механических, электрофизических методов обеззараживания исходного сырья (навоза и помета).

На рисунке 3.1 представлена технологическая схема производства и применения органических удобрений для получения экологически чистой продукции.

Для реализации технологической схемы требуется согласованное функционирование двух базовых отраслей: животноводства и растениеводства (рисунок 3.2). На животноводческих предприятиях производится сырьё в виде органических отходов (навоза) различной консистенции: жидкой, полужидкой и твердой.

БАД – биологически активная добавка; ВРН – валкователь-разбрасыватель ОУ;

МВУ – машина для внесения удобрений

Рисунок 3.1 – Технологическая схема производства и применения

органических удобрений на основе твердого и полужидкого навоза

для получения экологически чистой продукции

Растениеводству для сохранения почвенного плодородия требуются высококачественные органические удобрения. В этой связи возникает промежуточная ступень: блок производства органических удобрений.

Системный подход и основанный на нем системный анализ примени­тельно к проблемам почвенного плодородия позволяют исследовать состоя­ние и причины его ухудшения, обосновать направления его улучшения, раз­работать технологии, технологические комплексы и отдельные технические средства для достижения поставленной цели [54, 55].

Для этого разработана и исследована подсистема «навоз – органиче­ское удобрение – поле – дополнительный урожай» (рисунок 3.3).

Для обоснования метода расчета оптимальных параметров и режимов функционирования указанной подсистемы целесообразно все известные пер­спективные технологии уборки навоза, транспортировки, подготовки его к использованию, внесения в почву, обработки агрохимикатами, учета валово­го сбора и прибавки урожая классифицировать по определенным признакам.

Рисунок 3.2 – Взаимодействие отраслей животноводства и растениеводства

Признаки классификации должны учитывать качественные характери­стики как исходного навоза, так и продуктов его переработки.

Основным фактором, влияющим на качественные характеристики
по­лучаемых органических удобрений, является влажность навоза (W, %),
кото­рая зависит от технологии содержания животных. От вида получаемого наво­за зависят объемы капитальных вложений и эксплуатационных затрат, каче­ство получаемых удобрений, технологии и технические средства для их про­изводства и внесения, количество получаемой сельскохозяйственной продук­ции, а в целом эффективность рассматриваемой подсистемы.

Поэтому, влажность исходного навоза принята как основополагающий фактор при разработке классификации технических решений подсистемы.

Представленная на рисунке 3.1 технологическая схема органично вписывается в подсистему производства органических удобрений (см. рис. 3.3).

Рассмотрим особенности функционирования технологий согласно технологической схеме (см. рис. 3.1).

Рисунок 3.3 – Структурная схема подсистемы «навоз – органическое удобрение – поле – дополнительный урожай»

В зависимости от технологий содержания животных на фермах производится жидкий, полужидкий и подстилочный (твердый) навоз. Технологии переработки указанных видов навоза существенно разнятся между собой и достаточно описаны в научной литературе [54]–[61].

Производимый на фермах подстилочный навоз является сырьем для производства твердых органических удобрений (ТОУ) и твердых концентрированных органических удобрений (ТКОУ) методом ускоренного компостирования [54, 55].

Полужидкий и жидкий навоз является основным компонентом при производстве компостов. С другой стороны, указанные виды навоза позволяют производить жидкие органические удобрения (ЖОУ), а при добавлении биологически активных добавок – жидкие концентрированные удобрения (ЖКОУ).

Исходя из получаемых объемов жидкого навоза наиболее целесообразно применять технологию механического разделения его на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция после биотермического обеззараживания трансформируется в ТОУ или ТКОУ. С позиции экологической безопасности необходимо тщательно производить глубокую (тонкую) очистку жидкой фракции. Тонкая очистка жидкой фракции позволяет использовать её на рециркуляцию в технологических корпусах фермы, а также производить технологическую воду с возможностью слива её в водоёмы.

В процессах производства компостов и ускоренного компостирования требуется обеззараживание органического сырья. Наиболее эффективным приёмом является его перебуртовка. В настоящее время в нашей стране
не производятся перебуртовщики навоза, в связи с чем предприятия
вынуждены приобретать ворошители буртов иностранного производства
(в основном, китайские машины типа ВРН), которые не адаптированы к условиям российского животноводства.

Для управления процессом термического обеззараживания бурта твердого навоза разработано устройство, которое в динамическом режиме позволяет определять основные физико-механические параметры навозного бурта (температуру и влажность в контрольных точках), влияющие на процесс термического обеззараживания.

Известен способ приготовления компоста [патент РФ№2598041 С1 от 28.09.2015], включающий перемешивание измельченных органических отходов и торфа, обогащенного стимулирующей добавкой, загрузку смеси
в ферментеры, последующее аэробное компостирование при влажности
50–60% и периодическом вентилировании кислородсодержащим газом
в продольном и поперечном направлениях в течение пяти суток. Концентрацию кислорода в смеси поддерживают в пределах 5–12%.
В качестве органических отходов используют навоз и куриный помет, причем навоз, куриный помет и торф берут в соотношении 15:35:50.
В качестве стимулирующей добавки – комплекс из двух фосфорнокислых солей, включающий следующие компоненты в мас. %: цинк фосфорнокислый однозамещенный – 0,005–0,075; медь фосфорнокислую
3-водную – 0,0025–0,005; вода – остальное, до100. Изобретение обеспечивает ускоренную переработку отходов птицеводческих и животноводческих комплексов в экологически чистые органические удобрения высокой питательной ценности.

Недостатками способа являются высокая энергоемкость процесса,
относительно длительный срок приготовления компоста и сложность дозирования многокомпонентной смеси.

Известен другой способ [патент РФ №2392257 С2 от 19.09.2008] приготовления компоста, включающий подачу органических отходов и углерод-содержащего материала, смешивание указанных компонентов, аэробное компостирование смеси и выгрузку готового компоста. Подачу органических отходов и углеродсодержащего материала осуществляют на открытую площадку хранения готового компоста, на которой устанавливают ферментеры, имеющие форму замкнутого короба с перфорированным днищем для аэрации смеси и ее последующей ферментации, и с торцевыми распашными дверями для обеспечения полной загрузки смеси и выгрузки готового компоста путем перемещения ферментера с открытыми торцевыми распашными дверями на новое место открытой площадки. Число ферментеров, перемещаемых по открытой площадке, берут равным числу дней ферментации. Техническим результатом изобретения является создание круглогодичной технологии приготовления органических удобрений и снижение материальных затрат на их приготовление с сохранением качества готового компоста.

Недостатки способа заключаются в высоких эксплуатационных затратах, относительно больших сроках приготовления компоста и отсутствии контроля за созреванием компоста.

Известен способ получения компоста и устройство для его осуществления [патент РФ№2213079 С2 от 27.07.2000], включающий укладку в бурт навоза, смешанного с соломой, помещение его в камеру-ферментатор, послойное продувание бурта и внесение в него термофильных бактерий. Продувание осуществляют озоновоздушной смесью и одновременно в нижние слои бурта вносят термофильные бактерии. Затем через 3–4 суток порции зараженной этими бактериями смеси навоза с соломой переносят в другие части бурта. Устройство содержит П-образную, перемещающуюся в салазках камеру-ферментатор с боковыми отверстиями, с расположенными в них поярусными рядами перфорированных трубок, сообщенных с линией подачи сжатого воздуха; озонатор, расположенный на линии подачи сжатого воздуха. Камера-ферментатор выполнена в виде закрепленных на салазках дуг, на которых при помощи колец закреплен полог из прорезиненной ткани.

Перфорированные трубки снабжены заостренными пластинами с
захватами, установленными под углом к поверхности соответствующей пластины и шарнирно закрепленными на ней с краю, с возможностью вращения при помощи приводного рычага.

Недостатки способа заключаются в длительности процесса выращивания и распространения термофильных бактерий по объему бурта, в низком качестве и высокой энергоемкости процесса и отсутствии контроля за происходящими в ферментаторе процессами.

Для устранения указанных недостатков предлагается устройство для ускоренной переработки навоза и других органических отходов с приборами контроля процесса его переработки.

Результат достигается путем равномерного распределения биологически активной добавки (БАД) по объему бурта, способствующей ускоренному его самонагреву до 65–70°С, и доведению влажности навозной массы менее 70%, с выдерживанием при таких параметрах в течении 36–48 часов.

Перемешивание навоза в буртах осуществляется самоходным ворошителем с установленной на нем системой внесения БАД и контроля параметров.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Навоз транспортируется на площадку для буртования и формируется в бурты при одновременном смешивании с жидкой БАД. Через 4–6 часов производится замер температуры и влажности навоза в начале, середине и конце бурта с одновременным перемешиванием слоев и повторным внесением жидкой БАД. Бортовой компьютер производит анализ полученных результатов замеров. При получении в результате замеров в контрольных точках температуры меньше 65ºС и влажности больше 70% через 8 часов процесс замера и перемешивания повторяется до достижения значений контролируемых показателей. После достижения в контрольных точках значений температуры 65ºС и влажности менее 70% и выдерживании этих показателей в течение 24 часов процесс компостирования считается завершенным, и полученные КОУ готовы к использованию (рисунок 3.4).

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит установленную на корпусе самоходного ворошителя буртов неподвижную раму, соединенную со сканирующей рамой и механизмом перемещения рамы. Сканирующая рама вынесена вперед по направлению движения самоходного ворошителя буртов на 2 метра, что позволяет сканировать температуру и влажность непосредственно в центре (ядре) навозного бурта. Сканирующая рама состоит из поперечной планки с жестко закрепленными на ней сканирующими стержнями треугольной формы. На каждом сканирующем стержне установлены датчики температуры и датчики влажности, которые в рабочем состоянии при погружении сканирующих стержней в навозный бурт, замеряют температуру и влажность в контрольных точках бурта. В качестве датчиков влажности применяются емкостные датчики, которые фиксируют изменение емкости при изменении влажности находящегося между пластинами датчика вещества. Подъем и опускание сканирующей рамы осуществляется с помощью механизма перемещения рамы, расположенного в центре неподвижной рамы.

Механизм перемещения рамы состоит из неподвижного стержня с резь-бой, нижней частью закрепленного по центру подвижной сканирующей рамы. На неподвижном стержне вращается на опорном подшипнике, установленном на неподвижной раме, шестерня, которая приводится в движение входящей в зацепление с ней шестерней меньшего диаметра, закрепленной на валу реверсивного электродвигателя. Также на сканирующей рамке расположены конечный выключатель верхнего положения и конечный выключатель нижнего положения. Для предотвращения перекоса и разворота сканирующей рамы при ее вертикальном перемещении предусмотрены две направляющие, закрепленные на сканирующей раме и проходящие через отверстия в неподвижной раме.

Стержень защищен от влаги и пыли верхним и нижним телескопическими кожухами, один из которых при перемещении сканирующей рамки раскрывается, а другой закрывается. На неподвижной раме также закреплена пластина с манжетами из эластичного вещества, лазерный излучатель, с одной стороны, и оптический датчик приема лазерного луча – с другой. Возле рабочего места оператора ворошителя расположен бортовой компьютер. Система внесения биологически активной добавки содержит емкость, электромагнитный клапан для регулирования доз БАД и форсунки для ее внесения.

1 – корпус; 2 – рама неподвижная; 3 – рама сканирующая; 4 – механизм перемещения рамы; 5 –планка поперечная; 6 – стержень сканирующий; 7 – датчик температуры;
8 – датчик влажности; 9 – стержень неподвижный; 10 – подшипник опорный; 11, 12 – шестерня; 14, 15 – направляющая; 16, 17 – кожух верхний и нижний телескопический; 18 – излучатель лазерный; 19 – датчик оптический; 20 – компьютер бортовой; 21, 22 – выключатель конечный верхнего и нижнего положения; 23 – пластина;

24 – емкость для активной добавки; 25 – клапан электромагнитный; 26 – форсунка;

27 – электродвигатель реверсивный

Рисунок 3.4 – Схема ворошителя с системой контроля

процесса ускоренного компостирования

Устройство работает следующим образом.

Самоходный ворошитель буртов, управляемый оператором, подъезжает к контрольной точке А (рисунок 3.5) в начале бурта, край которого определяется перекрытием лазерного луча, излучаемого лазерным диодом. Оптический датчик приема лазерного луча передает сигнал о соответствии положения сканирующего устройства контрольной точке замера. Бортовой компьютер, расположенный в кабине оператора, подает сигнал на включение электродвигателя в режим опускания сканирующей рамы. На перемещающем механизме расположены конечный выключатель верхнего положения и конечный выключатель нижнего положения сканирующей рамы, подающие сигнал на бортовой компьютер об остановке механизма перемещения для предотвращения повреждения при движении вверх или заглублении сканирующих стержней ниже контрольных точек при движении вниз. После срабатывания конечного выключателя нижнего положения, бортовой компьютер запускает программу опроса датчиков температуры и влажности. После сохранения полученных значений температуры и влажности, эти параметры привязываются координатно с помощью спутниковой системы связи Global Positionning Sistem. («В будущее с системой «Global Positioning Sistem (GPS). Проспект фирмы «Massey Fergusson») и с координатной привязкой записываются в память бортового компьютера. Бортовой компьютер подает сигнал на запуск вращения электродвигателя в направлении, соответствующем подъему сканирующей рамы. Для очистки сканирующих стержней от остатков налипшего при сканировании навоза, с целью исключения погрешностей при измерении, на неподвижной рамке жестко закреплена пластина с манжетами из эластичного вещества. При срабатывании конечного выключателя верхнего положения происходит отключение электродвигателя и сканирующая рама останавливается. Бортовой компьютер подает сигнал на перемещение самоходного ворошителя буртов к следующей контрольной точке Б, расстояние до которой определяется координатно с помощью спутниковой системы связи (GPS) и процесс сканирования повторяется. Параллельно, при перемещении к следующей контрольной точке Б, самоходный ворошитель буртов производит перемешивание слоев бурта с повторным его формированием. Завершается процесс сканирования в точке В (см. рис. 3.5). После завершения процесса сканирования с помощью программного обеспечения производится обработка полученных данных с целью определения сроков следующего сканирования и ворошения бурта, а также внесения жидкой БАД.

Рисунок 3.5 – Схема процесса контроля созревания бурта навоза

После получения результата обработки данных сканирования, самоходный ворошитель буртов разворачивается, подходит к точке В с противоположной стороны бурта и начинает выполнять обратное перемещение, производя, в соответствии с определенным программным обеспечением режимом, ворошение бурта с внесением или без внесения БАД. В случае выбора режима внесения БАД электромагнитный клапан для регулирования доз БАД, управляемый бортовым компьютером, включает подачу из емкости биологически активной добавки, определенной программным обеспечением дозы, через форсунки для ее внесения.

Предлагаемые способ и устройство ускоренного компостирования органических отходов позволяют ускорить процесс термического обеззараживания твердого навоза, что способствует снижению загрязнения органическими отходами животноводства окружающей среды, и получить высококачественное концентрированное органическое удобрение.

Важным элементом в рассматриваемой технологической схеме (см. рис. 3.1) является совершенствование процесса ускоренного компостирования твердого навоза.

Для устранения указанных недостатков в АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ разработан способ ускоренной переработки навоза и других органических отходов с равномерным увеличением температуры его обработки по всему объему бурта.

В разработанном способе результат достигается путем покрытия откосов бурта черным красящим химически пассивным пигментом, что, благодаря тепловой солнечной энергии, которая в средних широтах России имеет интенсивность потока ε летом в ясный полдень – до 0,8 кВт/м², а зимой – до 0,5 кВт/м², согласно закону Стефана-Больцмана (формула 3.1) позволяет при постоянной Стефана-Больцмана σ = 5,6·10^-8 Вт/(м²·К⁴) разогреть поверхность бурта, соизмеримую с поверхностью абсолютно черного тела, до температуры t = 34–72°С. Способ позволяет прогреть бурт с внешней стороны, а также обеспечить снижение теплопотерь через поверхность бурта. Нагретый до 65–70°С бурт выдерживается при таких параметрах в течении 36–48 часов, после чего обеззараживание навоза считается законченным.

(3.1)

Технологический процесс осуществляется следующим образом. Навоз транспортируется на площадку для буртования и формируется в бурты строго в направлении с востока на запад относительно сторон света (рис. 3.6).

Такое расположение буртов позволяет получить равномерную осве-щенность солнцем обоих откосов бурта в течение полного наблюдаемого
прохода солнца по небесной сфере за светлое время суток.

а – схема прогревания бурта; б – контрольные точки замера температуры

Рисунок 3.6 – Схема ускоренного прогревания бурта навоза

в процессе его компостирования

Поверхность скосов бурта равномерно покрывается черным химически пассивным красящим пигментом. Каждые сутки производится замер температуры и влажности в контрольных точках бурта (см. рис. 3.6б). При получении в результате замеров в контрольных точках температуры меньше 65ºС и влажности больше 70% производится перемешивание бурта с последующим нанесением на откосы бурта черного химически пассивного красящего пигмента. После достижения в контрольных точках значений температуры 65ºС и влажности менее 70% и выдерживании этих показателей в течении 36–48 часов, процесс компостирования считается завершенным, и полученные КОУ готовы к использованию.

Внесение твердых КОУ на поле производится с дозами от одной до
4-х т/га. Существующие машины для внесения ТОУ не адаптированы для внесения малых доз органических удобрений [64]. В связи с вышеизложенным в АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ ведутся исследования по созданию машины для поверхностного внесения КОУ с рабочими органами, адаптированными к физико-механическим свойствам КОУ [65].

Известен разбрасыватель минеральных удобрений [Патент РФ
№ 2323563МПК В01С 17/00, A01C 15/00, опубл. 10.05.2008 г. Бюл. 13], включающий кузов, ходовую систему, привод рабочих органов, транспортер, рассеивающее устройство, туконаправитель, гидравлическую систему. Рассеивающие устройства выполнены в виде концентрично установленных двух дисков с лопатками, при этом лопатки наружного диска снабжены удлинителями, повторяющими форму лопатки и позволяющими увеличить длину лопатки на 1/3 её длины в зависимости от выбранной ширины разбрасывания удобрений. Привод рассеивающих устройств осуществляется от ВОМ трактора через трансмиссию и редукторы, причем рассеивающие устройства установлены с возможностью вращения от центра разбрасывателя к его внешней стороне.

Недостатком конструкции является неполная выгрузка удобрений вследствие образования мертвых зон у боковых стенок и по углам кузова разбрасывателя при внесении удобрений с различными физико-механи-ческими свойствами.

Известен разбрасыватель минеральных и органических удобрений [Патент РФ на полезную модель №129343 МПК А01/С 15/20, А01С 17/00. Опубл. 27.06.2013 г. Бюл.18], включающий ходовую систему с установленными на ней кузовом с двумя дополнительными боковыми стенками с пружинами для возврата их в вертикальное положение, транспортером и туконаправителем, гидравлическую систему и рассеивающие устройства.

Недостатком конструкции является неравномерность подачи удобрений на донный транспортер и повышенная металлоемкость.

Повышение надежности технологического процесса поверхностного внесения КОУ, обеспечением полной выгрузки их кузова достигается тем, что пружины заменяются на четыре гидроцилиндра, установленные по краям боковых стенок кузова, внутренняя стенка удаляется, а боковые стенки изготавливаются с возможностью поворота вокруг нижних шарниров.

В процессе выгрузки удобрений с разными углами схода частиц и физико-механическими свойствами гидроцилиндры обеспечивают равномерность и синхронность изменения угла наклона боковых стенок относительно днища кузова, обеспечивая тем самым непрерывную подачу удобрений на донный транспортер (рисунок 3.7).

1 – ходовая система; 2 – кузов; 3 – стенка боковая подвижная; 4 – транспортер донный;

5 – туконаправитель; 6 – гидроцилиндр; 7 – устройство дозирующее; 8 – устройство
рассеивающее; 9 – шарнир; 10 – салазки направляющие

Рисунок 3.7 – Схема машины для поверхностного внесения КОУ

Машина работает следующим образом.

Удобрения загружаются в кузов, и дозирующее устройство устанавливается в положение, обеспечивающее подачу транспортером необходимых доз удобрений на рассеивающие устройства через туконаправители. При движении агрегата по полю при включенном ВОМ удобрения из кузова через дозирующее устройство транспортером направляются в туконаправители, где, распределяясь на два потока, попадают на рассеивающие устройства центробежного типа, которые распределяют их по поверхности почвы. При уменьшении массы удобрений в кузове до 0,5 объема кузова посредством гидроцилиндров боковые стенки перемещаются по направляющим салазкам до вертикального положения, обеспечивая полную выгрузку из кузова удобрений.

По окончании выгрузки боковые стенки посредством гидроцилиндров возвращаются в исходное положение.

Для повышения качества распределения концентрированных органических удобрений в АЧИИ разработана конструкция машины на базе разбрасывателей минеральных удобрений типа РУМ или МВУ. В процессе выгрузки удобрений с разными физико-механическими свойствами на рассеивающее устройство вентиляторы с воздуховодами установлены с возможностью угла поворота относительно вертикальной оси для обеспечения качественного внесения удобрений на поле по ширине и ходу движения агрегата.

На рисунке 3.8 изображена схема машины для поверхностного внесения концентрированных органических удобрений (вид сзади).

1 – ходовая система; 2 – кузов; 3 – стенка боковая подвижная; 4 – транспортер донный;

5 – туконаправитель; 6 – гидроцилиндр; 7 – устройство дозирующее; 8 – устройство
рассеивающее; 9 – шарнир; 10 – салазки направляющие; 11 – вентилятор; 12 – воздуховод; 13 – устройство поворотное; 14 – насадка; 15 – заслонка регулировочная; 16, 17 – гидроцилиндр; 18 – рычаг

Рисунок 3.8 – Схема технологического процесса поверхностного внесения КОУ машиной с пневмоцентробежным рабочим органом

Машина включает в себя ходовую систему с установленным на ней кузовом с двумя боковыми подвижными стенками, донный транспортер и туконаправитель, гидроцилиндры, дозирующее устройство и рассеивающие устройства в виде центробежного диска. Каждая боковая подвижная стенка закреплена в нижней части при помощи шарниров. В средней части (по длине) боковых подвижных стенок установлены гидроцилиндры, посредством которых по направляющим салазкам, расположенным на передней и задней стенках кузова, обеспечивается возможность изменения угла наклона боковых подвижных стенок до вертикального положения.
В боковинах кузова установлены два вентилятора с поворотными устройствами, закрепленными между воздуховодами и насадками воздуховодов, а также телескопическое устройство, включающее рычаги (рисунок 3.9) и гидроцилиндр. Насадки выполнены с регулировочными заслонками с возможностью изменения их угла наклона посредством гидроцилиндров (рисунок 3.10).

Рисунок 3.9 – Схема работы поворотного устройства воздуховодов

Рисунок 3.10 – Схема работы регулировочных заслонок

Машина работает следующим образом.

Удобрения загружаются в кузов (см. рис. 3.8), дозирующее устройство устанавливается в положение, обеспечивающее подачу донным транспортером заданных доз удобрений на рассеивающее устройство в виде центробежного диска и к насадкам через туконаправитель.

При движении агрегата по полю, при включенном ВОМ удобрения из кузова через дозирующее устройство донным транспортером тремя потоками по разделителю направляются в туконаправитель, а затем подаются на рассеивающее устройство в виде центробежного диска и к насадкам.
В зависимости от выбранной ширины разбрасывания удобрений поворотные устройства устанавливаются на необходимый угол наклона насадок к поверхности поля, посредством телескопического устройства (см. рис. 3.9), включающего гидроцилиндр и рычаги. Регулировочные заслонки (см. рис. 3.10) установлены в нижней части насадок под углом к их основанию с возможностью изменения угла наклона гидроцилиндрами, что обеспечивает требуемую равномерность внесения удобрения на поверхность поля при различных дозах внесения.

Для внесения на поле ТОУ с дозами от 40 до 60 т/га в настоящее время применяются прямоточные и перевалочные технологии [64].

Прямоточная технология предусматривает погрузку ТОУ в кузовные разбрасыватели и их поверхностное внесение на поле.

Перевалочная технология, которая наиболее распространена на юге России, предусматривает погрузку ТОУ, их транспортирование и выгрузку в виде куч по полю. Валкователь-разбрасыватель типа ВРН на базе трактора класса 5 (К-701) наезжает на кучу. Валкователь, расположенный на передней навеске трактора, формирует валок, который роторные разбрасыватели, расположенные на задней навеске трактора, распределяют по полю.

В бывшем ВНИПТИМЭСХ (г. Зерноград) разработан валкователь-разбрасыватель «Буран» к трактору К-701. Общие виды валкователя и разбрасывателя представлены на рисунках 3.11 и 3.12.

Рисунок 3.11 – Общий вид валкователя

Рисунок 3.12 – Общий вид роторного разбрасывателя

Технико-эксплуатационные показатели ВРН показаны в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Технико-эксплуатационные показатели валкователя-

разбрасывателя твердых органических удобрений к трактору кл. 5

Наименование показателей	Величина показателей
Тип	Навесной, гидрофицированный с приводом на разбрасыватель
Габаритные размеры агрегата, м: длина ширина	12,6 (11,5 в транспортном положе­нии) 5,0 (3,6 в транспортном положении)
Массовый расход эксплуатационный, т/ч	350–400
Рабочая ширина внесения удобрений, м	66,0
В а л к о в а т е л ь
Размах крыльев, м	5,0
Размеры дозирующего окна, м:
высота	0,35
ширина	1,0
Р а з б р а с ы в а т е л ь
Тип	Навесной, роторный
Количество роторов, шт.	2
Число лопастей, шт.	6
Частота вращения роторов, мин-1	300
Перекрытие роторов, мм	420
Привод разбрасывателя	от ВОМ трактора
Частота вращения ВОМ, мин-1	1000

Основным преимуществом валкователей-разбрасывателей является их высокая производительность (до 400 т/ч) и возможность внесения ТОУ в периоды, когда имеются в наличии транспортные средства для транспортирования и распределения куч удобрений по полю.

Недостатком валкователей-разбрасывателей является недостаточное качество распределения удобрений по поверхности поля. Неравномерность распределения удобрений по ходу движения агрегата превышает 10%, по ширине внесения – 25%.

Для повышения качества распределения удобрений в АЧГАА разработаны роторы к разбрасывателю с шарнирно-сочлененными лопатками (рисунок 3.13).

1 – рама; 2 – редуктор; 3 – предохранительная муфта; 5 – задвижки;

6 – шарнирные элементы

Рисунок 3.13 – Схема шарнирной лопатки

Валкователь-разбрасыватель, оборудованный шарнирно-сочлененными лопатками, позволяет вносить ТОУ с неравномерностью их распределения по ходу движения менее 10% и по ширине внесения до 20%, что соответствует агротехническим требованиям, предъявляемым к качеству распределения удобрений к машинам данного класса.

Важным элементом в системе точного земледелия является адресное внесение ТОУ и КОУ с учетом содержания в них азота (N), фосфора (Р) и калия (К). Для этой цели составляется картограмма поля по содержанию в его продукционном слое N, Р и К, и далее через бортовой компьютер трактора информация подается на исполнительные механизмы, которые обеспечивают подачу требуемых доз ТОУ (КОУ) на определенных участках поля. Определение содержания питательных веществ в почве в настоящее время носит дискуссионный характер. Учеными предлагается для этой цели задействовать спутники, которые по окраске выращиваемых зерновых культур опосредованно определяют содержание азота.

В АЧИИ (бывший АЧГАА) разработана система определения N, Р и К в почве посредством газолазерного сканера, установленного в передней части трактора, который в процессе движения агрегата считывает содержание питательных элементов в почве, передает информацию на бортовой компьютер трактора и далее, на исполнительный механизм, установленный в задней части агрегата [66].

Учеными АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ данная система усовершенствована.

Известен способ авиационной химической обработки растений, заключающийся в том, что перед распылением химикатов измеряют яркость растительного покрова, подлежащего обработке, а расход химикатов при распылении регулируют пропорционально спектральной яркости растительного покрова, подлежащего обработке [Патент РФ № 1017218, A01 7/00 от 15.05.1983 г.].

Недостаток известного способа заключается в том, что при отсутствии растительного покрова этот способ применить не представляется возможным. Кроме того, сенсор спектральной яркости растительного покрова не реагирует на цветовые оттенки спектра, ограничивая функциональные возможности способа, сводя его к распылению химикатов только при подкормке возделываемых культур.

Наиболее близким по технической сущности является способ внесения удобрений путем распределения их удобрителем с распылителями, управляемыми сенсорами регулирования расхода удобрений, в качестве которых используется цветная видеокамера с углом зрения, разбитым на секторы обзора, каждый из которых охватывает ширину захвата одного распылителя [Патент РФ № 2171574, A01 7/00 от 10.08.2001 г.].

Дозы удобрений перед внесением регулируются на каждом распылителе пропорционально цветным оттенкам спектра, отражаемым поверхностью участков почвы в секторах обзора.

Недостаток этого способа заключается в сезонности использования при определении видов и доз вносимых удобрений, так как при отсутствии растительности этот способ применить невозможно. Кроме того, при изменении освещенности в течение времени суток возникает погрешность при определении цветных оттенков спектра, что приводит к погрешности при определении видов и доз при расходовании химикатов.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе определение основных элементов, влияющих на плодородие почвы, осуществляется по спектру пламени при сгорании проб почвы в газовой горелке, а концентрация питательных элементов определяется с помощью компьютерной программы по интенсивности цветовых оттенков спектра, фиксируемых в пламени сгораемых образцов почвы. С видеокамеры видеосигнал поступает на бортовой компьютер, где с помощью программного обеспечения отделяются частоты спектра, определяющие наличие основных питательных веществ в почве: калий – фиолетовый, магний – яркий белый спектр, фосфор – оттенки зеленого цвета, и при анализе видеосигнала задаются нужные цветные оттенки спектра. При появлении в полосе сканирования видеосигнала, соответствующего установленному программой диапазону спектра, осуществляется количественная оценка цветных оттенков спектра, после чего данные о концентрации элементов с привязкой координат по GPS-устройству записываются в базу данных, и программой составляется карта плодородия поля, которая затем может использоваться для расчёта доз удобрений при их последующем внесении.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит установленные в передней части трактора подвижную и неподвижную рамы, соединенные осью (рис. 3.14а). На подвижной раме жестко закреплена ось, почворез, правый и левый отражающие экраны-уплотнители. На оси крепится устройство для забора почвы. Передвижение подвижной рамы относительно неподвижной осуществляется гидроцилиндром.

Механизм для забора почвы состоит из двух основных частей: подвижной (А) и неподвижной (Б). Подвижная часть (рис. 3.14б) включает режущий диск, жестко закрепленный на валу гидромотора. К режущему диску жестко прикреплен барабан с отверстиями и режущие лопатки. Неподвижная часть (рис. 3.14в) включает металлический барабан, расположенный соосно режущему диску, внутри которого закреплен рабочий цилиндр с отверстиями, расположенными в его верхней и нижней части и направляющий цилиндр.

В верхней части рабочей камеры между рабочим и направляющим
цилиндрами устанавливается горелка, напротив которой, в боковой стене барабана, расположено отверстие, защищенное жаропрочным стеклом, за которым снаружи закреплена закрытая снаружи защитным кожухом цветная
видеокамера. Горизонтальное перемещение подвижной части производится посредством гидроцилиндра, упорного диска и направляющего цилиндра. Закрепленный (см. рис. 3.14) на передней части подвижной рамы почворез состоит из режущего клина и клиновых крыльев. Ширина рабочей зоны почвореза должна быть не меньше ширины устройства для забора почвы в открытом состоянии.

а – сканирующее устройство (вид сверху); б – механизм для забора почвы в незаглубленном состоянии; в – механизм для забора почвы в заглубленном состоянии;

5 – рама подвижная; 6 – рама неподвижная; 7 – ось; 8 – вал; 9 – диск режущий;
10 – почворез; 11, 23 – гидроцилиндр; 12 – барабан металлический; 13 – барабан;
14 – лопатки режущие; 15 – цилиндр рабочий; 16 – горелка; 17 – видеокамера цветная;
18 – цилиндр направляющий; 19 – диск упорный; 20 – клин режущий; 21 – крылья
клиновые; 22 – гидромотор; 24, 25 – экран-уплотнитель отражающий (правый и левый)

Рисунок 3.14 – Устройство для определения N, Р и К в пахотном слое почвы

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Наличие и концентрация основных питательных элементов в продукционном слое почвы определяется пропорционально цветным оттенкам спектра, получаемого при сжигании проб почвы с участков. Дозы и виды удобрений перед последующим внесением определяются в соответствии с составленной на основании результатов анализа проб грунта с координатной привязкой карты плодородия.

Устройство для определения содержания питательных веществ в почве работает следующим образом.

Трактор (рисунок 3.15) с установленным на нем устройством для забора и анализа почвы, GPS-устройством и удобрителем перемещается по полю с разной степенью эродированности и истощенности почвы. При движении агрегата по полю гидроцилиндр удерживает установленное оборудование на подвижной раме в транспортном положении, а гидроцилиндр в раздельном положении подвижную А и неподвижную Б части механизма для забора почвы. Забор порции почвы с целью проведения спектрального анализа осуществляется следующим образом: посредством гидроцилиндра через ось подвижная рама опускается и заглубляет почворез на глубину продукционного слоя почвы (не менее 15 см), одновременно заглубляется на указанную глубину механизм для забора почвы.

Экранами-уплотнителями осуществляется уплотнение взрыхленной почворезом почвы. Правый экран-уплотнитель служит также для защиты от деформации, оказываемой под давлением почвы при движении на неподвижную часть механизма забора почвы. Посредством гидромотора задается вращение режущего диска по часовой стрелке и с помощью режущих лопаток почва занимает межлопастное пространство. Одновременно гидроцилиндром невращающаяся часть заборного механизма прижимается к вращающейся части, тем самым образуя закрытую зону и провоцируя ссыпание порций почвы. В процессе движения агрегата гидроцилиндром подвижная рама выходит из почвы и занимает первоначальное положение. В момент совмещения отверстий на барабане с отверстиями в рабочем цилиндре загорается горелка, расположенная в зоне ссыпания порции почвы. В процессе ссыпания порции почвы происходит ее сгорание в пламени горелки. При сгорании почвы образуются цветовые спектры, характеризующие наличие в почве питательных элементов (в первую очередь азота, фосфора и калия), которые посредством цветной видеокамеры передаются на бортовой компьютер трактора, посредством которого происходит обработка полученных данных.

1 – трактор; 2 – устройство для забора и анализа почвы;

3 – GPS-устройство; 4 – удобритель

Рисунок 3.15 – Схема агрегата для определения N, Р, К

в почве с исполнительным механизмом для внесения удобрений

Координаты устройства на поле привязываются с помощью спутниковой системы связи Global Positionning Sistem(«В будущее с системой «Global Positioning Sistem (GPS). Проспект фирмы «Massey Fergusson») к создаваемой карте плодородия поля.

Для каждой текущей координаты нахождения устройства на поле при последующем внесении удобрений из заранее составленного банка данных выдаются сведения о высокой или низкой концентрации питательных веществ в почве удобряемого поля. Эти данные поступают в компьютер и используются для регулирования доз вносимых удобрений, величина которых или увеличивается в зависимости от эродированности, или уменьшается при засоренности поверхности почвы, оцениваемой цветовыми оттенками спектра [67]. Цветовой оттенок спектра, получаемый при сжигании загружаемых образцов почвы, поступает в приемник, сенсором которого служит цветная видеокамера (см. рис. 3.12а). С видеокамеры видеосигнал поступает на бортовой компьютер, где с помощью программного обеспечения отделяются частоты спектра, определяющие наличие основных питающих веществ в почве: калий – фиолетовый, магний – яркий белый спектр, фосфор – оттенки зеленого цвета, и при анализе видеосигнала задаются нужные цветные оттенки спектра. При появлении в полосе сканирования видеосигнала, соответствующего установленному программой диапазону спектра, осуществляется количественная оценка цветных оттенков спектра, после чего данные с привязкой координат по GPS-устройству записываются в базу данных, и программой составляется карта плодородия поля, которая затем может использоваться для расчёта доз удобрений при их последующем внесении.

Предлагаемый способ и устройство для определения содержания питательных веществ в почве не влияет отрицательно на окружающую среду, так как удобрения по полученной карте плодородия вносятся в дозах, которые полностью расходуются на восстановление утраченного плодородия. Применяемый способ и устройство позволяют экономить до 30% удобрений, а также способствуют выравниванию почвенного плодородия в границах целого поля.

Вопросами переработки жидкого навоза занимаются ученые разных стран. Предлагаемые технологии переработки жидкого навоза предусматривают два направления его использования в качестве жидкого органического удобрения (ЖОУ). Жидкий навоз накапливается в лагунах, где происходит его биотермическое обеззараживание анаэробным способом путем выдерживания в течение 12 месяцев. После этого ЖОУ вносится на поля с дозами 400–600 м³/га. Перспективным является разделение навоза на твердую и жидкую фракции и последовательное их раздельное использование в качестве ТОУ и ЖОУ (рисунок 3.16).

Важным элементом переработки жидкого навоза является разработка способов его ускоренного обеззараживания с использованием электрофизических методов.

Известна разработка [патент РФ № 2332827 от 10.09.2008 г. «Устройство для обеззараживания навозных стоков»], содержащая генератор импульсов и излучатель, выполненный в стенке отрезка трубопровода из диамагнитного материала, в котором размещен параболоид вращения с электродами, а с внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов, а внутри отрезка трубопровода размещен трубопровод меньшего диаметра, выполненный из ферромагнитного материала.

Недостатком устройства являются большие энергетические затраты на образование магнитных полей, мощных высоковольтных электрических разрядов (эффект Юткина), вследствие чего в стоке образуются зоны сжатия и растяжения, губительно действующие на патогенную микрофлору.

Известно устройство [патент РФ № 2422415 от 27.06.2011 г. «Устройство для приготовления обеззараженного дегельминтизированного удобрения»], содержащее гидравлическую камеру обеззараживания жидких стоков, емкость для накопления стоков, миксер-гомогенизатор и погружной насос-измельчитель. Камера обеззараживания и дегельминтизации навоза выполнена в виде многоступенчатого электрогидравлического насоса с электродами, соединенного с распределительным устройством и ресивером.

БАД – биологически активная добавка; ТСО – тонкослойный отстойник;

ЛВФ – ленточный вакуум-фильтр; ОЖ 1 – осветленная жидкость 1-й ступени;

ОЖ 2 – осветленная жидкость 2-й ступени; ОЖ 3 – осветленная жидкость

3-й ступени

Рисунок 3.16 – Технологическая схема производства и применения жидких органических удобрений на основе жидкого навоза

для получения экологически чистой продукции

Недостатками устройства являются:

– значительные энергозатраты для образования последовательных электрогидравлических ударов (эффект Юткина) путем использования высокого напряжения;

– для работы практического устройства требуются беспрецедентные меры безопасности по обслуживанию электроустановок высокого напряжения, что резко удорожает себестоимость обеззараживания.

Известна разработка [патент РФ № 2051134 от 27.12.1995 г. «Устройство для биохимической очистки сточных вод и удаления соединений азота»], содержащая биофильтр с системой орошения, направляющим поддоном и подающими трубами в аэрационные колонны, аэротенк-отстойник, камеру смешения, циркуляционный насос с напорным трубопроводом и трубопровод исходных стоков.

Недостатками устройства являются высокая металлоемкость и энергоемкость, невозможность работы устройства с расслоившимися и отстоявшимися жидкими органическими отходами, необходимость дополнительных затрат на транспортировку жидкого навоза из навозохранилища к устройству.

Для устранения указанных недостатков предлагается устройство ускоренного обеззараживания жидкого навоза, которое обеспечивает перемешивание разделенных слоев жидкого навоза, таких как корка, осветленная жидкость и осадок, а также обеспечивает его аэробное окисление по всему объему навозохранилища.

Решение поставленной задачи в предлагаемом устройстве достигается путем преобразования энергии ветра в механическую энергию для перемешивания жидкого навоза, что позволяет равномерно насыщать кислородом жидкий навоз по всему объему навозохранилища, способствуя ускорению процесса биотермического обеззараживания.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом (рис. 3.17). Ветроротор Савониуса с вертикальной осью вращения, расположенный на плавучей платформе, под действием энергии ветра передает вращение соединенному с ним валу с рядами лопастей и крестовиной на конце, с закрепленными на ее концах отрезками металлических тросов, который помещен в жидкий навоз. При вращении вала лопасти обеспечивают подъем жидкого навоза из нижних слоев вверх, разрушение корки на поверхности, что обеспечивает их равномерное перемешивание и увеличивает скорость окисления, а тросы обеспечивают перемешивание среднего и нижнего слоев с осевшим осадком. Так как ветроротор Савониуса вращается при скорости ветра от 3 м/с, указанная скорость ветра может наблюдаться в любых широтах и в любое время года, что позволяет использовать предлагаемое устройство по всей территории России.

15

1 – платформа; 2 – элементы; 3 – подшипник опорный; 4, 10 – вал; 5 – лопасти; 6 – крестовина; 7 – отрезок металлического троса; 8 – подшипник поддерживающий; 9 – руль платформы; 11 – тяга; 12 – механизм хода; 13 – подставка; 14 – подшипник опорный; 15 – ветроротор

Рисунок 3.17 – Схема работы устройства для перемешивания

и ускоренного обеззараживания жидкого навоза

Устройство содержит корпус платформы с расположенными под ней элементами, обеспечивающими поддержание платформы над поверхностью жидкого навоза, ветроротор Савониуса, закрепленный на валу, жестко соединенном с лопастями и крестовиной с зафиксированными на ее концах отрезками металлического троса, свободное вращение которого обеспечивается снизу опорным и поддерживающим подшипниками, а также руль направления движения платформы, закрепленный на валу, изменение угла которого обеспечивается тягой, управляемой командным механизмом хода, вращающегося на опорном подшипнике, закрепленном на подставке.

Предлагаемое устройство ускоренного обеззараживания жидкого навоза позволяет ускорить процесс аэробного окисления жидкого навоза с помощью возобновляемого источника энергии – энергии ветра, что обеспечивает энергосбережение и способствует снижению загрязнения окружающей среды.

Перспективным направлением является обеззараживание жидкого навоза путем воздействия на него электрогидравлического эффекта, известного как эффект Юткина.

Известно устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции [Авт. свид. ССС № 1683527 А01С (2000.01). Опубл. 15.10.1001. «Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции»]. Устройство содержит горизонтально размещенный цилиндрический корпус, внутри которого выполнены винтовые пазы, загрузочный патрубок, размещенный на входе торца цилиндра, сливной патрубок с конической приемной воронкой на выходном торце и расположенное внутри корпуса за загрузочным патрубком, имеющее привод приспособления для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены на перпендикулярном оси цилиндра вертикальном стержне, связанном с приводом, выполненным в виде генератора механических колебаний.

Основным недостатком, отмеченным отечественными и зарубежными исследователями, является то, что амплитуда и частота колебаний, создаваемая генератором механических колебаний, не позволяет эффективно обеззараживать жидкий навоз (или сточные воды).

Более эффективным является использование ультразвука, озона и электрогидравлического эффекта (эффекта Л.A. Юткина).

Известно устройство [патент РФ № 2444174 А01С 23/00 (2006.01), В03С 5/00 (2006.01) от 27.07.2011. Бюл. № 2. «Способ и устройство для обеззараживания жидких стоков»], в котором способ обеззараживания жидких стоков заключается в том, что их обеззараживание производят с использованием электрогидравлического эффекта. Согласно исследованиям, обеззараживание производят непосредственно при заправке машины для разбрасывания жидких удобрений из хранилища (лагуны), а в качестве наполнителя используют антифриз.

Недостатком является то, что воздействие электрогидравлического
эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется косвенно, через эластичную трубу, заполненную антифризом, в которой происходит электрогидравлический эффект. Обеззараживание при этом происходит неравномерно, потому что производится в потоке жидкости в частично замкнутом пространстве, вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.

Техническим решением повышения эффективности обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков является уменьшение времени обеззараживания и переработки жидкого навоза для ускоренного получения высококачественных жидких органических удобрений.

В предлагаемом способе результат достигается путем цикличного непосредственного воздействия на объем жидкого навоза с помощью элект-рогидравлического эффекта в замкнутом пространстве, что обеспечивает полное стабильное обеззараживание по всему объему обрабатываемого жидкого навоза.

Технологический процесс осуществляется следующим образом. Порция жидкого навоза транспортируется по подводящему трубопроводу (рисунок 3.18) к секции А реактора для обеззараживания, при заполнении которой происходит переключение потока, и производится загрузка следующей порции жидкого навоза в секцию В реактора для обеззараживания, а в секции А происходит её обработка. Прошедший обработку жидкий навоз выгружается из секции А, а обеззараживание происходит в секции В. Затем происходит выгрузка обработанного навоза из секции В с одновременной загрузкой в секцию А, и цикл повторяется.

А и В – реакторы; 1, 4 – трудопровод подающий; 2 – клапан; 3 – вал; 5 – секция реактора; 6 – реле управляемое; 7 – блок подающих импульсов; 8 – трубопровод отводящий;

9 – трубопровод отводящий общий

Рисунок 3.18 – Схема процесса ускоренного обеззараживания

жидкого навоза

Устройство для реализации предлагаемого способа (см. рис. 3.18) содержит подающий трубопровод с клапаном управления потоком жидкого навоза, жестко закрепленным на валу и управляемым реле подающих трубопроводов, подающих жидкий навоз в секции реакторов А и В блока подающих импульсов реакторов, отводящих трубопроводов и общего отводящего трубопровода. Реакторы А и В (рисунок 3.19) состоят из корпуса с закрепленными внутри него электродами через диэлектрические прокладки и закрепленный на изгибе отходящего трубопровода впускной клапан с управляющим им реле, а также выпускными воздушными клапанами с закрепленными на их нижней части поплавками, управляющими электромагнитами и датчиками верхнего уровня реактора, закрепленные на поперечных поддерживающих планках, нижнего выпускного клапана с управляющим электромагнитом, закрепленном на корпусе отводящего трубопровода и поплавкового датчика выгрузки жидкого навоза из отводящего трубопровода с фиксирующим устройством.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В стадии загрузки (см. рис. 3.19b) клапан управления потоком жидкого навоза переключается управляемым реле в положение I для заполнения реактора секции А. Одновременно с ним открываются впускной и воздушный клапаны, управляемые электромагнитными реле. Жидкий навоз начинает заполнять реактор до тех пор, пока поплавки не поднимут воздушные клапаны до положения, при котором датчики верхнего уровня реактора дадут команду на их закрытие с помощью электромагнитных реле и на закрытие электромагнитным реле впускного клапана, а также на переключение реле клапана управления потоком жидкого навоза в положение II для заполнения реактора секции В. Одновременно этими датчиками дается сигнал на включение блока подающих импульсов реакторов, который подает импульсы высокого напряжения на электроды, тем самым запускается процесс обеззараживания (см. рис. 3.19с). Во время обеззараживания в реакторе секции А происходит заполнение жидким навозом реактора секции В, в котором в момент переключения клапана управления потоком жидкого навоза происходит процесс подготовки для заполнения навозом, аналогично процессу в реакторе секции А. По окончании процесса обеззараживания реактор секции А переключается в стадию выгрузки (см. рис. 3.19d). Управляемый электромагнитом нижний выпускной клапан и управляемые электромагнитными реле воздушные клапаны открываются, и происходит процесс выгрузки жидкого навоза по отводящим трубопроводам в место для его хранения или на погрузку в агрегат для внесения на поле. После окончания выгрузки поплавковый датчик опускается в нижнее положение, и считывающее устройство дает команду на переключение реактора в стадию загрузки, описанную выше. Далее цикл повторяется.

Обеззараженный жидкий навоз целесообразно использовать для производства жидких концентрированных органических удобрений (ЖКОУ), которые вносятся на поле с дозами от 1 до 4 т/га, с использованием БАД [64].

а – вид реактора сверху; b – стадия заполнения реактора жидким навозом; c – стадия обеззараживания жидкого навоза;

d – процесс выгрузки жидкого навоза из реактора;

10 – корпус; 11,14, 22 – реле электромагнитное; 12 – клапан впускной; 13 – клапан воздушный; 15 – датчик верхнего уровня;

16 – планка поддерживающая; 17 – поплавок; 18 – электрод; 19 – клапан выпускной нижний; 20 – устройство считывающее;

21 – датчик поплавковый; 23 – прокладки диэлектрические

Рисунок 3.19 – Схема реактора для ускоренного обеззараживания жидкого навоза

с использованием эффекта Юткина

Анализ ранее выполненных исследований и проведенные эксперименты показали, что наиболее перспективными являются технологии переработки жидкого навоза путем разделения его на твердую и жидкую фракции с использованием низкозатратных высокоэффективных технических средств, обеспечивающих выход продуктов разделения с регламентированными свойствами.

Учеными АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ разработана компактная установка для локальной обработки жидкого свиного навоза, включающая винтовой конвейер, установленный в перфорированном кожухе, эластичные щетки для регенерации фильтровальной перегородки, поддон для сбора жидкой фракции и дожимное устройство (рисунок 3.20) [54, 55, 64].

1 – перфорированный желоб; 2 – загрузочное окно; 3 – крышка; 4 – щетки;

5 – шнековый транспортер; 6, 8 – выгрузные окна; 7 – сборник фильтрата

Рисунок 3.20 – Схема установки для локальной обработки

жидкого свиного навоза

Работает установка следующим образом. Жидкий навоз подается в уста­новку по трубопроводу в нижнюю ее часть. Перемещаясь под воздействием винтовой поверхности шнека, жидкий навоз обезвоживается под действием гра­витационных и инерционных сил. Выделяемая жидкая фракция через отверстия перфорированного кожуха стекает в поддон и отводится на последующую пере­работку и использование. Твердая фракция перемещается шнеком к выгрузному окну и подается на дальнейшую переработку. Постоянная регенерация филь­тровальной перегородки от закупорки ее твердыми частицами навоза обеспечи­вается эластичными скребками, закрепленными по периферии витков шнека.

С целью интенсификации процесса разделения жидкого свиного навоза путем дообезвоживания осадка, в верхней части компактной установки преду­смотрено устройство, состоящее из перфорированного мундштука (рисунок 3.21), в котором расположена подпружиненная полая пластина. Внутренняя часть полой пластины имеет перфорацию, высота которой равна (R+r), где R – наружный радиус пластины, r – внутренний радиус пластины. В зоне пластины полый приводной вал имеет перфорацию, диаметр которой в 2 раза больше диаметров отверстий перфорированной пластины. Это позволяет снизить энергозатраты и интенсифицировать процесс разделения навоза на фракции.

Вид А 1	Б-Б
4 2 6 3 5	r R
1 – полость перфорированной лопасти; 2 – полый приводной вал; 3 – пружина; 4 – полая пластина; 5 – перфорированный кожух; 6 – лопасть

Рисунок 3.21 – Схема дожимного устройства

Данное устройство позволяет получать влажность твердой фракции 70%. Образующаяся жидкая фракция подается для дальнейшей очистки.

Интерес представляют системы очистки жидкой фракции за счет сил гравитации.

Известно устройство для осветления природной воды [(а.с. № 897254, кл. В 01 D 27/00, з. 01.11.79, опубл. 15.01.82 в Бюл. № 2)], содержащее вихревую камеру хлопьеобразования; трубчатый тонкослойный отстойный блок, выполненный из пористых труб, на верхних концах которых установлены заглушки; выходную камеру, систему подачи и отвода воды, шлакосборник, при этом устройство расположено под углом к горизонтальной плоскости.

Недостатки известного фильтра заключаются в том, что пористые трубы, составляющие отстойный блок, выполняют одновременно функцию фильтрующих элементов и трубчатого тонкослойного отстойника.

Осаждение взвесей на внутренней поверхности пористых фильтрующих труб приводит к быстрому, интенсивному отложению осадка как внутри пор труб (внутренняя кальматация), так и на их поверхности (внешняя кальматация), что и обусловливает засорение пор, а следовательно, резкое снижение производительности, уменьшение фильтроцикла, необходимость частой регенерации фильтрующих труб.

Сползание выпавших взвесей по наклонным пористым трубам неэффективное из-за высокой шероховатости поверхности труб.

Регенерация пористых труб промывкой их водой или острым паром дает ощутимый результат только на начальной стадии процесса. Спустя 5–6 циклов гидравлическая промывка не дает требуемого результата.

Известно устройство [патент РФ № 2124948 от 20.01.1999 г. «Фильтр для очистки жидкости от суспензий»], содержащее корпус с подводящим и отводящим патрубками, расположенные вертикально в корпусе цилиндрические пористые фильтрующие элементы, распределитель потока жидкости и токоподводящие элементы, отличающийся тем, что токоподводящие элементы выполнены в виде дисков с отверстиями и электроизолирующими прокладками, установленных между корпусом и крышкой фильтра, а распределитель потока жидкости выполнен в виде водонепроницаемых труб, установленных концентрично заглушенным с нижнего конца пористым фильтрующим элементам и с зазором к их внешней поверхности, при этом верхние концы фильтрующих элементов соединены с отверстиями верхнего токопроводящего диска, а верхние концы водонепроницаемых труб соединены с отверстиями нижнего токопроводящего диска, причем диски подключены к разноименным полюсам источника постоянного тока.

Недостатками известного устройства являются:

– необходимость периодического восстановления работоспособности фильтра;

– невозможность работы устройства с крупными частицами взвесей;

– необходимость дополнительной фильтрации промывочного раствора.

Для устранения указанных недостатков учеными АЧИИ разработано устройство для ускоренной очистки жидкой фракции навоза, которое обеспечивает ускорение процесса коагуляции (укрупнение частиц навоза в жидкости) и оседания навоза на стенках отстойника.

Решение поставленной задачи в предлагаемом устройстве достигается путем предварительного омагничивания жидкой фракции навоза на входе в отстойник постоянным магнитным полем напряженностью не менее 25 кА/м, что способствует приобретению частицами навоза электрического заряда, приводящего к коагуляции твердых частиц и увеличению скорости их притягивания к стенкам тонкослойного отстойника под действием электрического поля напряжением 0,05–0,10 В, приложенного к секциям и корпусу тонкослойного отстойника [68, 69].

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. Жидкая фракция на входе в тонкослойный отстойник проходит через электромагнит постоянного магнитного поля, питаемый постоянным напряжением U1, обеспечивающим напряженность магнитного поля не менее 25 кА/м, где происходит процесс его омагничивания, который способствует приобретению твердыми частицами электрического заряда, вызывающего процесс коагуляции. При попадании в тонкослойный отстойник коагулированные частицы, как носители электрического заряда, под действием электрического поля, обеспечивающего процесс электролиза, способствуют ускоренному притягиванию заряженных частиц к стенкам и дну секций отстойника, которые подключены к положительному выводу источника постоянного тока напряжением U2 = 0,05–0,10 В. Осевшие на стенках и дне секций тонкослойного отстойника частицы под действием силы тяжести перемещаются в накопитель на дне отстойника, откуда через патрубок выводятся по мере их накопления.

Устройство содержит (рисунок 3.22) корпус отстойника с расположенными на нем входящим и выходящим трубопроводами, электромагнит постоянного магнитного поля, расположенный на входящем трубопроводе, секции тонкослойного отстойника, прикрепленные к корпусу через электроизолирующие вставки на фиксирующих штангах, накопитель осадка с патрубком для удаления осадка, регулируемым задвижкой.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

Жидкая фракция через входящий трубопровод проходит через электромагнит постоянного магнитного поля, где происходит процесс омагничивания твердых частиц и приобретения этими частицами электрического заряда, способствующего их коагуляции. Поступая в тонкослойный отстойник, скоагулированные заряженные частицы навоза под действием электролиза притягиваются к стенкам и дну секций тонкослойного отстойника, а затем, отдав свой заряд под действием силы тяжести, перемещаются в накопитель осадка, где по необходимости, удаляются через патрубок удаления осадка с помощью задвижки,

1 – трубопровод входящий; 2 – электромагнит; 3 – секция тонкослойного отстойника; 4 – трубопровод выходящий; 5 – накопитель осадка; 6 – вставка электроизолирующая; 7 – патрубок; 8 – задвижка; 9 – корпус отстойника; 10 – штанга фиксирующая

Рисунок 3.22 – Схема осветления жидкой фракции навоза в тонкослойном отстойнике с использованием электромагнитных полей

освобожденная от твердых частиц жидкость выходит из тонкослойного отстойника через выходящий трубопровод.

Предлагаемое устройство ускоренного разделения жидкой фракции навоза позволяет увеличить скорость оседания частиц и получить первую степень осветления (ОЖ1).

Полученный осадок после механического разделения поступает на ленточный вакуум-фильтр для дальнейшего обезвоживания (рисунок 3.23).

1 – лента; 2, 3 – вакуум-камера; 4 – камера нагнетательная; 5, 6 – барабаны приводной и ведомый; 7 – ролики поддерживающие; 8 – прорези сквозные продольные; 9 – пазы поперечные; 10 – канавки продольные; 11 – ткань фильтровальная; 12 – шнурки резиновые; 13 – боковины неподвижные; 14 – крышка; 15 – перегородки выравнивающие; 16 – патрубок для соединения с вакуум-коллектором; 17 – вакуум-коллектор; 18 – патрубок для соединения с компрессором; 19 – устройство для промывки ленты; 20 – лоток загрузочный; 21 – нож для съема твердого осадка Рисунок 3.23 – Схема ленточного вакуум-фильтра с нагнетательной камерой

Для интенсификации процесса обезвоживания осадков свиноводческих предприятий ленточный вакуум-фильтр снабжается нагнетательной камерой, выполненной в виде короба с расположенными над лентой крышкой, боковинами и шарнирно установленными по ходу движения ленты выравнивающими перегородками.

Ленточный вакуум-фильтр работает следующим образом. Обезвоживаемый осадок поступает в загрузочный лоток, посредством которого распределяется равномерным слоем по всей ширине движущейся ленты с фильтровальной тканью. Происходит фильтрование осадка путем удаления свободной и частично физико-механически связанной влаги через фильтровальную ткань. При перемещении ленты ее продольные прорези совмещаются с прорезями вакуум-камеры и твердая фракция попадает в зону действия вакуума, за счет чего происходит дальнейшее фильтрование и просушка твердой фракции. Однако, под действием вакуума происходит уплотнение частиц, в результате чего скорость отдачи влаги частицами материала снижается. При дальнейшем перемещении ленты обезвоживаемый материал попадает под действие потока воздуха из нагнетательной камеры, направленного снизу вверх.

Сжатый воздух, воздействуя на монолитную уплотненную твердую фракцию, разрушает ее структуру с одновременным отделением твердых частиц от фильтровальной ткани. В процессе продувки находящаяся в капиллярах материала влага переходит в свободное состояние. После выравнивания перегородкой рыхлый слой твердой фракции снова попадает в зону действия вакуума, где происходит дополнительное удаление остатков свободной влаги, тем самым снижая влажность твердой фракции.

Использование потока сжатого воздуха для разрушения структуры слоя твердой фракции между зонами вакуумного фильтрования, позволяет проводить более глубокое обезвоживание слоя твердой фракции высотой до 10 мм.

Для повышения производительности ленточного вакуум-фильтра и эффективности очистки осадков, он, помимо указанного выше, содержит так же трубопровод подачи воды, защитный фильтр в нагнетательной камере, электромагнитный клапан подачи воды, датчик верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере, электромагнитный клапан подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры, датчик уровня обезвоживаемого материала над фильтровальной лентой до нагнетательной камеры, датчик уровня обезвоживаемого материала над фильтровальной лентой до нагнетательной камеры, датчик уровня обезвоженного материала над фильтровальной лентой после нагнетательной камеры и блок управления (рисунок 3.24).

1 – лента фильтровальная; 2, 3 – вакуум-камеры, 4 – нагнетательная камера: 5 – вал приводной; 6 – вал ведомый; 7 – ролики поддерживающие; 8 – прорезь сквозная продольная; 9 – прорезь поперечная; 10 – продольная канавка; 11 – ткань фильтровальная; 12 – шнур резиновый; 13 – боковина неподвижная; 14 – крышка нагнетательной камеры; 15 – перегородки выравнивающие; 16, 18 – патрубки; 17 – вакуум-коллектор; 19, 21, 23 – клапаны электромагнитные; 20 – трубопровод подачи воды; 22 – патрубок нагнетательной камеры; 24 – фильтр защитный; 25 – датчик верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере; 26, 27 – датчики уровня исходного продукта и твердого осадка; 28 – блок управления; 29 – лоток загрузочный; 30 – устройство разбрызгивающее для регенерации ткани; 31 – нож для съема твердого осадка Рисунок 3.24 – Схема ленточного вакуум-фильтра с устройством для управления процессом обезвоживания навозных стоков

Защитный фильтр в нагнетательной камере расположен под ее крышкой, а ниже защитного фильтра установлен датчик верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере. Трубопровод подачи воды соединен через электромагнитный клапан подачи воды с нижней частью нагнетательной камеры, с которой также связан электромагнитный клапан подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры от вакуум-коллектора. Электромагнитный клапан подачи воды и электромагнитный клапан подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры соединены электрически соответственно с первым и вторыми выходами блока управления. Кроме того, датчик уровня обезвоживаемого материала над фильтровальной лентой до нагнетательной камеры и датчик уровня обезвоженного материала над фильтровальной лентой после нагнетательной камеры соединены электрически, соответственно, с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого подключен к электромагнитному клапану подачи вакуума в верхний патрубок нагнетательной камеры, а третий блок управления соединен электрически с датчиком верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере.

Работает установка следующим образом. Посредством загрузочного лотка обезвоживаемый материал распределяется равномерным слоем по ширине фильтровальной перегородки. В процессе движения ленты ее продольные прорези совмещаются с прорезями вакуум-камеры и обезвоживаемый осадок попадает в зону действия вакуума: происходит фильтрование и просушка твердой фракции за счет интенсивного удаления влаги из ее пор и капилляров. Одновременно под действием вакуума происходит деформация и уплотнение частиц твердой фракции на фильтровальной ленте, в результате чего повышается удельное сопротивление фильтрованию и, как следствие, снижается скорость отдачи влаги частицами материала, что приводит к увеличению высоты обезвоживаемого материала над вакуум-камерой, и срабатыванию датчика уровня подключенного ко второму входу блока управления и фиксированию снижения эффективности фильтрования за счет косвенного контроля относительного объема поступающего обезвоживаемого материала, который определяется датчиком уровня в начале зоны действия вакуум-камеры за счет имеющейся электрической связи с первым входом блока управления. При этом в первого выхода блока управления выдается сигнал на открытие электромагнитного клапана подачи воды и одновременно со второго выхода этого блока – сигнал на закрытие электромагнитного клапана подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры. Также с третьего входа блока управления поступает сигнал на открытие электромагнитного клапана подачи вакуума в верхний патрубок нагнетательной камеры. В результате этих переключений происходит интенсивная промывка водой фильтровальной ткани через нагнетательную камеру снизу вверх, совмещая с воздействием вакуума в противоположном рабочему направлению через верхний патрубок нагнетательной камеры.

Подаваемая под давлением вода на фильтровальную ткань через продольные прорези и поперечные пазы воздействует на монолитную уплотненную твердую фракцию размывая и разрушая ее структуру, регенерируя при этом фильтровальную ткань. При резком изменении направления потока жидкости в нагнетательной камере возможен выброс частиц твердой фракции с фильтровальной ткани, что предотвращается защитным фильтром под верхним патрубком крышки нагнетательной камеры. После выравнивания перегородкой рыхлый слой твердой фракции снова попадает в зону действия вакуума, за счет чего происходит дополнительное удаление остатков свободной влаги. Обезвоженная твердая фракция снимается с ленты ножом и подается на дальнейшую переработку.

В процессе обезвоживания осадков на ленточном вакуум-фильтре образуются твердая фракция влажностью 68–70% и осветленная жидкость (ОЖ2). Твердая фракция после биотермического обеззараживания может использоваться как ТОУ или после ускоренного компостирования с использованием БАД – в качестве КОУ.

Более глубокое осветление ОЖ2 производится на напорной флотационной установке, разработанной в 80-е годы ХХ века учеными бывшего ВНИПТИМЭСХ (г. Зерноград Ростовской области).

Используемая в технологической линии напорная флотационная установка (рисунок 3.25) состоит из приемного резервуара, флотационной камеры, в нижней части которой расположена напорная полость с насадками, центробежного насоса с эжектором, напорного резервуара, резервуара осветленной жидкости и заборного устройства.

Технологический процесс осуществляется во флотационной камере, куда через перфорированную кольцевую трубу из приемного резервуара подается избыточный активный ил и фильтрат, полученный при обезвоживании уплотненного активного ила. Сюда же из напорного резервуара через систему трубопроводов, напорную полость и насадки подается рабочая жидкость – пересыщенный раствор воздуха в осветленной жидкости. Дросселирование рабочей жидкости через насадки сопровождается обильным выделением воздуха из раствора в виде микропузырьков, которые образуют со взвешенными частицами комплексы «пузырек-частица». Комплексы двигаются вверх и скапливаются на поверхности жидкости во флотационной камере. Удаляется уплотненный активный ил пеносъемным механизмом. Осветленная жидкость отводится из флотационной камеры через заборное устройство.

Эффективная работа установки обеспечивается на следующих режимах: давление в напорном резервуаре – 400–500 кПа, степень рециркуляции рабочей жидкости – 0,3–0,5, скорость движения скребка пеносъемного механизма – 0,1–0,2 рад/с. Установка обеспечивает влажность уплотненного продукта не выше 96% и эффективность осветления исходного продукта не ниже 70%. Производительность напорной флотационной установки по исходному продукту – 20–25 м³/ч.

Напорная флотационная установка обеспечивает глубокую очистку ОЖ2 до состояния ОЖ3, что позволяет использовать её на рециркуляцию, слив в водоёмы и т.д. Получаемый осадок возвращается на дообезвоживание на ленточный вакуум-фильтр.

1 – резервуар приемный; 2 – камера флотационная; 3 – эжектор; 4 – устройство заборное; 5 – полость напорная; 6 – насадки; 7 – труба перфорированная кольцевая; 8 – резервуар осветленной жидкости; 9 – насос; 10 – резервуар напорный   Рисунок 3.25 – Схема напорной флотационной установки

Фрагменты предложенных технологий (см. рис. 3.16) многократно испытаны и внедрены в производство, что позволяет использовать их в зависимости от вида и объемов производимого навоза для производства органических удобрений в системах органического сельского земледелия.

 

Выводы

Для получения экологически чистой продукции необходимо вносить достаточное количество высококачественных органических удобрений.
Основой для производства органических удобрений является навоз животноводческих предприятий – подстилочный, полужидкий и жидкий.

Эффективность производства и использования органических удобрений в растениеводстве должна определяться на основе системного анализа с использованием достижений науки и практики.

В основу накопления, хранения и переработки навоза положен принцип экологической безопасности и системного управления технологическими процессами. Использование ворошителя с системой контроля процесса ускоренного компостирования позволяет осуществлять системный контроль за созреванием бурта навоза [70].

Внесение на поле твердых КОУ с малыми дозами (до 4 т/га) целесообразно осуществлять машиной на базе РУМ (МВУ) с пневмоцентробежным рабочим органом [63].

Для поверхностного внесения ТОУ с дозами 40–60 т/га рекомендуется использовать двухфазную технологию с применением валкователя-разбрасы-вателя типа «Буран» при комплектовании ротора шарнирно-сегментными лопатками [73].

Перемешивание жидкого навоза в навозохранилищах наиболее эффективно при использовании ветроротора Савониуса.

Для ускоренного обеззараживания жидкого навоза предлагается
использовать биотехнологии с применением эффекта Юткина.

Разделение жидкого навоза на фракции целесообразно осуществлять установкой для локальной обработки навоза, оснащенной дожимным устройством.

Для определения содержания в продукционном слое почвы N, P и K разработано устройство, устанавливаемое в передней части трактора и определяющее состав почвы указанных показателей путем считывания цветной видеокамерой спектров в процессе сгорания элементарного объема почвы и передачи информации на бортовой компьютер трактора.

Приведенные в разделе 3.1 технологии и технические средства в процессе их внедрения будут способствовать получению экологически чистой растениеводческой продукции.

3.2 Использование биопрепарата ОРМИСС в посевах озимой пшеницы

Почвы нашей страны обладают огромными запасами энергии, что является самым ценным её богатством. В связи с этим считается, что на сегодня нет более важной задачи у государства, чем сохранение и повышение её плодородия [74].

В настоящее время во многих регионах страны достаточно широко ведется поиск новых методов и приемов повышения урожайности и улучшения качества продукции полевых культур, в том числе и озимой пшеницы.

Одним из приоритетных направлений современного растениеводства стало применение различных препаратов, легко вписывающихся в технологию возделывания. Они в основном используются для предпосевной обработки семян, способны стимулировать физиологические процессы
в растении и снижать влияние неблагоприятных факторов внешней среды,
а также ока­зывать положительное влияние на зерновую продуктивность
и качество зер­на [75]–[80].

Широкий спектр их действия на сельскохозяйственные культуры, способность повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды и расширение масштабов их применения привело к созданию самостоятельного направления в земледелии [81].

Использование этих технологий при возделывании полевых культур дает возможность существенно снизить затраты энергии на единицу производимой продукции, увеличить их продуктивность и качество [82, 83].

По мнению Д.В. Плечова [84], эффективность используемых препа­ратов для обработки вегетирующих растений возрастает на фоне применения минеральных удобрений, что позволяет получать стабильные урожаи с высоким качеством даже в зонах рискованного земледелия.

Создание нового поколения биопрепаратов, применение которых положительно влияет на продуктивность растений, способствует уменьшению использования агрохимикатов, сохранению и воспроизводству почвенного плодородия. Применение биопрепаратов и биоудобрений дает возможность улучшить питание растений, фитосанитарную и экологическую обстановку в агрофитоценозах, позволяет экономить ресурсы на приобретение минераль­ных удобрений, является экономически и энергетически эффективным.

Новые препараты оказывают положительное влияние на процессы прорастания семян и полевую всхожесть, увеличивая её на 2,3–3,7% , что указывает на резервы обеспечения жизненно необходимыми соединениями; оказы­вают позитивное влияние на формирование листового аппарата озимой пше­ницы, усиливая физиологический транспорт ассимилянтов в генеративные органы и способствуя интенсивному фотосинтетическому потенциалу листь­ев; при этом повышают урожайность опытной культуры как в вариантах с естественным плодородием, так и на удобренных [85, 86].

Исследованиями Н.Ю. Петрова, В.В. Билoyc, Е.В. Калмыковой
[87] установлено положительное влияние обработки семенного материала перед посевом биопрепаратами, что способствовало повышению урожайности зер­на озимой пшеницы на 12–18%, а от совместного их применения с минераль­ными удобрениями – на 20–27%.

В последнее время все чаще ведется поиск эффективных приемов совместного применения микроэлементосодержащих препаратов со средствами защиты растений и оценивается их влияние не только на урожайность, но и на качество зерна. Их совместное влияние улучшает показатели структуры уро­жая, увеличивает ассимиляционную поверхность растений, снижает степень распространения болезней и повышает уровень рентабельности [88, 89].

Возросший в последние годы интерес к применению биопрепаратов и регуляторов роста растений в технологии возделывания полевых культур имеет следующие основания. Во-первых, по эффективности они не уступают минеральным удобрениям; а во-вторых, по затратам их применения имеют высокую окупаемость.

Сегодняшний день требует правильного и рационального использования почвенных и биоклиматических ресурсов, соблюдения агротехнологий и способов подготовки почвы, удобрений и мелиорантов, биопрепаратов и биоудобрений для максимального удовлетворения потребностей растения в факторах окружающей среды.

В связи с этим целью данных исследований было изучение влияния препарата ОРМИСС на рост и развитие, урожайность и качество зерна озимой пшеницы сорта Алексеевич в посевах по предшественнику – горох.

Приводим краткую характеристику сорта Алексеевич.

Передан в Государственное сортоиспытание в 2014 г., районирован по Ростовской области с 2017 года.

Общая характеристика. Полукарликовый, высота растений 81 см, высокоустойчив к полеганию. Среднеспелый, колосится и созревает на
1 день раньше стандартного сорта Краснодарская 99.

Апробационные признаки:

– форма куста – промежуточная;

– лист – не опушен, восковой налет в период кущения слабый, окраска зеленая;

– разновидность – Lutescens;

– колос – пирамидальной формы, белый, средней плотности, остевидные отростки по всей длине колоса 3–25см;

– колосковая чешуя в средней трети колоса – яйцевидной формы, длиной 8,0–10,0 мм, ширина 3,5–4,5 мм. Нервация выражена средне. Зубец колосковой чешуи прямой, плечо прямое – слегка приподнятое, средней величины. Киль сильно выражен;

– зерно – яйцевидой формы, средней величины, основание зерна голое, окраска красная, бороздка неглубокая.

– урожайность. Потенциал продуктивности высокий – 120 ц с 1 га. Имеет устойчивое преимущество по урожайности над стандартом по всем предшественникам. В конкурсном сортоиспытании СКСХОЗ за 2012-2015 гг. наибольшую урожайность показал по предшественнику горчица белая – 113,4 ц/га, превысив сорт Гром на 10,2 ц, а стандартный сорт Память – на 16,4 ц. По предшественнику подсолнечник урожайность составила 101,0 ц/га, превысив Гром на 3,7 ц и Память – на 10,7 ц. Формирует агрофитоценозы
с высокой плотностью колосостоя, продуктивность колоса средняя, масса 1000 зерен 38–412 г.

Мукомольные и хлебопекарные качества. Характеризуется высоким хлебопекарным качеством зерна.

Устойчивость к болезням и климатическим условиям:

– бурая ржавчина – устойчив;

– желтая ржавчина – устойчив;

– стеблевая ржавчина – устойчив;

– септориоз – среднеустойчив;

– мучнистая роса – устойчив;

– фузариоз колоса – средневосприимчив;

– вирусы – среднеустойчив;

– морозостойкость – выше средней;

– засухоустойчивость – к воздушной и почвенной засухе устойчив.

Зона вделывания и предшественники. Допущен к использованию в Центрально-Черноземном (5) и Северо-Кавказском (6) регионах РФ. Имеет преимущество в первую очередь на высоком и среднем агрофоне. Лучшие предшественники: пар, занятые пары, многолетние травы, горох, рапс.

Сроки сева. Оптимальные для зоны.

Норма высева. В опыте изучался с тремя нормами высева: 3, 4, 5 млн всхожих на 1 га.

Приводим также краткую характеристику препарата ОРМИСС.

ОРМИСС – органо-минеральный удобрительный стимулирующий состав, предназначенный для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки растений. Содержит соединения солей металлов и неметаллов в биологически активной легкоусвояемой растениями форме (хелаты).

По мнению разработчиков этого препарата, он способствует:

– развитию мощной корневой си­стемы до 70 см в осенний период;

– повышению зимостойкости и за­сухоустойчивости растений на
20–25%;

– снижению стрессовой нагрузки от применения пестицидов при
об­работке посевов;

– снижению доз, применяемых фун­гицидов; повышению уровня
устой­чивости к болезням;

– повышению урожайности на 25–30%;

– повышению качества посевного материала;

– получению дружных всходов (даже при поздних сроках сева по
не­паровым предшественникам);

– ин­тенсивному продуктивному куще­нию;

– увеличению силы роста даже у мелких семян на 5%;

– повышению полевой всхожести семян до 98%;

– увеличению энергии прорастания семян;

– снижению норм высева в 2–2,5 раза;

– улучшению качественных показателей урожая;

– снижению себесто­имости единицы продукции.

Минеральные удобрения в виде фонов (оптимальный N₁₀P₂₆K₂₆ и повышенный N₂₀P₅₂K₅₂) были внесены 22 октября 2018 г. с отвешиванием на каждую делянку (по схеме опыта) под предпосевную культивацию на глубину 6–8 см.

Семена озимой пшеницы были обработаны препаратами и протравливателями за 2 дня до посева по схеме опыта.

Азотные подкормки по N30 и препарат ОРМИСС по схеме опыта были внесены в жидком виде с помощью ручного опрыскивателя в кущение –
28 марта и колошение – 14 мая 2019 г.

Посев в опыте был проведен 23 октября 2018 г., а уборка урожая –
27 июня 2019 г.

Результаты исследований

В зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения основным фактором, влияющим на продуктивность озимой пшеницы, является влага.
В ди­намике водного режима почвы для черноземов области можно выделить два периода: осенне-зимнее накопление и летнее иссушение влаги.

Паровые поля способны накапливать значительное количество влаги за счет более длительного периода до посева озимой пшеницы. При этом почва промокает до 1,5–2,0 м и происходит пополнение глубинных запасов влаги, которые в дальнейшем положительно влияют на урожайность озимой пшеницы.

Влагообеспеченность почвы к моменту посева озимых по непаровым предшественникам складывается значительно хуже. В отдельные годы
в верхнем посевном слое почвы доступная влага или отсутствует, или ее коли­чество недостаточно для получения дружных всходов. В случае посева ози­мых в сухую почву (в оптимальные сроки) прорастание семян и дальнейшее развитие растений будут полностью зависеть от сентябрьских и октябрьских осадков. При этом нераскустившиеся растения, набравшие малое количество сахаров и не получившие закалки, могут полностью погибнуть в суровые зи­мы, особенно при отсутствии устойчивого снежного покрова.

Установлено, что запасы продуктивной влаги к моменту посева бывают достаточными для получения дружных всходов озимой пшеницы, если они составляют не менее 8–10 мм на каждые 10 см почвы.

В условиях южной зоны Ростовской области максимальные запасы почвенной влаги отмечаются ранней весной и имеют большое значение для величины будущего урожая. Однако продуктивность посевов во многом за­висит и от количества осадков, выпадающих в весенне-летний период, кото­рые не только пополняют запас влаги в почве, но и оказывают влияние на температуру почвы и воздуха, и в целом на микроклимат поля. В то же время в отдельные засушливые годы при сильной испаряемости и стоке воды при ливнях летние осадки не пополняют запасы влаги даже на паровых полях.

Недостаток влаги в почве в мае–июне, высокие температуры почвы и воздуха, суховейные явления являются основной причиной снижения урожайности зерновых культур. Поскольку озимая пшеница использует имею­щуюся в почве влагу как в осенний период (от посева до прекращения осен­ней вегетации), так и в весенне-летний (от возобновления весенней вегетации до созревания зерна), то запасы ее во многом определяют продуктивность посевов.

Исследования водного режима почвы под озимой пшеницей в наших опытах показали, что он зависит от погодных условий, фазы развития растений и применения удобрений (таблица 3.2, рисунки 3.26–3.28).

Таблица 3.2 — Динамика влажности почвы под озимой пшеницей в зависимости от фона минерального питания

в 2018/2019 сельскохозяйственном году

Рисунок 3.26 – Динамика продуктивной влаги под озимой пшеницей

в слое почвы 0–10 см на различных фонах минерального питания в 2019 г.

Рисунок 3.27 – Динамика продуктивной влаги под озимой пшеницей

в слое почвы 0–30 см на различных фонах минерального питания в 2019 г.

Рисунок 3.28 – Динамика продуктивной влаги под озимой пшеницей

в слое почвы 0–100 см на различных фонах минерального питания в 2019 г.

Из представленных данных видно, что в условиях отчетного года в осенний период запасы продуктивной влаги в почве были очень низкими или отсутствовали совсем. Так, в фазе всходов запасы продуктивной влаги в слое почвы 0–10 см (посевной слой) составили всего 6,4–6,6 мм вместо необходимых 10 мм; в слое 0–30 см (пахотный слой) они были также низкими – 10,2–12,4 мм вместо 30 мм; в метровом слое почвы они полностью отсутствовали на всех изучаемых фонах минерального питания. Это обстоятельство, ввиду недостаточной обеспеченности растений влагой, выразилось их слабым развитием с осени, и в зиму растения ушли нераскустившимися, имея всего 1–2 листа. В зимний период запасы продуктивной влаги в почве значительно увеличились по всем изучаемым слоям почвы благодаря выпавшим осадкам в это время. К фазе кущения озимой пшеницы, которое проходило в весенний период, их количество по слоям почвы было равно: 0–10 см – 17,9–18,2 мм; 0–30 см – 54,7–57,2 мм и
0–100 см – 154,6–157,5 мм. По всем исследуемым слоям почвы запасы влаги были достаточными для нормального развития растений вплоть до фазы колошения, где они составили: 0–10 см – 15,9–17,2 мм; 0–30 см – 44,0–57,2 мм и 0–100 см – 75,2–91,5 мм. Здесь необходимо отметить, что запасы влаги по всем слоям почвы были ниже на удобренных фонах минерального питания в сравнении с контролем. Это объясняется большим расходом влаги на удобренных вариантах для формирования более высокой урожайности.

В дальнейшем при отсутствии осадков, а также потреблении влаги растениями из почвы для создания урожая к фазе полной спелости по всем слоям почвы отмечалось её полное отсутствие. Поэтому можно считать, что, начиная с фазы колошения и до полной спелости, растения испытывали дефицит влаги, на формирование урожая, что отрицательно сказалось на положительном влиянии препарата ОРМИСС и минеральных удобрений.
В связи с этим действия как препарата ОРМИСС, так и минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы Алексеевич проявилось незначительно.

В биологическом круговороте питательных веществ в почве важная роль принадлежит самим растениям. Потребляя вещества из почвы, они изменяют концентрацию элементов питания в корнеобитаемом слое и таким образом влияют на их использование. При этом общие запасы питательных веществ в почве характеризуют лишь ее потенциальное плодородие. Для оценки эффективного плодородия, способности почвы обеспечить высокие урожаи полевых культур первостепенное значение имеет содержание в ней элементов питания в тех формах, в которых они легко могут усваиваться растениями.

Черноземы области обладают высокой нитрификационной способностью и высоким валовым содержанием азота (0,20–0,35%), фосфора (0,14– 0,17%) и калия (2,2–2,6%). Однако подвижные формы этих элементов пита­ния не всегда содержатся в достаточном количестве. Накопление их носит сезонный характер и наиболее заметно выражен в пахотном слое, а с увели­чением глубины профиля колебания незначительны. Нитратный азот нахо­дится в достатке только на паровых полях, почти повсеместно отмечается дефицит подвижного фосфора, а обменным калием почвы области обеспече­ны достаточно.

Одним из показателей обеспеченности почвы азотом является содержание нитратного азота. Для нормального роста и развития растений озимой пшеницы его количество должно быть на уровне 15–20 мг/кг почвы в пахотном слое почвы. Анализ данных таблицы 3.3 и рисунков 3.29–3.31 показывает, что требуемого содержания N-NO₃ (15–20 мг/кг) не отмечалось в течение всей вегетации озимой пшеницы на всех фонах минерального питания. Это обстоятельство показывает, что для оптимального азотного питания растений озимой пшеницы дозы азотных удобрений под основную обработку почвы должны быть более высокие (больше N₂₀), чем даже на повышенном фоне минерального питания в наших опытах.

Таблица 3.3 – Динамика содержания элементов питания под озимой пшеницей в зависимости от фона

минерального питания в 2018/2019 сельскохозяйственном году

Рисунок 3.29 – Динамика N-NО₃ под озимой пшеницей в слое почвы 0–40 см

на различных фонах минерального питания в 2019 году

Рисунок 3.30 – Динамика Р₂О₅ под озимой пшеницей в слое почвы 0–40 см

на различных фонах минерального питания в 2019 году

Рисунок 3.31 – Динамика К₂О под озимой пшеницей в слое почвы 0–40 см

на различных фонах минерального питания в 2019 году

Наибольшее содержание нитратного азота в слое почвы 0–40 см на контрольном варианте отмечалось в фазе всходов – 9,3 мг/кг; при внесении удобрений оно повышалось на оптимальном фоне (N₁₀P₂₆K₂₆) до 11,9 мг/кг и на повышенном фоне (N₂₀P₅₂K₅₂) – до 14,3 мг/кг почвы.

По существующей классификации содержание подвижного фосфора в этом же слое почвы (0–40 см) соответствовало средним значениям (16–30 мг/кг) и составляло в фазе всходов: контроль – 20,3 мг/кг, оптимальный фон – 24,5 мг/кг и повышенный фон – 27,6 мг/кг почвы.

По этой же классификации содержание обменного калия было повышенным (350–400 мг/кг) и составило: контроль – 359 мг/кг, оптимальный фон – 410 мг/кг и повышенный – 429 мг/кг в фазе всходов в слое почвы 0–40 см.

Из представленных данных видно, что применение удобрений в виде фонов минерального питания существенно улучшало азотный, фосфорный и калийный режимы почвы для озимой пшеницы в течение всей вегетации растений. Наибольшее содержание питательных веществ на всех фонах минерального питания отмечалось в фазе всходов, затем по мере потребления их растениями на рост, развитие и формирование урожая оно постепенно снижалось, достигая своего минимума в фазе полной спелости.

Данные по урожайности, представленные в таблице 3.4, свидетельствуют об очень высоком уровне урожайности озимой пшеницы в отчетном году.

Таблица 3.4 – Урожайность озимой пшеницы под влиянием препарата
ОРМИСС при различных формах высева и на разных фонах минерального

питания в 2019 г., ц/га

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	66,7	68,6	69,0
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	68,4	68,6	71,0
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	68,9	69,8	71,4
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	66,0	67,1	69,8
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	66,4	68,4	70,2
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	69,9	71,6	72,2
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	70,2	73,4	73,3

Анализ данных показывает, что в условиях этого года урожайность озимой пшеницы слабо зависела от повышения нормы высева, хотя во всех вариантах опыта она была большей при норме высева 5 млн шт./га. Внесение минеральных удобрений в виде фонов питания, а также обработка семян и обработка по вегетации растений препаратом ОРМИСС слабо повышало урожайность озимой пшеницы из-за сильной засухи, как отмечалось ранее.

Самая высокая урожайность в опытах – 73,4 ц/га – была получена при норме высева 4 млн всхожих зерен на 1 га на повышенном фоне минерального питания N₂₀P₅₂K₅₂ и применении препарата ОРМИСС: обработка семян + две обработки по вегетации.

Под влиянием препарата ОРМИСС, различных норм высева и фонов минерального питания изменялись и элементы структуры урожая озимой пшеницы. При этом слабо изменялись показатели высоты растений (таблица 3.5) и длины колоса (таблица 3.6). Здесь высота растений варьировала от 67,9 до 71,8 см, а длина колоса – от 8,9 до 9,4 см. Причем закономерностей в изменении этих показателей нами не установлено.

Таблица 3.5 – Высота растений под влиянием препарата ОРМИСС при различных нормах высева и на разных фонах минерального питания в 2019 г., см

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	68,1	68,0	67,9
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	68,2	71,8	72,5
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	67,7	70,4	68,5
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	68,2	68,5	67,7
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	69,2	71,2	69,9
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	67,8	68,9	70,4
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	70,6	71,0	70,1

Таблица 3.6 – Длина колоса под влиянием препарата ОРМИСС
при различных нормах высева и на разных фонах минерального питания
в 2019 г., см

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	9,2	9,3	9,1
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	8,9	9,0	8,8
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	8,9	9,0	8,7
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	8,9	9,4	9,0
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	9,3	9,4	9,1
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	9,2	9,2	9,0
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	9,2	9,2	9,1

Основным показателем элементов структуры урожая, влияющим на уровень урожайности изучаемой культуры служит количество колосьев на
1 м², который в наших опытах колебался от 535 до 597 шт./м² (таблица 3.7). При этом наибольшим этот показатель был в варианте нормы высева 5 млн шт./га на повышенном фоне минерального питания и обработкой семян ОРМИССом – 597 шт./м².

Таблица 3.7 – Количество колосьев под влиянием препарата ОРМИСС

при различных нормах высева и на разных фонах минерального питания

в 2019 г., шт./м²

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	540	569	580
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	548	559	573
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	549	569	573
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	535	558	573
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	539	557	582
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	557	578	597
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	551	592	594

Количество зерен в колосе характеризует выполненность колоса, а
также наличие пустозерности в нём. В наших опытах этот показатель варьировал от 26,1 до 28,3 шт. (таблица 3.8). При этом наибольшие показатели – 28,3 шт. – были отмечены на контроле при норме высева 4 и
5 млн всхожих зерен на 1 м². Применение минеральных удобрений в виде фона, а также применение биопрепарата ОРМИС имело тенденцию к снижению этого показателя.

Масса зерна с одного колоса (таблица 3.9) характеризует его весовую продуктивность. В отчетном году этот показатель изменялся от 1,26 до 1,35 г, причем наибольший показатель – 1,35 г – был отмечен на повышенном фоне минерального питания при полной схеме применения препарата ОРМИСС и норме высева 3 млн шт./га. При этом по всем вариантам опыта отмечается тенденция уменьшения этого показателя с увеличением нормы высева.

Таблица 3.8 – Количество зерен в колосе под влиянием препарата ОРМИСС

при различных нормах высева и на разных фонах минерального питания

в 2019 г., шт.

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	27,1	28,3	28,3
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	26,1	27,3	27,9
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	27,3	26,9	27,8
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	27,3	26,8	26,7
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	26,5	26,9	27,2
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	27,0	27,5	27,5
7.	Повышенный фон N N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	26,1	27,1	27,6

Таблица 3.9 – Масса зерна с одного колоса под влиянием препарата
ОРМИСС при различных нормах высева и на разных фонах минерального питания в 2019 г., г

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	1,31	1,28	1,26
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	1,32	1,30	1,29
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	1,33	1,30	1,30
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	1,32	1,29	1,29
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	1,32	1,30	1,28
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	1,33	1,30	1,30
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	1,35	1,31	1,30

Масса 1000 зерен – это показатель, который характеризует крупность и выполненность зерна (таблица 3.10). В наших исследованиях масса 1000 зерен под влиянием изучаемых факторов изменялась незначительно и составила 34,4–36,3 г. При этом четких закономерностей в варьировании этих показателей нами не установлено.

Таблица 3.10 – Масса 1000 зерен под влиянием препарата ОРМИСС при
различных нормах высева и на разных фонах минерального питания в 2019 г., г

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	35,5	36,3	35,7
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	34,4	35,5	36,0
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	36,3	35,0	36,2
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	36,1	34,6	34,5
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	35,0	35,0	34,8
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	35,9	35,7	35,8
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	35,2	35,5	35,9

Биологическая урожайность (таблица 3.11) является расчетным показателем (масса зерна с одного колоса × число колосьев), но также считается объективным показателем влияния изучаемых факторов на величину урожая. В наших опытах она составила от 70,6 до 77,6 ц/га. Причем наибольшие показатели были отмечены в варианте повышенного фона удобрений с полной схемой применения препарата ОРМИСС и нормой высева 4 млн всхожих зерен на 1 га.

При выращивании озимой пшеницы важным является не только количест­венный рост урожая, но и повышение его качества за счет повышения белков и клейковины. Только из зерна с высокими технологическими и хлебопекарными свойствами можно производить высококачественный хлеб и хлебобулочные изде­лия.

Таблица 3.11 – Биологическая урожайность под влиянием препарата
ОРМИСС при различных нормах высева и на разных фонах минерального

питания в 2019 г., ц/га

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	70,8	70,8	73,1
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	72,3	72,7	73,9
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	73,0	74,0	74,5
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	70,6	72,0	73,9
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	71,1	72,4	74,5
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	74,1	75,2	76,6
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	74,4	77,6	77,2

Качественные характеристики зерна озимой пшеницы определяются ге­нетическими особенностями сорта и зависят от сочетания факторов жизне-
дея­тельности растений, формирующихся под влиянием гидротермических, поч­венных условий и элементов технологии возделывания.

По своему биоклиматическому потенциалу (высокоплодородные почвы, повышенная температура воздуха в летний период и умеренное количество осадков) южная зона Ростовской области наиболее благоприятна для возделы­вания высококачественного зерна. Однако размещение озимых по крайне жест­ким предшественникам усложняет выполнение этой задачи. Поэтому, здесь очень важен выбор технологии возделывания культуры и, в частности оптимальной нормы высева, системы удобрений, применения биопрепаратов, используемого сорта и т.д.

При заготовке зерна озимой пшеницы оно должно отвечать новым техно­логическим требованиям, применяемым с 2006 г. и представленным в таблице 3.12.

Так, например, зерно озимой пшеницы 3-го класса должно отвечать сле­дующим основным параметрам: белок – не менее 12%; клейковина – не менее 23; стекловидность – не менее 40% и натура зерна – не менее 730 г/л.

Таблица 3.12 – Основные технические требования к качеству зерна мягкой
озимой пшеницы (ГОСТ 52554-2006)

Наименование показателя	Характеристика и ограничительная норма для мягкой пшеницы класса
	1-го	2-го	3-го	4-го	5-го
Типовой состав	I и IV типы, 1-2 подтипы; III тип, 1 подтип и V тип. Сорта, включенные в список «сильных».		I, III, IV типы, 1-3 подтипы и V тип.	I, III, IV типы, все подтипы; V и смеси типов.
Состояние	В здоровом, не греющемся состоянии
Цвет	допускается I степень обесцвеченности		допускается I и II степень обесцвеченности	допускается любая степень обесцвеченности
Запах	Свойственный здоровому зерну пшеницы, без плесневелого, солодового, затхлого и других посторонних запахов
Массовая доля белка, % на сухое вещество, не менее	14,5	13,5	12,0	10,0	не ограни-чивается
Массовая доля сырой клейковины, %, не менее	32,0	28,0	23,0	18,0	не ограни-чивается
Качество сырой клейковины, единицы прибора ИДК, не ниже: I группы II группы	45–75 –	45–75 –	– 20–100	– 20–100	не ограни-чивается не ограни-чивается
Число падения, с, не менее	200	200	150	80	не ограни-чивается
Стекловидность, %, не менее	60	60	40	не ограничивается
Натура, г/л, не менее	750	750	730	730	не ограни-чивается
Массовая доля влаги, %, не более	14,0	14,0	14,0	14,0	14,0
Сорная примесь, %, не более	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0

Результаты наших опытов свидетельствуют о том, что не все исследуе­мые варианты обеспечивают формирование высококачественного зерна.

Одним из основных показателей качества зерна озимой пшеницы является содержание в нем сырого белка (таблица 3.13).

Таблица 3.13 – Содержание сырого белка в зерне озимой пшеницы под

влиянием препарата ОРМИСС при различных нормах высева и на разных

фонах минерального питания в 2019 г., %

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	14,8	14,7	14,6
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	15,0	14,8	14,7
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	14,9	14,9	14,8
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	15,2	15,2	14,9
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	15,1	15,1	15,0
6.	Повышенный фон N20P52K52+ ОРМИСС. Обработка семян.	15,2	15,2	15,1
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	15,4	15,4	15,9

В условиях этого года данный показатель был очень высоким – 14,6–15,4%, и зерно отвечало требованиям I класса во всех вариантах опыта. При этом четко проявляется положительное влияние удобрений и ОРМИССа на этот показатель в сравнении с контролем. Наибольшее содержание сырого белка в зерне – 15,4% – отмечено на повышенном фоне минерального питания с полной схемой применения препарата ОРМИСС и нормой высева 3 или 4 млн всхожих зерен на 1 га.

В отличие от других зерновых культур мука озимой пшеницы при набу­хании в воде образует своеобразный белковый комплекс, называемый клейко­виной. Благодаря этому при замесе теста клейковина образует упругую сетку, способную удерживать углекислый газ, выделяемый в процессе брожения, что обеспечивает в дальнейшем большой объем при выпечке хлеба и мелкопорис­тую структуру его мякиша. Поэтому от содержания клейковины в зерне озимой пшеницы напрямую зависят хлебопекарные свойства муки.

В наших опытах содержание клейковины в зерне варьировало от 24,1 до 26,1% и соответствовало III классу. Причем наименьшие показатели во всех вариантах опыта отмечались при норме высева 5 млн всхожих зерен на
1 га (таблица 3.14). Применение удобрений и препарата ОРМИСС слабо влияло на этот показатель.

Таблица 3.14 – Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы под

влиянием препарата ОРМИСС при различных нормах высева и на разных

фонах минерального питания в 2019 г., %

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	25,5	25,3	24,1
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	25,7	25,5	24,8
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	25,4	25,3	25,1
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	25,7	25,6	25,2
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	25,8	25,7	25,2
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	25,9	26,1	25,3
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	25,7	25,9	25,2

Качество клейковины в зерне характеризуется не только ее величиной, но и группой, ко­торая характеризует качество ее упругости и растяжимость. К первой группе относят зерно с показателями прибора ИДК 45–75 единиц, а ко второй группе – с показателями 20–45 или 75–100 единиц ИДК.

Представленные в таблице 3.15 данные показывают, что по показателям ИДК 78-81 единица зерно в наших опытах соответствовало II группе, что отвечает требованиям стандарта на II класс.

Стекловидность зерна также обязательный показатель при его оценке. Для I и II класса оно должно быть не менее 60%, а для III класса – не менее 40%. При этом, чем более стекловидный эндосперм, тем больше крупок образуется при размоле зерна, а, следовательно, и больше выход муки.

В наших опытах стекловидность зерна слабо изменялась под влиянием изучаемых факторов и варьировала в пределах 50,6–54,2%, что соответствует III классу стандарта зерна по качеству (таблица 3.16).

Таблица 3.15 – Показания ИДК в зерне озимой пшеницы под влиянием
препарата ОРМИСС при различных нормах высева и на разных фонах

минерального питания в 2019 г.

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	81	81	79
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	81	81	81
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	78	82	79
4.	Оптимальный фон N N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	81	81	81
5.	Оптимальный фон N N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	79	81	81
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	79	81	82
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	81	81	79

Таблица 3.16 – Показатели стекловидности в зерне озимой пшеницы под

влиянием препарата ОРМИСС при различных нормах высева и на разных

фонах минерального питания в 2019 г., %

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	51,6	51,7	52,3
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	50,6	52,0	51,1
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	52,3	51,2	54,2
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	52,0	52,0	51,1
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	52,5	51,8	51,1
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	52,1	52,0	50,9
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	51,4	52,0	51,4

Натура зерна является показателем, характеризующим его крупность, а также занимаемый им объем.

В хорошо выполненном, крупном зерне присутствует меньше оболочек, чем в щуплом, а, следовательно, будет и больше выход муки при размоле зерна.

По требованиям стандарта на I и II классы натура зерна должна быть не менее 750 г/л. По этому показателю во всех исследуемых вариантах опыта полученные данные были выше и варьировали в пределах 779–791 г/л (таблица 3.17), т.е. зерно по этому показателю отвечало требованиям I и II классов стандарта по качеству во всех исследуемых вариантах опыта.

Таблица 3.17 – Натура зерна в зерне озимой пшеницы под влиянием

препарата ОРМИСС при различных нормах высева и на разных фонах

минерального питания в 2019 г., г/л

№ пп	Вариант опыта	Норма высева, млн шт./га
		3	4	5
1.	Контроль	784	787	788
2.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян.	783	786	786
3.	Без удобрений + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации.	788	786	791
4.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян.	782	780	788
5.	Оптимальный фон N10P26K26 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	783	786	788
6.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян.	781	779	780
7.	Повышенный фон N20P52K52 + ОРМИСС. Обработка семян + 2 обработки по вегетации	782	781	784

Таким образом, лучшее по качеству зерно озимой пшеницы сорта Алексеевич в большинстве случаев формировалось на удобренных фонах минерального питания с применением по полной схеме препарата ОРМИСС и при более низких нормах высева. Кроме того, параллельно с научными опытами нами ведутся производственные испытания.

Примерами хозяйств, в которых препарат ОРМИСС применяется на различных видах культур, являются: АО «Ко­лос», СПК «Победа» в Целинском районе; ООО «Баранниковское», ООО «Колес­ников», ООО «Псарёв и Сын» в Сальском районе; «РЗ Агро», КФХ «Перетятько» в Зерноградском районе; «Гладышев» в Белоколитвенском районе; ООО «Донская степь» в Октябрьском райо­не; ООО «Союз» в Каменском районе; ЗАО «Деркул» в Тарасовском рай­оне; ООО «Агродон» в Миллеровском районе; ООО «Агро-продукт» в Волгоградской области и др.

Выводы

В условиях южной зоны Ростовской области на обыкновенных черноземах установлено положительное влияние совместного использования минеральных удобрений и препарата ОРМИСС при возделывании озимой пшеницы Алексеевич по предшественнику – горох.

Лучшие результаты по урожайности – 73,4 ц/га – и по качеству зерна дает совместное внесение минеральных удобрений в дозе N20P52K52 + обработка семян ОРМИСС + 2 обработки по вегетации растений.

3.3 Электрофизические методы предпосевной обработки семян зерновых культур

Повышение качества семян сельскохозяйственных культур с помощью электротехнологий, в частности, их предпосевной обработки электромагнитным полем, является экологически «чистым», ресурсо- и энергосберегающим способом повышения урожайности. Изучение влияния электромагнитных полей на прорастание семян, рост и развитие растений и их урожайность является одной из важных проблем современной науки и практического растениеводства, она привлекает внимание многих исследователей, изучению данного феномена были посвящены многочисленные работы и имеется обширная научная литература [90]–[96].
В целом увеличение урожайности при различных видах обработок физическими факторами составляет по разным культурам от 10 до 30%. Но механизм данных явлений до конца до сих пор не установлен.

В АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ разработана и запатентована установка для предпосевной обработки семян в электромагнитном поле промышленной частоты (ЭМП ПЧ) [97]. В связи с этим были проведены исследования по обоснованию режимов обработки семян, сортовой реакции на обработку и по изучению механизма стимулирующего влияния ЭМП ПЧ.

Объектом исследования служили семена различных сортов ярового ячменя ведущих селекционных центров юга России – Зерноградский 584 (ВНИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко, г. Зерноград Ростовской области) и Рубикон (Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко,
г. Краснодар). Как правило, в работе использовали сорта, включенные в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации. Семена были выращены на полях учебно-опытного фермерского хозяйства АЧИИ в питомнике конкурсного сортоиспытания по принятой в зоне технологии.

Семена проращивали в рулонах фильтровальной бумаги по ГОСТ–12038-84 [98] в оптимальных условиях на дистиллированной воде при +20 ºС в течение 7 суток. Энергию прорастания семян определяли через трое, а всхожесть – через семь суток от посева.

Определение линейных размеров проводили путем замера длины самого длинного корешка и длины ростка у 100 проростков.

Определение массы проростков проводили весовым методом. Для этого отделяли проросток от семени, затем высушивали его до постоянной массы. В опыт брали по 100 проростков.

Предпосевную обработку семян в ПЭМП ПЧ проводили на лабораторной установке, представляющей собой модуль установки УСЭ, состоящий из рабочей камеры, магнитопровода и электромагнитной катушки, а также устройства автоматического управления (рисунок 3.32).
В рабочей камере усовершенствованного модуля создавалось переменное магнитное поле промышленной частоты (ПЭМП ПЧ), обеспечивающее оптимальную для предпосевной обработки семян индукцию 0,03 Тл [99].

Рисунок 3.32 – Внешний вид лабораторной установки для обработки семян

переменным электромагнитным полем промышленной частоты

 

Отобранные для обработки семена помещали в установку и обрабатывали ПЭМП ПЧ в течение 1 секунды. Затем семена оставляли на
четверо суток для отлежки, а на пятые сутки закладывали их на прорастание. Такой режим обработки является наиболее эффективным для семян ячменя [97].

Результаты исследований подвергали статистической обработке с применением пакета статистических программ Exсеl. Достоверность различий сравниваемых пар значений оценивали по t-критерию Стьюдента на 5-ти процентном уровне значимости.

При проведении исследований для изучения физиологии и биохимии отбирают в опыт все семена, прошедшие обработку, хотя известно, что семена обладают разнокачественностью не только по массе и линейным размерам, но и по активности метаболических реакций. Нами была предложена шкала микрофенологических фаз прорастания семян (МФФ ПС) ячменя [100, 101]. Эти МФФ ПС легко визуально идентифицировать для каждого индивидуального семени. Проведя регистрацию морфологических изменений каждого прорастающего семени и формирующегося проростка, происходящих за весь период от замачивания семян до становления полноценного проростка, можно определить время наступления каждой МФФ ПС, ее продолжительность, охарактеризовать ход процесса во времени, выделить отдельные фракции семян, установить характер ответной реакции на электромагнитную стимуляцию.

Цель исследования – обосновать режим предпосевной обработки семян ярового ячменя в ПЭМП ПЧ, выявить механизм увеличения всхожести и реакции семян на основе анализа наступления и продолжительности микрофенологических фаз прорастания семян.

Изучение наступления и продолжительности МФФ ПС. Для этого семена проращивали в растильнях на фильтровальной бумаге на дистиллированной воде при +20ºС в течение 7 суток [8]. Семена аккуратно раскладывали по 100 штук в растильни рядами и проводили анализ по каждому семени: в течение семи суток через каждые два часа просматривали каждое семя, отмечая и регистрируя время наступления определенной МФФ. На основании полученных данных составляли таблицу наступления каждой МФФ для каждого семени, а потом находили средние значения наступления и продолжительности МФФ ПС. Повторность опыта трехкратная.

Определение МФФ ПС проводили согласно их описанию [100, 101].

Всхожесть семян. Предпосевная обработка семян, имеющих высокую изначальную всхожесть, приводит к незначительному её увеличению – на
4% у обоих сортов, но при этом существенно увеличивает энергию прорастания: на 36 и 42% у семян сортов Зерноградский 584 и Рубикон, соответственно (таблица 3.18).

Таблица 3.18 – Изменение всхожести и энергии прорастания семян ярового
ячменя под влиянием предпосевной обработки электромагнитным полем
промышленной частоты (ПЭМП ПЧ): К – контрольный вариант, семена без
обработки; ПЭМП ПЧ – семена обработаны в электромагнитном поле
промышленной частоты

Сорт	Энергия прорастания, %			Всхожесть, %
	К	ПЭМП ПЧ	± от К	К	ПЭМП ПЧ	± от К
Зерноградский 584	52	88	36	94	98	4
Рубикон	52	94	42	92	96	4

Поскольку энергия прорастания отражает количество семян, проросших за трое суток, то увеличение числа таких семян может оказать положительный эффект на получение дружных всходов в полевых условиях, запланированного стеблестоя и, в конечном итоге, на урожайность. Поэтому представляет интерес более детально изучить влияние обработки семян ПЭМП ПЧ на некоторые характеристики процесса их прорастания.

Динамику прорастания семян изучили, определяя число проросших семян за каждые сутки (табл. 3.19).

Таблица 3.19 – Влияние предпосевной обработки семян двух сортов ярового

ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты
(ПЭМП ПЧ) на количество проросших семян за каждые сутки в течение периода прорастания

Сорт	Вариант опыта	Число проросших семян (% от всхожих семян):
		через 2-е сут.	за 3-и сутки	за 4-е сутки	за 5-е сутки	за 6-е сутки	за 7-е сутки
Зерноград-ский 584	Контроль	0	52	44	2	2	0
	ПЭМП ПЧ	17	71	10	2	0	0
Рубикон	Контроль	0	52	46	2	0	0
	ПЭМП ПЧ	26	68	6	0	0	0
Среднее	Контроль	0	52	45	2	1	0
	ПЭМП ПЧ	21	70	8	1	0	0

В контрольном варианте все всхожие семена сорта Зерноградский 584 проросли за 6 суток, а сорта Рубикон – за 5 суток, при этом основное количество проросших семян наблюдали через трое и четверо суток. Обработка семян ПЭМП ПС в целом приводит к ускорению прорастания семян и сокращает на одни сутки весь период прорастания у обоих сортов за счет появления фракции быстро прорастающих (через 2-е суток) и исчезновения фракции самых медленно прорастающих (за 5-е и за 6-е сутки) семян. В полевых условиях такой эффект предпосевной обработки ПЭМП ПЧ на прорастание семян приводит к увеличению полевой всхожести и формированию более мощных проростков.

Однако ускорение прорастания на одни сутки не происходит путем простого перемещения семян их из одной фракции в другую. Если провести подсчет числа проросших семян в контроле и в опыте и сравнить изменение их количества по суткам, то становится очевидным, что ускорение прорастания семян всех фракций происходит только на одни сутки, семена не могут «перепрыгнуть» через фракцию и прорасти на двое суток раньше. Кроме того, все семена по-разному реагируют на обработку ПЭМП ПЧ. Например, у сорта Рубикон после обработки только половина семян, прорастающих за 3-е суток, переходит во фракцию быстро прорастающих
(2-е суток), зато семена фракции 4-х суток почти нацело переходят во фракцию 3-х суток. Семена фракции 5-х суток целиком переходят во фракцию 4-х суток. Аналогичная закономерность проявляется и на семенах сорта Зерноградский 584. Следовательно, наибольший положительный эффект от предпосевной обработки семян ПЭМП ПЧ сказывается на запаздывающих семенах путем ускорения их прорастания.

Наступление и продолжительность МФФ ПС. На основе данных круглосуточного с интервалом в два часа анализа морфологических изменений каждого прорастающего семени вычислили среднее для всей партии семян время наступления и продолжительность каждой МФФ ПС. Полученные значения изученных параметров имеют достоверные различия: в таблице 3.20 представлены результаты статистического анализа результатов.

Таблица 3.20 – Результаты попарной оценки для каждой микрофенологической фазы прорастания семян двух сортов ярового ячменя (контроль – обработка ПЭМП ПЧ) существенности разности наступления и продолжительности по t-критерию. Значение t_табл=1,96.

МФФ ПС	t-критерий
	Рубикон		Зерноградский 584
	Наступление	Продолжительность	Наступление	Продолжительность
Набухание	–	3,68	–	2,65
Точка	3,68	9,02	2,65	7,5
К1	10,9	8,54	3,77	3,2
К2	9,48	1,52	5,36	0,34
К3	8,82	4,26	4,31	2,43
Росток	9,40	6,92	4,97	4,18
Проросток	11,66	13,91	5,23	6,33

Различия времени наступления каждой МФФ ПС статистически достоверны, так как между двумя средними значениями (контроль – ПЭМП) имеется существенное (значимое) различие по критерию существенности разности: для всех сравниваемых пар значений t_табл< t_факт.

Различия продолжительности каждой МФФ ПС в контроле и в опыте также статистически достоверны (кроме МФФ ПС К2), так как между средними значениями (контроль – ПЭМП) имеется значимое различие по критерию существенности разности: для сравниваемых пар значений t_табл > t_факт.

Сроки наступления отдельных МФФ в контроле у обоих изученных сортов имеют близкие значения с разницей в 2–4 часа (рисунок 3.33).
В среднем все семена обоих сортов наклевываются через 22–24 часа,
а прорастают, что отмечали по становлению полноценного проростка, за 72,8–72,9 часа.

Обработка семян ПЭМП ПЧ приводит к ускорению наступления всех МФФ, но при этом наблюдаются сортовые различия: у семян сорта Рубикон наступление всех МФФ происходит раньше, а среднее время прорастания всех семян меньше на 6,5 часов, чем у семян сорта Зерноградский 584. Полученные в данном опыте данные согласуются с результатами изучения динамики прорастания семян по суткам (см. табл. 3.19).

Точка – наклевывание семян; К1 – «вилка»; К2 – короткие корешки; К3 – длинные корешки; Росток – появление колеоптиля; Проросток – становление полноценного проростка

Рисунок 3.33 – Влияние предпосевной обработки семян двух сортов ярового ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты на время наступления МФФ ПС при проращивании их в оптимальных условиях.

Продолжительность МФФ ПС контрольных семян существенно разнится – от 6,9 до 23,5 часов и от 6,7 до 22,2 часа у сортов Зерноградский 584 и Рубикон, соответственно (рисунок 3.34). Самыми продолжительными МФФ ПС являются фазы Набухание и Длинных корешков (К3), а самыми скоротечными – фазы Точка (наклевывание семени) и Росток (появление ростка). Порядок расположения МФФ ПС по продолжительности при проращивании контрольных семян одинаков для обоих сортов: Набухание > К3 > К2 > К1 > Т > Р.

Обработка сухих семян ПЭМП ПЧ приводит к достоверному уменьшению продолжительности всех МФФ прорастания, кроме МФФ Короткие корешки (К2). Уменьшение продолжительности разнится у разных МФФ.

Порядок расположения МФФ ПС по продолжительности при проращивании обработанных семян одинаков для обоих сортов: Набухание > К3 > К2 > К1 > Р > Т. Обработка семян приводит к смене к наибольшему сокращению продолжительности МФФ Точка, в то время как у контрольных семян самой скоротечной была МФФ Росток.

Обработка семян ПЭМП ПЧ приводит к различному изменению скорости протекания физиолого-биохимических процессов на каждой МФФ ПС. Если бы обработка семян ускорила только поглощение воды за период набухания, а все остальные процессы протекали бы в стабильном режиме,
то сдвиг наступления и продолжительности всех последующих МФФ ПС должен был иметь одинаковые значения. Однако на практике наблюдаются серьезные различия, особенно по продолжительности МФФ ПС (таблица 3.21).

Рисунок 3.34 – Влияние предпосевной обработки семян двух сортов ярового ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты на продолжительность МФФ ПС при проращивании их в оптимальных условиях

В среднем по всем МФФ ПС их наступление ускоряется на 16,4% и 23,3%, а продолжительность – на 30% и 32% у сортов Зерноградский 584 и Рубикон, соответственно. Можно предположить, что значительное сокращение продолжительности МФФ ПС Точка и Росток произошло за счет осуществления части процессов метаболизма в предыдущие фазы, – Набухание и К3 – продолжительность которых сократилась гораздо меньше. Продолжительность МФФ ПС К2 (Короткие корешки), когда начитается рост появившихся зародышевых корешков, практически не меняется, что свидетельствует о независимости этих процессов от внешних воздействий.

Структура периода прорастания семян. Чтобы оценить влияние ПЭМП ПЧ на структуру всего периода прорастания семян изученных сортов, определили долю продолжительности каждой МФФ ПС в процентах от общего времени прорастания от момента замачивания семян до становления полноценного проростка (таблица 3.22).

Оказалось, что при сокращении абсолютных значений продолжительности (в часах) всех МФФ ПС (см. рис. 3.34 и табл. 3.21), фазы Набухание и Короткие корешки (К2) в среднем по двум изученным сортам после предпосевной обработки стали занимать больший процент времени в структуре периода прорастания: на 3,8 и 3,6%, соответственно. При этом семена за сократившийся после обработки период набухания достигают более высокой влажности в МФФ Точка.

Таблица 3.21 – Ускорение наступления и сокращение продолжительности микрофенологических фаз прорастания семян (МФФ ПС) двух сортов ярового ячменя под влиянием предпосевной обработки переменным
электромагнитным полем промышленной частоты

 

МФФ ПС	Уменьшение времени наступления МФФ ПС		Сокращение продолжительности МФФ ПС
	часы	% от контроля	часы	% от контроля
Зерноградский 584
Набухание	–	–	2,6	11,1
Точка	2,6	11,1	3,3	47,1
К1	4,3	14,9	1,6	22,5
К2	5,9	16,4	0,2	1,7
К3	5,6	11,9	2,8	14,7
Росток	8,4	12,7	2,8	40,6
Проросток	11,2	15,4	–	–
Набухание – Проросток	–	–	13,3	17,7
Рубикон
Набухание	–	–	3,2	14,4
Точка	3,2	14,4	4,6	56,1
К1	7,7	25,4	4,1	43,2
К2	11,8	29,6	1	8,1
К3	12,2	23,6	4,9	28,3
Росток	14,9	22,5	2,8	41,8
Проросток	17,6	24,2	–	–
Набухание – Проросток	–	–	20,6	27,0

Таблица 3.22 – Продолжительность каждой микрофенологической фазы

прорастания семян (МФФ ПС) ярового ячменя в процентах от общего
времени прорастания от момента замачивания семян до становления
полноценного проростка. Средние значения по двум сортам.

Вариант опыта	Продолжительность МФФ ПС, % от продолжительности периода прорастания
	Набухание	Точка	К1	К2	К3	Росток
Контроль	30,2	10	11	15,7	24	9
Обработка	34	6,2	9,3	19,3	24,3	6,8

Это, парадоксальное на первый взгляд, явление позволяет по-новому рассматривать механизм стимулирующего действия предпосевной обработки семян ПЭМП ПЧ на начальных этапах роста и развития растений и по-новому подходить к оценке целесообразности и настройке режимов обработки семян в электротехнологиях.

Оценка сортовой реакции семян ярового ячменя на предпосевную обработку семян в ЭМП ПЧ при проращивании в условиях оптимального и недостаточного увлажнения

Способность растений на первых этапах развития экономно использовать влагу в условиях оптимального и особенно недостаточного водоснабжения служит одним из важных биологических и хозяйственно полезных характеристик сорта. В нашей зоне в период после посева ярового ячменя частым явлением является весенняя почвенная засуха, которая приводит к снижению полевой всхожести семян, угнетению роста проростков, изреженности всходов и снижению урожая.

Ячмень относится к засухоустойчивым культурам, однако весенняя почвенная засуха может нанести значительный урон урожаю [102]. Определяя количество проросших семян на растворах с высоким осмотическим давлением, имитирующих условия почвенной засухи, можно на ранних этапах онтогенеза растений установить относительную засухоустойчивость видов и сортов. Этот прием используют также для оценки потенциальной устойчивости к засухе ячменя [104, 103, 100, 105, 106], для синхронизации прорастания семян ячменя при пониженных температурах [107].

На семенах голозерного овса [105] и ячменя [106] было показано, что устойчивость к водному стрессу во время прорастания зависит от размера семян. Было высказано мнение, что биологический эффект низкочастотного электромагнитного поля на поглощение воды и прорастание семян ячменя заключается в изменении структуры внутриклеточной воды [108]. Однако комплексного сравнительного анализа всхожести, энергии прорастания после обработки семян ярового ячменя в ПЭПМ ПЧ, массы проростков, длины корешков и ростков в условиях оптимального и недостаточного увлажнения на большом наборе генотипов изучено не было.

Цель исследования. Провести оценку влияния ПЭМП ПЧ на устойчивость ярового ячменя к почвенной весенней засухе путем комплексного изучения посевных качеств семян ярового ячменя, мощности и массы проростков.

Объектом исследований служили семена 20 сортов и линий ярового ячменя одного года репродукции. Семена были получены в питомнике конкурсного сортоиспытания, а также на участках размножения семян.

Семена проращивали в рулонах фильтровальной бумаги при оптимальном увлажнении при +20^о С (контроль) или на 0,2 М растворе сахарозы, с помощью которого моделировали засуху. Энергию прорастания и всхожесть семян определяли согласно ГОСТ 12038-84 [98]. Всхожесть определяли через 7 суток проращивания, энергию прорастания – через трое суток.

Определение линейных размеров проводили путем замера длины самого длинного корешка и длины ростка у 100 проростков. Определение массы проростков проводили весовым методом. Для этого отделяли проросток от семени, затем высушивали его до постоянной массы. В опыт брали по 100 проростков.

Результаты исследования

Всхожесть семян. Первым и основным условием получения высокого урожая является посев семенами с высокой всхожестью, поэтому мы оценили влияние предпосевной обработки семян в ПЭМП ПЧ на их посевные качества при проращивании в различных условиях (таблица 3.23). Контрольные семена проращивали в оптимальных условиях увлажнения и на растворе осмотика (засуха), обработанные в ПЭМП семена проращивали в условиях засухи, а затем оценивали изменение всхожести семян в зависимости от условий проращивания и их обработки.

Контрольные семена имели среднюю всхожесть по группе 93%, максимальная всхожесть составила 99% (Максим 2), а минимальная – 87% (Максим). Варьирование значений всхожести по изученных образцам составило 4,3%, что свидетельствует о почти полном отсутствии различий между ними.

В условиях засухи всхожесть семян снизилась в среднем на 20%, при этом выявилась существенная разница по их устойчивости к недостатку влаги: снижение всхожести было от минимального значения -2% (Рубикон) до максимального значения -49% (Дуплет). Различия в устойчивости
к недостатку влаги привели к увеличению коэффициента вариации почти
в 4 раза (r = 16,6%).

Предпосевная обработка семян в ПЭМП ПЧ привела к увеличению их всхожести при проращивании в условиях засухи в среднем на 16%, размах значений составил от 0% (Влад) до 43% (Дуплет). Интересно, что обработка семян может приводить как к полному (Рубикон, Стимул, Миг 2, Виконт 1, Влад), так и почти полному (Миг 4) восстановлению всхожести. Коэффициент вариации значений всхожести в условиях засухи (r = 7%) обработанных семян снизился по сравнению со всхожестью необработанных семян в 2,4 раза.

Таблица 3.23 – Всхожесть и изменение всхожести семян ярового ячменя различных сортов и линий при проращивании в различных условиях. Варианты опыта: «контроль» – исходные семена проращивали на воде; «засуха» – семена проращивали в условиях модельной засухи на растворе сахарозы 0,2 М; «засуха + обработка» – обработанные в ПЭМП ПЧ семена проращивали на растворе осмотика

№ пп	Сорт, линия	Всхожесть, %			Изменение всхожести, ± %
		Контроль	Засуха	Засуха + обработка	Конт-роль — Засуха	«Засуха + обработка» – Засуха	«Засуха + обработка» – Контроль
1.	Мамлюк	94	67	89	-27	22	-5
2.	Стимул	98	59	98	-39	39	0
3.	649-1/636-2	94	66	89	-28	23	-5
4.	Акцент	91	74	88	-17	14	-3
5.	Миг-2	93	69	93	-24	24	0
6.	Рубикон	91	89	91	-2	2	0
7.	Миг-3	96	84	93	-12	9	-3
8.	Мистер	96	81	93	-15	12	-3
9.	Миг-4	93	82	92	-11	10	-1
10.	73М1	86	70	85	-16	15	-1
11.	Виконт	97	56	83	-21	27	-14
12.	Дуплет	97	48	91	-49	43	-6
13.	Кумир	87	63	84	-24	21	-3
14.	Максим	86	51	77	-35	26	-9
15.	Максим 1	88	81	87	-7	9	-1
16.	Максим 2	99	69	94	-30	25	-5
17.	Влад	96	89	89	-7	0	-4
18.	Вадим	91	70	73	-21	3	-18
19.	Дипломат	93	87	89	-6	2	-4
20.	Виконт 1	97	88	97	-9	9	0
Среднее		93	73	89	-20	16	-4
Максимум		99	89	98	-2	0	0
Минимум		86	48	73	-49	43	-18
r, %		4,3	16,6	7,0	–	–	–

Таким образом, предпосевная обработка семян ярового ячменя в ПЭМП ПЧ существенно повышает их всхожесть при проращивании в условиях водного дефицита, а у некоторых генотипов обработка восстанавливает исходную всхожесть семян.

Параметры проростков. При прорастании в условиях весенней почвенной засухи семена должны не только тронуться в рост, но и сформировать проростки, достаточно сильные для того, чтобы вынести росток на дневную поверхность, а корешок – для интенсивного роста вглубь вслед за влажным слоем почвы. Чтобы оценить реакцию генотипов, определяли число корешков, длину самого длинного корешка и ростка, а также абсолютно сухую массу проростка при проращивании контрольных и обработанных семян в условиях засухи и нормы (таблица 3.24).

Таблица 3.24 – Влияние предпосевной обработки семян ярового ячменя
в ПЭМП ПЧ на число корешков, длину самого длинного корешка и ростка,
а также на массу проростка при проращивании в оптимальных условиях
и при недостаточном увлажнении.

№ пп	Сорт, линия	Число корешков, шт.			Длина корешка, см			Длина ростка, см			Масса ростка, мг
		Контроль	Засуха	Засуха + обработка	Контроль	Засуха	Засуха + обработка	Контроль	Засуха	Засуха + обработка	Контроль	Засуха		Засуха + обработка
1.	Мамлюк	5,9	5,0	5,1	10,4	3,9	5,9	8,3	1,9	2,2	19,9	9,2		11,0
2.	Стимул	5,9	5,5	5,5	12,3	4,2	9,3	8,8	1,9	3,4	16,7	8,4		12,8
3.	649-1/636-2	5,8	4,9	4,9	12,2	4,7	7,2	9,2	2,0	2,4	17,8	10,6		12,1
4.	Акцент	5,8	4,8	4,8	13,3	4,8	5,9	9,0	1,4	2,9	17,8	8,5		9,8
5.	Миг-2	5,8	4,9	5,3	13,3	5,3	6,7	9,0	1,8	4,6	16,7	9,5		13
6.	Рубикон	6	4,9	5,5	13,3	7,9	9,4	9,9	2,5	4,7	19,8	11,1		14,1
7.	Миг-3	5,8	4,8	4,8	14,3	6,1	6,8	9,8	2,4	3,8	22,8	9,2		12,1
8.	Мистер	6,0	4,9	4,9	15,1	6,1	6,3	11,4	2,1	2,8	20,9	8,2		9,9
9.	Миг-4	5,9	4,6	5,4	12,3	6,1	6,7	11,1	2,3	3,2	24,1	9,0		9,7
10.	73М1	5,9	4,2	4,6	14,5	5,5	5,7	11,9	1,8	2,9	20,2	8,7		11,2
11.	Виконт	5,8	4,2	4,7	15,3	3,1	4,3	10,4	1,6	2,8	15,5	5,5		8,3
12.	Дуплет	5,8	4,6	5,4	12,2	3,7	5,3	6,4	1,3	2,6	16,1	9,5		10,3
13.	Кумир	5,9	3,9	5,4	13,8	4,2	5,6	8,3	1,8	3,7	17,3	7,4	10
14.	Максим	5,9	2,9	4,4	15,3	7,9	10,9	9,5	1,5	3,7	12,3	6,4	10,2
15.	Максим 1	5,8	3,7	4,6	11,8	3,9	9,5	6,2	1,4	3,1	15,5	6,6	10,0
16.	Максим 3	6,2	3,4	5,5	15,0	3,9	9,9	6,3	1,3	3,6	12,4	6,6	13,0
17.	Влад	6,1	4,6	4,6	9,6	4,2	10,8	6,3	1,6	3,7	15,5	6,5	10,4
18.	Вадим	5,8	3,6	3,9	13,5	3,8	8,9	6,7	1,5	2,6	16,6	7,6	9,6
19.	Дипломат	5,5	5,2	5,4	13,9	5,4	10,1	7,6	2,6	2,9	18,4	12,0	12,6
20.	Виконт 1	6,2	4,4	4,5	14,4	4,3	11	9,5	2,3	5,4	16,9	7,5	12,6
Среднее		5,9	4,5	5,0	13,3	5,0	7,8	8,7	1,9	3,4	17,6	8,4	11,1
Максимум		6,2	5,5	5,5	15,3	7,9	11,0	11,4	2,6	5,4	22,8	12,0	14,1
Минимум		5,5	2,9	3,9	9,6	3,1	4,3	6,2	1,3	2,2	12,4	5,5	8,3
r, %		2,7	14,9	9,2	12,2	26,9	27,6	19,8	22,1	24,6	20	20,1	13,8

Засуха угнетающе влияет на изученные параметры проростков всех сортов и линий ярового ячменя. В среднем по всем образцам число зародышевых корешков изменяется в зависимости от варианта опыта.
В условиях оптимального увлажнения оно составляло в среднем 5,9 штук, а
в условиях недостаточного увлажнения 4,5 шт. Величина коэффициента вариации значений данного признака в засухе увеличивается в 5,5 раза, что отражает разную чувствительность изученных образцов к недостатку влаги в период прорастания. Предпосевная обработка семян в ПЭМП ПЧ увеличивает среднее число корешков до 5 штук в условиях засухи и снижает коэффициент вариации данного признака.

Длина самого длинного корешка – важный признак, так как от его длины зависит способность корневой системы снабжать водой и минеральными элементами растущее растение. Длина корешка в среднем по группе образцов составила 13,3 см в контроле, а в условиях засухи уменьшилась в 2,7 раза. Предпосевная обработка увеличила длину корешка до 7,8 см, что в 1,6 раза больше, чем значения в засухе. Но это значение все равно остается ниже соответствующих значений в контроле в 1,7 раза (75% от длины в контроле).

Длина ростка – самый чувствительный признак проростков при прорастания семян в условиях недостаточного увлажнения. В условиях засухи среднее по группе значение длины ростка снижается в 5,3 раза (с 8,7 до 1,9 см) по сравнению с контролем, что превышает снижение длины корешка. Предпосевная обработка увеличивает длину ростка в 1,8 раза по сравнению с засухой, что также несколько выше реакции длины корешка. Масса проростка в условиях засухи снижается в 2,1 раза, а после обработки возрастает в 1,3 раза.

Результаты проведенных комплексных исследований влияния предпосевной обработки семян ярового ячменя ПЭМП ПЧ при проращивании семян в условиях недостаточного увлажнения на всхожесть и параметры проростков отражены на рисунке 3.35.

Значения исследуемых признаков в контроле приняты за 100 %, а их значения в среднем по всей группе образцов в засухе и в результате обработки даны по отношению к контролю. Поэтому с некоторым приближением мы можем интерпретировать полученные результаты как характеристику ярового ячменя по устойчивости к засухе и по его отзывчивости на предпосевную обработку в ПЭМП ПЧ. Общим выводом из анализа данных, представленных на диаграмме, является то, что в условиях засухи всхожесть и мощность проростков контрольного варианта снижаются, а после обработки семян в ПЭМП ПЧ значения этих же признаков возрастают, но ни один из них не становится равным контрольному варианту.

Рисунок 3.35 – Влияние предпосевной обработки семян ярового ячменя ПЭМП ПЧ при проращивании семян в условиях недостаточного увлажнения на всхожесть и параметры проростков (значения признаков в контроле

приняты за 100%). Среднее по 20 образцам.

Увеличение в засухе следующих признаков в результате предпосевной обработки семян составило: всхожесть семян – на 17%, число корешков – на 8,4%, длина самого длинного корешка – на 21%, длина ростка – на 17,3%, масса проростка – на 22,5%. Число корешков проростка является очень консервативным признаком, так как корешки закладываются еще в зародыше семени, а условия среды только влияют на их рост. Таким образом, если не принимать в рассмотрение число корешков, то в среднем по группе изученных образцов увеличение значений признака не превышает 17,0–22,5%.

 

Выводы

1. Предложенный нами метод, основанный на изучении морфологических изменений каждого семени в процессе прорастания в период от замачивания до стадии полноценного проростка, позволил провести более детальную оценку прохождения семенами отдельных этапов прорастания и влияния на них предпосевной обработки.

2. Ускорение почти в два раза протекания МФФ Точка в среднем по сортам составляет 51,5%. Это свидетельствует о существенном ускорении поглощения воды в период набухания семян, так как влажность зародыша в МФФ Точка уже достигает значений, необходимых для запуска всех физиолого-биохимических процессов. Возможно, магнитное поле активизирует гидролиз запасных углеводов и возрастание сосущей силы семян.

3. Предпосевная обработка семян ярового ячменя ПЭМП ПЧ сокращает период набухания семян, что может быть связано с возрастанием сосущей силы семян. При этом в структуре периода прорастания от момента замачивания семян до становления проростка продолжительность МФФ Набухание сокращается на 11–14%, а следующая за ней МФФ Точка – на
47–56%.

4. Изучение первичных этапов поглощения воды и последовательности прохождения семенами микрофенологических фаз прорастания может быть использовано в качестве экспериментального подхода для изучения реакции семян на внешнее воздействие. Также оно поможет ускорить расшифровку механизмов реакции сухих покоящихся семян на кратковременную обработку переменным электромагнитным полем и дифференцированно подходить к оценке целесообразности и настройке режимов обработки семян в электротехнологиях.

5. Предпосевная обработка семян ярового ячменя в ПЭМП ПЧ целесообразна, так как она приводит к повышению устойчивости к дефициту влаги в период прорастания семян и роста проростков.

6. Степень реакции семян различных сортов, линий и даже партий семян одного сорта на предпосевную обработку в ПЭМП ПЧ по повышению всхожести и устойчивости к дефициту влаги в период прорастания различна. У одних генотипов такая обработка способна восстановить всхожесть в засухе до уровня контрольных семян, а у других лишь на несколько процентов.

Планируя проводить предпосевную обработку семян ярового ячменя в ПЭМП ПЧ, желательно предварительно оценить величину ответной реакции семян данного сорта и данной партии.

3.4 Сорт сельскохозяйственного растения как элемент органического земледелия и основа для получения экологически чистой продукции

Увеличение производства сельскохозяйственной продукции – главное направление сельского хозяйства Российской Федерации, определяющее развитие многих других отраслей. Проблема повышения продуктивности пашни и эффективности производства растениеводческой продукции остается осо­бенно актуальной, потому что причинами низкой устойчивости сельскохо­зяйственного производства в регионах с недостаточным увлажнением почвы являются глобальные изменения климата и высокая зависимость сельского хозяйства от гидротермических условий в период вегетации возделываемых культур. Одной из основных задач стабилизации растениеводства является разработка высокоэффективных технологий возделывания сельскохозяйственных культур с целью системного противодействия засухам и уменьше­ния их негативных последствий. Наиболее эффективным приемом преодоле­ния таких последствий является внедрение современных селекционных до­стижений – новых сортов и гибридов, удельный вес которых необходимо до­нести до 75% от площади посевов, и внедрение адаптивных технологий их возделывания [109].

В современных условиях интенсификации земледелия воз­растает роль сорта. Доля участия его в росте урожайности за по­следние 20–30 лет на сортоучастках страны составила 31–58% [110, 111].

Вместе с тем, потенциальные возможности вышеуказан­ных сортов и гибридов зерновых культур в условиях производ­ства используются далеко не полностью. Считаем, что это вызвано не особенностями сорта, а нарушением технологии их возделывания.

Исследования отечественных и зарубежных авторов показа­ли, что новые высокопродуктивные copтa более требовательны к условиям выращивания. Новый copт интенсивною типа не мо­жет давать хороший урожай в любых условиях, он требует по­вышенного агрофона и более высоких доз удобрений [112, 113].

Современные сорта озимой пшеницы очень требовательны к плодородию почвы. Для формирования урожайности 4–4,5 т/га необходимо около 140 кг азота, 50 кг фосфора и 120 кг калия. Поэтому без применения удобрений получить такую урожай­ность с высоким качеством зерна невозможно. При этом азот регулирует рост вегетативной массы, определяет уровень уро­жайности, улучшает качество зерна. Фосфор способствует рав­номерному появлению всходов, активизирует рост корневой системы, ускоряет созревание. Калий улучшает перезимовку растений, укрепляет соломину, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной.

В многочисленных работах отмечаются сорто­вые особенности озимой пшеницы при использовании удобрений [114]–[117].

По обобщенным данным Центрального института агрохими­ческого обслуживания (ЦИНАО) высокоурожайные сорта требуют большего количества элементов питания. Например, интенсивный сорт Мироновская 808 при урожайности 5,0 т/га выносит из почвы 150 кг азота с 1 га, а малоурожайные сорта – всего 40–50 кг. Поэтому внесение удобрений под сорта интен­сивного типа в таких же дозах, что и под малоурожайные, при­водит их к голоданию [118].

В то же время Г.М. Билоус, В.В. Коцарь [119] указывают, что эффективность повышенных доз NPK проявляется лишь при вы­ращивании устойчивых к полеганию сортов.

В исследованиях И.Г. Калиненко, Л.Н. Чорба [120] в условиях Ростовской области показано, что полегание в посевах по пару при внесении повышенных доз удобрений районированных в то время сортов Безостая 1, Ростовчанка, Донская остистая за 4–5 дней до колошения снижало урожайность на 43,6%, более позд­нее полегание через 4–5 дней после колошения снижало его не­сколько меньше – на 31,8%. Авторы объясняют это снижением массы 1000 зерен и озерненности колоса. Интенсивные сорта более требовательны не только к питанию, но и к другим условиям окружающей среды. Исследования мно­гих авторов показывают, что роль сорта в увеличении урожай­ности заметно возрастает при благоприятных погодных условиях [121]–[123].

При неблагоприятных условиях сортовые различия сглаживаются и, как правило, сорта интенсивного типа больше страдают в стрессовых ситуациях. В связи с высокой требовательностью современных сортов к условиям возделыва­ния, их индивидуальной отзывчивости на различные агроприе­мы необходимо разрабатывать для каждого сорта свою сорто­вую технологию применительно к почвенно-климатическим условиям [124]–[129].

Поэтому с внедрением в производство новых технологий, при которых будут наиболее полно удовлетворяться потребности растении во влаге и питательных веществах в основные фазы их роста и развития, а посевы защищены от болезней и вредителей потенциальные возможности сортов реализованы в полной мере.

В связи с этим целью данного исследования было проведение конкурсного сортоиспытания озимой пшеницы, озимого и ярового ячменя с учетом определения лучших сортов для возделывания в новых биотехнологиях в условиях южной зоны Ростовской области.

Исследования проводили в научном севообороте учебно-опытного фермерского хозяйства АЧИИ ДонГАУ, находящегося в южной природно-климатической зоне Ростовской области.

Общая площадь области составляет 10,9 млн га, из которых 8,5 млн га – сельскохозяйственные угодья, в том числе 5,7 млн га занимает пашня. Почвенный покров сельскохозяйственных угодий представлен, в основном, черноземами (64,2%) и каштановыми почвами (26,6%) [130].

Южная зона области представлена черноземами обыкновенными, которые по агрохимической оценке являются самыми плодородными и наиболее благоприятными для возделывания всех сельскохозяйственных культур. Эти почвы сформированы под разнотравно-типчаково-полынными ассоциациями в условиях неустойчивого и недостаточного увлажнения [131].

Материнские почвообразующие породы – преимущественно карбонатные лёссовидные глины и суглинки мощностью от 6 до 50 м флювиогляциального, аллювиального и аллювиально-делювиального происхождения, имеют палево-бурую или палево-желтую окраску и тонкопористое сложение.

Гранулометрический состав почв в целом сходен с составом почвообразующих пород и чаще относится к тяжелосуглинистому (таблица 3.25).

Таблица 3.25 – Гранулометрический состав чернозема обыкновенного

Слой почвы, см	Диаметр фракций, мм; содержание, %
	0,25– 0,05	0,05– 0,01	0,01– 0,005	0,005– 0,001	менее 0,001	менее 0,01
0–10	9	30	9	17	34	60
30–40	9	29	10	16	36	62
60–70	8	28	8	14	41	63
100–110	9	24	13	16	37	66
140–150	10	30	8	20	35	63
190–200	6	35	3	24	32	59

Особенность его – практически полное отсутствие в профиле почв песчаных частиц, преобладающее содержание илистой фракции и крупной пыли. В минералогическом составе пылеватых фракций преобладают кварц, полевые шпаты, слюда; в илистой фракции – гидрослюдисто-монтмориллонитовые образования, каолинит.

В структуре черноземов обыкновенных по всему профилю преобладают комковато-ореховатые отдельности (38,3–55,5%). Распыленная часть до­стигает большей величины (23%) только в пахотном слое, глубже она не превышает 8%.

Содержание водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм в пахотном слое составляет, как правило, 60% и более, увеличиваясь с глубиной.

Плотность почв колеблется в пределах 1,1–1,3 г/см³ в пахотном слое, постепенно возрастая вниз по профилю до 1,5–1,6 г/см³. После обработки почв и в течение вегетации культурных растений плотность верхних гори-зонтов может существенно изменяться, но может возвращаться и в равновесное состояние.

Пахотный слой черноземов обыкновенных Ростовской области имеет вполне удовлетворительную пористость – 52–62%. В нижних слоях карбо­натных почв она продолжает оставаться высокой, что обеспечивает опти­мальную воздухоёмкость и воздухообмен, свободное передвижение влаги и накопление ее запасов в почве.

Наименьшая влагоемкость (НВ), наиболее высокая в нижних слоях черноземов (30–33%), постепенно уменьшается глубиной (в горизонте С –
20–25%). Аналогично изменяется по профилю почвы капиллярная и полная влагоемкость.

Увлажнение почвы за счет осадков происходит, в основном, осенью и зимой, достигая максимума ранней весной. Запасы влаги во всех горизонтах, за исключением верхнего, неоднократно пересыхающего, составляют примерно половину от наименьшей емкости, но продуктивные запасы влаги значительно меньше: в метровом слое – 1,9–2,1, в полутораметровом – 2,7–3,0 тыс. м³/га. Осадки весенне-летнего периода существенно уступают суммарному расходу влаги на потребление ее растениями и испарение. Агрохимическая характеристика черноземов обыкновенных представлена в таблице 3.26.

По запасам гумуса и питательных веществ эта почва относится к числу наиболее плодородных. Содержание гумуса в пахотном слое достигает 4,3%, а его запасы на 1 га – до 450 т. Общее содержание азота составляет 0,22%, фосфора – 0,16 и калия – 2,40%. Емкость поглощения довольно высокая – 38,3% с преобладанием кальция (86–90%) и магния (8–12%), что обеспечивает весьма благоприятные физические свойства почвы. Величина pH в верх­нем слое близка к нейтральной (7,0–7,2), постепенно увеличиваясь с глуби­ной.

Таблица 3.26 – Агрохимическая характеристика чернозема обыкновенного

Глубина, см	Гумус, %	СаСО3, %	Са+ Mg+, мг- экв./100 г почвы	pH (водный)	Общий
					азот, %	фосфор, %	калий, %
0–30	3,8	2,1	38,3	7,2	0,22	0,16	2,40
45–55	3,5	4,1	37,4	7,7	0,20	0,17	2,40
60–70	2,5	8,3	34,7	7,8	0,15	0,18	2,47
105–115	1,3	14,1	30,0	8,2	0,05	0,18	2,42

Данные по содержанию доступных форм элементов питания в почве под изучаемыми культурами в динамике вегетационного периода представ- лены также в таблицах, рисунках и описаны в соответствующем разделе.

Рельеф опытного участка ровный и наиболее типичный для преобладающей части Зерноградского района. По агроклиматическому районирова­нию южный регион области относится к зоне недостаточного увлажнения с жарким климатом. Отличительными особенностями этой зоны являются недостаточное количество осадков, жаркое лето, умеренно холодная зима, низкая относительная влажность воздуха в летний период (30–40%), со значительным количеством суховейных дней (60–65) и сильным ветром восточных направлений. Все это обуславливает повышенный температурный режим и недостаточные запасы продуктивной влаги в почве в течение вегетации и, что очень важно, к моменту посева озимой пшеницы, особенно по непаровым предшественникам.

Сумма активных температур (выше 10 °С) составляет 3400–3600 °С, а среднегодовая температура равна 9,6 °С. Наиболее холодным месяцем является январь (-3,8 °С), а наиболее теплым – июль (+23,1 °С). Продолжительность безморозного периода – 180 дней.

Среднемноголетняя сумма осадков составляет 582,4 мм, в том числе
по периодам: осень – 131,5 мм; зима – 145,7 мм; весна – 131,0 мм и лето –
174,2 мм. Наиболее засушливым по количеству осадков считается март –
37,0 мм, а наиболее влажным июнь – 71,3 мм. ГТК находится в пределах
0,8–0,9 [132].

Территория региона в большой степени подвержена влиянию неблаго­приятных погодных явлений, а именно: почвенная и воздушная засуха, сухо­веи, пыльные бури, град, заморозки и ледяная корка на посевах озимых куль­тур, приводящая к механическому разрыву корневой системы растений и их гибели.

Погодные условия в годы исследований отличались недостатком влаги. Это основной лимитирующий фактор жизни растений для Ростовской области, поэтому полученные результаты опытов являются очень ценными.

Полевые опыты по конкурсному сортоиспытанию проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [133]. Площадь учетной делянки – 50 м², повторность – 4-хкратная. Посев семян озимой пшеницы, озимого и ярового ячменя проводили по предшественнику горох в оптимальные для нашей зоны сроки посева с нормой высева 500 всхожих семян на 1 м² сеялкой СН-16. Глубина заделки семян составила 5–6 см. Учет урожая по делянкам проводили малогабаритным комбайном Сампо-500. Обработку почвы и уходные мероприятия за посевами проводили согласно «Зональным системам земледелия» для нашей зоны.

Данные учета урожая за 2019 г. приведены в таблице 3.27.

Таблица 3.27 – Результаты конкурсного сортоиспытания озимой пшеницы

в Азово-Черноморском инженерном институте (г. Зерноград), 2019 год

Сорт / Оригинатор	Урожайность, ц/ra		Оценка качества зерна
		± ц/га к станд.
Аксиния, стандарт / ВНИИЗК Бонус / ВНИИЗК Находка / ВНИИЗК Дон-107 / ВНИИЗК	51,8	–	Сильная
	48,0	-3,8	Сильная
	46,3	-5,5	Ценная
	53,2	+1,4	Сильная
Изюминка / ВНИИЗК Ленит / ВНИИЗК	49,7 41,1	-2,1 -10,7	Ценная Ценная
Капризуля / ВНИИЗК Аскет / ВНИИЗК	46,7	-5,1	Ценная
	51,1	-0,7	Ценная
Лидия / ВНИИЗК Капитан / ВНИИЗК	49,7	-2,1	Ценная
	46,1	-5,7	Ценная
Лучезар / ВНИИЗК	52,2	+0,4
Среднее по сортам ВНИИЗК	48,7	-3,1
Таня / КНИИСХ Гром / КНИИСХ Юка / КНИИСХ Баграт / КНИИСХ	69,2	+17,4	Ценная
	62,7	+10,9	Ценная
	62,3	+10,5	Ценная
	59,9	+2,1	Сильная
Алексеевич / КНИИСХ Безостая 100 / КНИИСХ	67,4	+15,6	Сильная
	50,2	-1,6	Сильная
Степь / КНИИСХ Граф / КНИИСХ Маркиз / КНИИСХ	62,9	+11,1	Ценная
	62,3	+10,5	Ценная
	50,2	-1,6	Сильная
Кавалерка / КНИИСХ	58,6	+6,8	Сильная
Тимирязевка / КНИИСХ	65,3	+13,5	Ценная
Елангип / КНИИСХ Дуплет / КНИИСХ Ваня / КНИИСХ Себербаш / КНИИСХ	60,5	+8,7
	65,2	+13,4
	60,8	+9,0
	62,4	+10,6
Среднее по сортам КНИИСХ	60,9	+9,1
Нива Ставрополья / СтНИИСХ	49,6	-2,2
Слава / СтНИИСХ	56,4	+4,6
Багира / СтНИИСХ	54,9	+3,1
Среднее по сортам СтНИИСХ	53,6	+3,1

Анализ данных по урожайности показывает, что стандартный сорт Аксиния сформировал 51,8 ц/га. В среднем по всем изучаемым сортам селекции ВНИИЗК была получена самая низкая урожайность зерна – 48,7 ц/га. Средние значения были получены по сортам селекции СтНИИСХ
и самые высокие – 60,9 ц/га – по сортам селекции КНИИСХ. Самые высокие прибавки урожая к стандарту (51,8 ц/га) были получены по сортам Таня (+17,4 ц/га), Алексеевич (+15,6 ц/га) и Дуплет (13,4 ц/га). Значительно уступили стандарту следующие сорта: Ленит (-10,7 ц/га), Капитан (-5,7 ц/га) и Находка (-5,% ц/га). Средняя за три года урожайность сортов озимой пшеницы приведена в таблице 3.28.

Таблица 3.28 – Лучшие сорта озимой пшеницы в конкурсном испытании Азово-Черноморского инженерного института, 2017–2019 гг.

Сорт	Ориги-натор	Урожайность, ц/га, по годам				± ц/га к стан-дарту	Качество зерна	Рекомен- дуемые предшест-венники
		2017	2018	2019	средняя
Аксиния, стандарт Бонус Находка	ВНИИЗК	90,0	77,2	51,8	73,0	–	Силь-ная	Пары, бобовые, пропашные
	ВНИИЗК	94,6	73,8	48,0	72,1	-0,09	Силь-ная	Пары, бобовые, пропашные
	ВНИИЗК	85,2	72,6	46,3	68,0	-0,50	Цен-ная	Пары, бобовые, пропашные
Таня Гром Юка	КНИИСХ	94,0	79,7	69,2	80,9	+ 0,80	Цен-ная	Пары, з/бобовые, колосовые
	КНИИСХ	98,9	81,4	62,7	81,0	+ 0,80	Цен-ная	Пары, з/бобовые
	КНИИСХ	104,6	83,0	62,3	8,33	+ 1,03	Цен-ная	Кукуруза, колосовые, подсолнечник
Баграт Алексе-евич Безостая 100	КНИСХ	100,0	77,0	53,9	77,0	+0,40	Силь-ная	Пропашные, колосовые
	КНИСХ	101,3	83,6	67,4	84,1	+1,11	Силь-ная	Пары, бобовые, рапс
	КНИСХ	93,1	78,8	50,2	74,0	+0,10	Силь-ная	Пропашные, колосовые, кукуруза
Степь Граф Маркиз Кавалер-ка	КНИИСХ	94,2	94,0	62,9	83,7	+1,07	Цен-ная	Колосовые, з/бобовые, подсолнечник
	КНИИСХ	103,7	73,7	62,3	80,0	+0,70	Цен-ная	Пары, з/бобовые, овощные
	КНИИСХ	104,6	73,0	50,2	76,0	+0,30	Силь-ная	Пары, кукуруза, з/бобовые
	КНИИСХ	95,1	81,0	58,6	78,2	+ 0,52	Силь-ная	З/бобовые, занятые пары

В среднем за 2017–2019 гг. урожайность стандартного сорта Аксиния составила 73 ц/га. Уступили стандарту по урожайности только два сорта селекции ВНИИЗК: Бонус (-0,90 ц/га) и Находка (-5,0 ц/га). Необходимо отметить, что все изучаемые сорта озимой пшеницы селекции КНИИСХ по урожайности превзошли стандарт на 3,0–11,1 ц/га. При этом максимальной урожайностью в опытах выделились следующие сорта: Алексеевич – 84,1 ц/га, который рекомендуется высевать по предшественникам: пар, бобовые, рапс; Степь – 83,7 ц/га и Юка – 83,3 ц/га, которые необходимо высевать по предшественникам: колосовые, кукуруза, подсолнечник.

В опыте по изучению сортов озимого ячменя в условиях 2019 г. урожайность стандарта составила 65,4 ц/га, что считается очень высокой для нашей зоны. В результате этого только один сорт смог превысить стандарт по урожайности – Тома (+1,7 ц/га) (таблица 3.29). Остальные сорта озимого ячменя, изучаемые в опыте, уступили стандарту на 0,2–17,9 ц/га. Самая низкая урожайность была получена по сортам: КА-12 – 47,5 ц/га, Серп – 52,1 и Линия – 54,0 ц/га.

Таблица 3.29 – Урожайность сортов озимого ячменя в КСИ

Азово-Черноморского инженерного института, 2019 г.

Сорт	Оригинатор	Урожайность, ц/га	± к стандарту, ц/га
Ерема, стандарт	ВНИИЗК	65,4	–
Тигр	ВНИИЗК	63,6	-1,8
Тимофей	ВНИИЗК	60,2	-5,2
Мастер	ВНИИЗК	63,9	-1,5
Полет	ВНИИЗК	62,9	-2,5
Жигули	ВНИИЗК	65,4	–
Патерн	СтНИИСХ	63,3	-2,1
Достойный	СтНИИСХ	64,9	-0,5
Зачет	КНИИСХ	63,0	-2,4
Стратег	КНИИСХ	58,5	-6,9
Романс	КНИИСХ	58,3	-7,1
Рубеж	КНИИСХ	57,3	-8,1
Добрыня	КНИИСХ	64,4	-1,0
Самсон	КНИИСХ	64,6	-0,8
Дали	КНИИСХ	56,8	-8,6
Тома	КНИИСХ	67,1	+1,7
Серп	КНИИСХ	52,1	-13,3
Молот	КНИИСХ	57,1	-8,3
КА-1	КубГАУ	56,3	-9,1
КА-12	КубГАУ	47,5	-17,9
Агродеум	КубГАУ	54,5	-10,9
Линия 35/17	КубГАУ	54,0	-11,4
Лайс	КубГАУ	62,0	-3,4
Версаль	КубГАУ	60,5	-4,9
Амиго	КубГАУ	65,2	-0,2
Каррера	КубГАУ	62,1	-3,3

В опытах по яровому ячменю в условиях отчетного года урожайность стандартного сорта Ратник составила 37,2 ц/га. При этом большой разницы в урожайности сортов между различными оригинаторами не отмечалось. Средняя урожайность по сортам ВНИИЗК составила 37,4 ц/га, по сортам КНИИСХ – 38,8 и по сортам ВСГИ – 37,5 ц/га (таблица 3.30).

Таблица 3.30 – Урожайность сортов ярового ячменя в КСИ

Азово-Черноморского инженерного института, 2019 г.

Сорт	Оригинатор	Урожайность, ц/га	± к стандарту, ц/га
Яровой ячмень	ВНИИЗК	–	–
Ратник, стандарт	ВНИИЗК	37,2	–
Сокол	ВНИИЗК	32,5	-4,70
Приазовский	ВНИИЗК	37,1	-0,01
Щедрый	ВНИИЗК	38,3	+1,10
Леон	ВНИИЗК	40,8	+3,60
Грис	ВНИИЗК	35,7	-1,50
Средняя		37,4
Виконт	КНИИСХ	37,5	+0,03
Мамлюк	КНИИСХ	35,8	-1,40
Богатырь	КНИИСХ	38,4	+0,90
Магнит	КНИИСХ	42,2	+5,00
Прилив	КНИИСХ	40,3	+3,10
Рубикон	КНИИСХ	38,7	+1,50
Средняя		38,8
Вакула	ВСГИ	37,8	+0,06
Эней	ВСГИ	39,0	+1,80
Гетьман	ВСГИ	37,6	+0,04
Прерия	ВСГИ	36,5	-0,07
Одесский 22	ВСГИ	36,7	-0,05
Средняя	ВСГИ	37,5

В большей степени по урожайности зерна превзошли сорта ярового ячменя: Магнит (+5,0 ц/га), Леон (+3,6 ц/га), Прилив (+3,10 ц/га). Самыми низкими по урожайности были сорта: Сокол – 32,5 ц/га (-4,7), Грис – 35,7 ц/га (-1,50), Мамлюк – 35,8 ц/га (-1,40).

Выводы по главе

1. Для получения экологически чистой продукции в системе органического сельского земледелия разработано функциональное взаимодействие технологии и технических средств для производства и применения органических удобрений, направленное на:

– экологически чистую переработку жидкого, полужидкого и подстилочного навоза в высококачественные концентрированные органические удобрения с использованием биологически активных добавок;

– создание технических средств для поверхностного внесения твердых и жидких КОУ с дозами 1–4 т/га;

– создание устройства на МЭС для мониторинга в продукционном слое почвы N, P и K в системах точного земледелия с последующим дифференцированным внесением удобрений, что приводит к снижению на 30% применение агрохимикатов.

2. В условиях Ростовской области установлено на обыкновенных черноземах положительное влияние совместного использования минеральных удобрений и препарата ОРМИСС при возделывании озимой пшеницы по предшественнику – горох. При урожайности 73,4 ц/га определено совместное внесение МУ в дозе N₂₀P₅₂K₅₂ + обработка семян ОРМИСС + 2 обработки по вегетации растений.

3. Предпосевная обработка семян ярового ячменя в ПЭМП ПЧ приводит к повышению устойчивости к дефициту влаги в период прорастания семян и роста проростков. В процессе предпосевной обработки семян в ПЭМП ПЧ необходимо оценить величину ответной реакции семян данного сорта и данной партии.

4. Проведенные конкурсные сортоиспытания озимой пшеницы, озимого и ярового ячменя выявили особенности внедрения лучших сортов в условиях южной зоны Ростовской области. В большой степени по урожайности зерна превзошли сорта ярового ячменя: Магнит (+5,0 ц/га), Леон (+3,6 ц/га), Прилив (+3,10 ц/га).

4 МАШИННО-ТРАКТОРНЫЕ АГРЕГАТЫ НА БАЗЕ МЭС ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ КАК ОСНОВА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ В СИСТЕМАХ ОРГАНИЧЕСКОГО  СЕЛЬСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

4.1 Параметры и режимы МЭС пятого поколения при обработке почвы

Проведенные ранее исследования под руководством академика Э.И. Липковича показали, что для снижения техногенной нагрузки на почву (уплотнение почвы, буксование и др.) целесообразно применение МЭС пятого поколения на гусеничном ходу.

Универсальная конструкция МЭС пятого поколения позволяет в процессе обработки почвы проводить совмещенные многопроцессные операции.

На рисунках 4.1–4.4 показаны схемы многопроцессных МТА на основе МЭС пятого поколения (в колесном и гусеничном исполнениях) для обработки почвы. Основой представленных базовых комплексов является мобильное энергосредство со сменным ходовым аппаратом. МЭС оснащается современными и перспективными средствами механизации для обработки почвы.

На период вегетации большинства сельскохозяйственных культур приходится лишь незначительная часть осадков, в связи с чем основная обработка почвы должна способствовать максимальному накоплению и сохранению влаги осенне-зимнего периода. Глубокое безотвальное рыхление почвы имеет в указанном аспекте определенные преимущества.

Разновидностью безотвальной обработки почвы является чизелевание [134, 135].

Основными преимуществами чизельных орудий является высокая эффективность борьбы с уплотнением почв, вызванным воздействием ходовой системы тракторов [136]. Рыхление почвы на глубину до 25 см позволяет повысить впитывающую способность переуплотненной ранее почвы до 70% [134].

Заводами регионального машиностроения выпускаются разнообразные группы почвообрабатывающих орудий (ОАО «Светлоградсельмаш», ООО «БДМ Агро», ЗАО «РТП Зерноградское», ООО НИПВФ «Тензор-Т» и др. [137].

В АЧИИ совместно с предприятиями регионального машиностроения разработан чизельный плуг-глубокорыхлитель ПГР-4 (рисунок 4.5) с усовершенствованной компоновкой рабочих органов.

3

2

1

 

1 – дисковая поверхностная обработка почвы + отвальная вспашка;

2 – дисковая поверхностная обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление;

3 –дисковая поверхностная обработка почвы + основная плоскорезная обработка почвы

Рисунок 4.1– Схема многопроцессного МТА на основе МЭС-3200

для обработки почвы

1

2

1 – дисковая поверхностная обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление;

2 – почвообрабатывающий адаптер (культиватор) + навесная широкозахватная сеялка

высева пропашных

Рисунок 4.2– Схема многопроцессного МТА на основе колесного МЭС-5400

для обработки почвы

Рисунок 4.3– Схема многопроцессного МТА на основе

гусеничного МЭС-5400 для обработки почвы

2

1

1 – поверхностная обработка почвы + глубокое безотвальное рыхление;

2 – дисковая обработка почвы + отвальная вспашка

 

Рисунок 4.4– Схема многопроцессного МТА на основе

гусеничного МЭС-8470 для обработки почвы

1 – рама; 2 и 3 – рабочие органы; 4 и 5 – колеса опорные; 6 – регулировочные
винты; 7 – шлейф; 8 – пальцы; 9 – устройство навесное; 10 – щитки сигнальные

Рисунок 4.5 – Общий вид плуга-глубокорыхлителя ПГР-4

Результаты комплексной агроэнергетической оценки ПГР-4 и сравниваемых вариантов ПЧ-4,5П (ООО «БДМ Агро») и ПРБ-4А (ООО «Волгоградский электромеханический завод») представлены на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Значение комплексного показателя агроэнергетической оценки исследуемых орудий

В качестве обобщенного показателя принят безразмерный комплексный показатель

(4.1)

где ССТi, ПКПi, Рti	–	соответственно степень сохранности стерни (%), показатель крошения почвы (%) и тягового сопротивления (кН) при работе одного из орудий;
ССТср, ПКПср, Рtср	–	соответственно средние значения степени сохранности стерни (%), показателя крошения почвы (%) и тягового сопротивления (кН) для всех орудий.

Проведенные расчеты позволяют заключить, что по данному обобщен-ному показателю применение орудия предложенной конструкции позволило
повысить эффективность технологического процесса глубокой безотвальной
обработки почвы на 19–24% по сравнению с исследуемыми орудиями-аналогами.

На следующем этапе исследований была проведена оценка влияния вида обработки почвы на её способность к влагонакоплению и влагоудержанию. Результаты представленного исследования приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Влажность почвы по различным фонам

Операция	Глубина отбора образца, см	Влажность почвы,%	Содержание продуктивной влаги в слое почвы, мм
Дискование на глубину 10–12 см	0–10	17,8	4,6
	0–20	12,0	4,6
	0–30	13,5	5,1
	0–40	15,7	8,2
	0–50	14,3	9,9
	0–60	14,4	11,7
Отвальная вспашка на глубину 20–22 см	0–10	17,2	3,9
	0–20	12,4	3,9
	0–30	13,9	4,9
	0–40	13,4	5,3
	0–50	17,0	10,2
	0–60	16,7	14,7
Глубокое рыхление чизельным плугом со стреловидным расположением рабочих органов (40 см)	0–10	14,1	0,5
	0–20	13,9	0,8
	0–30	16,5	4,8
	0–40	17,2	9,6
	0–50	17,0	14,5
	0–60	16,6	18,9

Данные таблицы 4.1 позволяют сделать вывод о целесообразности проведения чизельной обработки почвы, применение которой позволило повысить уровень влагонакопления в среднем на 40% в сравнении со вспашкой и на 76% в сравнении с дискованием на глубину 10–12 см. Применение чизельного плуга предложенной конструкции позволило повысить способность почвы к влагонакоплению в 1,17 раз в сравнении с аналогичным показателем после обработки почвы классическим стреловидным чизелем.

4.2 Параметры и режимы МЭС пятого поколения при посеве и уборке растениеводческой продукции

На рисунках 4.7–4.10 показаны схемы многопроцессных МТА на основе МЭС пятого поколения для посева и уборки растениеводческой продукции.

3

2

1

1 – культиватор для сплошной культивации почвы + посевной комплекс;

2 – почвообрабатывающий адаптер + навесная широкозахватная сеялка точного высева

(для посева пропашных культур); 3 – адаптер для уборки силосных культур +

комбинированная безотвальная обработка почвы (подготовка почвы под посев

озимых по непаровым предшественникам)

Рисунок 4.7 – Схема многопроцессного МТА на основе МЭС-3200

при посеве и уборке растениеводческой продукции

1

2

3

4

5

1 – почвообрабатывающий адаптер (культиватор) + навесная широкозахватная сеялка

высева пропашных; 2 – почвообрабатывающий адаптер + посевной комплекс;

3 – дисковая обработка почвы + прицепной безмоторный комбайн среднего класса

с поперечным аксиально-роторным МСУ; 4 – скашивание хлебов в валки + после-уборочная обработка почвы (поверхностная); 5 – адаптер навесной для уборки кукурузы на силос + комплексное орудие для подготовки почвы под посев озимых по непаровым предшественникам

Рисунок 4.8– Схема многопроцессного МТА на основе колесного

МЭС-5400 при посеве и уборке растениеводческой продукции

1

3

2

4

5

1 – почвообрабатывающий адаптер по подготовке почвы под посев + навесная широко-захватная сеялка пропашных; 2 – почвообрабатывающий адаптер + посевной комплекс;

3 – поверхностная обработка почвы (закрытие влаги) + прицепной безмоторный комбайн среднего класса с поперечным аксиально-роторным МСУ; 4 – скашивание хлебов в валки + поверхностная обработка почвы; 5 – адаптер навесной для уборки кукурузы на силос + комплексное орудие для подготовки почвы (подготовка почвы под посев озимых

по непаровым предшественникам)

Рисунок 4.9 – Схема многопроцессного МТА на основе гусеничного

МЭС-5400 при посеве и уборке растениеводческой продукции

1

3

2

4

3 – адаптер для поверхностной обработки почвы + посевной комплекс;

2 и 3 – уборочные агрегаты (варианты); 4 – адаптер навесной для уборки кукурузы

на силос + комплексное орудие для подготовки почвы (подготовка почвы под

посев озимых по непаровым предшественникам)

Рисунок 4.10 – Схема многопроцессного МТА на основе гусеничного

МЭС-8470 при посеве и уборке растениеводческой продукции

В таблице 4.2 представлены базовые параметры МЭС-3200К разрабатываемых в АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ и применяемых на операциях посева, уходных работ и уборке растениеводческой продукции.

В таблице 4.3 приведены технико-эксплуатационные показатели сравниваемых вариантов.

Таблица 4.2 – Базовые параметры МЭС-3200К пятого поколения

МЭС-3200К
Класс	3 тс (30 кН)
Тип ходовой части	Колёсная 4×4 со сменным гусеничным ходовым аппаратом
Модель двигателя	ЯМЗ-236БЕ
Тип двигателя	6-цилиндровый V-образный дизельный
Мощность двигателя номинальная	184 кВт (250 л.с.)
Трансмиссия	Гидрообъёмная полнопоточная бесступенчатая
Скорость поступательная	до 30 км/ч; рабочий диапазон – 0(2,79) –10 км/ч
Масса энергосредства	7500 кг
Основной контур ходовой части: — гидронасосы (2×71) см3 регулируемые с наклонной шайбой. — гидромоторы (2×112) см3 регулируемые с наклонным блоком, пгм = (1153…1911…4500) мин-1.
Вариант 1: МЭС-3200 в колесном исполнении Вариант 2: МЭС-3200 в гусеничном исполнении Общая схема МЭС класса 3 со сменным гусеничным ходовым аппаратом

Таблица 4.3 – Технико-эксплуатационные показатели традиционных (техника четвертого поколения) и инновационных

(техника пятого поколения) операций в зональном севообороте на основе МЭС класса 3

Продолжение таблицы 4.3

Продолжение таблицы 4.3

Продолжение таблицы 4.3

Продолжение таблицы 4.3

Окончание таблицы 4.3

Подробное описание ТЭП всех модификаций предлагаемых МЭС пятого поколения подробно представлено в предыдущих исследованиях
[138, 139].

Выводы по главе

1. Обоснована технологическая структура МТА для системной технологии уборки колосовых культур, основанная на принципах многопроцессных операций, выполняющих очёс стеблестоя на корню, посев сидеральных культур, основную обработку почвы с пожнивным стеблестоем НЧУ и сидеральных культур.

2. На основе синтеза технологической схемы многопроцессного МТА установлено, что технологически оптимальным считается объединение операций в едином МТА до уровня, допускаемого общим агросроком, обеспечивающее законченность комплексной технологической операции или её части.

3. Для основной обработки почвы со стеблестоем НЧУ и сидератов разработан и внедряется чизельный плуг-глубокорыхлитель, обеспечивающий сочетание высокого качества обработки почвы (степень сохранности стерни, крошение почвы) с относительно невысоким удельным сопротивлением (менее 50 кН). Применение чизельного плуга-глубокорыхлителя позволяет в 1,17 раза повысить способность почвы к влагонакоплению в сравнении с существующими аналогами.

4. Целый ряд операций выполняется многопроцессными МТА на базе МЭС-3200 пятого поколения как в колесном, так и в гусеничном исполнении за счет наличия унифицированной передней навесной гидросистемы, переднего и заднего ВОМ и использования сменного гусеничного ходового аппарата. Схема МТА обеспечивает экологически сбалансированное взаимодействие с почвой (пониженное удельное давление, меньшее буксование и перетирание почвенных агрегатов) и повышенный тяговый КПД.

5. Применение многопроцессных МТА на базе МЭС-3200 позволит существенно сократить общую длительность технологических операций при возделывании севооборота. Так, если длительность оригинальных операций, выполняемых МТА на основе трактора АТМ-3180М четвертого поколения составила 1143,8 ч, то длительность тех же операций при применении нового МЭС сокращена до 831,7 ч, т.е. снизилась в 1,38 раза или на 27% в том варианте, который рассмотрен в настоящем исследовании.

5 Методологические основы экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции

Под методологией формирования экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции следует понимать совокупность методов, разработанных на их основе моделей и средств их реализации с выделением основных принципов организации, критериев экономической эффективности, задач управления, нацеленных на выбор оптимальных управляющих воздействий и разработку прогнозных сценариев развития технологических процессов.

Таким образом, из предлагаемой трактовки следует конкретизировать этапы реализации методологии формирования экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия: моделирование, анализ и оценка, оптимизация, выбор оптимального управления, принятие оптимальных управленческих решений, прогнозирование (рисунок 5.1) [140].

Основная задача логической последовательности разработки методологических основ формирования экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции состоит в изучении средств, приемов и методов, выборе оптимального из них для получения нового знания в виде прогнозных вариантов развития. Как правило, выделяют совокупность средств, принципов и методов исследований, положительно зарекомендовавших себя в практическом использовании.

Указанные этапы комплектования методологии формирования экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия играют важную роль наряду с субъектом и объектом исследований. Эффективность разработки и применения методологических основ экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия зависит от того, кто действует – субъекта исследования, на что воздействует – объекта исследования, а также какими способами, приемами, методами осуществляется указанное воздействие и в какой форме будет получено новое знание.

Рисунок 5.1 – Логическая последовательность методологии формирования экономического механизма управления технологическими процессами

повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения

с получением экологически чистой продукции

Методология создания экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия может быть реализована в трех направлениях (рисунок 5.2):

– разработка региональной модели органического сельского земледелия применительно к условиям юга России;

– формирование многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции;

– обоснование модели планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном секторе в рамках ведения системы органического сельского земледелия.

При совокупности всех направлений реализации методологии разработки экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции, в рамках трех разработанных моделей, определяется стратегический уровень управления технологическими процессами для совокупности организаций с ориентацией на развитие интеграционных процессов (рисунок 5.3).

При рассмотрении направлений реализации методологии формирования экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции, в рамках разработанных многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия и модели планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном секторе, определяется тактический уровень управления технологическими процессами в масштабах сельскохозяйственной организации (см. рис. 5.3).

Сущность методологии экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия предлагается рассматривать в трех направлениях.

В рамках разработки первого направления выявляем имеющиеся ресурсы для реализации технологических процессов повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции. Под ресурсами в данном рассмотрении следует понимать органические отходы отраслей животноводства и растениеводства, предназначенные для рециклинга – это, в первую очередь, навоз и помет животноводческих и птицеводческих предприятий, выступающие основным сырьем для производства органических удобрений, также материалы – солома, биологически активные добавки и т.д.

Также в данном аспекте рассматриваем трудовые ресурсы, основные средства – технологические помещения для размещения производственных мощностей, хранения сырья и готовой продукции, технические средства и технологическое оборудование.

Разработана методология региональной модели органического сельского земледелия применительно к условиям юга России. В качестве инструментария данной методологии представлены (см. рис. 5.2):

– система моделей органического сельского земледелия, позволяющая установить различного уровня связи по обеспечению сельскохозяйственных организаций исходным сырьем (навозом, пометом) и/или готовой продукцией (органическими удобрениями) с минимизацией расходов на транспортировку, а также с обоснованием расположения пунктов переработки органики (ППО) [141]–[144];

Рисунок 5.3 – Экономический механизм управления

технологическими процессами повышения почвенного плодородия,

сохранения земель сельхозназначения с получением экологически

чистой продукции в аграрном секторе

– информационно-аналитическая система поддержки принятия решений (ИАСППР) межхозяйственных перевозок органических удобрений в ресурсно-продуктовом ассортименте с размещением пунктов технологического комплекса переработки сырья (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2015617471 Российская Федерация; правообладатель ФГБОУ ВПО ДГАУ – № 2015-612640; заявл. 06.04.2015; зарегистр. 10.07.2015) [145].

Важно в данном направлении отметить принципы функционирования разработанных моделей. Принцип иерархичности указывает на применимость системы моделей на различных уровнях территориально-зонального деления, то есть разработанные модели одинаково эффективно функционируют как на уровне отдельных сельскохозяйственных предприятий, так и на уровне регионов страны.

Принцип замкнутого цикла управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия тесно связан с принципом иерархичности, так как, с одной стороны, подразумевает базирование результатов исследований последующих уровней на расчетах, обоснованиях предыдущих уровней, с другой стороны, вышестоящие уровни иерархии выступают генераторами управленческих решений, подлежащих выполнению на нижестоящих уровнях.

Задачами управления первого направления разработки методологии являются: выравнивание уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей с целью повышения и восстановления почвенного плодородия, что в свою очередь связано с повышением рентабельности возделывания сельскохозяйственных культур и ростом рентабельности растениеводства. Также к задачам данного направления следует отнести экологически безопасную утилизацию навоза (помета), что в свою очередь ведет к повышению уровня рентабельности животноводства (птицеводства), так как предотвращает штрафные санкции за загрязнение окружающей среды, а также возможность применения внутрихозяйственных расчетов при передаче органических отходов от одного структурного подразделения организации к другому.

Формирование второго направления разработки методологии экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия сводится к выбору технологий производства органических удобрений. На основе расчетной информации первого направления производится выбор перспективных для объекта исследования технологии и технологических процессов производства органических удобрений по критерию минимизации эксплуатационных затрат и максимизации прибыли от применения органических удобрений.

В качестве инструментария данного направления методологии управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия разработаны (см. рис. 5.2):

1. Многокритериальная модель системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия [146]–[148].
2. ИАСППР оптимизации технологий производства органических удобрений (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2015612873 Российская Федерация; правообладатель ФГБОУ ВПО АЧГАА – № 2014-663910; заявл. 29.12.2014; зарегистр. 26.02.2015) [149].

Принцип функционирования многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия определен в рамках взаимозаменяемости и взаимодополняемости технологических процессов, что указывает на возможность реализации нескольких процессов при формировании модели. Данные технологические процессы могут, в зависимости от сроков их осуществления, их оснащения, выступать и как конкурирующие, и как дополняющие друг друга, в случае их параллельной реализации [150].

К задачам управления данного этапа следует отнести: оптимизацию машинно-тракторного парка объекта исследования для реализации технологических процессов повышения почвенного плодородия. Выбор ресурсосберегающих технологических процессов повышения почвенного плодородия при производстве и применении органических удобрений способствует экологически безопасной утилизации навоза (помета), что с одной стороны, ведет к росту рентабельности отрасли животноводства, с другой стороны, использование органических удобрений способствует повышению рентабельности отрасли растениеводства [151].

Третье направление разработки методологии экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия сводится к выявлению перспектив производства органических удобрений и применения минеральных и органических удобрений. С учетом возделываемых сельскохозяйственных культур, их предшественников, состояния почвы, особенностей технологических процессов производства удобрений определяются прибавка урожайности, затраты, необходимые на реализацию технологических процессов производства и внесения системы удобрений, а также рассчитывается дополнительных доход от реализации сельскохозяйственных культур, полученный от применения удобрений [152].

В качестве инструментария данного направления методологии экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия разработаны (см. рис. 5.2):

1. Модель планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном секторе при ведении системы органического сельского земледелия с блочным расположением информации [153, 154];

2. Автоматизированная информационная система (АИС) определения технико-экономических показателей внедрения технологий повышения
почвенного плодородия (свидетельство о государственной регистрации
программы для ЭВМ 2013660442 Российская Федерация; правообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА – № 2013-618157; заявл. 12.09.2013; зарегистр. 06.11.2013 и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2014611846 Российская Федерация; правообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА – № 2014-618330; заявл. 17.09.2013; зарегистр. 12.02.2014) [155]–[157].

Принцип функционирования модели планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном секторе основан на рациональном применении минеральных и органических удобрений при разработке системы удобрений, которая выступает как совокупность связанных операций по эффективному применению удобрений с целью увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и повышения почвенного плодородия [158, 159].

Задачами управления данного этапа выступают: повышение рентабельности отраслей растениеводства и животноводства вследствие применения рациональной системы удобрений и повышения почвенного плодородия, что также способствует снижению опасности загрязнения окружающей среды, с одной стороны, осуществлением технологических процессов переработки органических отходов, с другой стороны, рациональное использование удобрений сокращает минерализацию почвы и ее загрязнение химическими средствами.

Взаимодействие в реализации рассмотренных выше элементов позволило сформировать экономический механизм управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции в аграрном секторе, в состав которого вошли различного уровня системы (см. рис. 5.3). На основе теоретических положений об организационно-экономических аспектах управления, о технологических процессах в аграрном секторе экономики и ресурсосбережении разрабатывается комплекс моделей, использование которых способствует повышению эффективности организационно-экономического управления технологическими процессами производства и применения удобрений, а также предлагаются средства реализации моделей. Эффективность предлагаемой совокупности моделей обосновывается комплексом разработанных критериев и показателей и реализуется в матрично-компетентностном подходе управления выбором приоритетных направлений и технологий повышения почвенного плодородия [160].

Каждый элемент экономического механизма управления технологическими процессами оценивается одним или несколькими критериями и показателями, которые для обоснования эффективности разработанного экономического механизма сгруппированы в матрицу систематизации интегральной оценки (таблица 5.1).

Таблица 5.1 – Матрица систематизации интегральной оценки экономического

механизма управления технологическими процессами повышения

почвенного плодородия в аграрном секторе

Оценочные показатели	Уровень реализации экономического механизма управления технологическими процессами
	стратегический	тактический
Факторные (определяющие перспективы развития технологических процессов)	ценовой диспаритет на продукцию промышленности и сельского хозяйства; колебания цен на минеральные удобрения	доля переработки объема собственных органических отходов; степень обеспеченности инфраструктурой для производства ОУ.
Результирующие (определяющие фактическое состояние технологических процессов)	затраты на транспортировку и переработку сырья, транспортировку органических удобрений min; уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей max; валовой сбор сельхоз- культур; недополученный валовой сбор сельхозкультур	затраты на реализацию технологических процессов производства ОУmin; доход от реализации ОУmax; чистый дополнительный доход от использования удобрений max; урожайность сельхоз-культур; себестоимость возделывания сельхоз культур

Показатели оценки экономического механизма делятся по уровням его реализации (стратегический и тактический) на факторные и результирующие. Факторные оценочные показатели позволяют обосновать перспективы развития технологических процессов производства и применения органических удобрений. На тактическом уровне (уровне функционирования хозяйствующего субъекта) к факторным оценочным показателям относят долю переработки объема собственных органических отходов предприятия и степень обеспеченности производственной инфраструктурой технологических процессов повышения почвенного плодородия. Таким образом, данный оценочный блок показателей характеризует наличие ресурсно-сырьевой базы органических отходов и обеспеченность хозяйствующего субъекта технологиями, техническими средствами и другими ресурсами для реализации технологических процессов производства органических удобрений с целью повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции.

На стратегическом уровне (уровне функционирования совокупности сельскохозяйственных организаций в рамках интеграционных процессов
с объединением в различные организационно-правовые формы) в качестве факторных показателей предлагается рассматривать ценовой диспаритет на продукцию промышленности и сельского хозяйства и колебания цен на удобрения. Указанные показатели отражают состояние отраслевых рынков, динамику цен на сырье и готовую продукцию и являются значимыми при формировании себестоимости сельскохозяйственных культур.

Важно отметить, что факторные оценочные показатели двух уровней рекомендуется рассматривать во взаимосвязи и взаимозависимости. Значительная доля переработки собственных органических отходов при полной инфраструктурной обеспеченности технологических процессов повышения почвенного плодородия, с одной стороны, позволяет сельскохозяйственным предприятиям полностью обеспечивать свои потребности в органических удобрениях, с другой стороны, – замещать часть минеральных органическими удобрениями, что сокращает зависимость организации от колебания цен на минеральные удобрения, и ввиду снижения себестоимости продукции ослабевает ценовой диспаритет на продукцию промышленности и сельского хозяйства.

Результирующие оценочные показатели характеризуют фактическое состояние технологических процессов повышения почвенного плодородия, являются расчетными данными. На тактическом уровне к показателям данной группы относятся:

• затраты на реализацию технологических процессов производства
  органических удобрений – это целевая функция многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия, которая стремится к своей минимальной отметке;
• доход от реализации органических удобрений – целевая функция многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия, которая стремиться к максимальной величине;
• чистый дополнительный доход от использования удобрений, который также принимает максимальные значения и является функцией модели планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном производстве в рамках ведения системы органического сельского земледелия.

Также к результирующим оценочным показателям тактического уровня относят урожайность сельскохозяйственных культур, которая при применении органических удобрений, как одного из факторов ее роста, повышается, и себестоимость возделывания сельскохозяйственных культур, которая на фоне замещения органическими части минеральных удобрений, сокращается.

Результирующие показатели стратегического уровня характеризуют эффективность применения экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия при реализации их во взаимодействии сельскохозяйственных организаций. К ним относятся затраты на транспортировку и переработку сырья, транспортировку органических удобрений – это целевая функция ресурсно-продуктовых моделей оптимизации почвенного плодородия, которая при определении стремится к минимальному значению.

К результирующим показателям стратегического уровня относится уровень органообеспеченности, характеризующий количество органических удобрений, вносимых в почву при заданной дозе внесения. Этот показатель выступает определяющим в матрично-компетентностном подходе в управлении выбором направлений и технологических процессов повышения почвенного плодородия.

Валовой сбор и недополученный валовой сбор сельскохозяйственных культур, как результирующие оценочные показатели, являются одним из результатов оценки разработки прогнозных сценариев развития технологических процессов повышения почвенного плодородия. Валовой сбор сельскохозяйственных культур отражает эффективность технологических процессов на фоне роста урожайности культур ввиду применения органических удобрений. Недополученный валовой сбор сельскохозяйственных культур определяется как разность между валовым сбором при уровне органообеспеченности, равном 1,0 (100%) (то есть когда потребности в органических удобрениях полностью удовлетворены и площадь возделывания полностью удобрена), и действительном уровне органообеспеченности.

Разработанные и конкретизированные теоретические положения, совокупность моделей, система критериев и показателей эффективности, матрично-компетентностный подход к управлению выбором приоритетных направлений и технологических процессов повышения почвенного плодородия, а также система управления трансфером ресурсосберегающих технологических процессов и сценарии их развития содержат элементы научной новизны и генерируются в единую парадигму экономических аспектов управления технологическими процессам аграрного сектора экономики.

Реализация рассмотренных направлений в стратегическом и тактическом уровнях экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия заключается в следующем.

Стратегический уровень экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельхозназначения с получением экологически чистой продукции, предусматривает их реализацию во взаимодействии совокупности сельскохозяйственных предприятий. Реализация технологических процессов и технологий производства органических удобрений предусматривает принятие управленческих решений по повышению уровня органообеспеченности, оснащению техническими средствами и другими ресурсами, транспортировке органических отходов для переработки и готовых органических удобрений. Целесообразно указанные управленческие решения принимать в рамках осуществления интеграционных процессов объединения сельскохозяйственных организаций для формирования развитой инфраструктуры производства и обеспечения предприятий органическими удобрениями (см. рис. 5.3).

В соответствующую инфраструктуру войдут:

1. Сельскохозяйственные организации животноводческой и (или) смешанной специализации – поставщики сырья (навоз, помет) для переработки.
2. Пункты переработки органики (ППО) – сельскохозяйственные организации растениеводческой, животноводческой или смешанной специализации, в которой устанавливаются производственные мощности по переработки навоза (помета) в органические удобрения. Целесообразно в роли ППО выступать сельскохозяйственным организациям животноводческой (птицеводческой) специализации, которые имеют большие объемы навоза (помета), либо растениеводческим организациям, имеющим потребности в органических удобрениях, либо сельскохозяйственным организациям, которые территориально расположены в непосредственной близости к поставщикам сырья для переработки.

Важна роль при реализации стратегического уровня экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия государственных органов власти и, в первую очередь, в плане обеспечения нормативно-правовыми и методическими документами.

Органы местного самоуправления должны быть заинтересованы в устойчивом развитии муниципальных образований, в том числе за счет повышения экономической, экологической, управленческой, социальной эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, что отражено в формировании и реализации муниципальных программ развития сельского хозяйства и в частности, в программах экономической направленности по поддержке местных сельскохозяйственных предприятий, обеспечивающих рециклинг органических отходов производства отраслей аграрного сектора.

Органы управления субъектов Федерации должны принимать самое активное участие в создании гибких региональных организационных структур, в том числе интеграционных структур с выделением ППО, способствующих оптимальному сырьевому, материальному и финансовому обеспечению технологических процессов повышения почвенного плодородия, а также способствовать устойчивому развитию аграрного сектора региона, ориентированного на максимальную переработку, в рамках политики ресурсосбережения, собственных сырьевых источников и улучшения экологической обстановки.

Органы управления федерального уровня в реализации стратегических аспектов технологических процессов повышения почвенного плодородия должны обеспечить разработку и реализацию федеральных целевых программ, в том числе модельных нормативно-правовых актов и методических документов, которые обосновывают, разъясняют необходимость и основные моменты в реализации полного рециклинга органических отходов производства аграрного сектора.

Таким образом, первостепенная задача органов власти всех уровней состоит в обеспечении сельскохозяйственных товаропроизводителей нормативно-правовой, методической базой для реализации эффективного управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия, нацеленного на устойчивое развитие и консолидацию соответствующих территорий.

Тактический уровень реализации экономического механизма управления технологическими процессами состоит в обеспечении конкретно взятой сельскохозяйственной организации необходимым количеством минеральных и органических удобрений. Обеспечение минеральными удобрениями сельскохозяйственных организаций осуществляется через оптовые фирмы, где приобретается необходимое количество видов удобрений. В рамках обеспечения органическими удобрениями возможны следующие варианты.

При первом варианте сельскохозяйственная организация располагает животноводческой базой, накапливаются органические отходы для переработки, имеется возможность наладить собственное производство органических удобрений, тем самым получать дополнительный доход от реализации производимого удобрения в случае его профицита.

В данной ситуации следует использовать разработанные многокритериальную модель системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия и модель планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном производстве в рамках ведения системы органического сельского земледелия.

Первая модель позволяет выбрать ресурсосберегающие эффективные для условий организации технологические процессы повышения почвенного плодородия, оснастить ее техническими средствами, и при этом с учетом критерия оптимальности – минимума приведенных затрат.

Модель планирования дополнительного дохода позволяет, исходя из конкретных условий хозяйствования, определить оптимальные дозы минеральных и органических удобрений, спланировать дополнительный урожай, исходя из возможности применения удобрений, и определить дополнительный чистый доход, отнесенный на удобрения.

По второму варианту сельскохозяйственная организация не имеет возможности наладить производство органических удобрений ввиду отсутствия сырья, недостаточного его количества или по другим причинам. В данной ситуации целесообразнее приобретать готовые органические удобрения у производителей. В этой ситуации актуальным следует считать использование только модели планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном производстве в рамках ведения системы органического сельского земледелия.

Выводы по главе

1. Реализация технологических процессов повышения почвенного плодородия на тактическом уровне управления позволяет сельскохозяйственной организации с учетом условий хозяйствования:

– обоснованно подойти к выбору ресурсосберегающей технологии повышения почвенного плодородия;

– рационально использовать машинно-тракторный парк предприятия;

– оптимизировать дозы внесения удобрений;

– обосновывать эффективность применения системы удобрений под конкретные культуры севооборота;

– планировать на определенный период трудовые, материальные и денежные ресурсы предприятия.

2. В рамках трех выделенных направлений реализации методологии,
в различных сочетаниях, образующих стратегический и тактический уровни экономического механизма управления технологическими процессами производства и применения удобрений, рассмотрим основные методологические подходы к разработке иерархической системы ресурсно-продуктовых моделей оптимизации производства и транспортировки органических удобрений с управлением размещением пунктов переработки сырья, многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия, а также модели планирования дополнительного дохода от применения удобрений в аграрном секторе.

3. Методологию формирования экономического механизма управления технологическими процессами необходимо рассматривать как систему упорядоченных знаний, которая обеспечивает реализацию научно обоснованных подходов в вопросах ресурсосберегающей аграрной политики государства.

6 Прогноз трансформации региональной системы моделей органического сельского земледелия по уровням иерархии ее реализации

Для формирования комплекса мероприятий по повышению почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции на основе применения разработанной региональной системы моделей органического сельского земледелия целесообразно при генерировании механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия задействовать элементы прогнозирования и сценарных расчетов [161]–[164].

Анализ существующих методов и методик прогнозирования выявил факт неполного отражения динамики узкоспециализированных специфичных технологических процессов повышения почвенного плодородия, ввиду чего не обеспечивается комплексность исследования развития этих процессов с развитием технологических процессов основных отраслей аграрного сектора [165]–[168].

Таким образом, для полноты отражения специфики технологических процессов растениеводства, животноводства и связующих между ними – технологических процессов повышения почвенного плодородия, в исследовании при использовании метода экстраполяции трендов и математического моделирования составлены прогнозные сценарии развития технологических процессов производства и применения органических удобрений в аграрном секторе экономики.

Экономические аспекты в методике прогнозирования управления технологическими процессами производства и применения органических удобрений на основе региональной системы моделей, реализованные в прогнозные сценарии, обладают тем преимуществом, что способны обеспечить учет неоднородности воздействия различных факторов на производство и качество сельскохозяйственных угодий и, в первую очередь, зависимости уровня органообеспеченности от поголовья животных, а также урожайности и рентабельности возделывания сельскохозяйственных культур от уровня органообеспеченности в структуре существующих севооборотов.

Для реализации усовершенствованной методики прогнозирования разработан алгоритм, представленный на рисунке 6.1, и включающий:

• формирование информационной базы прогнозирования на основе первичной информации растениеводства (1.1), животноводства (1.2), вторичной информации (1.3): обработка и вычисление, нормативные данные (1.4);

Рисунок 6.1 – Алгоритм усовершенствованной методики прогнозирования

технологических процессов производства и применения

органических удобрений

• разработку прогнозных показателей, как существующих (2.1), так и новых, рекомендуемых для описания развития технологических процессов производства и применения органических удобрений (2.2);
• обработку данных и формализацию зависимостей на основе номограмм зависимости уровня органообеспеченности от поголовья животных (3.1), номограмм зависимостей урожайности и рентабельности возделывания сельскохозяйственных культур от уровня органообеспеченности (3.2);
• расчет прогнозных показателей, выполняемый при использовании авторской иерархической системы ресурсно-продуктовых моделей (4.1);
• формирование прогнозных сценариев на средне- и долгосрочную перспективу (регламентационный и экстраполяционный: экстраполяционно-инерционный и экстраполяционно-интеграционный);
• валидацию прогнозов, выполняемую, при необходимости, методом анализа предлагаемых прогнозных сценариев для выявления возможности их дальнейшего применения;
• трактовку сценариев с подробным описанием полученных расчетных данных и разработку, на их основе, рекомендаций по реализации управленческих решений в области развития технологических процессов производства и применения органических удобрений.

Научная новизна предлагаемой методики состоит в применении новых показателей при обосновании прогнозов развития; формализация и количественная оценка зависимостей реализуется на основе разработанных авторских номограмм; прогнозные экономические показатели рассчитываются при использовании ресурсно-продуктовых моделей.

Информационной базой прогнозирования (первый пункт алгоритма) являются данные:

• по отрасли растениеводства (1.1): посевные площади и виды сельскохозяйственных культур;
• по отрасли животноводства (1.2): поголовье животных и птицы; выход органических отходов (навоза и помета);
• вторичная информация (1.3): определяются объемы производимых органических отходов по животным и по виду навоза (помета), рассчитывается уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей;
• нормативные данные (1.4): выход органических отходов с одной головы животного, планируемое поголовье сельскохозяйственных животных и птицы, планируемые посевные площади под культурами, отраженные в концепциях развития страны и регионов.

Прогнозные показатели описания развития технологических процессов производства и применения органических удобрений (второй пункт алгоритма) включают следующие группы.

Группа существующих показателей, определяющих экономическую эффективность технологических процессов производства и применения органических удобрений, содержит (2.1):

– прирост урожайности сельскохозяйственных культур (ΔУ);

– дополнительный доход от применения органических удобрений;

– затраты на производство и транспортировку органических удобрений;

– валовой сбор сельскохозяйственных культур;

– прибыль от реализации сельскохозяйственных культур;

– рентабельность возделывания сельскохозяйственных культур.

Предлагаемые показатели эффективности технологических процессов производства и применения органических удобрений включают (2.2):

– уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей (УОО);

– недополученный валовой сбор сельскохозяйственных культур.

Обработка первичной информации и вторичных данных, а также формализация связей между показателями осуществляется при использовании номограмм зависимостей уровня органообеспеченности от поголовья животных (рисунок 6.2) и зависимостей урожайности и рентабельности возделывания сельскохозяйственных культур от уровня органообеспеченности в структуре существующих севооборотов (рисунок 6.3) следующим образом.

Нормативная урожайность озимой пшеницы без применения органических удобрений составляет 38 ц/га (при УОО=0). С увеличением УОО до 1 урожайность озимой пшеницы достигает 49,5 ц/га (I квадрант) (см. рис. 6.2). Линейная зависимость, представленная во II квадранте, предопределяет получение валового сбора озимой пшеницы на площадях в пределах от 100 до 1000 га (III квадрант) и недополучение валового сбора зерна при недостаточном внесении органических удобрений (IV квадрант).

Уровень органообеспеченности напрямую влияет на рентабельность выращивания озимой пшеницы (IV квадрант). Без применения органических удобрений в суммарных эксплуатационных затратах при производстве зерна озимой пшеницы отсутствуют затраты на их производство и внесение, поэтому рентабельность составляет 52,6%.

С ростом УОО (увеличением объемов вносимых органических удобрений) возрастают объемы производства зерна, которые при дозах внесения концентрированных органических удобрений до 4 т/га значительно перекрывают эксплуатационные расходы и рентабельность выращивания озимой пшеницы возрастает до 68,3%, то есть увеличивается на 23,4%.

При УОО = 1 урожайность озимой пшеницы достигает 49,5 ц/га. Тогда,
в зависимости от площади ее посева, полученный валовой сбор составляет от 520 т (для 100 га) до 5200 т (для 1000 га). В указанном варианте недобора урожая не наблюдается. При УОО < 1 наблюдается недобор урожая озимой пшеницы, пропорциональный недовнесению органических удобрений до требуемой нормы.

Например, при УОО = 0,5 урожайность озимой пшеницы составляет 43,8 ц/га, что позволяет получить ее валовой сбор: 450 т со 100 га, 900 т с 200 га, 1350 т с 300 га и, в конечном итоге, 4500 т с 1000 га. При этом недобор урожая составляет: 70 т со 100 га, 140 т с 200 га, 210 с 300 га и, в конечном

		Рисунок 6.2 – Номограмма зависимости уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей от поголовья животных (на примере крупного рогатого скота, ТОУ и ТКОУ)
	Рисунок 6.3 – Номограмма зависимости урожайности и рентабельности возделывания озимой пшеницы от уровня органообеспеченности

итоге, 700 т с 1000 га. Объемы недополученного урожая сказались на рентабельности производства озимой пшеницы, которая повысилась от начального значения лишь на 14% и составила 60,5% (при УОО = 0,5).

По данным, представленным в номограмме, можно прогнозировать урожайность озимой пшеницы и ожидаемую рентабельность ее производства. Например, для получения запланированной урожайности
48 ц/га (см. рис. 6.3) необходимо обеспечить УОО = 0,88, при которой рентабельность производства озимой пшеницы составит 66,8%. При этом валовой сбор озимой пшеницы на площадях от 100 до 1000 га составит от 500 до 5000 т. Запланированный недобор урожая с указанных площадей составит от 21 до 210 т.

Обеспечение уровня органообеспеченности полей, близкого к 1, возможно при применении технологии внесения концентрированных органических удобрений с дозами от 1 до 4 т/га.

На основе выявленных составляющих развития аграрного сектора экономики разрабатываем регламентационный и экстраполяционный прогнозные сценарии. Экстраполяционный сценарий подразделяется на экстраполяционно-инерционный и экстраполяционно-интеграционный.
В названиях сценариев отражается принцип получения исходной информации для разработки прогнозов развития технологических процессов производства и применения органических удобрений на основе региональной системы моделей.

Усовершенствованная методика прогнозирования технологических процессов производства и применения органических удобрений реализована на примере Ростовской области.

Регламентационный прогнозный сценарий сформирован на основе Концепции развития агропромышленного комплекса Ростовской области до 2020 г. (утверждена постановлением Правительства Ростовской области от 23.05.2012 г. № 424), Постановления Законодательного Собрания Ростовской области «Стратегия социально-экономического развития Ростовской области на период до 2020 года» (от 24.11.2011 г. № 1752), проекта Прогноза развития агропромышленного комплекса Ростовской области до 2030 года, а также Распоряжения Правительства Российской Федерации «Стратегия социально-экономического развития Южного федерального округа до 2020 года» (от 5.09.2011 г. №1538-р) [169]–[171].

В Концепции развития агропромышленного комплекса и проекте Прогноза представлены основные цели, задачи, приоритеты и направления развития сельского хозяйства региона, прогноз посевных площадей сельскохозяйственных культур и производства скота и птицы на убой (в живом весе) на период до 2030 г.

После пересчета живого веса животных и птицы в головы (рисунок 6.4), определяем объемы производства органических отходов по видам на прогнозируемый период 2019–2030 гг. (таблица 6.1).

Рисунок 6.4 – Поголовье животных и птицы по прогнозным данным (на примере Ростовской области)

Таблица 6.1 – Производство органических отходов при регламентационном

прогнозном сценарии на 2019–2030 гг. (на примере Ростовской области)

Год прогноза	Количество органических отходов (навоза) по видам, тыс. т
	твердый навоз (ТН)	полужидкий навоз (ПН)	жидкий навоз (ЖН)
2019	1 137,93	1 782,54	799,98
2020	1 147,67	1 811,87	803,98
2021	1 158,33	1 836,69	808,00
2022	1 169,08	1 850,84	812,04
2023	1 179,94	1 865,11	816,10
2024	1 190,91	1 879,50	820,18
2025	1 201,98	1 894,02	824,28
2026	1 213,16	1 908,66	828,40
2027	1 224,44	1 923,42	832,54
2028	1 235,84	1 938,31	836,71
2029	1 247,34	1 953,32	840,89
2030	1 258,95	1 968,47	845,09

С 2019 по 2030 гг. планируется получить наибольший объем полужидкого навоза (48,19% от общего объема произведенного навоза), на втором месте твердый навоз (30,68% от общего объема органических отходов), на третьем месте согласно разработанному прогнозу по производству – объем жидкого навоза (21,13% от общего объема производства органических отходов).

Рассчитав потенциальные объемы производства органических удобрений по различным направлениям переработки (ТОУ, ЖОУ, ТКОУ, ЖКОУ и КОК), с учетом посевных площадей под сельскохозяйственные культуры, определили уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей (таблица 6.2).

Наибольший УОО наблюдается при применении КОК, на втором месте ЖКОУ и далее ТКОУ. Низкий УОО, в пределах 4,5–5,53%, наблюдается при использовании ТОУ, в пределах 9,21–11,34% при применении ЖОУ.

Таблица 6.2 – Уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей при регламентационном прогнозном сценарии на период 2019–2030 гг. (на примере Ростовской области)

Год прогноза	Уровень органообеспеченности по виду удобрений, %
	ТОУ	ЖОУ	ТКОУ	ЖКОУ	КОК
2019	5,45	11,33	84,00	89,61	92,84
2020	5,34	11,13	82,57	87,93	91,23
2021	5,23	10,93	81,13	86,23	89,55
2022	5,13	10,69	79,49	84,34	87,62
2023	5,03	10,47	77,95	82,57	85,80
2024	4,95	10,26	76,50	80,88	84,08
2025	4,86	10,06	75,13	79,30	82,45
2026	4,78	9,87	73,83	77,79	80,91
2027	4,71	9,69	72,60	76,36	79,45
2028	4,64	9,53	71,44	75,01	78,07
2029	4,57	9,36	70,34	73,72	76,76
2030	4,50	9,21	69,29	72,50	75,51

Рассчитан валовой сбор озимой пшеницы, а также недополученный валовой сбор в натуральном и стоимостном выражении, рентабельность возделывания озимой пшеницы (таблица 6.3). Данные показатели определены по номограмме зависимости урожайности и рентабельности возделывания озимой пшеницы от уровня органообеспеченности (рисунок 6.3). В примере рассмотрен УОО при применении ТКОУ, ЖКОУ и КОК, как наиболее перспективных видов органических удобрений.

Таблица 6.3 – Показатели экономической эффективности регламентационного прогнозного сценария в 2019–2030 гг.

(на примере Ростовской области)

Год прогно-за	Показатели экономической эффективности
	валовой сбор зерновых, т	недополученный валовой сбор зерновых, т		валовой сбор зерновых, тыс. руб.		недополученный валовой сбор зерно-вых, тыс. руб.	рентабе льность зерновых, %
при применении ТКОУ
2019	1 415 975,28	211 222,83	10 619 814,60		1 584 171,24		61,85
2020	1 448 405,89	229 035,23	10 863 044,18		1 717 764,22		61,70
2021	1 478 498,92	249 185,21	11 088 741,88		1 868 889,08		61,65
2022	1 521 495,34	256 431,80	11 411 215,03		1 923 238,49		61,50
2023	1 557 460,33	270 709,81	11 680 952,51		2 030 323,57		61,25
2024	1 594 845,01	283 568,14	11 961 337,60		2 126 761,04		61,00
2025	1 631 939,83	296 716,33	12 239 548,71		2 225 372,49		60,90
2026	1 670 647,57	308 251,60	12 529 856,75		2 311 887,01		60,75
2027	1 709 162,06	319 980,11	12 818 715,48		2 399 850,84		60,50
2028	1 749 482,73	329 902,46	13 121 120,45		2 474 268,43		60,25
2029	1 781 515,89	348 112,30	13 361 369,19		2 610 842,25		60,00
2030	1 815 161,98	364 709,22	13 613 714,85		2 735 319,15		59,50
ИТОГО	19 374 590,83	3 467 825,04	145 309 431,23		26 008 687,81		—
при применении ЖКОУ
2019	1 426 927,58	200 270,54	10 701 956,81		1 502 029,03		62,90
2020	1 467 760,98	209 680,14	11 008 207,35		1 572 601,05		62,75
2021	1 505 078,67	222 605,45	11 288 090,05		1 669 540,91		62,50
2022	1 538 590,79	239 336,35	11 539 430,93		1 795 022,59		62,25
2023	1 573 281,04	254 889,11	11 799 607,78		1 911 668,30		61,00
2024	1 607 488,18	270 924,97	12 056 161,34		2 031 937,30		61,95
2025	1 650 484,60	278 171,56	12 378 634,49		2 086 286,71		61,80
2026	1 685 869,87	293 029,30	12 644 024,01		2 197 719,75		61,75
2027	1 720 868,65	308 273,52	12 906 514,90		2 312 051,42		61,70
2028	1 759 479,77	319 905,41	13 196 098,28		2 399 290,60		61,50
2029	1 793 802,21	335 825,98	13 453 516,56		2 518 694,88		61,25
2030	1 831 930,22	347 940,98	13 739 476,65		2 609 557,35		61,00
ИТОГО	19 561 562,56	3 280 853,31	146 711 719,15		24 606 399,89		—
при применении КОК
2019	1 439 444,48	187 753,63	10 795 833,63		1 408 152,21		63,25
2020	1 477 438,52	200 002,60	11 080 788,94		1 500 019,46		63,00
2021	1 520 029,79	207 654,34	11 400 223,39		1 557 407,57		62,90
2022	1 555 686,24	222 240,89	11 667 646,83		1 666 806,69		62,75
2023	1 590 859,60	237 310,55	11 931 446,97		1 779 829,11		62,50
2024	1 625 549,84	252 863,31	12 191 623,82		1 896 474,82		62,25
2025	1 659 756,98	268 899,18	12 448 177,38		2 016 743,82		62,00
2026	1 693 481,02	285 418,15	12 701 107,64		2 140 636,12		61,80
2027	1 736 477,44	292 664,74	13 023 580,79		2 194 985,53		61,75
2028	1 771 476,22	307 908,96	13 286 071,68		2 309 317,20		61,70
2029	1 808 136,24	321 491,95	13 561 021,83		2 411 189,61		61,55
2030	1 844 506,40	335 364,80	13 833 798,00		2 515 236,00		61,50
ИТОГО	19 722 842,77	3 119 573,10	147 921 320,90		23 396 798,14		—

При применении ТКОУ с указанным УОО (см. табл. 6.3) валовой сбор озимой пшеницы в стоимостном выражении составляет 145544,48 млн руб. и в то же время на сумму 27008,69 млн руб. валовой сбор озимой пшеницы недополучен. При использовании ЖКОУ валовой сбор озимой пшеницы в стоимостном выражении соответствует 146711,72 млн руб., недополученный валовой выход по культуре составляет 24606,39 млн руб. Наибольший УОО наблюдается при использовании КОК, поэтому валовой сбор озимой пшеницы в стоимостном выражении по отношению к использованию других органических удобрений наибольший – 147921,32 млн руб., а недополученная сумма наименьшая – 23396,79 млн руб.

Рентабельность при возделывании озимой пшеницы с использованием КОК наибольшая – от 63,50% до 61,50%.

При разработке экстраполяционных прогнозных сценариев на среднесрочную перспективу применен метод экстраполяции линии трендов, полученных посредством аналитического выравнивания изменения поголовья животных и птицы в регионе в 2009–2018 гг. (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 – Поголовье животных и птицы по аналитическим данным в 2009–2018 гг. и трендовым зависимостям в 2019–2030 гг.(на примере Ростовской области)

Экстраполяционно-инерционный прогнозный сценарий предусматривает накопление, переработку навоза (помета) в органические удобрения при реализации технологических процессов традиционного направления и ускоренного компостирования, в местах его получения и их внесение на сельскохозяйственные площади.

Рассчитаны объемы производства органических отходов по видам на примере сельскохозяйственных предприятий Ростовской области на период 2019–2030 гг. при формировании экстраполяционных прогнозных сценариев (таблица 6.4). На первом месте по объему производства полужидкий навоз, его величина в прогнозный период незначительно сокращается – с 1529,35 тыс. т в 2019 г. до 1215,45 тыс. т в 2030 г. На втором месте по объему производства находится твердый навоз, на третьем – жидкий навоз. К концу прогнозного интервала, то есть в 2030 г., объемы производства ТН сокращаются почти вдвое – с 966,70 тыс. т до 527,06 тыс. т, сократились и объемы производства ЖН – с 613,20 тыс. т в 2019 г. до 438,00 тыс. т в 2030 г. По трендовым зависимостям, продолжающим тенденции развития поголовья животных в 2009–2018 гг. (см. рис. 6.5), численность животных сокращается, что свидетельствует о сокращении объемов производства всех видов органических отходов в 2019–2030 гг.

Таблица 6.4 – Производство органических отходов при экстраполяционных

прогнозных сценариях на 2019–2030 гг. (на примере Ростовской области)

Год прогноза	Количество органических отходов (навоза) по видам, тыс. т
	твердый навоз (ТН)	полужидкий навоз (ПН)	жидкий навоз (ЖН)
2019	966,70	1 529,35	613,20
2020	918,52	1 492,39	591,30
2021	870,53	1 455,44	576,70
2022	823,44	1 421,68	558,45
2023	781,19	1 392,93	543,85
2024	738,76	1 364,19	529,25
2025	703,72	1 340,46	511,00
2026	662,02	1 311,72	496,40
2027	623,06	1 282,98	481,80
2028	595,32	1 266,09	467,20
2029	550,97	1 229,14	456,25
2030	527,06	1 215,45	438,00

Рассчитаны потенциальные объемы производимых органических удобрений (ТОУ, ЖОУ, ТКОУ, ЖКОУ и КОК) и, с учетом посевных площадей под сельскохозяйственные культуры, также полученных методом экстраполяции линий трендов, определен уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей (таблица 6.5). Наибольший УОО наблюдается при применении КОК, на втором месте ЖКОУ и далее ТКОУ. Низкий УОО, в пределах 3,02–5,28%, выявлен при использовании ТОУ, в пределах 8,65–10,40% при применении ЖОУ.

Таблица 6.5 – Уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей

при экстраполяционно-инерционном прогнозном сценарии на период 2019–2030 гг. (на примере Ростовской области)

Год прогноза	Уровень органообеспеченности по виду удобрений, %
	ТОУ	ЖОУ	ТКОУ	ЖКОУ	КОК
2019	5,05	10,24	78,27	80,01	83,98
2020	4,83	10,03	76,13	78,25	82,25
2021	4,61	9,85	73,97	76,85	80,78
2022	4,41	9,70	72,16	75,61	79,56
2023	4,23	9,59	70,64	74,71	78,66
2024	4,03	9,44	68,82	73,51	77,46
2025	3,87	9,30	67,39	72,27	76,30
2026	3,82	9,53	68,32	74,04	78,24
2027	3,49	9,02	64,01	70,05	74,08
2028	3,37	8,96	63,22	69,44	73,58
2029	3,13	8,75	60,69	67,83	71,82
2030	3,02	8,65	59,86	66,83	71,00

На основе номограммы зависимости урожайности и рентабельности возделывания озимой пшеницы от уровня органообеспеченности (см. рис. 6.3) определен валовой сбор озимой пшеницы, а также недополученный валовой сбор в натуральном и стоимостном выражении, рентабельность возделывания озимой пшеницы (таблица 6.6). В исследовании показатели эффективности технологических процессов рассчитаны при применении ТКОУ, ЖКОУ и КОК, как наиболее перспективных видов органических удобрений на основании УОО.

Наибольший валовой сбор в стоимостном выражении наблюдается при возделывании озимой пшеницы с применением КОК – 126517,69 млн руб., при этом величина недополученного валового сбора составляет 21037,31 млн руб. При возделывании озимой пшеницы с применением ТКОУ валовой сбор в стоимостном выражении составляет 125403,93 млн руб., недополученная величина валового сбора соответствует 22151,06 млн руб. При возделывании озимой пшеницы с применением ЖКОУ получен валовой сбор культуры в размере 125071,08 млн руб., при этом недополученная величина валового сбора озимой пшеницы составляет 22483,91 млн руб.

Таблица 6.6 – Показатели экономической эффективности экстраполяционно-инерционного прогнозного сценария в 2019–2030 гг.

(на примере Ростовской области)

Год прогноза	Показатели экономической эффективности
	валовой сбор зерновых, т	недополучен-ный валовой сбор зерновых, т	валовой сбор зерновых, тыс. руб.		недополучен-ный валовой сбор зерновых, тыс. руб.	рентабель-ность зерновых, %
1	2	3	4		5	6
при применении ТКОУ
2019	1501010,00	220990,00	11257575,00	1657425,00		66,00
2020	1484850,00	225150,00	11136375,00	1688625,00		65,75
2021	1450375,00	247625,00	10877812,50	1857187,50		65,50
2022	1428000,00	252000,00	10710000,00	1890000,00		65,25
2023	1412700,00	249300,00	10595250,00	1869750,00		65,00
2024	1399750,00	250250,00	10498125,00	1876875,00		64,50
2025	1386840,00	251160,00	10401300,00	1883700,00		64,25
2026	1315600,00	244400,00	9867000,00	1833000,00		64,00
2027	1353400,00	254600,00	10150500,00	1909500,00		63,75
2028	1338250,00	251750,00	10036875,00	1888125,00		63,40
2029	1333200,00	250800,00	9999000,00	1881000,00		63,30
2030	1316550,00	255450,00	9874125,00	1915875,00		63,25
ИТОГО	16720525,00	2953475,00	125403937,50	22151062,50		—
при применении ЖКОУ
2019	1492400,00	229600,00	11193000,00	1722000,00		66,25
2020	1467750,00	242250,00	11008125,00	1 16875,00		66,50
2021	1451790,00	246210,00	10888425,00	1846575,00		66,00
2022	1428000,00	252000,00	10710000,00	1890000,00		65,60
2023	1409930,00	252070,00	10574475,00	1890525,00		65,40
2024	1397000,00	253000,00	10477500,00	1897500,00		65,25
2025	1385475,00	252525,00	10391062,50	1893937,50		65,25
2026	1318200,00	241800,00	9886500,00	1813500,00		65,00
2027	1353400,00	254600,00	10150500,00	1909500,00		65,00
2028	1335600,00	254400,00	10017000,00	1908000,00		65,00
2029	1326600,00	257400,00	9949500,00	1930500,00		65,00
2030	1310000,00	262000,00	9825000,00	1965000,00		64,75
ИТОГО	16676145,00	2997855,00	125071087,50	22483912,50		—
при применении КОК
2019	1499575,00	222425,00	11246812,50	1668187,50		68,00
2020	1484850,00	225150,00	11136375,00	1688625,00		67,75
2021	1471600,00	226400,00	11037000,00	1698000,00		67,50
2022	1453200,00	226800,00	10899000,00	1701000,00		67,25

Окончание таблицы 6.6

1	2	3	4	5	6
при применении КОК
2023	1434860,00	227140,00	10761450,00	1703550,00	66,75
2024	1421750,00	228250,00	10663125,00	1711875,00	66,50
2025	1395030,00	242970,00	10462725,00	1822275,00	66,25
2026	1339000,00	221000,00	10042500,00	1657500,00	66,00
2027	1358760,00	249240,00	10190700,00	1869300,00	65,75
2028	1346200,00	243800,00	10096500,00	1828500,00	65,50
2029	1338480,00	245520,00	10038600,00	1841400,00	65,25
2030	1325720,00	246280,00	9942900,00	1847100,00	65,00
ИТОГО	16869025,00	2804975,00	126517687,50	21037 12,50	—

Экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий предусматривает накопление, переработку навоза (помета) в органические удобрения в сельскохозяйственных организациях – пунктах переработки органики (ППО), при реализации технологических процессов производства и применения органических удобрений на основе ресурсно-продуктовых моделей. Основная задача организации ППО – полная переработка произведенных органических отходов (навоза, помета) и равномерное обеспечение либо сырьем для переработки, либо готовыми органическими удобрениями организаций, возделывающих сельскохозяйственные культуры.

Таким образом, обеспечивается перераспределение навоза (помета) или органических удобрений с территорий, где наблюдается их избыток (профицит), на территории с нехваткой (дефицитом). На основании данного перераспределения происходит выравнивание УОО по территории кластеров, районов, природно-сельскохозяйственных зон и региона в целом.

При формировании экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария исходные данные аналогичны данным для составления экстраполяционно-инерционного прогнозного сценария (см. рис. 6.5, табл. 6.4).

Рассчитан УОО по рассматриваемым видам органических удобрений по аналитическим данным за период 2009–2018 гг., по прогнозным данным (по методу экстраполяции линии трендов) в 2019–2030 гг., указана средняя величина УОО (рисунок 6.6). УОО сельскохозяйственных площадей при применении ТОУ составляет 4,39%, при применении ЖКОУ – 58,27%, при использовании ТКОУ – 67,75% и при применении КОК – 72,83%.

В перспективе, на основе прогноза формирования ресурсно-сырьевой базы, следует стремиться к выравниванию УОО до средней величины на всей территории. Определены показатели экономической эффективности экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария в период 2019–2030 гг. на примере Ростовской области при производстве озимой пшеницы (таблица 6.7). Наибольший валовой сбор в стоимостном выражении наблюдается при возделывании озимой пшеницы с применением КОК – 139562,43 млн руб., при этом величина недополученного валового сбора составила 7992,56 млн руб.

Источник: разработано автором Рисунок 6.6 – Уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей по аналитическим данным в 2009–2018 гг. и прогнозным данным в 2019–2030 гг. (на примере Ростовской области)

При возделывании озимой пшеницы с применением ЖКОУ валовой сбор в стоимостном выражении составляет 137718,00 млн руб., недополученная величина валового сбора соответствует 9837,00 млн руб. При возделывании озимой пшеницы с применением ТКОУ получен валовой сбор в размере 135258,75 млн руб., при этом недополученная величина валового сбора озимой пшеницы составляет 12296,25 млн руб. (см. таблица 6.7).

Таблица 6.7 – Показатели экономической эффективности экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария в период 2019–2030 гг.

(на примере Ростовской области)

Год прогноза	Показатели экономической эффективности
	валовой сбор зерновых, т	недополученный валовой сбор зерновых, т		валовой сбор зерновых, тыс. руб.		недополученный валовой сбор зерновых, тыс. руб.	рентабельность зерновых, %
при применении ТКОУ
2019	1578500,00	143500,00	11838750,00		1076250,00		65,50
2020	1567500,00	142500,00	11756250,00		1068750,00		65,50
2021	1556500,00	141500,00	11673750,00		1061250,00		65,50
2022	1540000,00	140000,00	11550 00,00		1050000,00		65,50
2023	1523500,00	138500,00	11426250,00		038750,00		65,50
2024	1512500,00	137500,00	11343750,00		1031250,00		65,50
2025	1501500,00	136500,00	11261250,00		1023750,00		65,50
2026	1430000,00	130000,00	10725000,00		975000,00		65,50
2027	1474000,00	134000,00	11055000,00		1005000,00		65,50
2028	1457500,00	132500,00	10931250,00		993750,00		65,50
2029	1452000,00	132000,00	10890000,00		990000,00		65,50
2030	1441000,00	131000,00	10807500,00		982500,00		65,50
ИТОГО	18034500,00	1639500,00	135258750,00		12296250,00		—
при применении ЖКОУ
2019	1607200,00	114800,00	12 054 000,00		861000,00		67,00
2020	1596000,00	114000,00	11 970 000,00		855000,00		67,00
2021	1584800,00	113200,00	11 886 000,00		849000,00		67,00
2022	1568000,00	112000,00	11760 000,00		840000,00		67,00
2023	1551200,00	110800,00	11634 000,00		831000,00		67,00
2024	1540000,00	110000,00	11550 000,00		825000,00		67,00
2025	1528800,00	109200,00	11466 000,00		819000,00		67,00
2026	1456000,00	104000,00	10920 000,00		780000,00		67,00
2027	1500800,00	107200,00	11256 000,00		804000,00		67,00
2028	1484000,00	106000,00	11130 000,00		795000,00		67,00
2029	1478400,00	105600,00	11088 000,00		792000,00		67,00
2030	1467200,00	104800,00	11004 000,00		786000,00		67,00
ИТОГО	18362400,00	1311600,00	137718 000,00		9837000,00		—
при применении КОК
2019	1628725,00	93275,00	12215 437,50		699562,50		67,50
2020	1617375,00	92625,00	12130 312,50		694687,50		67,50
2021	1606025,00	91975,00	12045 187,50		689812,50		67,50
2022	1589000,00	91000,00	11917 500,00		682500,00		67,50
2023	1571975,00	90025,00	11789 812,50		675187,50		67,50
2024	1560625,00	89375,00	11704 687,50		670312,50		67,50
2025	1549275,00	88725,00	11619 562,50		665437,50		67,50
2026	1475500,00	84500,00	11066 250,00		633750,00		67,50
2027	1520900,00	87100,00	11406 750,00		653250,00		67,50
2028	1503875,00	86125,00	11279 062,50		645937,50		67,50
2029	1498200,00	85800,00	11236 500,00		643500,00		67,50
2030	1486850,00	85150,00	11151 375,00		638625,00		67,50
ИТОГО	18608325,00	1065675,00	139562 437,50		7992562,50		—

На основе региональной системы моделей органического сельского земледелия с управлением размещением пунктов переработки сырья с применением ИАСППР межхозяйственных перевозок и размещением ППО определены затраты на реализацию технологических процессов по переработке навоза (помета), транспортировку навоза и органических удобрений в 2009–2018 гг., а также произведена экстраполяция полученных результатов до 2030 года. Рассчитаны затраты на производство органических удобрений, валовой сбор и недополученный валовой сбор озимой пшеницы в натуральном и стоимостном выражении, а также прибыль от использования органических удобрений (таблица 6.8) [172].

Таблица 6.8 – Фактические и прогнозные показатели эффективности
применения органических удобрений в среднем за год (на примере Ростовской области)

Вид ОУ	Показатели
	Затраты на произ-водствово и тран-спор-тировку ОУ, млн руб.	Натуральное выражение		Стоимостное выражение		Прибыль от реализации зерновых, выращенных при исполь-зовании ОУ, млн руб.
		Валовой сбор зерновых, тыс. т	Недополу-ченный валовой сбор зерновых по УОО, тыс. т	Валовой сбор зерновых, млн руб.	Недополу-ченный валовой сбор зерновых по УОО, млн руб.
1	2	3	4	5	6	7
Ретроспективные данные за 2009–2018 гг.
ТКОУ	1287,53	1368,91	201,71	10266,84	1512,84	8979,30
ЖКОУ	972,20	1342,69	227,94	10070,17	1709,51	9097,96
КОК	1464,73	1353,33	217,30	10149,97	1629,72	8685,23
Перспективные данные на 2019–2030 гг.
Регламентационный прогнозный сценарий
ТКОУ	1552,10	1595,33	283,09	11964,96	2123,14	10412,86
ЖКОУ	1305,34	1611,46	266,95	12085,95	2002,15	10780,61
КОК	2058,29	1624,45	253,96	12183,37	1904,73	10125,08
Экстраполяционно-инерционный прогнозный сценарий
ТКОУ	1078,46	1403,31	243,92	10524,82	1829,41	9446,36
ЖКОУ	910,65	1399,00	248,23	10492,53	1861,70	9581,87
КОК	1457,31	1414,40	232,83	10607,99	1746,25	9150,67
Экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий (с частичной переработкой органических отходов в ППО)
ТКОУ	1110,81	1509,96	137,27	11324,71	1029,52	10213,90
ЖКОУ	937,97	1537,42	109,82	11530,62	823,62	10592,64
КОК	1501,03	1558,01	89,23	11685,04	669,19	10184,01

Окончание таблицы 6.8

1	2	3	4	5	6	7
Экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий (с полной переработкой органических отходов в ППО)
ТКОУ	1402,00	1509,96	137,27	11324,71	1029,52	9922,72
ЖКОУ	1183,85	1537,42	109,82	11530,62	823,62	10346,77
КОК	1894,51	1558,01	89,23	11685,04	669,19	9790,54

По ретроспективным данным за 2009–2018 гг. при условии переработки совокупного объема производимого навоза (помета) и внесения органических удобрений при возделывании, для примера, озимой пшеницы, получаем 8979,30 млн руб. прибыли в год при применении ТКОУ, 9097,96 млн руб. при внесении ЖКОУ и 8685,23 млн руб. при использовании КОК. При этом среднегодовые затраты на производство и транспортировку органических удобрений составляют 1287,53 млн руб. при производстве ТКОУ, 972,20 млн руб. при получении ЖКОУ и 1 464,73 млн руб. при производстве КОК.

Следует обратить внимание, что затраты на производство и транспортировку каждого вида органических удобрений значительно ниже, чем суммы недополученной выручки от реализации сельскохозяйственных культур, выращенных при полном обеспечении органическими удобрениями, то есть при УОО сельскохозяйственных площадей, равном 100% (1,0).

При рассмотрении перспективных данных в качестве вариативных прогнозных сценариев делаем следующие выводы. Наиболее эффективными для осуществления и примерно равнозначными по сумме годовой прибыли от реализации зерновых являются регламентационный и экстраполяционно-интеграционный (с частичной переработкой органических отходов в ППО) прогнозные сценарии.

По регламентационному прогнозному сценарию прибыль от использования органических удобрений при возделывании озимой пшеницы составила 10412,86 млн руб. при применении ТКОУ, 10780,61 млн руб. при использовании ЖКОУ и 10125,08 млн руб. при применении КОК. Затраты на производство и транспортировку органических удобрений при применении ТКОУ и ЖКОУ ниже, чем величина недополученного валового сбора в 1,36 и 1,53 раза, соответственно. При использовании КОК затраты выше, чем недополученный валовой сбор на 8%.

Для экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария с частичной переработкой навоза (помета) в ППО прибыль от использования органических удобрений при возделывании озимой пшеницы составила 10213,90 млн руб. при применении ТКОУ, 10592,64 млн руб. при использовании ЖКОУ и 10184,01 млн руб. при применении КОК. При этом затраты на производство и транспортировку удобрений выше, чем суммы недополученной выручки от реализации сельскохозяйственных культур при их возделывании с полным обеспечением органическими удобрениями. Среднегодовые затраты на производство и транспортировку ТКОУ составили 1110,81 млн руб., величина недополученной выручки равна 1029,52 млн руб., т.е. в 1,08 раза больше. При производстве ЖКОУ среднегодовые затраты составляют 937,97 млн руб., недополученная выручка равна 823,62 млн руб., что в 1,13 раза больше суммы недополученного валового сбора. На производство и транспортировку КОК потребуется 1501,03 млн руб., сумма недополученной выручки составляет 669,19 млн руб., что в 2,24 раза больше величины недополученного валового сбора.

Следует отметить, что экономическая эффективность регламентационного прогнозного сценария связана с увеличением численности животных и птицы согласно Концепции развития агропромышленного комплекса и проекту Прогноза развития агропромышленного комплекса анализируемого региона. Эффективность экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария с частичной переработкой органических отходов обусловлена организацией ППО и осуществлением технологических процессов, обеспечивающих выравнивание УОО с целью повышения рентабельности отраслей животноводства и растениеводства. По трендовым зависимостям поголовье животных и птицы для расчета группы экстраполяционных сценариев сокращается, но совершенствование управления технологическими процессами, несмотря на увеличение затрат по их реализации, позволяет получить значительную экономическую эффективность экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария с частичной переработкой органических отходов.

Вторым по эффективности является экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий с полной переработкой органических отходов (навоза, помета) в ППО, в рамках которого производится переработка полного объема навоза (помета) в местах его использования, и в качестве центров базирования пунктов переработки органики указаны сельскохозяйственные организации – потребители органического удобрения. Следует отметить, что затраты на производство и транспортировку по данному сценарию на 26–30% выше, чем по экстраполяционно-инерционному сценарию и экстраполяционно-интеграционному сценарию с частичной переработкой в ППО. При производстве ТКОУ затраты составляют 1402,00 млн руб., прибыль от применения ТКОУ при возделывании озимой пшеницы равна 9922,72 млн руб. При производстве ЖКОУ затраты равны 1183,85 млн руб., прибыль составляет 10346,77 млн руб., при производстве КОК затраты соответствуют 1894,51 млн руб., прибыль от применения данного вида удобрения равна 9790,54 млн руб. Таким образом, затраты при полной переработке в ППО увеличились по отношению к затратам других видов прогнозных сценариев, но прибыль от возделывания озимой пшеницы при выравнивании почвенного плодородия значительную их часть компенсирует.

Не значительно по величине прибыли от экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария с полной переработкой навоза (помета) в ППО отличается экстраполяционно-инерционный прогнозный сценарий. При возделывании озимой пшеницы с применением ТКОУ получаем прибыль от использования органических удобрений в размере 9446,36 млн руб., при использовании ЖКОУ прибыль составляет 9581,87 млн руб., а при применении КОК прибыль равна 9150,67 млн руб.

Выводы по главе

На основе рассчитанных аналитических данных и разработанных вариативных прогнозах развития технологических процессов производства и применения органических удобрений на основе ресурсно-продуктовых моделей резюмируем следующее.

1. Экономически целесообразными для реализации являются регламентационный сценарий и экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий с частичной переработкой органических отходов в ППО. По отношению к аналитическим ретроспективным данным прибыль от применения ТКОУ повышается на 1433,55 млн руб. и 1234,60 млн руб. в год, соответственно, от использования ЖКОУ – на 1682,65 млн руб. и  494,68 млн руб. в год, соответственно, от применения КОК – на 1439,85 млн руб. и 1498,78 млн руб. в год, соответственно.
2. На втором месте по эффективности находятся экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий с полной переработкой органических отходов в ППО и экстраполяционно-инерционный сценарий. При реализации экстраполяционно-интеграционного прогнозного сценария с полной переработкой органических отходов в ППО прибыль от применения органических удобрений по отношению к ретроспективным данным возросла при использовании ТКОУ – на 943,41 млн руб. в год, при применении ЖКОУ – на 1248,80 млн руб. в год, при использовании КОК – на 1105,30 млн руб. в год. Прибыль от использования органических удобрений при выращивании озимой пшеницы по экстраполяционно-инерционному сценарию при применении ТКОУ по отношению к аналитическим данным ежегодно увеличивается на 467,06 млн руб., при использовании ЖКОУ – на 483,68 млн руб., при применении КОК – на 465,44 млн руб.

Методические подходы к прогнозированию развития технологических процессов повышения почвенного плодородия существенно отличаются от других сфер экономики. Объясняется данный факт отраслевыми особенностями, и в первую очередь взаимозависимостью и тесной взаимосвязью рассматриваемых технологических процессов с технологическими процессами растениеводства и животноводства. Разработанные на основе усовершенствованной методики прогнозирования вариативные прогнозные сценарии показывают различную эффективность и достаточно высокую точность прогнозирования, поэтому применение указанных разработок, актуально для формирования стратегии и тактики решения рассматриваемой народнохозяйственной проблемы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Создана региональная модель органического сельского земледелия
с функциональными связями, направленными на повышение плодородия почвы, сохранение земель сельскохозяйственного назначения и получение экологически чистой продукции применительно к засушливым условиям юга России.

Региональная концепция органического сельского земледелия включает шесть основных блоков: применение сидеральных посевов, переработка органических отходов животноводства и птицеводства в высококачественные концентрированные органические удобрения с использованием биологически активных добавок, выбор и введение в хозяйственный оборот оптимальных сортов и гибридов злаковых и других культур применительно к зональным севооборотам, дифференцированное внесение минеральных и органических удобрений, техногенное воздействие на почву, управление технологическими процессами повышения почвенного плодородия.

2. Предложена систематизация общепризнанных и разработанных критериев и показателей эффективности управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия. Предлагается группировка разработанных критериев с выделением групп ресурсосберегающих и интегральных показателей эффективности управления рассматриваемыми технологическими процессами в рамках региональной модели органического сельского земледелия.

3. Разработана технология производства концентрированных органических удобрений методом ускоренного компостирования навоза животноводческих предприятий с использованием биологически активных добавок. Данная технология позволяет получить удобрение в течение 7-12 суток, что снижает экологическую нагрузку в местах накопления и хранения навоза. Аналогов данной технологии в мире нет.

В основу технологии положены разработки ученых АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ, направленные на ускоренное обеззараживание жидкого навоза с использованием системы перемешивания в лагунах с использованием возобновляемых источников энергии (ветроротор Савониуса), а также биотехнологии с применением эффекта Юткина. Разработана система контроля за качеством созревания бурта навоза, включающая перебуртовщик с набором измерительных устройств, связанных с бортовым компьютером агрегата. Предложена система определения N, P и K в почве на базе МЭС, которая считывает количество измеряемых параметров, систематизирует через бортовой компьютер трактора и формирует картограмму поля, обеспечивая
последующее дифференцированное внесение органических удобрений и
агрохимикатов, снижая количество последних на 30%.

4. Проведены исследования по влиянию на урожайность озимой пшеницы совместного использования минеральных удобрений и мелиоранта ОРМИСС.

При урожайности озимой пшеницы 73,4 ц/га (предшественник – горох) определено совместное внесение минеральных удобрений в дозе N₂₀P₅₂K₅₂ + обработка семян ОРМИСС + 2 обработки по вегетации растений.

Предпосевная обработка семян ярового ячменя в ПЭМП ПЧ приводит
к повышению устойчивости к дефициту влаги в период прорастания семян
и роста проростков.

В результате конкурсного сортоиспытания озимой пшеницы, озимого и ярового ячменя выявлены особенности внедрения лучших сортов в условиях южной зоны Ростовской области. В большей степени по урожайности зерна превзошли сорта ярового ячменя: Магнит (+5,0 ц/га), Леон (+3,6 ц/га), Прилив (+3,1 ц/га),

5. Обоснована технологическая структура МТА для системной технологии уборки колосовых культур, основанных на принципах многопроцессных операций, выполняющих уборку зерновых, посев сидеральных культур, основную обработку почвы с пожнивным стеблестоем НЧУ и сидеральных культур.

Целый ряд операций в растениеводстве выполняется многопроцессными МТА пятого поколения как в колесном, так и в гусеничном исполнении (МЭС-3200) за счет наличия унифицированной передней навесной гидросистемы, переднего и заднего ВОМ. Схема предложенных МТА обеспечивает экологически сбалансированное взаимодействие с почвой (пониженное удельное давление, меньшее буксование и перетирание почвы) и повышенный КПД.

6. Разработанные методологические основы экономического механизма управления технологическими процессами в региональной модели органического земледелия в условиях юга России основаны на методах математического моделирования, программирования, прогнозирования.

Сущность экономического механизма управления технологическими процессами повышения почвенного плодородия рассмотрена в трех направлениях:

– в первом направлении выделяются имеющиеся ресурсы для реализации технологических процессов повышения почвенного плодородия, сохранения земель сельскохозяйственного назначения с получением экологически чистой продукции;

– во втором направлении производится выбор технологий производства органических удобрений на основе разработанной многокритериальной модели системной согласованности технологических процессов повышения почвенного плодородия и ИА СППР оптимизации технологии производства органических удобрений;

– в третьем направлении выявляются перспективы производства органических удобрений и совместного применения минеральных и органических удобрений.

Методология формирования экономического механизма управления технологическими процессами рассматривается как система упорядоченных знаний, которая обеспечивает реализацию научно обоснованных подходов
в вопросах ресурсосберегающей аграрной политики на уровне государства
и региона.

7. На основе прогноза трансформации региональной системы моделей органического сельского земледелия установлено следующее (на примере Ростовской области):

– экономически целесообразным для реализации является регламентационный сценарий и экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий с частичной переработкой органических удобрений в ППО. По отношению к аналитическим ретроспективным данным прибыль от применения твердых КОУ повышается на 1433,55 млн руб. и 1234,60 млн руб. в год; от использования жидких КОУ – на 1682, 65 млн руб. и 1494,68 млн руб. в год; от применения КОК – на 1439,85 млн. руб. и 1498,78 млн руб. в год соответственно;

– на втором месте по эффективности находится экстраполяционно-интеграционный прогнозный сценарий с полной переработкой органических отходов в ППО и экстраполяционно-инерционный сценарий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Липкович Э.И., Бельтюков Л.П., Бондаренко А.М. Органическая система земледелия / Техника и оборудование для села: науч.-практ. журн. – 2014. – Вып. 8 (206) – С. 2–7. – ISSN 2072-9642.

2. Лачуга Ю.Ф., Бондаренко А.М. К проблеме технической и технологической модернизации сельского хозяйства / Вестник аграрной науки Дона – 2013. – № 1(21). – С. 4–12.

3. Lipkovich E.I., Bondarenko A.M., Kachanova L.S. Prospective Technology for Processing of Manure and Dung / Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences (RJPBCS). – Volume 7, Issue 2, 2016 (March–April), Page No. 225–234.

Режим доступа: http://www.rjpbcs.com/pdf/2016_7(2)/[29].pdf.

4. Зональные системы земледелия Ростовской области на 2013-2020 гг.: под общ. ред. В.Н. Василенко – ч. II. – Ростов-на-Дону: ООО «Донской издат. дом», 2013. – 250 с.

5. Качанова Л.С., Бондаренко А.М., Вуколов М.В. Моделирование систем применения удобрений на предприятиях АПК: монография. – Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2013. – 117 с.

6. Качанова Л.С. Мотивация выбора экономически эффективной технологии переработки навоза на основе сгенерированного ресурсно-сырьевого комплекса в условиях Ростовской области / Международный научный журнал. – № 3. – 2015. – С. 58–65. ISSN 1955-4638.

Режим доступа: http://www.tis-journal.com/contents/2015/vypusk-no3/#c9480.

7. Аюшеева А.О. Формирование интегрированных структур агропромышленного комплекса региона: проблемы и перспективы: монография. – Новосибирск: Издательство ЦРНС, 2013. – 153 с.

8. Сироткина Н.В., Рублевская А.А. Механизм формирования эффективных интегрированных структур в АПК / Вестник ТОГУ. – 2012. –
№ 1(24). – С. 221–230.

9. Сиптиц С.О. Вопросы модернизации системы управления АПК России: обоснование некоторых концептуальных положений / Система управления – основа реализации модели инновационного развития агропромышленного комплекса России: сб. трудов науч.-практ. конференции. – М.: ВНИИЭСХ, 2013. – С. 24–32.

10. Слепнева Л.Р., Новаковская О.А. Интегрированные процессы в агропромышленном комплексе России в современных условиях: монография. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 130 с.

11. Трухачев В.И., Громов Е.И. Оценка социо-эколого-экономического развития аграрных регионов юга России / Бизнес в законе. – 2013. – № 6. –
С. 291–295.

12. Качанова Л.С Совершенствование инфраструктуры производства органических удобрений / Органическое сельское хозяйство – основа производства экологически чистой продукции: матер. междунар. науч. конф. – Алмалыбак: ТОО «Асыл кітап» (Баспа үйі), 2018. – С. 346–349.

13. Вуколов Э.А. Основы статистического анализа. Практика по статистическим методам и исследованию операции с использованием пакетов STATISTICA и EXCEL: учебное пособие. – М.: Форум, 2008. – 464 с.

14. Гладилин А.В., Герасимов А.Н., Громов Е.И., Скрипниченко Ю.С. Кластерный подход к развитию пространственно-локализованных систем в аграрном секторе экономики региона: монография. – Ставрополь: АГРУС, 2011. – 116 с.

15. Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ / пер. с англ. Е.З. Демиденко; под ред. А.Я. Боярского. – М.: Статистика, 1997. – 128 с.

16. Мордовченков Н.В., Николаенко П.Г. Кластерный подход в управлении технологическими процессами в АПК / Вестник Поволжского государственного технологического университета. – 2014. – №3 (19). – С. 60–70.

17. Дж.–О. Ким, Мьюллер Ч.У., Клекка У.Р. и др. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ: пер. с анг. / под ред. И.С. Енюкова. – М.: Финансы и статистика, 1989. – 215 с.

18. Качанова Л.С. Управление технологическими процессами производства и применения органических удобрений в аграрном секторе экономики: монография. – Зерноград: АЧИИ ФГБОУ ВО ДГАУ, 2016. – 207 с.

19. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Управление технологическими процессами переработки отходов животноводства и растениеводства в системе органического земледелия / Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей XII Междунар. науч.-практ. конференции, в рамках XVIII Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2016». – Ставрополь: АГРУС, – 2016. – С. 217–224.

20. Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия: под ред. А.Л. Иванова, Л.М. Державина. – М.: МСХ РФ, РАСХН, 2008. – 392 с.

21. Методика экономической оценки эффективности применения химических продуктов в сельском хозяйстве. – М.: Колос, 1965. – 27 с.

22. Методические указания по определению экономической эффективности удобрений в сельском хозяйстве. – М.: Колос, 1971. – 89 с.

23. Методические указания по определению экономической эффективности удобрений и других средств химизации, применяемых в сельском хозяйстве. – М.: Колос, 1979. – 30 с.

24. Методические указания по оценке влияния удобрений на экономические показатели сельскохозяйственного производства. – М.: ВПНО «Союзсельхозхимия», 1987. – 78 с.

25. Петранёва Г.А., Коваленко Н.Я., Романов А.Н., Моисеева О.А. Экономика сельского хозяйства: учебник / под ред. проф. Г.А. Петранёвой. – М.: Альфа-М – ИНФРА-М, 2012. – 288 с.

26. Ушачев И.Г. и др. Эффективность сельскохозяйственного производства: методические рекомендации / под ред. И.С. Санду, В.А. Свободина, В.И. Нечаева, М.В. Косолаповой, В.Ф. Федоренко. – М.: Росинформагротех, 2013. – 228 с.

27. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей как технико-экономический критерий эффективности применения органических удобрений / Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2015. – № 2(18). – С. 177–187.

28. Качанова Л.С. Технико-экономические критерии обоснования эффективности технологических процессов производства и использования удобрений / Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2015. – № 2(18). – С. 188–205.

29. Бондаренко А.М., Кушнарев А.П. Определение эффективности капиталовложений в производство суперудобрений / Разработка механизированных технологий и технических средств нового поколения – основа перевооружения АПК: сб. науч. тр. – Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001. – С. 289–295.

30. Минаков И.А., Сабетова Л.А., Куликов Н.И. Экономика сельскохозяйственного предприятия / под ред. И.А. Минакова. – М.: КолосС, 2003. – 528 с.

31. Бондаренко А.М., Босенко, Н.С., Вялков В.И. Система агрохимического обслуживания АПК и пути ее развития / Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2004. – № 4. – С. 86–89.

32. Водянников В.Т., Лысюк А.И., Зимин Н.Е. и др. Организация и управление производством на сельскохозяйственных предприятиях: учеб. / под ред. В.Т. Водянникова. – М.: КолосС, СтГАУ: АРГУС, 2006. – 506 с.

33. Водянников В.Т., Лысюк А.И., Лысенко Е.Г. и др. Экономика сельского хозяйства: учеб. пособие для вузов. – М.: Колос, 2008. – 390 с.

34. Бондаренко А.М., Бершицкий Ю.И., Кушнарев А.П. Экономическая эффективность внедрения механизированных технологий приготовления и внесения концентрированных органических удобрений / Тез. доклада Международной научно-технической конференции посвященной 20-летию ВНИПТИОУ. – Владимир, 2001. – С. 115–117.

35. Бондаренко А.М., Качанова Л.С., Паршина Д.Ю. Определение затрат на поддержание бездефицитного баланса гумуса в почве / Совершенствование технологических процессов и технических средств в АПК: междунар. межвузовский сб. научных трудов. – Зерноград: Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ, 2015. –
С. 118–124.

36. Качанова Л.С., Паршина Д.Ю. Методологические подходы к обоснованию экономической эффективности применения органических удобрений / Международный научный журнал. – 2015. – № 2. – С. 62–68.

37. Бершицкий Ю.И., Кушнарев А.П. Номографический метод оценки эффективности внедрения механизированных технологий приготовления и внесения органических удобрений / Пути повышения экономической эффективности аграрных предприятий: межвузовский сборник научных трудов. – Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2004. – С. 53–59.

38. Бершицкий Ю.И., Кушнарев А.П. Методические особенности оценки эффективности производства и использования концентрированных органических удобрений / Экономика, организация и управление в АПК: межвузовский сборник научных трудов. – Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, ФГОУ ВПО ДГАУ, 2004. – С. 91–96.

39. Бондаренко А.М. Экономическая эффективность применения органических и минеральных удобрений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://terraltd.ru/economic-efficiency/.

40. Баранов Н.Н. Экономика использования удобрений и гербицидов. – М.: Колос, 1964. – 320 с.

41. Голубев А.В. Экономико-экологические основы сельскохозяйственного производства. – М.: Колос, 2008. – 296 с.

42. Беспятых А.В. Повышение экономической эффективности применения органических удобрений (на примере сельскохозяйственных предприятий Кировской области): дис. … канд. экон. наук: 08.00.05 / Беспятых Александр Васильевич. – Киров, 2004. – 151 с.

43. Говдя В. В. Организационно-экономические проблемы повышения эффективности использования удобрений и средств защиты растений (на примере Краснодарского края): автореф. дис. … д-ра экон. наук: 08.00.05 / Говдя Виктор Виленович. – Краснодар, 2002. – 48 с.

44. Лукин А.С. Повышение экономической эффективности применения минеральных удобрений в Кировской области: автореф. … канд. экон. наук: 08.00.05. / Лукин Андрей Сергеевич. – Киров, 2003. – 25 с.

45. Трубилин И.Т., Малюга Н.Г., Василенко В.П. и др. Методические рекомендации по определению эколого-экономической эффективности использования средств химизации в сельском хозяйстве. – Краснодар, 2001. – 38 с.

46. Волков С.Н. Землеустройство: учебники и учебные пособия студентов вузов. – М.: ГУЗ, 2013. – 992 с.

47. Бельтюков Л.П. Сорт, технология, урожай. – Ростов-на-Дону: Терра Принт, 2007. – 160 с.

48. Липкович Э.И., Бельтюков Л.П., Бондаренко А.М. Органическая система земледелия / Техника и оборудование для села. – 2014. – № 8. –
С. 2–7.

49. Проведение исследований и разработка системной технологии уборки колосовых культур очёсом на корню, посева сидеральных культур в стеблестое незерновой части урожая (НЧУ), основной осенней обработки почвы с заделкой вегетативных масс НЧУ и сидератов, обеспечивающей повышение качества органической питательности продукционного слоя почвы применительно к условиям производства зерна на юге России: Отчет о выполнении НИР по заданию МСХ РФ / А.М. Бондаренко, А.Ю. Несмиян, Л.С. Качанова и др. – Зерноград: АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2018. – 224 с.

50. Бондаренко А.М., Качанова Л.С., Несмиян А.Ю., Кормильцев Ю.Г. Основы системной технологии восстановления почвенного плодородия с использованием незерновой части урожая и сидеральных культур / Вестник аграрной науки Дона. – Зерноград: АЧИИ, 2017 г. – № 3(4). – С. 29–34.

51. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Восстановление почвенного плодородия: проблемы и перспективы / Актуальные агроэкосистемы. – 2017 г. – № 11. – С. 30–34.

52. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Прогноз развития технологических процессов производства и применения органических удобрений в сельском хозяйстве / Известия Оренбургского ГАУ. – 2018 г. – № 2(70). – С. 16–19.

53. Lipkovich, E.I., Bondarenko А.М., Kachanova L.S. Сontrol of Technological Processes of Organic Fertilizers Application as a Tool to Ensure Food Safety / Journal of Environmental Management and Tourism. – V. IX, Spring, 2018. – Issue 1(25). – рр. 5–11.

54. Бондаренко A.M., Забродин В.П., Курочкин В.Н. Механизация процессов переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественные органические удобре­ния: монография. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2010. – 184 с.

55. Бондаренко А.М. Механико-технологические основы процессов про­изводства и использования высококачественных органических удобрений: монография. – Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001. – 292 с.

56. Еськов А.И., Новиков М.Н., Лукин С.И. и др. Справочная книга по производству и применению орга­нических удобрений. – Влади­мир, ВНИПТИОЧ, 2001. – 496 с.

57. Коваленко В.П., Лысых И.Г. Промышленное производство молока и свинины в Дании: учебное пособие. – Краснодар: «Совет­ская Кубань», 2005. – 354 с.

58. Липкович Э.И., Бондаренко А.М., Краснов И.Н. и др. Модульная ферма с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока. – Ростов-на-Дону: 2010. – 196 с.

59. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. РД-АПК 1.10.15.02-17 МСХ РФ. – М., 2017. – 166 с.

60. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим удобрениям. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Росагропромиздат, 1988. – 225 с.

61. Васильев В.А., Швецов М.М. Применение бесподстилочного навоза для удобрения. – М.: Колос , 1983. – 174 с.

62. Патент на изобретение № 2658388. Устройство ускоренного компостирования органических отходов / А.М. Бондаренко, Э.И. Липкович, А.Н. Головко, Л.С. Качанова. – Опубл. 21.06.2018. – Бюл. № 18.

63. Патент на полезную модель № 188930. Разбрасыватель минеральных и концентрированных органических удобрений / А.М. Бондаренко, А.Ю. Попенко, А.Н. Головко, Л.С. Качанова Л.С. – Опубл. 29.04.2019. – Бюл. № 13.

64. Бондаренко А.М., Качанова. Л.С. Технологии и технические средства производства и применения органических удобрений: монография. – Зерноград: АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2016. – 224 с.

65. Бондаренко А.М., Качанова. Л.С., Попенко А.Ю. Исследование процесса поверхностного внесения концентрированных органических удобрений машиной с пневмоцентробежным рабочим органом / Известия Оренбургского ГАУ. 2019. – № 5(79). – С.142–145.

66. Бондаренко А.М., Строгий Б.Н., Матвейкина Ж.В., Семенцов М.Н. Основы землеустройства Ростовской области: учебное пособие. – Зерноград: РИО ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2013. – 174 с.

67. Кореньков Д.А. Минеральные удобрения при интенсивных технологиях. – М.: Росагропромиздат, 1990. – С. 133–137.

68. Классен В.И. Омагничивание водных систем. – М.: Химия, 1978. – 240 с.

69. Яковлев С.В., Краснобородько И.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды. – Ленинград: Стройиздат, 1987. – 312 с.

70. Патент RU № 2706539 С1 МПК А01С 3/02 (2006.01). Способ ускоренного компостирования органических отходов / А.М. Бондаренко, А.Н. Головко, Л.С. Качанова // Патентообладатель ФГБОУ Донской ГАУ. Заявка № 2018138091 от 29.10.2018. Опубл. 19.11.2019. – Бюл. № 32.

71. Патент на изобретение № 298904 С2 А01 С 3/00. Устройство для транспортирования и разделения навоза на фракции /А.М. Бондаренко, Х.К. Казанов // Заявл. 08.08.2005. – Изобретения (заявки и патенты). Опубл. 2017. – Бюл. № 14.

72. Патент на полезную модель № 109002 U 1 B01 D 33/04 (2006.01) . Ленточный вакуум фильтр / А.М. Бондаренко, В.Н. Головинов, М.А. Таранов // Заявл. 11.04.2011. Опубл. 10.10.2011. – Бюл. № 28.

73. Патент RU № 2287252 С1 А01С 3/06. Рабочий орган к разбрасывателю органических удобрений из куч / А.М. Бондаренко, Е.Н. Белоусов, В.Ф. Яламов // Патентообладатель ФГБОУ ВПО АЧГАА. Заявл. 28.04.2005. – Изобретения (заявки и патенты). Опубл. 2006 г. – Бюл. № 32.

74. Васюков П.П. Биологические факторы воспроизводства плодородия почвы в Краснодарском крае. – ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко. – Изд-е 3-е. – Краснодар: ЭДВИ, 2019. – 44 с.

75. Бутузов А.С., Тертычная В.И. Возделывание озимой пшеницы
с применением регуляторов роста растений / Земледелие. – 2010. – № 5. –
С. 37-38.

76. Квасов Н.А. Регуляторы роста и продуктивность озимых зерновых культур на Ставрополье. – Ставрополь: Агрус, 2010. – 184 с.

77. Винокурова К.А., Пакина Е.Н., Романова Е.В. Влияние регулятора роста на продуктивность различных сортов озимой пшеницы в условиях Краснодарского края / Теоретические и прикладные проблемы АПК. – 2011. – № 4. – С. 21-24.

78. Калмыкова Е.В. Повышение продуктивности сортов озимой пшеницы при комплексном применении минеральных удобрений и регуляторов роста / Теоретические и прикладные проблемы АПК. – 2011. – № 4. – С. 26-28.

79. Исайчев В.А., Андреев Н.Н., Мударисов Ф.А. Влияние регуляторов роста и хелатных микроудобрений на урожайность и показатели качества гороха и озимой пшеницы / Вести УГСХА. – 2012. – № 1. – С. 12-16.

80. Костин В.И., Костин О.В., Музурова О.Г. Влияние биопрепаратов на качество и мукомольные показатели зерна озимой пшеницы / Вестник УГСХА. – 2012. – № 1. – С. 27-31.

81. Бельтюков Л.П., Кувшинова Е.К., Шикин В.И. Применение удобрений и стимуляторов роста при возделывании озимой пшеницы на Дону: монография. – Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2013. – 60 с.

82. Зеленский Н.А., Текиева М.И. Влияние элементов технологии выращивания на урожайность и качество зерна сортов озимой пшеницы / Научный журнал КубГАУ. – Краснодар, 2012. – № 78(04). – С. 675-685.

83. Половинкин В.Г., Исай­чев В.А., Провалова Е.В. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от применения регуляторов роста, макро- и микроэлементов / Изв-я Нижневолжского агроунивер-ситетского комплекса. – 2013. – № 1(29). – С. 47-51.

84. Плечов Д.В. Влияние минеральных удобрений и регуляторов роста на урожайность озимой пшеницы / Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. – 2012. –
Т. 1. – С. 39-43.

85. Иванов В.М., Утеева Д.К. Формирование урожая и качества зерна сортов озимой пшеницы при применении агрохимикатов / Изв-я Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. – 2012. – № 3(27). – С. 1-4.

86. Половинкин В.Г. Влияние регуляторов роста на фотосинтетический потенциал листьев озимой пшеницы в лесостепи Поволжья / Вести УГСХА. – 2012. – № 1. – С. 51-56.

87. Петров Н.Ю., Билоус В.В., Калмыкова Е.В. Влияние биопрепаратов на продуктивность зерна озимой пшеницы в условиях Волгоградской области / Изв-я Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. – 2010. – № 2(18). – С. 55-58.

88. Панасин В.И. Микроэлементы и урожай. – Калининград: Калининградское книжное изд-во, 2000. – 276 с.

89. Зайцев В.Н., Подколзин А.И. Влияние микроудобрений и фунгицида на урожай и качество зерна озимой пшеницы в Ставропольском крае / Проблемы агрохимии и экологии. – 2010. – № 3. – С. 42-44.

90. Кутис С.Д., Кутис Т.Л. Электромагнитные технологии в растениеводстве. Часть I. Электромагнитная обработка семян и посадочного материала. / С.Д. Кутис, Т.Л. Кутис. – 2017. – «Издательские решения». – С. 15.

91. Савченко В.В., Синявский А.Ю. Влияние энергетической дозы обработки в магнитном поле на посевные качества семян сельскохозяйственных культур / Вестник ВИЭСХ. – 2016. – № 2(23). – С. 38-42.

92. Тибирьков А.П., Юдаев И.В. Электрофизическая обработка семян – новый агроприем при возделывании ярового ячменя на юге России / Фундаментальные исследования [Электронный ресурс] – 2015. – №2 (ч.22). – С.4930-4933.

93. Федорищенко М.Г. Влияние продолжительности предпосевной обработки семян ячменя переменным магнитным полем промышленной частоты на всхожесть в зависимости от их исходной влажности / М.Г. Федорищенко, А.С. Казакова, Н.И. Шабанов, М.В. Жолобова // Вестник аграрной науки Дона: теоретический и научно-практический журнал. – 2012. – Вып.1. – С. 81-85.

94. Belyavskaya N.A. Biological effects due to weak magnetic field on рlants / Adv. Space Res. – 2004. – V/34. – P. 1566–1574.

95. Efthimiad A., Katsenios N., Karkanis A. и др. Effects of Presowing Pulsed Electromagnetic Treatment of Tomato Seed on Growth, Yield, and Lycopene Content / The Scientific World Journal. 2014:369745. doi: 10.1155/2014/369745

96. Iqbal M., Muhammad D., Jamil Y., Ahmad M.R. Effect of pre-sowing magnetic field treatment to garden pea (Pisum sativum L.) seed on germination and seedling growth / Pakistan Journal of Botany. – 2012. – V.44(6). – Рp. 1851-1856.

97. Пат. C1 2193833 RU, 7 А 01 С1/00. Установка для предпосевной обработки семян /М.А. Таранов, Г.П. Стародубцева, П.А. Бондаренко, М.Г. Федорищенко (АЧГАА). – 2000115106/13; Заявл.09.06.2000 // Изобретения. Полезные модели. – 2002. – №34 (ч. II). – С.149.

98. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести: ГОСТ 12038-84; Введен 01.07.86. М.; ИПК Изд-во стандартов. 2004.– С. 34-38.

99. Федорищенко М.Г., Казакова А.С., Шабанов Н.И., Жолобова М.В. Влияние продолжительности предпосевной обработки семян ячменя переменным магнитным полем промышленной частоты на всхожесть в зависимости от их исходной влажности / Вестник аграрной науки Дона: теоретический и научно-практ. журнал. – Вып. 1.– Зерноград, 2009. –100 с.

100. Казакова А.С., Козяева С.Ю. Шкала микрофенологических фаз прорастания семян ярового ячменя / Сельскохозяйственная биология (Серия Биология растений). – М., 2009. – №3. – С. 88-92.

101. Kasakova A.S. Microphenological phases of barley seed germination: description, time of start and duration. / Наука Красноярья. – 2014. – №6(17). – С. 139-154.

102. Ерешко А.С. Ячмень: От селекции к производству. – Ростов-на-Дону: ООО «Тера», 2005. – 184 с.

103. Казакова А.С., Гайдаш М.В. Способ отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя. Патент патента RU 2302727: A 01 H1/04. Способы селекции 2005. http://www.findpatent.ru/patent/230/2302727.html

104. Методические указания по определению засухоустойчивости сортообразцов пшеницы и ячменя по прорастанию семян на растворах с высоким осмотическим давлением / в кн. Методика диагностики устойчивости. Сост.: Г.В. Удовенко, Т.В. Олейников, Н.Н. Кожушко и др. – Ленинград, 1970. – 74 С.

105. Mut Z., Akay H. Effect of seed size and drought stress on germination and seedling growth of naked oat (Avena sativa L.) / Bulgarian Journal of Agricultural Science. – 2010. – V.16. – N4. P.459-467.

106. Turk M.A., Tawaha A.M. Seed germination and seedling growth of two barley cultivars under moisture stress. / Res. on Crops. – 2002. – №3. – Р.467-472.

107. Игнатенко И.С., Козяева С.Ю., Казакова А.С. Предпосевная обработка семян ярового ячменя повышает всхожесть и синхронизирует прорастание в условиях пониженной температуры / В мире научных открытий. – Красноярск. 2010. – С. 297-299.

108. Amyan A., Ayrapetyan S. The biological effect of extremely low frequency electromagnetic fields and vibrations on barley seed hydration and germination / TheScientificWorldJOURNAL/ – 2004. – V. 4. – P. 55-69.

109. Савченко И.В., Медведев А.М., Чекмарев П.А., Прянишников А.И. Стратегия адаптации сельскохозяйственного производства в условиях частых засух / Вестник Российской академии с.-х. наук. – 2012. – № 2. –
С. 19–21.

110. Ермоленко В.П. Научные условия земледелия Дона. – М.: Родник, 1999. – 175 с.

111. Бельтюков Л.П. Сорт, технология, урожай. – Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2002. – 176 с.

112. Беляков И.И. Озимая пшеница в интенсивном земледелии. – М.: Росагропромиздат, 2003. – 25 с.

113. Беляков А.М., Гурова О.Н., Конопов В.М. Технологические аспекты возделывания озимой пшеницы / Поле деятельности: Наука. Опыт. Практика. – 2008. – № 9. – С. 19–20.

114. Климашевский Э.Л., Чернышова Н.Ф. Оценка агрохимической перспективности сорта / Вестник с.-х. науки. –1982. – № 10. – С. 28–36.

115. Рыбалкин П.Н., Васютин М.М., Лоза А.К. Интенсивные технологии производства озимой пшеницы в Краснодарском крае / Вестник с.-х. науки. – 1987. – № 3. – С. 68–74.

116. Сайко Н.Ф. Увеличение производства зерна озимой пшеницы и совершенствование интенсивных технологий её возделывания / Вестник с.-х. науки. –1987. – № 18. – С. 44–51.

117. Бельтюков Л.П. и др. Особенности агротехники полукарликовых сортов озимой пшеницы на Дону / Сб. научн. трудов ВНИИСЗК: Зерновые и кормовые культуры. Селекция, семеноводство, технология возделывания. – Зерноград, 2000. – С. 20–22.

118. Державин Л.М., Попова Р.Н. Зависимость урожая озимой пшеницы от агрохимических свой почвы в основных районах её возделывания / Агрохимия. – 1984. – № 3. – С. 27–35.

119. Белоус Г.М., Коцарь В.В. Влияние минеральных удобрений на урожай озимой пшеницы на различных агрофонах / Бюлл. ВНИИ кукурузы. – Вып. 63. – 1984. – С. 47–49.

120. Калиненко И.Г., Чорба Л.Н. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в связи с полеганием / Сб. науч. тр. ДЗНИИСХ. – Т. IV. Растениеводство и животноводство. – Ростов-на-Дону, 1973. – С. 66–69.

121. Василенко И.И., Москвина А.К. Особенности фотосинтетической продуктивности и формирования урожая озимой пшеницы сортов интенсивного типа / Вестник с.-х. науки. – 1978. – № 7. – С. 18–26.

122. Ремесло В.Н., Сайко В.Ф., Борсук Г.Е. Урожай и качество зерна сортов озимой пшеницы Ильичевка и Мироновская 10 в зависимости от доз и соотношений минеральных удобрений / Вестник с.-х. науки. – 1978. – № 6. – С. 28–36.

123. Гриб С., Кадыров М., Чернов. В. Экологическая стабильность урожая возделываемых сортов ярового ячменя / Изд-во Академии наук БССР, серия с.-х. наук, 1980. – Вып. 2. – С 37–40 с.

124. Чернышова Н.Ф., Климашевский Э.Л. Факторы отзывчивости разных сортов растений в связи с их взаимодействием с удобрениями / Агрохимия. – 1974. – № 6. – С. 57–66.

125. Панников В.Д. Удобрения, сорт, урожай / Агрохимия. – 1980. –
№ 12. – С. 3–11.

126. Малушка К.В., Медведовский А.К. Сортовая агротехника зерновых культур. – Киев: Урожай, 1983. – 312 с.

127. Неттис И.Т. Сортовая агротехника и методы её разработки / Вестник с.-х. науки. – 1984. – № 5. – С. 42–50.

128. Неттис И.Т. Агротехника и сорт / Земледелие. – 1985. – № 2. –
С. 45–47.

129. Иванова Т.Н. и др. Оценка пригодности сортов зерновых культур к возделыванию по интенсивным технологиям / Вестник с.-х. науки. – 1988. – № 1. – С. 67–74.

130. Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В. Почвы и удобрения Ростовской области. – Изд-е второе. – п. Персиановский: ДонГАУ, 1999. – С. 68–71.

131. Природные условия и естественные ресурсы Ростовской области. – Ростов-на-Дону, 2002. – 432 с.

132. Гриценко А.А. Агрометеорологические условия в Зерноградском районе Ростовской области (1930–2002 гг.). – Ростов-на-Дону, 2005. – 80 с.

133. Доспехов Б.А. Методика опытного дела. – М.: ИД «Альянс», 2011. – 352 с.

134. Жук А.Ф., Ревякин Е.Л. Развитие машин для минимальной и нулевой обработки почвы: научно-аналитический обзор [Текст]. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. – 156 с.

135. Кравченко В.А. Повышение эффективности функционирования сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов на базе колесных тракторов: дис. … докт. техн. наук: 05.20.01 / Краченко Владимир Алексеевич. – Зерноград, 2012. – 378 с.

136. Пропашная система земледелия [Текст] / под ред. И.А. Скачкова. – М.: Россельхозиздат, 1964. – 376 с.

137. Липкович Э.И., Бельтюков Л.П., Бондаренко А.М. Органическая система земледелия / Техника и оборудование для села. – 2014. – № 8. –
С. 2–7.

138. Отчет о НИР «Проведение исследований и разработка системной технологии уборки колосовых культур очёсом на корню, посева сидеральных культур в стеблестое незерновой части урожая (НЧУ), основной осенней обработки почвы с заделкой вегетативных масс НЧУ и сидератов, обеспечивающей повышение качества органической питательности продукционного слоя почвы применительно к условиям производства зерна на юге России» / Ответственный исполнитель А.М. Бондаренко. – Зерноград, АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2018 г. – 224 с.

139. Бондаренко А.М., Несмиян А.Ю., Качанова, Л.С., Кормильцев Ю.Г. Основы системной технологии восстановления почвенного плодородия с использованием незерновой части урожая и сидеральных культур / Вестник аграрной науки Дона. – № 3 (47). – 2019. – С. 29-34.

140. Качанова Л.С. Управление технологическими процессами производства и применения органических удобрений в аграрном секторе экономики: монография. – Зерноград: Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВО ДГАУ, 2016. – 207 с.

141. Бондаренко А.М., Качанова Л.С., Вуколов М.В. Модифицированная концепция системы моделей оптимизации перевозок органических удобрений с управлением процессами размещения площадок переработки сырья / Международный технико-экономический журнал. – 2015. – № 4. –
С. 69–75.

142. Качанова Л.С. Методология разработки иерархической системы ресурсно-продуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений с управлением размещения пунктов переработки сырья / Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2015. – № 1(17). – С. 175–188.

143. Качанова Л.С., Вуколов М.В. Разработка иерархической системы ресурсно-продуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений и управления размещением площадок переработки сырья / Международный научный журнал. – 2015. – № 2. – С. 56–62.

144. Качанова Л.С. Ресурсно-продуктовые модели оптимизации производства и транспортировки органических удобрений /АПК: экономика и управление. – 2016. – №7. – С. 69–74.

145. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Информационно-аналитическая система поддержки принятия решений межхозяйственных перевозок органических удобрений в ресурсно-продуктовом ассортименте с размещением площадок технологического комплекса переработки сырья / Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ 2015617471 Российская Федерация; правообладатель ФГБОУ ВПО ДГАУ. – № 2015-612640; заявл. 06.04.2015; зарегистр. 10.07.2015.

146. Качанова Л.С. Экономико-математическая модель обоснования выбора технологии переработки навоза в высококачественные органические удобрения / Вестник ИрГСХА. – 2014. – № 61. – С. 121–130.

147. Качанова, Л.С. Разработка экономико-математической модели задачи обоснования выбора ресурсосберегающих технологий производства концентрированных органических удобрений /Л.С. Качанова, М.В. Вуколов // Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина. – 2014. – № 2(62). – С. 80–84.

148. Качанова, Л.С. Многокритериальная модель обоснования выбора ресурсосберегающей технологии производства и применения органических удобрений /Л.С. Качанова //Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина – 2016. – № 3(73). – С. 33–41.

149. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Информационно-аналитическая система поддержки принятия решений оптимизации технологий производства органических удобрений / Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ 2015612873 Российская Федерация; правообладатель ФГБОУ ВПО АЧГАА. – № 2014-663910; заявл. 29.12.2014; зарегистр. 26.02.2015.

150. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Технико-экономические аспекты производства и применения органических удобрений в Южном федеральном округе / Международный технико-экономический журнал. – 2013. – № 3. –
С. 71–77.

151. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Современные технологии переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественные органические удобрения / Вестник Всероссийского научно-исслед. института механизации животноводства. – 2015. – № 4 (20). – С. 135–141.

152. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Применение ресурсосберегающих технологий производства и использования органических удобрений / Наука: многопрофильный научно-производственный журнал Костанайского инженерно-экономического университета им. М. Дулатова, Казахстан. – 2016. – № 1. – С. 35–38.

153. Качанова Л.С. Модель планирования дополнительного дохода от применения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур / Аграрная наука. – 2016. – №6. – С. 8–12.

154. Качанова Л.С., Бондаренко А.М., Вуколов М.В. Моделирование систем применения удобрений на предприятиях АПК: монография. – Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2013. – 117 с.

155. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Автоматизированная информационная система определения дополнительного дохода при использовании удобрений / Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ 2013660442 Российская Федерация; правообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. – № 2013-618157; заявл. 12.09.2013; зарегистр. 06.11.2013.

156. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Автоматизированная информационная система определения технико-экономических показателей внедрения технологий повышения почвенного плодородия / Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ 2014611846 Российская Федерация; правообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. – № 2014-618330; заявл. 17.09.2013; зарегистр. 12.02.2014.

157. Качанова Л.С. Автоматизация определения дополнительного дохода сельскохозяйственного предприятия при использовании удобрений / Збірник наукових праць Таврійського державного агротехнологічного університету (економічні науки) // за ред. М.Ф. Кропивка. – Мелітополь: Вид-во Мелітопольська типографія «Люкс», 2013. – № 2 (22), Т. 6. – С.139–149.

158. Качанова Л.С. Совершенствование методики технико-экономической оценки применения органических удобрений / Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина. – 2015. – № 5(65) – С. 35–45.

159. Качанова Л.С. Моделирование программы развития сельскохозяйственного предприятия/ Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина. – 2009. – № 8-1. – С. 41–44.

160. Качанова Л.С. Организационно-экономические аспекты управления технологическими процессами производства и применения органических удобрений / Национальные интересы: приоритеты и безопасность. – 2016. – № 10(343). – С. 123–133.

161. Косолапова М.В., Свободин В.А. Системно-воспроизводственная методология – основа взаимосвязи и координации социально-экономических исследований / Прикладные экономические исследования. – 2017. –
№ S1. – С. 47–54.

162.Рукина, И.М. Отходы производства и потребления как стратегический ресурс экономики будущего / И.М. Рукина, В.В. Филатов // Микроэкономика. – 2017. – № 5. – С. 57–63.

163. Ушачев, И.Г. Научное обеспечение государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013–2020 гг. / И.Г. Ушачев // АПК: экономика, управление. – 2013. – № 3. – С. 13–26.

164. Филатов В.В., Рукина И.М. Государственная инновационная политика как ключевой фактор стратегии технологического прорыва / Вестник Университета (Государственный ун-т управления). – 2014. – № 3. – С. 92–99.

165. Гайдаенко А.А., Гайдаенко О.В. Особенности использования прогнозных сценариев в АПК / Тр. Вольн. эконом. об-ва. – 2006. – Т. 73. –
С. 20–22.

166. Гайдаенко А.А. Сценарное прогнозирование в АПК / Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. – 2006. –
№ 1. – С. 287–288.

167. Косолапова М.В., Свободин В.А. Методические рекомендации по оценке и прогнозированию развития сельскохозяйственной организации / Прикладные экономические исследования. – 2017. – № 2 (18). – С. 20–32.

168. Трухачев В.И., Банникова Н.В., Тельнова Н.Н. Стратегическое планирование в сельском хозяйстве. Теория и практика: монография. – Ставрополь: АГРУС, 2011. – 128 с.

169. Концепция развития агропромышленного комплекса Ростовской области до 2020 года (утверждена постановлением Правительства Ростовской области от 23.05.2012 № 424). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.donland.ru/Donland/Pages/View.aspx?pageid=75189&mid=128186&itemId=129

170. Постановление Законодательного Собрания Ростовской области от 24.11.2011 г. № 1752 «Стратегия социально-экономического развития Ростовской области на период до 2020 года» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.donland.ru.

171. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 5.09.2011 г.
№ 1538-р «Стратегия социально-экономического развития Южного федерального округа до 2020 года» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consultant.ru.

172. Качанова Л.С. Прогнозирование технологических процессов самообеспечения органическими удобрениями / Проблемы теории и практики управления. – 2016. – № 12. – С. 91–102.