РЕФЕРАТ

Отчет 114 с., 13 рис., 3 табл.,34 источ., 4 приложения

КОМПЛЕКСНОЕ РАЗВИТИЕ, СЕЛЬСКИЕ ТЕРРИТОРИИ, ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОЕ ПАРТНЕРСТВО, СОЦИАЛЬНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА, МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС, ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ.

Объект исследования: государственно-частное партнерство в инвестиционной деятельности в сельских территориях

Цель исследования — научно-методическое обоснование разработки концептуальных положений, организационно-экономических механизмов и практических мер (в т.ч. на региональном уровне) по развитию государственно-частного партнерства в целях обеспечения инвестиционной деятельности в социальной сфере села.

В процессе работы использовались расчетно-конструктивные методы, анкетирование, монографический методы.

В результате исследования: обобщены теоретические подходы; выявлены сдерживающие факторы развития ГЧП; на основе экспертного опроса проведен анализ современных особенностей, базовых практик, перспективных направлений и форм развития механизмов ГЧП; обоснована необходимость и значимость создания многофункциональных социальных центров; разработаны предложения по использованию модульных конструкции; разработаны рекомендации по совершенствованию механизмов государственно- (муниципально-) частного партнерства в инвестировании села.

Степень внедрения: результат исследования внедрены в деятельности муниципалитетов, бизнес-ссобществе.

Эффективность состоит в развитии малого бизнеса на селе, создании новых рабочих мест, увеличении налоговых поступлений, росте инвестиционной привлекательности сельских территорий.

ВВЕДЕНИЕ

В связи с принятием и началом реализации с января 2020 года Государственной программы Российской Федерации «Комплексное развитие сельских территорий» актуализируются задачи по поиску новых малозатратных механизмов содействия развитию социальной сферы сельских территорий на основе реализации местных инициатив. Одним из действенных инструментов по решению этой задачи является использование системы государственно-частного партнерства как, с одной стороны, фактора снижения бюджетной нагрузки и успеха для привлечения дополнительного финансирования, с другой стороны – действенного импульса в реализации новых социально значимых проектов, стратегически важных для сельского развития.

Государственно-частное партнерство (ГЧП) — одно из наиболее важных и универсальных направлений, используемых для привлечения инвестиций и сотрудничества между предпринимательскими структурами и властью. Благодаря применению механизмов ГЧП имеется существенный потенциал для реализации проектов, направленных на развитие сельских территорий в социальной сфере. В результате нехватки бюджетных средств для решения социально значимых проблем требуется привлечение инвестиций. Особенно остро эта проблема стоит на муниципальном уровне, где социальная нагрузка на бюджет традиционно больше, чем на региональном уровне. ГЧП выступает эффективным инструментом в развитии социальной сферы, так как напрямую связано с разработкой социально значимых проектов для населения. Реализация таких проектов сочетает в себе интересы общества, государства и бизнеса, что позволяет реализовывать социально значимые проекты с привлечением частных инвестиций.

По данным Минэкономразвития на начало 2020 года в России насчитывалось почти 3,1 тыс. действующих, либо завершенных по истечении срока действия концессионных соглашений с общим объемом инвестиционных обязательств в размере более 1,7 трлн рублей, из которых 1,2 трлн рублей (или более 70%) составляют внебюджетные инвестиции. Инвестиционные обязательства по таким концессионным соглашениям составляют 1,6% от ВВП России за 2019 год. Для сравнения, в Великобритании этот уровень составляет не менее 6,6% от ВВП, в Австралии и Новой Зеландии – 6,9 % от ВВП, в Канаде – 8,1% от ВВП. Это свидетельствует о недостаточном уровне инвестиций посредством концессий.

Проекты государственно-частного партнерства в области развития социальной сферы сельских территорий считаются менее маржинальными, нежели проекты иных сфер общественной инфраструктуры (транспортной, коммунальной и других). Финансирование проектов ГЧП в обозначенной сфере связано со значительными трудностями ввиду неоднородности спроса, сложностью прогнозирования потребительского спроса и оценки социального эффекта.

Цель исследования — научно-методическое обоснование разработки концептуальных положений, организационно-экономических механизмов и практических мер (в т.ч. на региональном уровне) по развитию государственно-частного партнерства в целях обеспечения инвестиционной деятельности в социальной сфере села.

Задачи исследования:

— изучение и обобщение нормативно-правовых актов, теоретических и методических основ по вопросам использования механизмов ГЧП в социальной сфере

— обобщение опыта применения ГЧП в социальной сфере села, проведение опроса по регионам и обработка результатов, анализ лучших практик реализации инвестиционных проектов в социальной сфере села, реализуемых с использованием механизмов ГЧП;

— разработка рекомендаций для региональных и муниципальных органов власти по отбору, структурированию и запуску инвестиционных проектов в социальных отраслях на принципах государственно-частного партнерства.

К новизне исследования можно отнести:

— обобщение теоретических подходов к использованию ГЧП в социальной сфере, позволивших рассматривать ГЧП в системе инвестирования в социальную инфраструктуру села – как единую систему финансирования инвестиций в объекты обеспечения жизнедеятельности сельского населения на принципах государственно- (муниципального) частного партнерства, и определить специфику реализации ГЧП (МЧП) в социальной сфере;

— на основе проведенного экспертного опроса выделены особенности базовых практик, перспективных направлений и форм развития механизмов государственно-частного партнерства, применяемых в сельских территориях РФ;

— обоснована необходимость и значимость интеграции сетей сельского социального обслуживания в форме многофункциональный социальных центров, обоснованы возможности реализации их инвестиционного потенциала через систему Г(М)ЧП;

— обоснован новый подход и предложения по использованию модульных конструкции для создания, обеспечения доступности и расширения спектра сельских социальных услуг, разработан модельный бизнес-план создания многофункционального центра для сельских территорий

— разработаны и обсуждены, рекомендованы к внедрению рекомендации по вопросам социального развития сельских территорий, в т.ч. с учетом совершенствования механизмов государственно- (муниципально-) частного партнерства.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Нормативно-правовые, теоретические и методические положения по вопросам использования механизмов ГЧП в социальной сфере

1.1 Законодательная база ГЧП

Государственно-частное партнерство (ГЧП) в современной России возникло как альтернативный инструмент финансирования инфраструктурных расходов в условиях преодолений дефицита бюджетных средств и возрастающей необходимости развития объектов общественного пользования, к которым относятся дороги, объекты связи и коммунального хозяйства, детские сады и т.п.

В Указе Президента Российской Федерации от 13 мая 2017 г. №208 «О Стратегии экономической безопасности Российской Федерации на период до 2030 года» сделан акцент на использование механизма государственно-частного партнерства, которое позволяет объединить потенциалы и интересы органов государственной власти, местного самоуправления и частного бизнеса [1].

Наиболее общую трактовку государственно-частному партнерству дает Всемирный банк: «Государственно-частное партнерство – это соглашение между публичной и частной сторонами по поводу производства и оказания инфраструктурных услуг, заключаемые с целью привлечения дополнительных инвестиций и, что еще более важно, является средством повышения эффективности бюджетного финансирования» [2].

В современных условиях государственно-частное партнерство (представляет собой институциональный и организационный альянс государственной власти и частного бизнеса с целью реализации общественно значимых проектов в широком спектре сфер деятельности – от развития стратегически важных отраслей экономики до предоставления общественных услуг в масштабах всей страны или отдельных территорий [3].

Ещё один аспект выделяется Кубаревым Е.Н., который под государственно — частным партнерством понимает взаимовыгодное сотрудничество между органами государственной власти и юридическими или физическими лицами в процессе объединения ими в общих целях имущественных, финансовых, управленческих и технологических ресурсов для реализации инвестиционных (инновационных) проектов в области создания, реконструкции, ремонта, и эксплуатации объектов капитального строительства при условии охраны и защиты интересов сторон, участвующих в реализации проекта [4]. Выделение участников партнерства — государство, юридические лица, физические лица — имеет принципиальное значения для настоящего исследования, т.к. позволяет выстраивать равновыгодные отношения не только между государством и бизнесом, но и в системе координат «государство — физическое лицо», «бизнес — физическое лицо», как партнерские отношения [5].

Механизмы государственно-частного партнерства включают в себя формы сотрудничества, позволяющие государству и частному сектору извлекать взаимную выгоду, в том числе:

— концессионные соглашения, заключаемые в соответствии с Федеральным законом от 21 июля 2005 г. № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях»;

— соглашения о государственно-частном партнерстве (СГЧП), соглашения о муниципально-частном партнерстве (СМЧП), заключаемые в соответствии с Федеральным законом от 13 июля 2015 г. № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве, муниципально-частном партнерстве в Российской Федерации и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Объекты, в отношении которых заключаются соглашения о государственно-частном партнерстве, концессионные соглашения, в том числе в целях комплексного развития сельских территорий, определены: Федеральными законами; законами и постановлениями Правительства субъектов Российской Федерации, местными нормативно-правовыми актами органов местного самоуправления, регулирующими сферы муниципально-частного партнерства.

Подзаконные акты, принятые во исполнение Федерального закона от 13 июля 2015 г. № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»:

— Постановление Правительства Российской Федерации от 12.12.2015 № 1366 «Об утверждении перечня отдельных прав и обязанностей публичного партнера, которые могут осуществляться уполномоченными им органами и (или) юридическими лицами в соответствии с федеральными законами, иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации, муниципальными правовыми актами».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 19.12.2015 № 1386 «Об утверждении формы предложения о реализации проекта государственно-частного партнерства или проекта муниципально-частного партнерства, а также требований к сведениям, содержащимся в предложении о реализации проекта государственно-частного партнерства или проекта муниципально-частного партнерства».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 19.12.2015 № 1387 «О порядке направления публичному партнеру заявления о намерении участвовать в конкурсе на право заключения соглашения о государственно-частном партнерстве, соглашения о муниципально-частном партнерстве».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 19.12.2015 № 1388 «Об утверждении Правил рассмотрения публичным партнером предложения о реализации проекта государственно-частного партнерства или проекта муниципально-частного партнерства».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 03.12.2015 № 1309 «Об утверждении Правил проведения уполномоченным органом переговоров, связанных с рассмотрением предложения о реализации проекта государственно-частного партнерства, проекта муниципально-частного партнерства на предмет оценки эффективности проекта и определения его сравнительного преимущества».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 30.12.2015 № 1514 «О порядке проведения уполномоченным органом оценки эффективности проекта государственно-частного партнерства, проекта муниципально-частного партнерства и определения их сравнительного преимущества».

— Постановление Правительства РФ от 04.12.2015 № 1322 «Об утверждении Правил проведения предварительного отбора участников конкурса на право заключения соглашения о государственно-частном партнерстве, соглашения о муниципально-частном партнерстве».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 30.12.2015 № 1490 «Об осуществлении публичным партнером контроля за исполнением соглашения о государственно-частном партнерстве и соглашения о муниципально-частном партнерстве».

— Приказ Минэкономразвития России от 20.11.2015 № 863 «Об утверждении порядка проведения переговоров, связанных с рассмотрением предложения о реализации проекта государственно-частного партнерства, проекта муниципально-частного партнерства, между публичным партнером и инициатором проекта».

— Приказ Минэкономразвития России от 20.11.2015 № 864 «Об утверждении порядка проведения предварительных переговоров, связанных с разработкой предложения о реализации проекта государственно-частного партнерства, проекта муниципально-частного партнерства, между публичным партнером и инициатором проекта».

— Приказ Минэкономразвития России от 27.11.2015 № 888 «Об утверждении порядка мониторинга реализации соглашений о государственно-частном партнерстве, соглашений о муниципально-частном партнерстве».

— Приказ Минэкономразвития России от 30.11.2015 № 894 «Об утверждении Методики оценки эффективности проекта государственно-частного партнерства, проекта муниципально-частного партнерства и определения их сравнительного преимущества».

Подзаконные акты, принятые во исполнение Федерального закона от 21 июля 2005 г. № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях»:

— Постановление Правительства Российской Федерации от 15.06.2009 № 495 «Об установлении требований к концессионеру в отношении банков, предоставляющих безотзывные банковские гарантии, банков, в которых может быть открыт банковский вклад (депозит) концессионера, права по которому могут передаваться концессионером концеденту в залог, и в отношении страховых организаций, с которыми концессионер может заключить договор страхования риска ответственности за нарушение обязательств по концессионному соглашению».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 19.12.2013 № 1188 «Об утверждении требований к банковской гарантии, предоставляемой в случае, если объектом концессионного соглашения являются объекты теплоснабжения, централизованные системы горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, отдельные объекты таких систем».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 24.04.2014 № 368 «Об утверждении Правил предоставления антимонопольным органом согласия на изменение условий концессионного соглашения».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 03.06.2014 № 510 «Об утверждении Правил дисконтирования величин при оценке конкурсных предложений на право заключения концессионных соглашений и договоров аренды в сфере теплоснабжения, в сфере водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 31.03.2015 № 300 «Об утверждении формы предложения о заключении концессионного соглашения с лицом, выступающим с инициативой заключения концессионного соглашения».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 04.03.2017 № 259 «Об утверждении Правил проведения мониторинга заключения и реализации заключенных концессионных соглашений, в том числе на предмет соблюдения сторонами концессионного соглашения взятых на себя обязательств по достижению целевых показателей, содержащихся в концессионном соглашении, сроков их реализации, объема привлекаемых инвестиций и иных существенных условий концессионного соглашения».

— Приказ Минэкономразвития России от 01.10.2013 № 563 «О требованиях к форме и содержанию вычислительной программы по определению дисконтированной выручки участника конкурса на право заключения концессионного соглашения или договора аренды в отношении объектов теплоснабжения, централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, отдельных объектов таких систем, находящихся в государственной или муниципальной собственности».

В соответствии с частью 6 статьи 4 Федерального закона от 21 июля 2005 г. № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях», частью 2 статьи 16, частью 2 статьи 17 и частью 2 статьи 18 Федерального закона от 13 июля 2015 г. № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве, муниципально-частном партнерстве в Российской Федерации и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» проводится мониторинг концессионных соглашений, соглашений о государственно-частном партнерстве (ГЧП), соглашений о муниципально-частном партнерстве (МЧП).

Примерные концессионные соглашения:

— Постановление Правительства Российской Федерации от 27.05.2006 № 319 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении автомобильных дорог и инженерных сооружений транспортной инфраструктуры, в том числе мостов, путепроводов, тоннелей, стоянок автотранспортных средств, пунктов пропуска автотранспортных средств, пунктов взимания платы с владельцев грузовых автотранспортных средств».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 11.11.2006 № 671 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении объектов образования».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 11.11.2006 № 672 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении объектов трубопроводного транспорта».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 11.11.2006 № 673 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении объектов по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 05.12.2006 № 739 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении аэродромов, зданий и (или) сооружений, предназначенных для взлета, посадки, руления и стоянки воздушных судов, а также объектов производственной и инженерной инфраструктур аэропортов».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 05.12.2006 № 744 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении объектов железнодорожного транспорта».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 05.12.2006 № 745 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении морских и речных портов, гидротехнических сооружений портов, объектов производственной и инженерной инфраструктур портов».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 05.12.2006 № 746 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении морских и речных судов, судов смешанного (река-море) плавания, судов, осуществляющих ледокольную проводку, гидрографическую, научно-исследовательскую деятельность, паромных переправ, плавучих и сухих доков».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 05.12.2006 № 747 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении гидротехнических сооружений».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 05.12.2006 № 748 «Об утверждении примерного концессионного соглашения в отношении систем коммунальной инфраструктуры и иных объектов коммунального хозяйства, в том числе объектов водо-, тепло-, газо- и энергоснабжения, водоотведения, очистки сточных вод, объектов, на которых осуществляются обработка, утилизация, обезвреживание и размещение твердых коммунальных отходов, объектов, предназначенных для освещения территорий городских и сельских поселений, объектов, предназначенных для благоустройства территорий, а также объектов социального обслуживания граждан».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 22.12.2006 № 791 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении метрополитена и другого транспорта общего пользования».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 09.02.2007 № 90 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении объектов культуры, спорта, организации отдыха граждан и туризма и иных объектов социально-культурного назначения».

— Постановление Правительства Российской Федерации от 14.02.2009 № 138 «Об утверждении типового концессионного соглашения в отношении объектов здравоохранения, в том числе объектов, предназначенных для санаторно-курортного лечения».

В целях оценки комплексного потенциала субъекта Российской Федерации для привлечения частных инвестиций в проекты ГЧП Министерство экономического развития Российской Федерации ежегодно публикует рейтинг субъектов Российской Федерации по уровню развития сферы государственно-частного партнерства (далее — рейтинг). Рейтинг рассчитывается по Методике расчета показателя «Уровень развития сферы государственно-частного партнерства в субъекте Российской Федерации» за 2019 год, утвержденной приказом Министерства экономического развития Российской Федерации от 25.11.2019 № 762 «Об организации в Минэкономразвития России работы по расчету показателя «Уровень развития сферы государственно-частного партнерства в субъекте Российской Федерации» за 2019 год».

В 2019 году Кировская область показала наибольший рост в рейтинге среди всех регионов России, поднявшись на 25 пунктов — с 61 места в 2018 году до 36 места в 2019 году.

В городских и сельских поселениях наиболее развито заключение концессионных соглашений в сфере жилищно-коммунального хозяйства.

Приведем примеры нормативно-правовой базы, разработанной на уровне субъектов Российской Федерации.

В Хабаровском крае – это Закон Хабаровского края от 23 ноября 2011 г. № 130 «О государственной инвестиционной политике в Хабаровском крае»; постановления Правительства Хабаровского края: от 15 сентября 2016 г. № 321-пр «О межведомственном взаимодействии органов исполнительной власти Хабаровского края при подготовке проектов государственно-частного партнерства на территории Хабаровского края»; от 31 декабря 2017 г. № 550-пр «О мерах по реализации отдельных положений Федерального закона от 21 июля 2005 г. № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях» и о внесении изменений в Положение об инвестиционном совете при Правительстве Хабаровского края, утвержденное постановлением Правительства Хабаровского края от 19 апреля 2011 г. № 115-пр». Министерством инвестиционного развития и предпринимательства края ежегодно разрабатывается Муниципальный стандарт содействия инвестициям и развития предпринимательства в муниципальных образованиях края (Стандарт). На текущий год одним из мероприятий Стандарта предусмотрена разработка и утверждение концепций инвестиционных проектов, планируемых к реализации с применением механизмов МЧП или концессии. Данные проекты могут быть разработаны в сферах транспортного обслуживания, социальной, культурной, образовательной и туристической.

В Кировской области в 2020 году принято постановление Правительства Кировской области от 12.03.2020 № 110-П «О реализации отдельных положений Федерального закона от 13.07.2015 № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве, муниципально-частном партнерстве в Российской Федерации и внесении изменений в отдельные законодательные акгы Российской Федерации» на территории Кировской области», которым предусмотрено введение четкого разграничения полномочий между органами исполнительной власти Кировской области, вовлеченными в реализацию проектов ГЧП.

В Костромской области в целях реализации Федерального закона от 13.07.2015 № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве, муниципально-частном партнерстве в Российской Федераций и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в Костромской области принято постановление администрации Костромской области от 27.10.2015 № 391-а «О реализации Федерального закона от 13.07.2015 № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве, муниципально-частном партнерстве в Российской Федерации и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

В соответствии с Федеральным законом от 21 июля 2005 года № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях» в настоящее время Ленинградская область выступает третьей стороной по таким концессионным соглашениям. При Правительстве Ленинградской области создана рабочая группа — постоянный рабочий совещательный орган, образованный при Правительстве Ленинградской области в порядке, предусмотренном законодательством Ленинградской области, с целью рассмотрения и заключения концессионных соглашений в отношении объектов теплоснабжения, централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, отдельных объектов таких систем, в которых Ленинградская область выступает третьей стороной. Рабочей группой в соответствии с постановлением Правительства Ленинградской области от 12 декабря 2017 года № 574 «Об утверждении Порядка межведомственного взаимодействия органов исполнительной власти Ленинградской области при заключении и изменении концессионных соглашений в отношении объектов теплоснабжения, централизованных систем горячего водоснабжения и (или) водоотведения, отдельных объектов таких систем, в которых Ленинградская область выступает третьей стороной» ведется работа по рассмотрению проектов таких соглашений.

В целях привлечения инвестиций Законом Рязанской области «О налоговых льготах» для концессионеров и частных партнеров, заключивших соглашения в отношении объектов социальной инфраструктуры, предусмотрены региональные налоговые преференции — освобождение от уплаты налога на имущество;

В Пензенской области в рамках действующего регионального законодательства [6] определяются основные условия и формы государственной поддержки инвестиционной деятельности на территории области, в начале 2019 года утверждена «дорожная карта», предусматривающая совершенствование административных рычагов инвестиционного механизма на основе развития нормативно-правовой базы и составления реестра приоритетных проектов в сфере ГЧП, обеспечение информированности всех субъектов гражданского общества о практике ГЧП и ее возможностях в отношении привлечения бюджетных средств и внебюджетных инвестиций в развитие производственной, инженерной и социальной инфраструктуры региона [7].

Развитие форм участия государственно-частного партнерства на региональном уровне позволит стимулировать или дестимулировать разработку проектов в регионе; получать оперативную информацию о выборе инвестиционных площадок для частного сектора экономики; оптимизировать величину спроса и предложения рабочей силы в отраслях сельского хозяйства; обеспечить развитие производственной инфраструктуры сельского хозяйства; улучшить инвестиционный климат региона за счет реализации инновационных проектов ГЧП; организовать мероприятия по продвижению инвестиционных возможностей региона [8].

1.2 Виды проектов ГЧП в социальной сфере

Пониманию сущности государственно-частного партнерства, на наш взгляд, будут способствовать следующие подходы, в основе которых лежат принципиальные позиции тех или иных исследователей:

— социальный подход, в его основе лежит понимание государственно-частного партнерства как механизма согласования интересов различных субъектов (прежде всего, государства, бизнеса и местных сообществ) для реализации общих социально-значимых целей на основе проектного подхода [9];

— экономический подход, центр внимания которого сосредоточен на механизме повышения экономической эффективности использования государственного и муниципального имущества через содействие развитию частной инициативы в предоставлении социально значимых услуг;

— нормативно-правовой — принятая в пределах компетенции уполномоченного государственного органа и юридически оформленная система взаимоотношений государства и частного бизнеса как формы совместной деятельности;

— инвестиционный — форма совместной деятельности государства и бизнеса по вложение инвестиций и осуществление практических действий в целях получения прибыли и (или) достижения иного полезного эффекта, основанная на справедливом распределении необходимых организационных, финансовых, производственных и прочих рисков и обеспечивающая сторонам приемлемый результат;

— инициативный — форма самоорганизации местных сообществ, солидаризация действий на основе предпринимательской «инициативы снизу»/

Государственно-частное партнерство в системе инвестирования в социальную инфраструктуру села — единая система финансирования инвестиций в объекты обеспечения жизнедеятельности сельского населения на принципах государственно-частного партнерства.

Формы ГЧП могут типологизироваться по различным основаниям. Так В. Варнавский предлагает для рассмотрения следующие формы: контракты на выполнение работ и оказание общественных услуг, поставка продукции для государственных нужд, контракты технической помощи, контракты на управление, лизинг (аренда), соглашение о разделе продукции, инвестиционные контракты, концессии, акционирование, долевое участие частного капитала в государственных предприятиях [10].

Проекты государственно-частного партнерства (ГЧП) наиболее часто реализуются в следующих формах: соглашения о государственно-частном партнерстве (в рамках регионального законодательства о ГЧП и 224-ФЗ); концессионные соглашения (в рамках 115-ФЗ); контракты жизненного цикла (в рамках законодательства о закупках); договоры аренды с инвестиционными обязательствами (в рамках гражданско-правовых договоров).

Таблица 1 — Преимущества механизма ГЧП [11]

По данным Национального Центра ГЧП в стране 2815 проектов реализуется по концессионным соглашениям (85% от общего количества проектов), с общим объемом частных инвестиций в размере 1 трлн руб. (47% от общего объема). На квази-ГЧП приходится 12% по количеству проектов и 38% по инвестициям, на СГЧП/СМЧП — 3% по количеству и 15% по инвестициям. Среди отраслей – на сельское хозяйство приходится 8 проектов на 2,5 млрд руб. инвестиций, на социальную сферу — 452 проекта на 246,6 млрд руб.

Рисунок 1 — Отраслевая структура рынка ГЧП по объему частных

инвестиций и количеству реализуемых проектов

Источник: данные, расчеты Национального Центра ГЧП

Рисунок 2 – Преимущества недостатки концессионной формы ГЧП

Финансирование проектов ГЧП в социальной сфере связано со значительными трудностями в связи с неоднородностью спроса, сложностью прогнозирования потребительского потока и оценки социального эффекта. Инвесторы в большинстве случаев не готовы входить в проекты социальной сферы без существенных гарантий со стороны государства.

Этапы реализации проекта ГЧП представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 — Этапы реализации проекта ГЧП [12]

Проекты социальной сферы считаются более рискованными и менее маржинальными. Для упрощения системы взаимоотношений с инвесторами объекты социальной инфраструктуры разделяют на две группы:

— проекты, в которых поток платежей зафиксирован — государство гарантирует минимальную доходность. Такие проекты более привлекательны, менее рискованы;

— проекты, в которых поток платежей зависит от потребительского спроса. Такие проекты более рискованы, менее привлекательны, требуют иных гарантий.

Проекты ГЧП в социальной сфере (рисунок 4) имеют особенности в зависимости от объекта, которые необходимо учитывать на этапе проработки концепции проекта.

Рисунок 4 — Основные направления применения механизма ГЧП [8, C.27]

Здравоохранение. В таких проектах определяется емкость услуг, покрываемых по тарифам ОМС, ДМС или полной платой. Тариф ОМС не покрывает затрат на создание и эксплуатацию объекта здравоохранения. Регионы компенсируют затраты инвестора посредством предоставления капитального гранта на этапе строительства / реконструкции объекта здравоохранения или предоставления гарантии загрузки объекта (количество пациентов умноженное на тариф).

При реконструкции на момент заключения концессионного соглашения объект здравоохранения должен быть свободен от прав третьих лиц, в связи с чем в его отношении должно быть прекращено право оперативного управления действующего учреждения.

Пример проекта — Сеть офисов врачей общей практики и фельдшерско-акушерских пунктов в муниципальных образованиях Ульяновской области. В рамках реализации проекта предусмотрена реконструкция (ремонт и оснащение) 6 объектов первичной медико-санитарной помощи, общей мощностью более 50 тыс. обслуживаемого населения.

При этом частный партнер выполняет следующие обязательства: ремонт и оснащение помещений первичной медико-санитарной помощи, целевая эксплуатация помещений, оказание медицинских услуг, финансирование ремонта, оснащения и эксплуатации помещений, оказание бесплатных медицинских услуг.

Публичный партнер, в свою очередь, предоставляет частному партнеру помещения в безвозмездное пользование и оплачивает услуги частного партнера за счет платежей в рамках системы обязательного медицинского страхования.

Финансирование реконструкции (ремонта и оснащения помещений) полностью осуществляет частный партнер в размере 90 млн руб. Возвратность инвестиций осуществляется за счет тарифа ОМС.

Аналогичный проект также может быть реализован на основании договора аренды и установления целевых обязательств по количеству услуг, которые должны быть оказаны по тарифу ОМС после ввода объекта в эксплуатацию. Если данное требование соблюдается, то арендатор имеет право получить льготную арендную ставку 1 руб. за 1 кв. м в год.

Образование. Применение механизмов ГЧП в образовании распространено в сегменте обучения детей дошкольного возраста. Применялась только одна организационно-правовая форма — соглашение о ГЧП в рамках законодательства субъекта РФ. Данная модель не подразумевает оказания конечной услуги по обучению и воспитанию детей, а основывается на техническом обслуживании объекта образования с последующей передачей в публичную собственность.

Пример проекта — строительство, оснащение и ввод в эксплуатацию 6 дошкольных образовательных учреждений и 1 общеобразовательного учреждения общей площадью 5575 кв. м и вместимостью 1540 человек в ЯНАО. Частный партнер берет на себя обязательства обеспечивать техническую эксплуатацию объектов инфраструктуры и оформить права частной собственности на объекты соглашения.

Публичный партнер передает частному партнеру проектно-сметную документацию, предоставляет земельные участки и подключает их к необходимым инженерным сетям. После оформления права собственности частного партнера на объекты образования публичный партнер содействует в заключении договоров аренды для эксплуатации

Аналогичные проекты в настоящее время реализуются в рамках 224-ФЗ, в котором в том числе учтены аспекты бюджетирования такого рода проектов, но при этом до реализации проекта необходимо пройти оценку его эффективности и определения сравнительного преимущества перед такой формой, как государственный заказ.

Социальная инфраструктура. Пример — концессионное соглашение по объектам водоснабжения на территории Шафрановского сельсовета республики Башкортостан. Объем частных инвестиций 62 тыс. руб.

Социальное обслуживание населения. Проекты ГЧП в отрасли социального обслуживания населения могут быть обеспечены, в том числе за счет действия федерального закона 442-ФЗ, закрепившего возможность поставщикам социальных услуг получать плату за соответствующие социальные услуги по установленному в регионе тарифу.

В практике реализуются проекты ГЧП в форме концессионных соглашений по уходу за пожилыми людьми (геронтологические центры) и объектам социально-бытового назначения, например, банно-прачечных комплексов.

Культура и культурное наследие. Применение механизмов ГЧП в отношении объектов культуры и культурного наследия не получило значительного распространения. Есть примеры проектов в благоустройстве парков, скверов и иных общественных пространств, а также в отношении реставрации объектов культурного наследия.

При реализации таких проектов необходимо обращать внимание на вопросы оценки эффективности вложенных инвестиций и определения сравнительного преимущества формы ГЧП, например, перед формой государственного заказа.

Рисунок 5 – Схема реализации проекта в форме концессии.

Физическая культура и спорт. В отрасли физической культуры и спорта был реализован региональный концессионный проект — строительство физкультурно- оздоровительных комплексов в Нижегородской области.

Проект строительства ледового дворца спорта в Ульяновской области — пример реализации проектов ГЧП, которые финансируются за счет выпуска облигаций концессионера. Денный способ финансирования реализации проекта в социальной сфере малораспространен.

Рисунок 6 – Схема реализации проекта за счет выпуска облигаций

Важнейшими институтами государственно-частного партнерства в инвестировании социальной сферы сельских территорий могут выступать такие структуры, как: Министерство сельского хозяйства РФ, Банк развития России, Инвестиционный фонд РФ, Российский фонд венчурных инвестиций – на федеральном уровне; региональные органы управления и Корпорация развития субъекта России – на региональном уровне; администрация муниципалитета – на муниципальном уровне. Участие данных институтов позволяет нивелировать влияние ограничивающих указанных выше факторов при реализации государственно-частного партнерства в программе развития сельских территорий, в частности в обеспечении притока долгосрочных инвестиций в социальную сферу села. В этом случае, построение многоуровневой системы государственно-частного партнерства – на федеральном, региональном и муниципальном – позволит вовлечь в единую систем инвестирования в социальные объекты сельских территорий все уровни власти. Тем более что многие социальные объекты могут быть возведены в различных субъектах России только при тесной координации органов управления двух и более регионов, особенно если они территориально граничат друг с другом. Например, переселение населения из ветхого и аварийного жилья может быть поддержано государственно-частным партнерством в рамках осуществления программы с условным названием «Дальневосточный гектар». Размещение облигаций среди инвесторов позволит аккумулировать долгосрочные ресурсы для строительства необходимой инфраструктуры, вплоть до содействия в строительстве жилья для переселенцев и производственных объектов, например, семейных молочных ферм и цехов первичной и глубокой переработки молока, выращивания овощей открытого и закрытого грунта, и др.

Одним из возможных вариантов отдачи вложений может быть продукция сельского хозяйства от использования производственных мощностей, создаваемых в них посредством механизма государственно-частного партнерства. Тем более что утвержденные распоряжением Правительства РФ от 31.01.2017 г. модели упрощения процедур ведения бизнеса и повышения инвестиционной привлекательности регионов предусматривают меры по следующим направлениям: в сфере строительства, регистрации собственности, кадастрового учета, технологического присоединения к электрическим сетям, сетям газораспределения, тепло- и водоснабжения, водоотведения, эффективности деятельности региональных специализированных организаций по привлечению инвестиций и некоторые иные (рисунок 7).

Рисунок 7 — Институты и объекты государственно-частного партнерства

инвестирования социальной сферы села и развития сельских

территорий

Механизм реализации государственно-частного партнерства в системе инвестирования в социальную инфраструктуру сельских территорий может быть реализован в виде долевого участия частного капитала в государственных и муниципальных предприятиях, что предполагает либо прямые инвестиции, либо вложения в долговые обязательства [13]. Для стимулирования вложений в долговые обязательства регионов на федеральном, региональном и муниципальном уровне важно создать, например, более льготный налоговый режим для инвесторов по сравнению с направлениями долгосрочного капитала в финансовые активы частных корпораций. Освобождение от налога доходов инвесторов, которые приобрели облигации, выпущенные регионами или сельскими муниципалитетами, на весь срок их обращения – действенный инструмент экономического стимулирования.

Вовлечение имеющейся муниципальной собственности в систему привлечения долгосрочного частного капитала для обеспечения развития сельских территорий [14] дополняет собственные бюджетные средства муниципальных районов и сельских поселений. Как известно, в собственности муниципальных образований в целом по России находится, по экспертным оценкам, около 12% сельскохозяйственных угодий, и их вовлечение в механизм привлечения капитала позволит увеличить ресурсную базу для развития сельских территорий страны.

На рисунке 8 отражены организационные элементы финансирования инвестиций в развитие сельских территорий на уровне муниципального района.

Из него видно, что практически все элементы присутствуют на рынке, и задача состоит в том, чтобы экономическими и финансовыми инструментами обеспечить их функционирование в интересах непосредственно сельского населения, особенно той части экономически активной группы, которая не имеет работы, но готова к ней приступить.

Рисунок 8 — Финансирования инвестиций в развитие сельских

территорий

Учитывая современные реалии, когда всё недвижимое и движимое имущество муниципального района при выходе на рынок долгосрочного заимствования посредством размещения долговых обязательств может быть предметом залога или гарантии, то рациональный подход предполагает обеспечение интересов как потенциальных инвесторов, так и непосредственных сельских жителей.

В данном случае применение залога не совсем корректно в отношении собственности государства (в лице муниципалитета) с точки зрения ликвидности, т.к. имеющиеся активы жизнеобеспечения сельских населенных пунктов в значительной степени изношены, и сам характер их трансформации в денежные средства требует значительных ресурсов для самого инвестора, что делает экономически убыточным сам институт залога муниципального имущества. Иной вопрос – применение гарантий, посредством которого вышестоящий бюджет имеет возможность либо компенсировать относительные потери дохода потенциального инвестора, или выкупать долговые обязательства муниципалитетов, либо покрывать убытки муниципальных органов власти от преждевременного предъявления держателей долговых обязательств к погашению доходных муниципальных ценных бумаг.

Привлечение инвестиций в систему финансирования инвестиций коммунальных служб и социальной инфраструктуры села под залог имеющихся активов можно подразделить на три основных этапа:

первый – формирование инфраструктуры системы инвестирования в муниципальные облигации и её организационно-финансовой основы;

второй – создание системы вторичного рынка муниципальных ценных бумаг и основ рефинансирования;

третий – развитие системы государственного регулирования инвестиционной деятельности в части обращения муниципальных ценных бумаг, обеспеченных залогом имеющихся активов (земли сельскохозяйственного назначения, производственные и административные объекты недвижимости и др.) или гарантии вышестоящих бюджетов (региональные или федеральные).

Проблема формирования инфраструктуры системы инвестирования в муниципальные облигации предопределяется многообразием видового состава имущественных активов сельских территорий, что требует приведение их к одному из признаков классификации: либо по принципу генерирования доходов, либо по признаку денежных потоков или использовать оба подхода одновременно.

Генерирование доходов предполагает расширение на территории муниципального сельского района хозяйствующих предпринимательских структур, которые формируются либо за счет средств муниципалитета, либо на основе государственно-частного партнерства. Из этих двух направлений к ключевому относится вариант государственно-частного партнерства, поскольку он предполагает относительно меньшее прямое участие государства в лице муниципальных органов власти, а также больше возможностей для охвата субъектами предпринимательства с целью реализации задач по продовольственному обеспечению социально незащищенных слоев населения. Так, например, через формирование муниципального заказа на производство продукции сельского хозяйства для населения муниципального района и таких объектов, как социальные службы (детские сады, школы), пенитенциарная система, воинские соединения и других, находящихся на его территории, органы управления имеют возможность расширить базу объектов недвижимого имущества, долю от участия в хозяйственных обществах как основу для создания источников погашения принимаемых обязательств и экономических условий обеспечения их реальными активами. Кроме того, формирование такого муниципального заказа на поставку продовольствия может быть первым этапом создания экономического механизма привлечения инвестиций в долговые обязательства сельских территорий. Размещая государственный заказ на производство продукции сельского хозяйства на территории муниципального района, государство в лице муниципалитета посредством конкурса расширяет возможности многих хозяйствующих субъектов увеличить объемы привлеченных инвестиционных ресурсов. По нашему мнению, для значительного числа инвесторов присутствие государства в рамках реализации программы развития аграрного производства с использованием местных, внутренних, возможностей является достаточным стимулом для вложения долгосрочных ресурсов. Такой подход вписывается в программу социально-экономического развития сельских территорий и позволяет реализовывать вариант ускорения программы продовольственного самообеспечения населения муниципального района.

Кроме того важно использовать такой инструмент как государственный заказ на производство продукции сельского хозяйства со стороны муниципальных органов управления сельскими территориями, что сыграет ключевую роль в части увеличения имущественной базы сельских поселений, которые могут быть источником генерирования доходов для обеспечения интересов участников системы финансирования инвестиций в муниципальные долговые обязательства.

Посредством государственного заказа муниципальные органы власти получают в свое распоряжение инструмент реального регулирования структуры используемых земель сельскохозяйственного назначения, вовлечения в оборот неиспользуемых или недостаточно используемых сельскохозяйственных угодий. Кроме того, данный подход, способствует расширению имеющейся материальной базы гарантий возврата инвесторам вложений в долговые обязательства муниципалитетов. Также необходимо уточнить, что инвестиции в муниципальные долговые ценные бумаги (облигации) представляют собой вложения в ценные бумаги, обеспеченные активом сельскохозяйственных территорий, в которых и сами сельскохозяйственные угодья, принадлежащие муниципалитетам, могут выступать в качестве гаранта для инвесторов. Но, вместе с тем, необходимо отметить, что собственность имущества муниципалитета одного сельского населенного пункта оценивается относительно невысоко. Так, например, в Целинском муниципальном районе Ростовской области стоимость имущества оценивалась по данным на 2014 год в объеме 240 млн руб., из них земля, которую можно и нужно сдавать в аренду для сельскохозяйственного производства оценивается всего лишь в 20 млн руб.

Основная задача – генерирование дохода – от использования имеющихся земельных угодий является важнейшим условием возможности роста источников погашения основной суммы долга и доходов по нему.

1.3 Состояние социальной инфраструктуры села. Потребность в реализации механизмов ГЧП в социальной сфере

Проблема развития системы ГЧП особо остро стоит в отношении сельских территорий, где зависимость между желанием людей проживать на них и состоянием производственно-бытовой инфраструктуры проявляется особо сильно. В то же время бюджеты муниципальных образований, особенно сельсоветов, характеризуются крайне низким уровнем доходной части, что крайне неблагоприятно сказывается на возможности их финансировать содержание и развитие сельской инфраструктуры [15].

В рамках ГЧП происходит объединение финансовых, технологических, организационно-управленческих, кадровых и иных ресурсов государства и бизнеса, позволяющее преодолеть инерционность государственной административной машины и повысить эффективность вложений, придав ускорение отдельным проектам за счет частной инициативы и стремления представителей местного бизнеса помочь родным селам [16].

В числе важнейших субъектов ГЧП в сельских территориях, несомненно, следует отдельно рассматривать малый и средний агробизнес (сельскохозяйственные организации, фермерские хозяйства, индивидуальное предпринимательство). Их значимость для сохранения и развития сельских территорий проявляется, прежде всего, в их массовости, организации предпринимательской деятельности и на территориях с менее выгодными (по сравнению с предприятиями агрохолдингов) условиями сельскохозяйственного производства [17].

Под социальной инфраструктурой села понимают совокупность отраслей — здравоохранения, образования, физкультуры и спорта, культуры и других элементов жизнеобеспечения населения, проживающего в сельской местности.

Результаты Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2016 года показали необходимость выработки новых подходов к решению проблемы обеспеченности сельского населения необходимыми элементами социальной инфраструктуры. В настоящее время 19% личных подсобных и иных индивидуальных хозяйств граждан страны не подключены к сетям электроснабжения, только 45% подключены к сетям газоснабжения, а 28% имеют автономные источники водоснабжения. Ещё более удручающая ситуация с телефонной связью: только 15% личных подсобных и иных индивидуальных хозяйств граждан располагали телефонной (фиксированной) связью. Столь низкий уровень телефонизации населения сельских территории есть серьезное препятствие для перехода к «цифровой экономике» в стране. Хотя обеспеченность мобильной сотовой связью составила 75,3%, уровень подключения к интернету личных подсобных хозяйств составил всего 21,8% [18]. Российским селам драматически не хватает денег для постройки новых школ, детских садов, спортивных залов, домов культуры взамен тех, чей физический и моральный износ перевалил за 100% (возраст подобных зданий порой достигает 50 и даже 70 лет).

О необходимости изменения политики государства к системе финансирования или софинансирования инвестиций в социальную сферу сельских территорий говорит, например, высокий уровень износа основных фондов жизнеобеспечения населения.

Рисунок 9 — Обеспеченность личных подсобных и иных индивидуальных хозяйств граждан объектами инфраструктуры, %

Источник: [19]

В 2019 г. водопроводом было обеспечено 63% общей площади жилых помещений, в городе – 91,8%, канализацией 51,7% (89,3%), горячим водоснабжением 40,3% (82,9%). По обеспеченности всеми видами благоустройства сельский жилищный фонд в 2,2 раза уступает городскому (соответственно 36,3 и 80,1%) при большой региональной дифференциации. В 12 субъектах РФ удельный вес общей площади жилых помещений, оборудованных всеми видами благоустройства, не превышает 10% и только в 19 регионах составляет более 50%.

Износ более 70% имеет 3,3% площади сельского жилищного фонда против 1% в городе. В Дальневосточном ФО удельный вес жилищного фонда с износом более 70% достигает 7,9%, в Северо-Западном ФО – 7%.

В целях сокращения затрат на содержание объектов социальной сферы на селе долгое время проводилась политика так называемой «оптимизации» сети учреждений социальной сферы, что привело к массовому закрытию маловместимых сельских школ, детских садов, клубов, библиотек, медицинских учреждений, не восполняемому вводом новых объектов. В результате плотность размещения объектов социальной сферы на сельских территориях значительно снизилась и соответственно увеличились радиусы их доступности. В частности, в 2019 г. средний радиус доступности сельской больницы составлял 90 км (в 1990 г. – 36,9 км), амбулаторно-поликлинического учреждения – 38,7 км (28,8), ФАПа – 15,1 км (12,8), школы – 16,6 км (12,6), детского сада – 22,5 км (13,7), клуба – 14,2 км (11,1).

Низкий уровень обеспеченности объектами социальной инфраструктуры есть одно из следствий остаточного принципа финансирования инвестиций на муниципальном уровне, низких объемов субсидирования из регионального и федерального бюджетов, что недостаточно для кардинального преломления ситуации в этой сфере.

Необходимы иные формы, инструменты и механизмы притока долгосрочного капитала для кардинального изменения положения с обеспечением объектов социальной инфраструктуры сельских территорий.

Анализ литературных источников позволил нам предложить следующие варианты реализации государственно-частного партнерства в сельском социуме.

Первый вариант – подписание органами власти (органами местного самоуправления) и бизнес-структурами (сельскохозяйственными товаропроизводителями) административного договора, который предусматривает проектирование, финансирование, строительство, реконструкцию и другие виды деятельности в отношении различных объектов. Такой договор представляет собой государственный контракт, выполняемый за счет государственного финансирования бизнес-структурой (подрядчиком), которой органы власти могут предоставить различные льготы, но право собственности и право распоряжения средствами остается за государственными органами.

Второй вариант реализации государственно-частного партнерства – передача в аренду государственной или муниципальной собственности на определенный период, по окончании которого объект может быть выкуплен арендатором по лизинговому договору или в рамках иного соглашения.

Третий вариант – создание совместных предприятий на основе долевого участия бизнеса и органов власти (муниципальных органов управления).

Четвертый вариант является наиболее распространенным в российской практике – это концессионное соглашение. В данном случае органы власти делегируют бизнес-структуре определенные функции, оставаясь собственником имущества. Бизнес-структура после внесения установленной платы получает право на пользование произведенной продукцией и обеспечивает ее продажи [20].

В тоже время практика показала, что участие бизнеса в модернизации социальной инфраструктуры сельских территорий через реализацию проектов на основе государственно-частного партнерства оказалось достаточно проблематичным в силу ряда причин. Во-первых, состояние социальной инфраструктуры сельских территорий требует значительных инвестиций, которые не могут быть возвращены за счет платежей сельского населения при существующем уровне доходов. Во-вторых, отсутствие на сельских территориях профессиональных кадров в области подготовки, заключения и контроля за реализацией ГЧП-проектов существенно тормозит их реализацию.

Кроме того, среди факторов, препятствующих эффективному развитию государственно-частного партнерства, можно выделить следующие:

— низкий уровень проектной документации и технико-экономического обоснования для большинства предлагаемых инвестиционных объектов;

— сложность процесса привлечения инвестиций на депрессивные территории, особенно в условиях практически тотального дефицита местных бюджетов сельских территорий;

— в силу различных причин, нежелание большинства представителей сельской муниципальной власти участвовать в проектах государственно-частного партнерства;

— постоянное увеличение сроков согласовательных и разрешительных процедур из-за отсутствия доверительных отношений между органами власти и бизнес-структурами при их взаимодействии;

— недостаточная информированность потенциальных инвесторов о проектах, планируемых к реализации, что связано с недостаточной координацией с органами муниципального управления [21].

Соответственно необходимо разработать инструменты, учитывающие современное состояние и особенности социальной инфраструктуры сельских территорий, способные обеспечить её инвестиционную привлекательность в целях эффективного функционирования механизмов ГЧП [22].

2 Обобщение опыта применения ГЧП в социальной сфере села

2.1 Проведение анкетирования по регионам и обработка результатов

Для исследования опыта применения ГЧП в социальной сфере была подготовлена и разослана по регионам анкета (Приложение А), включающая следующие вопросы:

— опыт реализации в субъекте Российской Федерации проектов государственно-частного партнерства в целях комплексного развития сельских территорий, прежде всего – в социальной сфере – применяемые формы, взаимоотношения с инвесторами, гарантии, проблемы реализации;

— предложения по корректировке законодательной базы для расширения возможностей использования государственно-частного партнерства в социальной сфере села;

— актуальные для субъекта Российской Федерации практики введения новых и модернизации существующих объектов сельской социально-инженерной инфраструктуры (дошкольные образовательные и общеобразовательные организации, амбулаторно- поликлинические учреждения, фельдшерско-акушерские пункты, офисы врачей общей практики, учреждения культурно-досугового типа, спортивные сооружения и площадки), а также предложения по совершенствованию их реализации, в т.ч. с использованием элементов ГЧП;

— актуальные для субъекта Российской Федерации практики привлечения качественного кадрового потенциала в социально-инженерное обустройство сельских территорий и развитие несельскохозяйственной занятости, в т.ч. с использованием элементов ГЧП, а также предложения по совершенствованию их федеральных и региональных организационно-экономических механизмов.

В опросе приняли участие 52 региона (61,18%). Перечень регионов, участвоваших в опросе и организации, приславшие ответы, а также распределение проектов ГЧП (МЧП) по направлениям представлены в таблице (Приложение А).

В 21 регионе (36,54%) реализуются проекты в социальной сфере с ипользованием ГЧП и МЧП (рисунок 10).

Рисунок 10 — Регионы, реализующие проекты ГЧП (МЧП) в социальной сфере

Рисунок 11 — Рейтинг регионов по реализации проектов ГЧП (МЧП)

в социальной сфере

Наибольшее число проектов реализуется в регионах в области ЖКХ (52,63% регионов), в области спорта и туризма (42,11% регионов), в области образования (36,84% регионов).

В рейтинге регионов (рисунок 11) по реализации проектов ГЧП (МЧП) в социальной сфере лидирует Кировская область.

Структура реализуемых проектов представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 — Проекты ГЧП в социальной сфере

Всего в социальной сфере реализуется 333 проекта, в т.ч. 272 (81,68%) проектов в ЖКХ, что обусловлено высокой степенью изношенности коммуникаций по водо- и теплоснабжению, 22 проекта (6,61%) реализуются в образовании, преимущественно – строительство дошкольных учреждений, ремонт школ, 14 проектов в области спорта и туризма (4,2%) – строительство спортивных площадок и стадионов, спортивных центров, 10 проектов (3%) в области здравоохранения.

2.2. Анализ лучших практик реализации инвестиционных проектов в социальной сфере села, реализуемых с использованием механизмов ГЧП

2.2.1. Привлечение частных инвестиций в модернизацию объектов ЖКХ.

Модернизация объектов сельской социально-инженерной инфраструктуры в рамках механизма ГЧП реализуется путем заключения концессионных соглашений муниципальными образованиями на проведение работ по созданию, реконструкции, модернизации объектов теплоснабжения, централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения, водоотведения, отдельных объектов таких систем. Значительное число проектов в сфере ЖКХ объясняется изношенностью основных фондов.

В настоящее время на территории Ленинградской области на территориях сельских поселений реализуется 5 концессионных соглашений на муниципальном уровне без участия Ленинградской области: по объектам теплоснабжения Ставропольского сельского поселения Сланцевского муниципального района Ленинградской области, Володарского, Дзержинского, Ям-Тссовского (2 объекта) сельских поселений Лужского муниципального района Ленинградской области, а также 2 концессионных соглашения, по которым Ленинградская область выступает третьей стороной: по объектам теплоснабжения Борского и Большедворского сельских поселений Бокситогорского муниципального района Ленинградской области.

В целях привлечения частных инвестиций в сектор ЖКХ Правительством Архангельской области были разработаны концепции развития локального теплоснабжения и систем водоснабжения и водоотведения Архангельской области до 2030 года, действуют 28 концессионных соглашений в отношении объектов теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, плановый объем инвестиций по указанным концессионным соглашениям составляет 662,1 млн. рублей. Кроме того, вне рамок концессии на территории области реализуется 15 инвестиционных программ ресурсоснабжающих организаций с общим объемом инвестиций 1 381,4 млн. рублей в прогнозных ценах.

В части развития сельских территорий с применением механизмов государственно-частного партнерства, можно выделить реализацию концессионных соглашений в отношении объектов коммунальной инфраструктуры сельских поселений с объемом инвестиций в размере 6,2 млн. рублей.

В рамках подпрограммы «Создание и развитие инфраструктуры на сельских территория» Государственной программы Российской Федерации «Комплексное развитие сельских территорий» в период 2020-2021 годов запланирована реализация мероприятия «Реконструкция канализационных очистных сооружений пос. Октябрьский, Устьянского района Архангельской области».

На реализацию мероприятия в рамках соглашения о предоставлении субсидии из федерального бюджета бюджету субъекта Российской Федерации от 23 декабря 2019 г. № 082-09-2020-433, заключенного между Министерством сельского хозяйства Российской Федерации и Правительством Архангельской области, в 2020 году предусмотрены средства в размере 285 575,95 тыс. рублей, в том числе федеральный бюджет — 256 609,10 тыс. рублей, областной бюджет — 28 512,15 тыс. рублей, местный бюджет — 454,70 тыс. рублей, в 2021 году — 285 796,22 тыс. рублей, в том числе федеральный бюджет — 256 609,50 тыс. рублей, областной бюджет -28 512,17 тыс. рублей, местный бюджет — 674,55 тыс. рублей. Заказчик — администрация муниципального образования «Устьянский муниципальный район».

На сегодняшний день на территории Ульяновской области в рамках модернизации существующих объектов сельской социально-инженерной инфраструктуры посредством ГЧП реализуются 11 проектов с объемом частных инвестиций в размере 152,5 млн рублей, а именно:

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения села Старый Сантимир Новомалыклинского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 360 тыс. рублей, которые являются инвестициями компании ИП «Гришин О.А.»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения села Старая Бесовка Новомалыклинского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 520 тыс. рублей, которые являются инвестициями компании ИП «Гришин О.А.»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения села Новая Малыкла Новомалыклинского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 1,65 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «Коммунальное хозяйство село Новая Малыкла»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения села Новочеремшанск Новомалыклинского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 2,34 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «Коммунальщик»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов системы водоснабжения и водоотведения, являющихся муниципальной собственностью муниципального образования «Мелекесский район» Ульяновской области, расположенных на территории муниципальных образований «Тиинское сельское поселение» и «Лебяжинское сельское поселение» Мелекесского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 5,1 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «РК-Центр»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов системы водоснабжения и водоотведения, являющихся муниципальной собственностью муниципального образования «Мелекесский район» Ульяновской области, расположенных на территории муниципальных образований «Новоселкинское сельское поселение» и «Рязановское сельское поселение» Мелекесского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 2,5 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «Ресурс-ЖКХ»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоотведения Муниципального образования «Мулловское городское поселение» Мелекесского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 3,95 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «ЖК Сервис»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения, водоотведения муниципального образования «Чердаклинский район» Ульяновской области, находящихся на территории поселка Мирный Муниципального образования «Мирновское сельское поселение» Чердаклинского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 15 лет с общим объёмом инвестиций 9,85 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «Премьера»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения и водоотведения, являющихся муниципальной собственностью Муниципального образования «Мелекесский район» Ульяновской области, расположенных на территории МО «Старосахчинское сельское поселение» Мелекесского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 5 лет с общим объёмом инвестиций 1,1 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «РК-Центр»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов тепловой энергии г. Инзы и Инзенского района Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 25 лет с общим объёмом инвестиций 124 млн. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «КИТ-Энергия»;

концессионное соглашение (115-ФЗ) в отношении объектов водоснабжения и водоотведения в г. Димитровграде Ульяновской области. Концессионное соглашение рассчитано на 30 лет с общим объёмом инвестиций 1,42 млрд. рублей, которые являются инвестициями компании ООО «Ульяновский областной водоканал».

По вопросу реализации государственно-частного партнерства на территории Троицкого муниципального района Челябинской области в рамках государственно- частного (муниципально-частного) партнерства реализуются 6 концессионных соглашений в сфере жилищно-коммунального хозяйства. В Увельском муниципальном районе в рамках муниципальной программы «Комплексное развитие сельских территорий» в текущем году реализуется проект комплексного развития с. Кичигино и п. Нагорный Кичигинского сельского поселения.

На муниципальном уровне в сфере жилищно-коммунального хозяйства Кировской области на основе концессионных соглашений в соответствии с положениями Федерального закона от 21.07.2005 № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях» реализуются 148 проектов, из которых 49 заключены в трехстороннем порядке, где третьей стороной является Кировская область в лице Губернатора Кировской области.

В Костромской области официально инициировано 17 проектов с использованием механизмом государственно-частного партнерства в отношении 2,7 тыс. объектов. Объем инвестиций по проектам составляет более 3 млрд. рублей. В реконструкцию, эксплуатацию и модернизацию объектов в сферах здравоохранения, развития физической культуры и спорта, жилищно- коммунального хозяйства и дорожно-транспортной инфраструктуры фактически на данный момент вложено свыше 2 млрд. рублей инвестиций.

В Краснодарском крае из числа заключенных муниципальных концессионных соглашений следует отметить концессионное соглашение в отношении систем коммунальной инфраструктуры централизованных систем холодного водоснабжения, водоотведения, заключенное 19 декабря 2018 года муниципальным образованием город-курорт Геленджик с участием Краснодарского края в качестве третьей стороны. Предполагаемый размер привлекаемых средств концессионера по соглашению составляет 5 миллиардов рублей.

В 2020 году согласно утвержденным перечням муниципального имущества запланировано заключение концессий по 74 объектам в 24 муниципальных образованиях Краснодарского края.

В Чувашской Республике заключено 31 концессионное соглашение в отношении объектов теплоснабжения, централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, отдельных объектов таких систем с объемом инвестиций в размере свыше 2,2 млрд. рублей.

Одним из наиболее успешных опытов использования механизмов государственно-частного партнерства на территории Чувашской Республики является заключенное в 2014 году концессионное соглашение с ЗАО «Управление отходами» в отношении системы коммунальной инфраструктуры – межмуниципальной системы переработки и утилизации (захоронения) твердых бытовых отходов. На сегодня концессионером привлечено более 1,5 млрд рублей. С 1 ноября 2015 года ведется накопление отходов. Срок эксплуатации полигона составит не менее 40 лет.

В октябре 2019 года заключено трехстороннее концессионное соглашение в отношении объектов водоснабжения и водоотведения, находящихся в собственности Шихазанского сельского поселения Канашского района Чувашской Республики, с привлечением инвестиций концессионера в размере 650 тыс. рублей. Срок действия концессионного соглашения – 10 лет.

В рамках опыта реализации проектов государственно — частного партнерства в целях комплексного развития сельских территорий в Республике Мордовия за период 2017-2020 гг. было установлено 37 блочно-модульных котельных на социальные объекты в муниципальных районах по модели соглашения о социально-экономическом взаимодействии. По модели концессионного соглашения построены объекты теплоснабжения в Ковылкинском муниципальном районе, реконструированы объекты водоснабжения в Темниковском муниципальном районе.

На территории Ивановской области являются действующими 33 концессионных соглашения, 7 энергосервисных контрактов, в том числе концессионные соглашения в сфере ЖКХ в отношении объектов теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения с общим объемом внебюджетных инвестиций 300000 рублей каждое в Илья-Высоковском и Мортковском сельских поселениях Пучежского муниципального района Ивановской области.

В Московской области в рамках государственно-частного партнёрства рассматривается возможность привлечения внебюджетных средств через организацию некоммерческих партнёрств из числа жителей сельских населённых пунктов для участия в софинансировании мероприятий по строительству газораспределительных сетей с распределительными газопроводами низкого давления в рамках ведомственной целевой программы «Современный облик сельских территорий».

2.2.2 Привлечение частных инвестиций в сферу здравоохранения

С целью реализации мероприятий по повышению доступности медицинской помощи жителям отдаленных, труднодоступных и малонаселенных пунктов на территории Архангельской области успешно реализован опыт взаимодействия ГБУЗ Архангельской области «Няндомская центральная районная больница» и общества с ограниченной ответственностью «Нефролайн Эфферентные Технологии» в части оказания медицинской помощи по заместительной почечной терапии. 3 марта 2020 г. ООО «Нефролайн» на базе «Няндомской ЦРБ» был открыт центр гемодиализной помощи для жителей Няндомского и близлежащих районов. В среднем пациенту, получающему заместительную почечную терапию, проводится 13 сеансов гемодиализа в месяц, что в течение года составляет 156 сеансов. Ранее, жители Няндомского района вынуждены были получать диализную помощь в городе Архангельск, снимая при этом жилье. В настоящее время ООО «Нефролайн» осуществляет медицинскую деятельность в рамках территориальной программы обязательного медицинского страхования и оказывает медицинскую помощь жителям города Няндомы и сельским жителям Няндомского и близлежащих районов Архангельской области в непосредственной близости от места проживания.

На принципах ГЧП в Рязанской области реализованы следующие проекты на территориях сельских населенных пунктов:

1. Строительство диализного центра «Фрезениус». Данный проект был признан победителем Всероссийского конкурса «Лучшие управленческие решения органов власти по развитию инвестиционной среды». Мощность центра — 36 000 процедур гемодиализа в год. Объем инвестиций — 170,3 млн. руб., количество рабочих мест — 60. В 2018 году осуществлено открытие филиала в городе Сасово.

2. Клиника ЭКО Группы компаний «Мать и дитя». Мощность центра — 480 циклов ЭКО и более 20 000 амбулаторных посещений в год. Объем инвестиций — 80 млн. руб., количество рабочих мест — 50.

3. Организация офисов врачей общей практики. В рамках данного проекта инвестором переданы в безвозмездное пользование помещение и оборудование для организации кабинета врачей общей практики. Объем инвестиций — 10 млн. руб. В настоящее время организована работа в две смены двух врачей общей практики.

Возврат инвестиций по проектам здравоохранения осуществляется в рамках оплаты медицинских услуг за счет ОМС.

В Белгородской области с использованием механизмов муниципально-частного партнерства в 2017 году построено здание офиса семейного врача в селе Алексеевка Корочанского района Белгородской области.

В Ивановской области ведется организация центров амбулаторной онкологической помощи с привлечением инвестора ООО «Ядерные медицинские технологии». В результате данного сотрудничества на территории Ивановской области будут созданы современные центры амбулаторной онкологической помощи для раннего выявления и лечения онкологических заболеваний в структуре ОБУЗ «Кинешемская ЦРБ» и ОБУЗ «Шуйская ЦРБ».

Создание/замену ФАПов в Республике Алтай планируется осуществить аналогично опыта Ленинградской области (лучшая инновационная практика с использованием элементов государственно-частного партнерства), который был изучен во исполнение пункта 8 раздела I. «О ходе реализации национального проекта «Здравоохранение» Протокола заседания президиума Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и национальным проектам от 14 октября 2019 г. № 12, то есть приобретение готового нежилого здания для размещения ФАП.

2.2.3 Привлечение частных инвестиций в сферу социального обслуживания.

В Архангельской области социальные обслуживание граждан в сельской местности осуществляют 2 негосударственных поставщика.

ИП Данильченко Ю. А. и ИП Корипяк JI. В. Данные индивидуальные предприниматели находятся в селе Лешуконское, предоставляют социальные услуги на дому гражданам пожилого возраста и инвалидам, которые признаны нуждающимися в предоставлении социальных услуг.

Индивидуальные предприниматели, работающие в селе Лешуконское, занесены в регистр получателей социальных услуг, который ведет Министерство труда, занятости и социального развития Архангельской области. Негосударственным поставщикам социальных услуг в соответствии с Постановлением Правительства Архангельской области № 602-пп от 29 декабря 2014 г. «Об утверждении Положения о размере и порядке выплаты компенсации поставщику или поставщикам социальных услуг, включенным в реестр поставщиков социальных услуг, но не участвующим в выполнении государственного задания (заказа), предоставляющим гражданину социальные услуги, предусмотренные индивидуальной программой предоставления социальных услуг» предоставляется компенсация в форме субсидии на возмещение затрат (части затрат) по оказанию социальных услуг получателю социальных услуг, имеющему право на получение таких услуг бесплатно или за частичную плату в соответствии со статьями 31 и 32 Федерального закона от 28 декабря 2013 г. № 442-ФЗ, в соответствии с индивидуальной программой и договором о предоставлении социальных услуг.

Главным распорядителем средств областного бюджета, осуществляющим предоставление субсидий, является Министерство труда, занятости и социального развития Архангельской области.

Размер компенсации определяется исходя из тарифов на социальные услуги, равных подушевым нормативам финансирования социальных услуг, утвержденным в соответствии с постановлением Правительства Архангельской области от 18 ноября 2014 г. № 475-пп «Об утверждении порядков предоставления социальных услуг поставщиками социальных услуг в Архангельской области».

Одним из примеров проектов ГЧП в социальной сфере в Калужской области, направленных на развитие сельских территорий, является концессионное соглашение от 12.08.2015 в отношении реконструкции и эксплуатации здания бани, расположенного на территории пос. Бабынино Бабынинского района Калужской области. Концедент: Муниципальное образование «Сельское поселение «Поселок Бабынино». Концессионер: ИП Елисеева Т.И. Срок реализации: 35 лет.

Реализация данного проекта позволяет населению получать качественные услуги и пользоваться социально-бытовыми услугами по льготной цене. Создание подобных объектов оказывает оздоровительный эффект для населения, способствует формированию здоровой нации.

Применение государственно-частного партнерства в социальной сфере села Министерством сельского хозяйства Республики Алтай осуществляется в рамках реализации проектов по благоустройству сельских территорий и проектов комплексного развития сельских территорий, в рамках которых обязательным условием является привлечение денежных средств юридических лиц, индивидуальных предпринимателей и средств граждан, проживающих на данной территории. В 2020 году реализуются 26 проектов по благоустройству сельских территорий на общую сумму 18,0 млн. рублей из федерального и республиканского бюджетов.

Предприятия агропромышленного комплекса Тульской области активно участвуют в проекте «Народный бюджет», предоставляя средства на софинансирование расходов по реализации проектов в сельской местности.

2.2.4 Привлечение частных инвестиций в сферу культуры

В 2016 году в Архангельской области в рамках ГЧП ООО «Группа компаний «Устьянская лесоперерабатывающая компания» (далее — Группа компаний УЛК) произведен капитальный ремонт здания клуба в п.Студенец муниципального образования «Плосское». Ремонтные работы производились за счет финансовых средств Группы Компаний УЛК (2500,00 тыс.руб.) в рамках реализации проекта Компании, направленного на создание домов культуры в поселках, где ранее располагались лесопункты по заготовке древесины, а также бюджета Архангельской области (2500,00 тыс.руб.).

В 2017 году в рамках ГЧП Группы компаний УЛК и Правительства Архангельской области были проведены работы по реконструкции здания Дома культуры в пос. Богдановский Устьянского района. Это обособленное структурное подразделение муниципального автономного учреждения «Березницкий центр культуры и туризма», учредителем которого является администрация сельского поселения «Березницкое». Из резервного фонда Правительства Архангельской области были выделены средства в размере 3 млн. рублей. На указанные средства приобретена мебель, музыкальное и звуковое оборудование, оргтехника, экраны и мультимедийные проекторы, кресла в зрительный зал и «одежда сцены». Новое здание оборудовано системами горячего и холодного водоснабжения, подключено к автоматизированной модульной котельной, установленной в поселке.

Современный культурный центр появился на месте ветхого здания в рекордно короткие сроки — за десять месяцев. Он объединил клуб, библиотеку (Едемская сельская библиотека), зрительный зал на 140 мест, танцевальный зал с хореографическими станками. Учреждением проводятся культурно-массовые мероприятия (концерты, съезжие праздники, вечера отдыха и дискотеки).

В здании предусмотрены помещения для ветеранских и общественных организаций. В одном из помещений располагается Совет ветеранов Едемского округа, а одно из помещений занимает комната-музей для встречи туристов и проведения мастер-классов. Кроме того, организованы спортивные занятия: фитнес для взрослых.

В марте 2019 года введен в эксплуатацию и торжественно открыт клуб в п. Глубокий муниципального образования «Бестужевское». Строительство объекта велось за счет финансовых средств Группы компаний УЛК. Модернизация и оснащение осуществлялись за счет резервного фонда Губернатора Архангельской области. В настоящее время в с. Березник Устьянского района Группой компаний УЛК ведется строительство трехэтажного кирпичного здания Дома культуры со зрительным залом на 396 мест, общая площадь — 4 150 кв.м. Ввод здания в эксплуатацию планируется в конце 2020 года, передача здания муниципальному образованию находится на стадии переговоров. В новом здании планируется развитие новых направлений: художественное, музыкальное, фотостудия, кинопоказ фильмов и другое.

В Костромской области департамент культуры Костромской области определен уполномоченным исполнительным органом государственной власти Костромской области по согласованию публичному партнеру конкурсной документации для проведения конкурсов на право заключения соглашения о государственно-частном партнерстве, публичным партнером в котором является Костромская область, объектами которого являются объекты культуры.

Реализация ГЧП в сфере культуры на территории Республики Алтай применялось в 2007 году, когда Правительство Республики Алтай подписало соглашение с ООО «Газпром Томск трансгаз» о выделении финансовых средств на реконструкцию существующего здания Национального музея и строительства дополнительных площадей для фондохранилищ, экспозиционно-выставочных залов, в том числе отдельного помещения — мавзолея для «Укокской принцессы».

В 2012 году закончилась полная реконструкция здания музея, введены в эксплуатацию дополнительные площади под экспозиционно-выставочные залы, фондохранилище, административно-хозяйственные и технические помещения. Здание музея обеспечено современной системой охранно- пожарной сигнализации, системой автоматического пожаротушения, системой вентиляции и кондиционирования, системой видеонаблюдения, системой оповещения и трансляции, современными витринами немецкой фирмы ООО «Кунстверк». Общая стоимость строительства составила 750,0 млн. рублей.

По итогам 2019 года концессионное соглашение заключено муниципальным образованием город Краснодар в отношении нежилого здания «Памятник архитектуры «Кинотеатр «Аврора» (объем привлеченных средств составит 2,8 миллиарда рублей).

На территории Бакчарского района Томской области заключен договор с лесозаготовительной компанией из КНР. Поступающие денежные средства направляются на нужды сельского поселения: софинансирование мероприятий для участия в конкурсах, разработки ПСД для строительства сельского дома культуры (2020-2021гг.).

2.2.5 Привлечение инвестиций в спорт и туризм

В Рязанской области осуществляется строительство биатлонного комплекса в поселке Барские Рязанского района Рязанской области. Данный проект реализован Корпорацией «ТЕХНОНИКОЛЬ» совместно с Правительством Рязанской области. За счет средств областного бюджета осуществлено строительство инфраструктуры для объекта. Объем инвестиций — 185 млн. руб., из них частных — 140 млн руб. Успешность проекта основана на личном увлечении инвестора данным видом спортом и планируемом синергетическом эффекте. В настоящее время биатлонный комплекс передан в собственность Рязанской области.

В 2011 году Рязанская область в числе 5 пилотных регионов вошла в федеральную целевую программу «Развитие внутреннего и въездного туризма в Российской Федерации (2011-2018 годы)» с инвестиционным проектом «Создание туристско-рекреационного кластера «Рязанский». Объем инвестиций составил 4,3 млрд рублей, из которых средства частных инвесторов — 3,3 млрд рублей, средства федерального и областного бюджетов — 1 млрд. руб.

За счет бюджетных средств построены все объекты обеспечивающей инфраструктуры. Оказанная в рамках федеральной целевой программы государственная поддержка в виде строительства объектов инфраструктуры позволила инвесторам ускорить темпы строительства объектов туристской инфраструктуры.

За счет внебюджетных средств построены и введены в эксплуатацию гостинично-развлекательный комплекс «Окская жемчужина», развлекательный комплекс «В некотором царстве», сетевой отель «АМАКС», гостинично-ресторанный комплекс «Старый город», Экопарк «Поляны».

В Чувашской Республике в июле 2020 года между администрацией Вурнарского района Чувашской Республики и АО Фирма «Август» заключено концессионное соглашение о реконструкции стадиона на базе МАУ ДО «Детско-юношеская спортивная школа – ФСК «Рассвет» Вурнарского района Чувашской Республики. На реконструкцию объекта привлечено 41,3 млн. рублей. Мероприятие улучшит условия для развития спорта в районе, обеспечит доступность объектов спорта для населения.

За последние три года в Амурской области при поддержке ПАО «Газпром» созданы 8 пришкольных стадионов и 7 многофункциональных спортивных площадок, в том числе четыре на территории сельских поселений области. В 2019 году введен в эксплуатацию современный пришкольный стадион на территории СОШ п. Серышево. В 2020 году ведется капитальный ремонт стадиона с. Ивановка Ивановского района, пришкольного стадиона СОШ №1 с.Поярково Михайловского района, СОШ с.Новогеоргиевка
Шимановского района.

13 мая 2020 года заключено концессионное соглашение между администрацией муниципального образований город Новороссийск и обществом с ограниченной ответственностью «СпортСтройСервис» в отношении «Водного центра», строительство которого планируется за счет средств инвестора. При этом администрация муниципального образований город Новороссийск компенсирует затраты, понесенные инвестором при благоустройстве территории и при подключении объекта к инженерным сетям.

В Томском районе Томской области во взаимодействии с АО «Сибирская Аграрная Группа» реализуется проект по благоустройству общественного пространства — многопрофильной спортивной площадки в поселке Молодежный Малиновского сельского поселения. Завершение реализации всего проекта намечено на 2021 год. Новый объект будет включать стандартизированное футбольное поле с современным покрытием, современную баскетбольную, волейбольную и теннисную площадки, комплексную площадку с уличными антивандальными тренажерами и комплексами Street Workout, беговую дорожку на 50м. и другие элементы спортивной инфраструктуры для занятий физической культурой и спортом.

Для создания многопрофильной спортивной площадки администрацией Томского района разрешен к использованию АО «Сибирская Аграрная Группа» земельный участок площадью 9781 кв.м., а также установлена малобюджетная спортивная площадка с уличными антивандальными тренажерами и комплексами для подготовки и сдачи норм ГТО, приобретенная в рамках реализации регионального проекта «Спорт — норма жизни» национального проекта «Демография».

В Новосибирской области 3 муниципальных проекта реализуются в социальной сфере — объекты санаторно-курортной деятельности и туризма.

На территории Ульяновской области в рамках комплексного развития сельских территорий в частности в социальной сфере посредством ГЧП реализуются 2 проекта:

— «Создание и эксплуатация физкультурно-оздоровительного комплекса с плавательным бассейном и универсальным игровым залом в р.п. Кузоватово Кузоватовского района Ульяновской области». Концессионное соглашение рассчитано на 6 лет с общим объёмом инвестиций 259,6 млн рублей, из которых 4,0 млн рублей инвестиции компании ООО «СК Селект».

— Создание на территории Ульяновской области объектов теплоснабжения «Котельная плавательного бассейна». Концессионное соглашение рассчитано на 6 лет с общим объёмом инвестиций 10,3 млн рублей из которых 6,8 млн рублей инвестиции компании ООО «Арт-бюро «Профи».

2.2.6 Привлечение инвестиций в сферу дошкольного образования

На территории Тамбовской области реализован один проект с использованием механизма ГЧП в социальной сфере по строительству детского сада в с. Бокино Тамбовского района на 225 мест. Данный объект был построен в рамках развития дошкольного образования и сокращения очереди в детские сады в Тамбовском районе. Сумма инвестиций составила более 200 миллионов рублей.

В Забайкальском крае в рамках ГЧП был реализован проект по строительству детского сада «Паран» в Агинском районе, с охватом 25 детей дошкольного возраста. Реализация субъектом предпринимательства данного проекта осуществлялась за счет грантовой поддержки Министерства экономического развития Забайкальского края, а также за счет оказания поддержки Центром занятости населения Агинского Бурятского округа.

Кроме того, в соответствии с соглашением Правительства Забайкальского края с ОАО «РЖД» построены: а) детский сад на 240 мест в поселке Карымское; б) здание детского сада «Жемчужинка» в г. Борзе; в) школа — детский сад (школа на 500 мест, детский сад на 120 мест) в пгт. Могзон; г) в п. Аксеново-Зилово начато строительства детского на 80 мест (плановый срок завершения декабрь 2022 года).

При участии ПАО «Ксеньевский Прииск» в 2018 году введен в эксплуатацию детский сад на 120 мест в п. Ксеньевка Могочинского района.

В настоящее время рассматривается возможность строительства школы при участии ПАО «Сбербанк» в с. Смоленка Читинского района.

В федеральном городе-курорте Анапа созданы дополнительные дошкольные места путем введения в эксплуатацию новых объектов строительства.

В декабре 2019 г. закончилось строительство объекта площадью 4007,8 кв.м, под размещение муниципального автономного дошкольного образовательного учреждения детский сад № 20 «Жемчужинка» на 200 мест. Сметная стоимость объекта составила 185510212,09 млн. руб. Застройщиком объект передан безвозмездно в собственность муниципальному образованию город-курорт Анапа на основании договора пожертвования.

В сентябре 2019 года окончено строительство нового двухэтажного корпуса на 56 мест на территории земельного участка муниципального автономного дошкольного образовательного учреждения детский сад № 31 «Зоренька». Строительство и передача объекта осуществлено на основании договора о благотворительной деятельности между детским садом № 31 «Зоренька» и ООО «УралСтройИнвест»

В 2019 году на основании соглашения о намерениях между Правительством Омской области, Администрацией Муромцевского района и АО ”Инвестиционная компания ”ВИКАИНВЕСТ” в с. Петропавловка Муромцевского района построена общеобразовательная школа на 264 места.

В 2020 году на основании договора пожертвования планируется привлечение средств частного инвестора ЗАО ”Иртышское” для строительства здания дошкольной образовательной организации на 140 мест в п. Иртышский Омского района. Общая стоимость проекта оценивается в 149,5 млн. рублей, из которых 25% средств планируется привлечь за счет инвестора.

В марте 2019 года в Пуровском и Приуральском районах Ямало-Ненецкого автономного округа (далее – автономный округ) заключены соглашения о муниципально-частном партнёрстве, в рамках которых с привлечением средств частного партнёра и бюджетных средств в посёлке Пурпе и в селе Аксарка будут созданы объекты для размещения дошкольных образовательных организаций мощностью 240 мест для каждого из детских садов.

После ввода объектов в эксплуатацию инвестор будет осуществлять их техническую эксплуатацию, что значительно разгрузит заведующих детских садов от хозяйственных функций и позволит им сконцентрироваться на образовательном процессе.

Техническое обслуживание объектов будет осуществляться в течение 5 лет, в этот же период муниципалитеты предоставят инвестору субсидии для возврата инвестиций и компенсации расходов на эксплуатацию. Частный партнёр, в свою очередь, заинтересован в качестве строительства объекта, поскольку стоимость технического обслуживания для него является фиксированной, и в случае необходимости в проведении дополнительных работ их придется осуществлять за собственный счет.

В Томской области в 2020 году Асиновский район благодаря ООО «КФХ «Нива», которое выделило 1,5 млн рублей для разработки проектно-сметной документации на капитальный ремонт школы в селе Новониколаевка, смог принять участие в отборе проектов комплексного развития сельских территорий на 2021 год. На следующий год с хозяйством также достигнута договоренность о софинансировании капитального ремонта школы, а также других мероприятий в рамках реализации государственной программы «Комплексное развитие сельских территорий» на сумму более 3 млн рублей.

В Каргасокском районе в соответствии с Законом Томской области от 17.12.2012 № 234-ОЗ «О государственно-частном партнерстве в Томской области», распоряжением Администрации Томской области от 17.04.2013 №338-ра «Об утверждении Концепции реализации проекта государственно-частного партнерства «Детские сады Томской области», распоряжением Администрации Томской области от 22.04.2013 № 341-ра «О заключении соглашения о государственно-частном партнерстве на осуществление деятельности по строительству, оснащению и эксплуатации пятнадцати зданий, предназначенных для размещения дошкольных образовательных учреждений на территории девяти муниципальных образований Томской области», заключено соглашение о государственно-частном партнерстве на осуществление деятельности по строительству, оснащению и эксплуатации здания детского сада на 145 мест в селе Каргасок.

В Молчановском районе в 2019 году успешно реализован проект государственно-частного партнерства с АО «Транснефть — Центральная Сибирь» об оказании целевого благотворительного пожертвования на оплату ремонта и материально-техническое оснащение лабораторным и демонстрационным оборудованием МАОУ «Молчановская СОШ №1», МАОУ «Молчановская СОШ №2». Проведен ремонт кабинетов физики, химии, математики и оснащение их оборудованием.

В социальной сфере Кировской области в период с 2012 по 2015 год
реализованы следующие проекты: «Реконструкция второго здания школы пгт Вахруши под дошкольное отделение», «Реконструкция комплекса зданий областного государственного общеобразовательного учреждения «Просницкий лицей» Кирово-Чепецкого района Кировской области», «Строительство детского сада на 60 мест в с. Новая Смаиль Малмыжского района Кировской области». Реализация данных проектов позволила улучшить материально-техническую базу образовательных организаций.

2.2.7 Привлечение инвестиций в дорожно-транспортную сферу

По результатам рассмотрения частной концессионной инициативы и проведения последующих конкурсных процедур в Ямало-Ненецком автономном округе 21 декабря 2018 года заключено концессионное соглашение о создании мостового перехода через реку Пур. В отношении мостового перехода инвестором получено разрешение на строительство и в настоящее время ведутся строительно-монтажные работы.

Проект подразумевает объединение с региональной сетью автомобильных дорог общего пользования, создание постоянно действующего дорожного сообщения между посёлком Уренгой Пуровского района, с населением более 10 тысяч человек, и микрорайоном Коротчаево города Новый Уренгой, разделенных между собой рекой Пур. В настоящий момент сообщение осуществляется на платной основе посредством наплавного моста, находящегося в частной собственности. Ежегодно в периоды межсезонья (ледохода и ледостава) сообщение между поселком Уренгой и микрорайоном Коротчаево прерывается на 2-3 недели. Также через указанный наплавной мост осуществляется транспортное сообщение с Тазовским и Красноселькупским районами автономного округа.

2.3 Выявленные проблемы в реализации ГЧП

Социальная сфера села представлена организациями, занятыми предоставлением населению конституционно гарантированных бесплатных или льготных благ и услуг. Эта сфера не является привлекательной для частного предпринимательства

Учитывая низкую степень рентабельности и повышенные риски, снижающие инвестиционную привлекательность, в социальной сфере проекты культуры финансируются в большей степени из бюджетов всех уровней, а с участием бизнеса реализуются событийные либо спонсорские проекты по проведению мероприятий.

По мнению потенциальных инвесторов, сельское поселение ввиду ограниченности бюджета не может в полном объеме выступать гарантом исполнения обязательств по соглашению. Аналогичная ситуация возникает при привлечении инвесторами заемных средств кредитных организаций.

Решение представляется в обеспечении возможности участия регионов при реализации приоритетных концессионных соглашений по развитию сельской местности в качестве третьей стороны соглашения по аналогии с концессионными соглашениями в жилищно-коммунальной сфере, а также в софинансировании затрат на создание объектов инженерной инфраструктуры в целях реализации инвестиционных проектов в сельской местности.

При инициировании и реализации проектов на основании ГЧП, концессионных соглашений на уровне сельских территорий имеется ряд проблем:

1. заключаемые соглашения предусматривают сложность финансового и юридического структурирования, а также длительную процедуру рассмотрения и согласования документации (продолжительность конкурсных процедур составляет от полугода до полутора лет);
2. в силу высокой стоимости проектов на основании ГЧП и концессии условием их реализации в значительном числе случаев является софинансирование за счет бюджетных средств, что увеличивает уровень бюджетной нагрузки. В том числе софинансирование требуется для создания социальных объектов, которые имеют меньшие источники возврата инвестиций в отличии, например, от объектов тарифного регулирования;

З) соглашения содержат иные обязательства публичной стороны (обеспечение условий неухудшения деятельности инвестора, компенсация затрат при наступлении особых обстоятельств и расторжении соглашения, финансовое участие при недостижении загрузки объекта, прочие условия и гарантии).

В связи с этим эффективность инструмента ГЧП, концессии при реализации проектов определяется стабильными источниками финансирования и приемлемым уровнем долговой нагрузки бюджета, что с учетом бюджетной обеспеченности муниципалитетов является ограничительным условием для инициирования подобных проектов.

Основной проблемой в подготовке и реализации проектов государственно-частного и муниципально-частного партнерства на территории муниципальных районов является проблема достижения экономической эффективности проекта для инвесторов с учетом небольших возможностей участия бюджетов муниципальных районов в софинансировании проектов, а также в обеспечении гарантий возврата инвестиций частной стороне.

Также следует отметить низкое качество подготовки муниципальными образованиями проектов концессионных соглашений.

3 Рекомендации по применению механизма ГЧП в социальной сфере села

3.1 Предложения по совершенствоанию нормативно-правовой базы

Считаем целесообразным профильному министерству совместно с заинтересованными общественными организациями рассмотреть возможность разработки подпрограммы, по которой нуждающиеся регионы могли бы получить средства на развитие механизма государственно-частного партнерства в социальной сфере села.

В целях обеспечения возможности применения механизма ГЧП, концессии на уровне сельских территорий в условиях отсутствия свободных бюджетных средств возможно расширение направлений государственной поддержки.

Предлагается рассмотреть вопрос развития дополнительных направлений по привлечению федерального софинансирования либо обеспечению льготного доступа к заемным средствам для проектов муниципального уровня на расходы капитального характера, мероприятия по созданию объектов социальной сферы, строительство (реконструкцию) инженерной инфраструктуры, автомобильных дорог к объектам и др.

Предлагается предусмотреть возможность выделения субсидий из средств федерального бюджета Российской Федерации бюджетам субъектов Российской Федерации для софинансирования расходов муниципальных образований на подготовку проектной и (или) проектно-сметной документации для реализации проектов с использованием механизмов муниципально-частного партнерства, а также на реализацию таких проектов.

направить в адрес Правительства Российской Федерации предложение о разработке, с привлечением заинтересованных сторон, правил предоставления субсидий из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Федерации на софинансирование расходных обязательств, возникающих при осуществлении капитальных вложений в объекты государственной собственности субъектов Российской Федерации (муниципальной собственности) с применением механизмов ГЧП, МЧП и концессии в рамках государственной программы Российской Федерации «Комплексное развитие сельских территорий».

В целях расширения возможностей использования государственно-частного партнерства предлагаем внести изменения в Федеральный закон от 21.07.2005 № 115-ФЗ «О концессионных соглашениях в части снижения балансовой стоимости незарегистрированного недвижимого имущества до 10 процентов в целях заключения концессионных соглашений, объектами которых являются объекты теплоснабжения, централизованные системы горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, отдельные объекты таких систем. Как показывает практика, значительная часть объектов, построенных десятки лет назад, не зарегистрированы в установленном порядке. Процесс регистрации такого имущества требует значительных временных и материальных затрат, что в свою очередь замедляет развитие рынка концессий. Кроме того, данные затраты невозможно включить в тариф.

Также предлагаем внести изменения в Федеральный закон от 13.07.2015 № 224-ФЗ «О государственно-частном партнерстве, муниципально-частном партнерстве в Российской Федерации и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в части установления возможности предоставления земельных участков для реализации проектов государственно-частного партнерства из земель, собственность на которые не разграничена. В настоящее время подавляющее большинство земельных участков, не занятых объектами недвижимости, находится в неразграниченной государственной собственности, тогда как основания возникновения права собственности соответствующего публичного образования, намеревающегося выступить публичным партнером, в действующем законодательстве не установлено. Такое положение делает невозможным реализацию проектов строительства на основании соглашений о государственно-частном партнерстве ввиду отсутствия права собственности соответствующего публичного образования на земельные участки, необходимые для осуществления деятельности, предусмотренной соглашением.

Одним из аспектов расширения возможностей использования ГЧП в социальной сфере села является финансовая мотивация привлечения внебюджетных средств на строительство новых и модернизацию существующих объектов сельской социально- инженерной инфраструктуры.

В связи с этим полагается необходимым на законодательном уровне решить вопрос о предоставлении хозяйствующим субъектам – участникам ГЧП налоговых льгот в части платежей, подлежащих зачислению в федеральный и региональный бюджеты, на сумму средств, направленных в качестве внебюджетных источников на развитие социальной сферы села.

Для расширения возможностей использования государственно-частного партнерства в законодательной базе предлагается упростить требования к конкурсной документации.

3.2 Разработка бизнес-плана создания многофункционального центра для сельских территорий

Среди особенностей современного сельского социума можно назвать ослабление позиций собственно сельского хозяйства, усиливающуюся многопрофильность диверсификации сельской занятости, формирование сельско-городских рынков труда, все это напрямую связано с насыщением сельской местности городскими жи­телями, что дает импульс для использования инновационных форм инвестиционной деятельности в социальной сфере формирующихся сельских агломераций.

Особенностью сельского общества, а также и главным его преимуществом, являются весьма прочные межличностные территориальные связи. Ввиду довольно низкой плот­ности все жители деревень, сел, и даже малых городов либо знакомы друг с другом или хотя бы знают друг друга в лицо, что собственно и является одним из социальных мотивов и инструментов формирования будущих агломераций [23]. На фоне массовой урбанизации человек снова обращает внимание на село как место отдыха от городского круглосуточного шума, как психологически комфортную для жизни среду [24], кроме того, современные технологии позволя­ют все меньше привязываться к крупным городам, как к месту работы.

Это обстоятельство дает возможность проектировать в качестве центров социальных услуг открытые модельные комплексы, не создающие свой замкнутый мир, а напротив, дающие возможность интеграции различных видов (в т.ч. коммерческой) деятельности на базе «открытых пространств» этих комплексов, ресурсное обеспечение создания которых возложено на государство и муниципалитеты [25].

Замена монофункциональных объектов социальной ин­фраструктуры на многофункциональные позволяет более эффективно использовать общественные здания: единая организация коммуникативной структуры создает психологически комфортные условия для потребителя, а комплексное потребле­ние различных функций позволяет человеку более эффективно распоряжаться пространством и вре­менем, в тоже время такая модель позволяет коммерческим структурам, работающим в сфере социального обслуживания населения. существенно сократить свои как косвенные,. так и прямые затраты за счет размещения своей деятельности в общественных пространствах [26].

В тоже время, как уже отмечалось, на фоне скудости бюджетных ресурсов и достаточно плачевного состояния материально-технической базы учреждений социальной инфраструктуры, находящихся в государственной или муниципальной собственности, необходимо использовать современные механизмы экономической интеграции, позволяющие солидаризировать общественные и бизнес-интересы при реализации населению современных социальных услуг высокого уровня.

Как показывает зарубежный опыт, функционирование многофункциональных центров является действенным методом по улучшению качества жизни сельского населения в социально-культурной, социально- образовательной, социально-досуговой, социально-бытовой, туристической и просветительских сферах.

Основной чертой современных многофунк­циональных зданий и пространств являются значи­тельно более размытые границы между различными функциями. Если в классическом понимании мно­гофункциональная архитектура — это блокировка различных функций в один объем, в котором они сосуществуют, практически не затрагивая друг дру­га, то более современным представлением о много­функциональности является симбиотическое со­трудничество различных функций, их максимально возможное объединение с целью создания новой функции, которая отвечает именно на потребно­сти и запросы конкретно взятого поселения [27, C.45].

В этой связи, мы вполне разделяем позицию Н.А. Углинича, который предлагает выделить три основных типа расположения многофункциональных социальных центров в сельских территориях:

Первый тип — это комплексы, располо­женные непосредственно в центре поселения. Они могут формировать собой главную поселковую площадь или формироваться вдоль главной улицы. Подобные общественные центры могут быть как пространственными, состоящими из нескольких по­строек, функционально и композиционно связанных друг с другом, так и представлять собой комплекс под одной крышей, когда множество различных функций сосуществуют в контексте одного слож­носочиненного объема.

Здесь предлагается обратить внимание на два подтипа многофункциональных центров, различаемых по набору функций, примечательно, что все эти функции достаточно органично умещаются в визуально очень компакт­ном едином объеме:

а) это когда этот комплекс включает в себя все базовые, первостепенные функции, т.е. является основой социально-культурной инфра­структуры, полностью заменяя собой привычные разрозненные здания администрации, сельского клуба, почты и т.п. Такой подход характерен как для новых сельских поселений, не имеющих историче­ского центра, так и для исторических поселений, в которых отсутствует организованная инфраструк­тура в центре;

б) это ком­плексы дополнительного обслуживания населения, возникающие при наличии уже хорошо развитой сети объектов социально-культурной инфраструк­туры. Подобные комплексы, как правило, включают в себя клубную и торгово-развлекательную функ­ции. Этот случай характерен для исторических хо­рошо-развитых сельских поселений, не имеющих проблем с первичным обслуживанием населения.

Второй тип многофункциональных комплек­сов по принципу расположения — это комплексы на окраине сельских поселений. Как правило, они располагаются на въезде или выезде из поселения на крупной трассе, чтобы обеспечить максимально возможную посещаемость комплекса. Объемно-пространственная композиция комплексов типа — это чаще всего центры под одной крышей.

Этот тип также используется преимущественно тогда, когда центр поселения уже плотно застроен и насыщен объектами социально-культурной инфра­структуры. Они, как и некоторые комплексы перво­го типа, призваны восполнить недостаток в клубных и торгово-развлекательных объектах инфраструкту­ры и также направлены, прежде всего, на пожилое население и молодежь. Зачастую эти комплексы представляю собой довольно камерные здания, служащие, прежде всего местом для встреч и отдыха местных жителей. Однако иногда они разрастаются в крупные спортивные или культурные центры.

Еще один случай подобного расположения комплекса — это плотно заселенные окрестности поселения, т.е. множество более мелких деревень, расположенных в непосредственной близости. Та­ким образом, многофункциональных комплекс ста­новится ядром инфраструктуры не только непосред­ственно для поселения, в котором он построен, но и для окрестных деревень. Такие комплексы могут включать и функции для обеспечения базовых по­требностей общества, а не только досуговые, и раз­растаться до довольно крупных размеров.

Третий тип встречается реже всех — это межпоселковые многофункциональные комплек­сы, расположенные за границами поселения. Они располагаются на трассе на максимально равном расстоянии от нескольких сравнительно крупных поселений. Такие комплексы возникают в регио­нах с очень сильно разреженным расселением, где нет достаточно крупных поселений, чтобы служить социально-культурным центром. Как правило, это небольшие здания, вмещающие в себя несколько функций. Ядром подобных центров обычно явля­ется большой многофункциональный зал, место для встреч и общения местного населения, общих собраний, концертов, вокруг которого группирует­ся некоторое количество более мелких помещений торговой, досуговой и других функциональных групп.

Отечественный опыт также обращается к идеям мно­гофункциональных общественных центров в сельских территориях. В то же время, советское представление о многофункциональности единых мест доступа социальных (в широком понимании этого термина) услуг не со­всем полно отвечают современным потребностям общества.

Однако первые шаги в формировании современной практики использования многофункционального подхода в социальном обслуживании селях, безусловно, делаются [27, C.43-60].

Первые многофункциональные центры возникли вследствие частичной организационной интеграции уже действующих клубов, учреждений образования, спортивно-досуговых учреждений, библиотек, магазинов, что способствовало их совместной деятельности, объединению усилий. Каждое заведение такого комплекса характеризуется относительной самостоятельностью, а единственная административно-управленческая система, общие хозяйственно-технические службы формируются постепенно [28]. Так, администрация Тамбовской области еще с 2004 г. проводит программу по строительству и организа­ции многофункциональных социально-культурных комплексов (СКК) в сельских поселениях [29].

Остановимся на двух укрупненных подходах, в рамках которых ресурсным центром ассоциирования многопрофильных услуг является либо учреждение культурно-досуговой сферы, либо образовательное учреждение.

Оба варианта могут обладать инвестиционным потенциалом, реализуемым через механизмы государственно (муниципально-) частного партнерства.

Правительство Российской Федерации своим распоряжением от 26 декабря 2014 года N 2716-р утверждает Программу создания центров культурного развития в малых городах и сельской местности Российской Федерации, которая направлена на выравнивание диспропорций в качестве предоставления и разнообразии оказываемых учреждениями культуры услуг и повышение качества жизни населения [30]. Она стала логическим продолжением решения Правительства. 5 сентября 2013 года принято Решение «О создании многофункциональных культурных центров в городах России» [31], адаптированным к условиям сельской местности и малого города.

Таким образом, центры культурного развития могут создаваться в сельской местности в форме многофунциональных культурных центров (МФКЦ) с использованием механизмом ГЧП в различных их составляющих.

Если однопрофильные досуговые учреждения придерживаются конкретного направления деятельности и объединяют людей различных социальных характеристик на основе общего интереса и общих потребностей (политические, военные, научно-технические, эстетические, спортивные, развлекательные, тематические), то многофункциональные функционируют как культурные комплексы и центры, в рамках которых действуют различные кружки, секции, объединения (творческого, развлекательного, спортивного характера), мастерские, а также игровые комнаты [32] представляют собой единый комплекс из одного или нескольких зданий, предназначенных для различных видов культурных занятий и находящихся в пределах одной или нескольких территории (сцена, кинозалы, библиотека, студии для занятий музыкой, танцами или изобразительным искусством, спортивные кружки и т.д.).

В примерный состав МФКЦ могут входить: досугово-зрелищный комплекс (с возможностью трансформации в более камерную площадку по принципу «blackbox»); образовательный комплекс; медиа-комплекс (кинозал для 3D и 4D фильмов, медиа-кафе, медиа-тренажеры, медиатека, медиа-студии); мини-выставочный комплекс; физкультурно-оздоровительный комплекс; пункт общественного питания и т.д.

Одной из форм реализации такого подхода является концепция сельского многофункционального клуба (далее — СМФК). СМФК создается на территории сельского поселения муниципального района в целях формирования интегрированной структуры, способной оказывать населению услуги многопрофильного характера, удовлетворения культурных потребностей различных социовозрастных групп населения; художественно-эстетического, социо-культурного, просветительского развития жителей сельского населенного пункта; создания условий для занятия творчеством; организации досуга населения; реализации творческих проектов и программ.

Сельский многофункциональный клуб может иметь статус юридического лица, его филиала или обособленного подразделения. При создании сельского многофункционального клуба необходимо произвести отбор учреждений культуры муниципального уровня (сельский дом культуры, сельская библиотека, музей) для использования в качестве базового учреждения. Здание и внутренние помещения не могут являться аварийными и требующими капитального ремонта.

Активно создание СМФК реализуется, например. в Республике Башкортостан. В качестве успешной практики можно назвать создание и функционирование Бураевского сельского многофункционального клуба (Респ. Башкортостан, Бураевский р-н., с. Бураево, ул. Энергетиков, д. 4). Клуб включает в себя выставочный зал, где организуются выставки различного формата, две спортивно-игровых зоны – бильярд, теннис. Также оборудована уютная зона отдыха, где посетители могут ознакомиться с новыми журналами и газетами. В составе сельского многофункционального клуба работает сельская библиотека – «Центр молодежного общения». Здесь оборудован детский игровой уголок с развивающими играми и яркими игрушками. Центр оснащен компьютерной техникой, можно пользоваться услугами интернета и электронной научной библиотекой. Работают кружок для детей «Айболит» и женский клуб «Хозяюшка». В клубе созданы все условия для творческого развития и организации досуга населения. Функционируют вокальные, хореографические, фольклорные коллективы. На базе клуба действует народный театр-студия «Заман», который сегодня является одним из ведущих театральных коллективов. Для многочисленных зрителей проводятся конкурсные программы, концерты, викторины, тематические вечера, дискотеки [33].

Аналогичные многофункциональные культурные центры — в Белорецком, Учалинском, Белокатайском и Кигинском районах Республики Башкортостан. Они были созданы на базе  Ломовского (Белорецкий), Миндякского (Учалинский), Белянковского (Белокатайский), Тугузлинского (Кигинский) сельских домов культуры.

Инфраструктура Ломовского сельского многофункционального клуба включает в себя центр русской культуры «Родники» с музейно-выставочным комплексом «Русская изба», с мастерской по проведению мастер-классов декоративно-прикладного творчества и работой образцового кружка декоративно-прикладного творчества «Десятиручка», фитобаром с приборами для чаепития. В сельском доме культуры занимаются 14 клубных формирований и 8 спортивных любительских объединений. Модельная библиотека «Родники» с зоной для детской народной игры входит в комплекс модельных библиотек ЦБС «Русский мир».

В центре с. Миндяк Учалинского района под одной крышей разместились сельский клуб с зрительным залом на 300 посадочных мест, библиотека, детская игровая комната, спортивно-хореографический комплекс, тренажерный зал, музейная комната. В обновленном здании созданы все условия как для плодотворной работы клубных учреждений, так и в целом для полноценного отдыха селян [34].

Сельский социо-образовательный комплекс – образовательная организация, представляющая собой интеграцию общеобразовательной школы и, прежде всего, учреждений дополнительного образования, реализующая программы дошкольного и общего образования, программы дополнительного образования (в т.ч. образования взрослых), и обладающая разветвленной сетью внеклассных занятий в системе дополнительного образования (музыкальное, художественное, спортивное, иное), а также материальной базой, позволяющей использовать в процессе образования и воспитания современные технологии. Возможно с юридико-технической точки зрения включение в Комплекс также учреждений культуры, медицины и профессионального образования.

Данная модель реализуется в Республике Саха, Чувашии, Красноярском крае, Владимирской, Московской, Ленинградской, Нижегородской, Новгородской, Новосибирской, Орловской, Псковской областях.

Сельский социо-образовательный комплекс — это целостная многофункциональная образовательная система, «вырастающая» из сельской школы, имеющая широкие социальные связи с внешней средой – предприятиями, учреждениями, организациями, властными структурами, опирающаяся на тесное взаимодействие всех основных субъектов образовательного процесса.

Основополагающей идей данной модели является интеграция культурно-образовательных ресурсов сельской местности, как ведущего фактора при формировании благоприятной среды для всех участников образовательного процесса.

Основной целью социо-образовательного комплекса является обеспечение оптимальных условий для полноценного и всестороннего воспитания и образования детей, позитивной социализации личности на основе эффективного использования кадровых, культурных, материальных возможностей социального окружения школы, применении индивидуально-ориентированных форм и способов педагогического взаимодействия.

Сельский социо-образовательный комплекс, объединяя различные образовательные, культурно-просветительные и социальные учреждения и службы, представляет из себя довольно сложную по структуре систему. В его состав могут входить общеобразовательная средняя школа, ясли-сад, реальная сельскохозяйственная школа, детско-юношеский клуб физической подготовки, пришкольный интернат, центр обучения взрослых, детская музыкальная школа, художественная школа, краеведческий музей и т.д. Большую роль в структуре комплекса могут иметь местные средства массовой информации: сельский телецентр, школьная видеостудия, радиоузел, школьная газета. Все структурные подразделения комплекса тесно взаимосвязаны с сельским домом культуры, библиотекой, и систематически координируют свою деятельность с социальными, медицинскими и правоохранительными службами села.

Рисунок 13 — Примерный вариант структуры социо-образовательного

комплекса

Структура комплекса может включать (рисунок 13) деятельность образовательно-досуговых центров: учебно-образовательного, физкультурно- оздоровительного, этнокультурного, художественно-эстетического, учебно- производственного, информационно-технического, социальной помощи семье и детям. Каждый центр разрабатывает и реализует социально-образовательные программы, имеет свое кадровое и научно-методическое обеспечение, систему управления. Реализация основных направлений возможна и через реализацию клубной работы.

Важными подразделениями комплекса являются вспомогательные службы: пункт общественного питания, библиотека, медицинский пункт и т.д.

Основные направления деятельности сельского социо- образовательного комплекса.

1.Образовательная деятельность :

— совершенствование общеобразовательной системы обучения с учетом сельской и национальной специфики

— обеспечение образовательных потребностей различных категорий населения

2.Укрепление здоровья, досуговая и рекреационная деятельность:

— создание целостной системы физкультурно-оздоровительной работы с детьми и взрослыми на селе;

— формирование у детей и взрослых положительного отношения к разумной организации досуга, потребности в повседневных занятиях физкультурой и спортом;

— оказание индивидуальной помощи наиболее одарённым детям, спортсменам;

— работа с людьми с ограниченными возможностями здоровья;

— организация массовых представлений, вечеров отдыха, шоу — представления, зрелища, литературные вечера, творческие встречи;

— просветительские формы включают в себя лекции, беседы, диспуты, дискуссии;

— концертные, интеллектуально-познавательные, конкурсные, игровые, развлекательные программы, театрализованные представления, праздники, кинопоказы и пр.);

— проведение культурно-досуговых мероприятий и организация кинопоказа для сельских жителей;

— организация гастрольной деятельности

3. Работа с семьёй:

— повышение воспитательных возможностей семьи

— расширение культурных и духовных потребностей семьи

— семейное творчество, организация выставок, распространение семейных форм организации досуга, отдых детей с родителями

4. Профессионализация:

— организация и освоение программ дополнительного образования взрослых, в т.ч. в сфере цифровизации и цифровой экономики села;

— развитие у детей и молодежи важнейших трудовых умений и навыков, необходимых сельскому жителю;

— оказание помощи жителям деревни в обучении передовым методам ведения экологического малого и среднего сельского хозяйства на низкозатратной основе

— пропаганда и введение в повседневную жизнь деревни современной техники и технологий, организация элементов информационно- консультационной деятельности в области сельского развития;

5. Социальная деятельность учреждений комплекса:

— создание в сельской территории постоянно действующей системы служб социальной помощи различным категориям населения и прежде всего детям; оказание помощи престарелым, ветеранам войны и труда, организация концертных выступлений, заготовка овощей, фруктов и т.д.;

— объединение усилий учителей, психологов, социальных педагогов и медицинских работников по ведению объективной диагностической деятельности и организации на её основе результативной профилактической работы с детьми, молодёжью, семьями и другими группами сельских жителей;

— осуществление исследований сельского социума и разработка совместно с органами местной власти перспективы социально-экономического развития села, посёлка, сельской агломерации (развитие производственной и социальной инфраструктуры, планирование благоустройства и озеленение деревень, проведение диагностики экологически опасных объектов и др.);

— решение вопросов благоустройства села, проведение текущего ремонта объектов, оказание хозяйственной помощи жителям села

6.Эстетическое образование населения:

— разработка и создание единой системы художественно-эстетического образования детей и молодёжи

— привлечение в учреждения комплекса талантливых преподавателей, специалистов, народных умельцев

— создание необходимой материально-технической базы художественно-эстетического образования, решение вопросов финансирования

— вовлечение различных категорий населения в художественную самодеятельность, народное творчество, культурный досуг и другие формы эстетической деятельности

— подготовка и проведение массовых образовательных и воспитательных мероприятий, обогащение содержания и методов культурно-воспитательной работы, осуществление эстетического воспитания молодежи

Построение социальных многофункциональных комплексов вовсе не стихийный процесс, они проектируются и перепроектируются в зависимости от целей развития, которые ставятся в той или иной социальной сфере (например, обеспечение доступности и качества), и во многом определяются структурой расселения и тенденциями ее изменения. а соответственно и востребованностью тех или иных услуг.

Устойчивость функционирования многофункциональных комплексов зависит от параметров, определяющих социально-экономическую целесообразность оказания социальных услуг, таких как: ценность услуги для потребителя, которая заключается в приобретаемой им выгоде; цена, которая была заплачена государством и потребителем учреждению за оказание услуги; издержки потребления социальной услуги, которые возникают у потребителя как в прямом виде (оплата доступа), так и в виде потраченного на получение услуги времени; издержки учреждения, затраченные на производство услуги.

Эффективность для потребителя и для учреждения определяются разными соотношениями.

Для потребителя:

Цусл

——————

Цпотр + Ипотр

где Цусл – ценность услуги для потребителя,

Цпотр – цена, заплаченная потребителем,

Ипотр – издержки потребления.

Для учреждения:

Цгос + Цпотр

——————

Иучр

где Цгос – цена, заплаченная государством,

Цпотр – цена, заплаченная потребителем,

Иучр – издержки учреждения на производство услуги.

Если оба эти соотношения больше единицы, то сеть функционирует устойчиво, поскольку и для потребителя услуги, и для производителя услуги, т.е. учреждения, получаемая выгода превышает издержки. При приближении этих соотношений к единице достигается некоторый уровень равновесия, а при снижении одного или обоих соотношений до значения меньше единицы происходит либо резкое падение спроса, либо неэффективность работы учреждения, либо и то, и другое одновременно. В этом случае издержки потребления становятся выше ценности услуги, которую получает потребитель, а для учреждения издержки оказания услуги – выше той цены, которую оно за нее получает.

Создание многофункциональных центров возможно на основе модульных зданий (контейнерных, мобильных) — здания из модулей заводского изготовления, собранные из одного и более блоков модулей (в основном из блок-контейнеров). Модульные здания относятся к временным строениям, могут устанавливаться без фундамента (преимущественно до трех этажей), могут легко демонтироваться и перевозиться на другое место. Изготавливаются в различном исполнении для любых климатических условий, отвечают всем пожарным и санитарным требованиям, имеют систему отопления и вентиляции, сантехнику и электрооборудование.

Современные модульные здания могут быть установлены практически на любой поверхности: на бетонных плитах, щебеночном покрытии или непосредственно на грунте.

Опыт применения зданий в комплектно-блочном исполнении показал, что они имеют: низкую цену; могут возводиться в любое время года; вне зависимости от температуры; высокие показатели теплоизоляции; экологичность, гигиеничность, безопасность для человека; отсутствие лишней нагрузки на фундамент постройки; высокая скорость реализации; легкость монтажа; небольшие расходы на обслуживание и содержание; не требуется дополнительная отделка; высокая звукоизоляция; отсутствие реакции на воздействие химически агрессивных веществ или биологических факторов (плесень, грибок); устойчивость к климатическим условиям; сейсмоустойчивость; стойкость к деформациям и влиянию микроорганизмов; неуязвимость для коррозии; широкий выбор архитектурных решений; простоту реконструкции и ремонта в будущем; мобильность.

В настоящее время их область применения может быть расширена и приведена в соответствие с задачами освоения новых территорий, сокращения сроков строительства, повышения комфортности и качества архитектурно- строительных решений.

Модульные здания являются отличными решениями в тех случаях, когда требуется низкая себестоимость квадратного метра помещения, максимальная скорость монтажа и возможность демонтажа и переноса.

Блок-модульная архитектура удобна и универсальна и позволяет возводить объекты самого различного назначения: общежития, гостиницы и отели, административные и бытовые корпуса, школы и детские сады, строительные и вахтовые городки, магазины и торговые павильоны, посты охраны контрольно-пропускные пункты, лаборатории и исследовательские помещения, автомойки и автосервисы, офисные и деловые центры.

Сроки строительства модульных зданий – менее 30 дней.

По функциональному назначению мобильные (инвентарные) здания и сооружения подразделяются на типы, приведенные в таблице 2.

Таблица 2 — Типы модульных зданий и сооружений

Примеры компоновки модульных зданий и ориентировочная стоимость приведены в Приложении В.

В Ямало-Ненецком автономном округе широко используются модульные конструкции для создания социальных объектов. В целях обеспечения доступности и расширения спектра культурно-досуговых услуг с 2014 года на территории автономного округа реализуется проект по приобретению и установке модульных конструкций, в которых размещаются организации культурно-досугового типа. Установка модульных конструкций позволила снять многолетнюю проблему ветхих и аварийных зданий учреждений культуры в этих поселениях и является наиболее экономически обоснованным вариантом решения вопроса в условиях ограниченности бюджетных средств.

На сегодняшний день модульные конструкции установлены на территории 9 сельских поселений автономного округа. Конструкция предназначена к эксплуатации в суровых климатических условиях: отапливается и сохраняет тепло при температуре наружного воздуха до – 50 градусов по Цельсию. Модули обладают высокими огнеупорными свойствами (III степень огнестойкости), расчётный срок службы составляет не менее 20 лет.

В рамках региональной составляющей Национального проекта «Культура» в текущем году ведутся работы по установке 10-й модульной конструкции. Такой вариант решения проблемы обеспечения жителей сельских территорий социокультурными объектами успешен и применим не только в части создания учреждений культуры, но и фельдшерско-акушерских пунктов, малокомплектных школ, пожарных депо, лыжных баз.

Проект был представлен Правительством автономного округа и одобрен Советом Федерации Федерального Собрания Российской Федерации, рекомендован к внедрению на территории субъектов Российской Федерации, входящих в Арктическую зону Российской Федерации (подпункт 1 пункта 8 постановления Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации «О государственной поддержке социально-экономического развития Ямало-Ненецкого автономного округа» от 15 декабря 2017 года № 526-СФ).

В целях улучшения условий оказания медицинской помощи в рамках реализации регионального проекта «Развитие системы оказания первичной медико-санитарной помощи» в 2020 году запланирована замена в модульном исполнении 4-х объектов здравоохранения.

Также в соответствии с приказом Департамента строительства и жилищной политики автономного округа «Об утверждении перечня объектов капитального ремонта государственной собственности ЯНАО на 2020 год (плановый период 2021 и 2022 годов)» запланирован капитальный ремонт следующих объектов: ФП р-н Коротчаево, г. Новый Уренгой; ФП в с. Сюнай Сале; ФАП с. Халясавей Пуровского района; ВА с. Ханымей Пуровского района; ВА с. Шурышкары Шурышкарского района. В работу на ФАП и ФП внедряются информационные технологии. В рамках национального проекта «Цифровая экономика» на ФАП и ФП подключается скоростной интернет. До конца 2021 года планируется подключить 100% ФАП и ФП. В 2020 году запланировано для ФАП и ФП централизовано закупить новые автоматизированные рабочие места для медицинского персонала.

С 2020 года в автономном округе реализуется практика по приобретению за счёт средств окружного бюджета комплектов мобильных (инвентарных) зданий под спортивные объекты, в том числе для сельских территорий автономного округа.

Порядок формирования и реализации мероприятий по приобретению комплектов мобильных (инвентарных) зданий в автономном округе утверждён постановлением Правительства автономного округа от 15 ноября 2019 года № 1199-П «О порядке формирования и реализации мероприятий по приобретению комплектов мобильных (инвентарных) зданий в Ямало-Ненецком автономном округе».

Мобильное (инвентарное) здание под спортивный объект может быть как модульной лыжной базой, так и модульным мини спортивным комплексом. Все зависит от потребности того или иного муниципального образования.

Лыжные базы предназначены для развития лыжных гонок и проката лыжного инвентаря населению. Площадь объекта позволяет завести туда стол для настольного тенниса или 2-3 небольших тренажёра. Модульный мини спортивный комплекс может состоять из небольшого (нестандартного) универсального спортивного зала для волейбола, настольного тенниса (5-6 столов), полноценного тренажёрного зала или для единоборств. Все объекты поставляются со всем необходимым спортивным инвентарём и оборудованием. На всех типах объектов предусмотрены раздевалки, душевые, туалеты. Данные объекты рассчитаны для занятий физической культурой и массовым спортом населением всех возрастных категорий. Средняя пропускная способность объектов составляет: лыжная база – 25 человек в час; модульный мини спортивный комплекс – 50 человек в час.

Кроме того, для обеспечения жителей сельских территорий автономного округа мобильными (инвентарными) зданиями принято постановление Правительства автономного округа от 24 декабря 2019 года № 1370-П «Об утверждении перечня мероприятий по приобретению комплектов мобильных (инвентарных) зданий на 2020–2021 годы».

Результаты расчета бизнес-плана создания функционального центра в сельском населенном пункте с численностью до 1000 чел. представлены в Приложении Г. В расчетах учтены:

— текущая потребность в капитале по проекту строительства функционального центра площадью 100 м² составила 2724 тыс. руб.;

— в расчетах учтен кредит на 1 000 тыс. руб. на модульное здание и на оборудование в размере 500 тыс. руб., возврат которых возможен в течение 12 мес.;

— средние расходы на оплату услуг домохозяйствами в сельской местности в расчете на 1 чел. в месяц 2733,2 руб. (данные Росстата);

— по показателям расселения сельского населения выделяются малые пункты (менее 100 жителей); мелкие пункты (менее 200 жителей); крупные пункты (более 1000 жителей). В расчетах примем, что в крупном населенном пункте до 50% населения будет пользоваться услугами функционального центра;

— в рамках МЧП муниципалитет будет гарантировать оплату не менее 100 услуг функционального центра и оплачивать их до полной окупаемости проекта – 20 мес.;

Таблица 3 – Оценка чувствительности проекта создания многофункционального центра

По результатам расчета бизнес-плана:

Чистая приведенная стоимость: NPV = 2 859 тыс. руб.

Внутренняя норма доходности: IRR = 52%

Период окупаемости: PBP = 20 мес.

Расчеты по чувствительности проекта представлены в таблице 3.

Таким образом проект сохраняет устойчивость при снижении спроса на услуги многофункционального центра и росте затрат в пределах 20%.

Организация инвестиционного процесса при создании модульных зданий.

1. Создание многомодульных зданий — наиболее экономичный и эффективный путь решения задачи социального обустройства сельских территорий.

2. Многомодульные здания — перспективные объекты для инвестирования. Имеются факторы, понижающие привлекательность таких зданий для инвесторов: необходимость мобилизации значительных ресурсов и весьма продолжительные сроки окупаемости такого строительства (8-10 лет).

3. Отсутствие сформировавшегося рынка капиталов, слабый уровень развития отечественной банковской системы, значительные риски омертвления инвестиций на длительный срок не позволяют рассчитывать на масштабное частное финансирование проектов строительства многомодульных зданий.

4. Реалистичным является создание многомодульных зданий с ресурсным и организационным участием государства (муниципалитета), хотя такое финансирование ограничено. Основанием участия государства (муниципалитета) в создании многомодульных зданий является то, что вкладываемые средства расширяют налоговые поступления в будущем.

5. Государство (муниципалитет) как инвестор:

— формирует особые организационно-экономические механизмы инвестирования, защищающие интересы вкладчиков — бюджетных и внебюджетных фондов, частных инвесторов и обеспечивающие движение ресурсов между этапами инвестиционного процесса;

— предоставляет на возвратной основе необходимые ресурсы (прямые и косвенные инвестиции);

— определяет государственного заказчика, устанавливающего размещение, назначение, технико-экономические параметры многомодульных зданий. Для реализации конкретных проектов рекомендуется создание уполномоченных операторов (управляющих компаний).

6. Долевое участие государства (муниципалитета) может осуществляться в виде предоставления: земельных участков; объектов недвижимости, в т.ч. не завершенных строительством, а также проходящих по процедуре банкротства предприятий.

7. Для привлечения частных инвестиций в реализацию конкретных проектов рекомендуются:

— создание паевых накопительных фондов, нуждающихся в помещениях, с правом выкупа помещений по ценам на уровне себестоимости;

— продажа помещений с предоставлением рассрочки платежей;

— компенсация части процентной ставки по коммерческим банковским кредитам из бюджета города;

— использование механизма ипотечного кредитования с установлением льготных процентов по кредиту;

— отклонение от базовых условий инвестиционных контрактов в сторону увеличения доли инвестора;

— предоставление гарантий по коммерческим банковским кредитам;

— другие возможные мероприятия, не противоречащие законодательству Российской Федерации.

8. Для создания многомодульных зданий рекомендуется механизм инвестирования:

I этап — 1) исследования, обосновывающие предпроектную стадию; 2) предпроектная стадия; 3) стадия проектирования; 4) стадия согласования и экспертиза проектной документации; 5) строительство; 6) ввод в эксплуатацию;

II этап — постепенное повышение уровня доходов по мере экономической стабилизации;

III этап — 1) достижение необходимой эффективности инвестиций; 2) получение дохода; 3) вложение средств в строительство новых многомодульных зданий.

ГЧП даст возможность ускорить восстановительный и возвратный периоды инвестиционного проекта, позволяя инвестору быстрее и без организационных усилий вернуть вложенные средства.

9. Для создания многомодульных зданий, обеспечивающим норму прибыли, необходимую для возврата в относительно короткие сроки привлеченных кредитных и собственных средств инвестора, возможно применение схем инвестирования ГЧП и МЧП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Социально-экономическое развитие сельских территорий необходимо рассматривать как сферу взаимной ответственности государства, муниципалитетов, бизнеса, науки и гражданского общества за обеспечение достойного качества жизни людей, а качество жизни — как критерий эффективности государственного регулирования. В условиях неравномерности территориального развития только объединение усилий государства, муниципальных образований, бизнеса и гражданских организаций — государственно-частное партнерство — способно вывести те или иные сельские территории на траекторию устойчивого социально-экономического развития.

ГЧП в социальной сфере сельских территорий России пока не нашло должного развития – существуют точечные примеры взаимодействия региональных органов власти и частного предпринимательства в социальной сфере села, но они не носят массового, системного характера. Это обосновывает необходимость разработки новых, адекватных современным вызовам, концептуальных подходов, организационно-экономических механизмов и практических мер поддержки ГЧП как института долгосрочной устойчивой легальной кооперации финансово-инвестиционных, организационно-управленческих и интеллектуальных ресурсов органов государственной власти местного самоуправления и частного предпринимательства для совместного решения социально значимых задач в агросфере России.

Сдерживающими факторами развития государственно-частного партнерства в регионе остаются отсутствие в достаточной степени свободных бюджетных средств для обеспечения минимально гарантированного дохода частного партнера, а также длительность и сложность сопровождения процедур в соответствии с федеральным законодательством, в том числе в рамках антимонопольного регулирования.

Полученные результаты научно-исследовательской работы могут быть полезны для разработки мер, мероприятий и механизмов по совершенствованию инвестиционной деятельности в социальной сфере села на основе внедрения механизма государственного частного партнерства.

Результаты НИР рекомендуется применять в деятельности органов государственной власти, реализующих агропродовольственную политику и политику в сфере сельского развития, а также органов местного самоуправления.

Результаты исследования могут быть использованы при корректировке и дополнении целевых программ и отдельных мероприятий государственной программы Российской Федерации «Комплексное развитие сельских территорий», правил предоставления и распределения субсидий из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Федерации в рамках настоящей госпрограммы, а также при разработке и корректировки государственных программ субъектов Российской Федерации, направленных на достижение целей государственной программы Российской Федерации «Комплексное развитие сельских территорий», прежде всего — в части формирования мер и механизмов поддержки системы государственно-частного партнерства в социальной сфере сельских территорий.

В результате исследования:

— проведен теоретико-методологический анализ по теме исследования, который позволил предложить подходы к обоснованию роли и места государственно-частного партнерства в социальном развитии сельских территорий и обеспечении его инвестиционной привлекательности; выявить сдерживающие факторы развития государственно-частного партнерства, представить обобщенные варианты форм реализации государственно-частного партнерства в сельском социуме, обосновать концептуальные подходы к развитию механизма ГЧП в социальной сфере села, в т.ч. его нормативно-правовому регулированию;

— на основе экспертного опроса (получены 68 ответов уполномоченных представителей органов государственной власти из 52 субъектов Российской Федерации) проведен анализ современных особенностей, базовых практик, перспективных направлений и форм развития механизмов государственно-частного партнерства, применяемых в сельских территориях РФ.

— обоснована необходимость и значимость интеграции сетей сельского социального обслуживания в форме многофункциональный социальных центров, обоснованы возможности реализации их инвестиционного потенциала через систему Г(М)ЧП, выделены двух укрупненных подходах, в рамках которых ресурсным центром ассоциирования многопрофильных услуг в сельских территориях является либо учреждение культурно-досуговой сферы, либо образовательное учреждение;

— экономически обоснован новый подход и разработанные предложения по использованию модульных конструкции для создания, обеспечения доступности и расширения спектра сельских социальных услуг на основе их интеграции в многофункциональный социальный центра для, разработан модельный бизнес-план создания многофункционального центра для сельских территорий

— подготовлен и проведен «круглого стола» с участием депутатов Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации, представителей органов государственной власти субъектов Российской Федерации, учреждений науки (приняло участие более 45 экспертов из 15 субъектов Российской Федерации); разработаны. обсуждены и приняты рекомендации «Круглого стола» по вопросам социального развития сельских территорий, в т.ч. с учетом совершенствования механизмов государственно- (муниципально-) частного партнерства;

— разработаны методические рекомендации по совершенствованию концептуальных положений, организационно-экономических механизмов и практических мер (в т.ч. на региональном уровне) развития государственно-частного партнерства в социальной сфере сельских территорий.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. О стратегии экономической безопасности Российской Федерации на период до 2030 года: Указ Президента РФ от 13 мая 2017г. №208. – URL: http://special.kremlin.ru/acts/bank/41921

Государственно-частное партнерство: теория и практика [Текст] / В.Г. Варнавский, А.В. Клименко, В.А. Королев. — М.: ГУ-ВШЭ. — 2010. — С.11

Частно-государственное партнерство: состояние и перспективы развития в России: Аналитический доклад. М.: Институт экономики РАН, Национальный инвестиционный совет, 2006. С. 14.

1. Кубарев, Е.Н. Методологические основы государственно-частного партнерства в инвестиционных процессах [Текст] / Е.Н. Кубарев. — Томск: Дельтаплан, 2007. — 228 с.
2. Кулов, А.Р. Государственно-частное партнерство в системе инвестирования в социальную инфраструктуру сельских территорий [Текст] / А.Р. Кулов // Экономика сельского хозяйства России. — 2018. — № 5. — С. 82-91.
3. Закон Пензенской области от 30.06.2009 № 1755-ЗПО «Об инвестициях и государственно-частном партнерстве в Пензенской области» (с последующими изменениями) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/430642706
4. Князькина, А.А. Государственно-частное партнерство в системе инвестиционного механизма развития сельских территорий Пензенской области [Текст] / А.А. Князькина // Научный электронный журнал «Матрица научного познания» — №5- 2020 — с.119
5. Организационные модели развития государственно-частного партнерства в сельском хозяйстве Алтайского края [Текст] / И.В. Ковалева, О.Ю. Воронкова, Д.В. Рожкова // Экономика. Профессия. Бизнес.-2017.-№ 4.-С.24-28
6. Варнавский, В.Г. Концессионный механизм партнерства государства и частного сектора [Текст] / В.Г. Варнавский // Серия «Научные доклады: независимый экономический анализ», №146. Московский общественный научный фонд, ИМЭМО РАН . — М.: 2003.
7. Варнавский, В.Г. Партнерство государства и частного сектора: формы, проекты, риски[Текст] / В.Г. Варнавский. — М.: Наука — 2005. — С.36

Государственно-частное партнерство в социальной сфере как инструмент повышения безопасности жизни населения региона [Текст] / Д.А. Адаменко, Я.А. Баранова, В.В. Кательницкий, Е.В. Страшко // Морская стратегия и политика России в контексте обеспечения национальной безопасности и устойчивого развития в ХХI веке. Сборник научных трудов. Севастополь, 2019.- С. 133-136.

1. Лучшие практики реализации проектов государственно-частного партнерства в социальной сфере. – Сочи 2016.

Кулов, А.Р. Государственно-частное партнерство в системе инвестирования в социальную инфраструктуру сельских территорий [Текст] / А.Р. Кулов // Экономика сельского хозяйства России. — 2018. — №5. — С.82-91.

Формирование механизма привлечения долгосрочного капитала в развитие сельских территорий [Текст] / А. Кибиров, О. Косенко // Экономика сельского хозяйства России.- 2015.- №2. — С.80-85.

1. Государственно-частное партнерство как инструмент комплексного освоения сельских территорий [Текст] / Н.В. Полянскова, Г.И. Шерстобитова // Никоновские чтения — 2014. – С. 302-304.
2. Неформальное государственно-частное партнерство как инициатива снизу: сельские кейсы [Текст] / О.П. Фадеева, В.И. Нефедкин // Крестьяноведение · 2020 · ТОМ 5 · №3 — с.131-134.
3. Берестов, А.П. Государственно-частное партнерство как одно из направлений сохранения и развития сельских территорий [Текст] / А.П. Берестов // Российское предпринимательство. — 2012. — № 3 (201). — С.11-15.
4. Повышение информатизации населения в сельских поселениях путем организации интернет-приемной (на примере МО — Новосельское сельское поселение Рыбновского муниципального района) [Текст] / А.Б. Мартынушкин, В.С. Конкина // Информатизация населения и устранение неравенства как фактор социально-экономического развития региона: Материалы международной научно-практической конференции. — СПб.: НП-Принт, 2015. — С. 38-41.
5. Предварительные итоги ВСХП-2016. Росстат. — 2017. — С. 290.
6. Государственно-частное партнерство в России: современное состояние и проблемы развития [Текст] / И.И. Савченко [и др.] // Известия Дальневосточного Федерального университета. Экономика и управление. – 2015.– № 1. – С. 99–112
7. Ильинская, Е.В. Состояние и перспективы развития государственно-частного партнерства в сельских муниципальных образованиях [Текст] / Е.В. Ильинская // Региональные агросистемы: экономика и социология. — 2019- №4 — с.176

Эффективность применения механизмов государственно-частного партнерства в сфере услуг [Текст] / Н.В. Проваленова, А.Е. Шамин // Казанская наука. – 2011. – №10. – С. 97–100.

1. Svendsen G.L.H. Socio-spatial planning in the creation of bridging social capital: the importance of multifunctional centers for intergroup networks and in­tegration // International Journal of Social Inquiry. 2010. Vol. 3. No. 2. Pp. 45-73.
2. Калинина, И.В. Изменение функций сельских населенных пунктов на рубеже XX-XX1 веков (на примере Еврейской автономной области) [Текст] / И.В. Калинина // Регио­нальные исследования. — 2013. — № 3. — С. 36-44.

Устойчивое развитие сельских территорий [Текст] / Ф.З. Мичурина, Л.И. Теньковская, С.Б. Мичу­рин. Под ред. проф. Ф.З. Мичуриной. Пермь : ИПЦ «Про-кростъ», 2016. 293 с.

Абдуллаев, Т.Н. Современные направления развития многофункциональных сооружений [Текст] / Т.Н. Абдуллаев // Архитектон: известия вузов. 2004. № 7. Режим доступа: http://archvuz.ru/2004_2/4.

1. Улинич, Н.А. Особенности расположения многофункциональных общественных центров в сельских поселениях [Текст] / Н.А. Улинич // Строительство: наука и образование. — 2018 — №4.

Супручева, О.А. Многофункциональный культурный центр: понятие, структура [Текст] / О.А. Супручева // Молодой ученый. — 2020. — № 5 (295). — С. 350-353. — URL: https://moluch.ru/archive/295/66917/

1. Социокультурные комплексы в Тамбовской области: информационный сборник. Тамбов : ТО-ИПКРО, 2015. 140 с.
2. Программа создания центров культурного развития в малых городах и сельской местности Российской Федерации (с изменениями на 23 ноября 2020 года). Постановление Правительства Правительство Российской Федерации своим распоряжением от 26 декабря 2014 года N 2716-р. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/420244623

Формирование комплексного подхода к организации многофункциональных культурных центров в малых городах / И.В. Князева, А.Н. Сапрыкина // Креативная экономика. — 2015 — 9(10), с.1291-1308.

Лазарева, М.В. Многофункциональные пространства крупных общественных комплексов: диссертация кандидата архитектуры. – М., 2007. – С. 17.

[Электронный ресурс] https://www.culture.ru/events/810404/selskii-mnogofunkcionalnyi-klub

[Электронный ресурс] https://culture.bashkortostan.ru/presscenter/ news/12604/

Приложения

РЕФЕРАТ

Отчет содержит: 41 страницу, 4 таблицы, 10 рисунков

биозащита овощных культур, семена, овощные культуры, стимуляция, обработка. посевные качества, зараженность, фитопатогены, всхожесть, биопрепараты, экологическая безопасность, защита растений, РГАЗУ

Объект исследований:

Капуста белокочанная, томат, комплекс биопрепаратов.

Цель проведения исследований:

При проведении исследований была поставлена цель – максимального использования комплекса биопестицидов, биоудобрений и стимуляторов роста в производстве экологически чистой продукции наиболее востребованных в рационе питания населения Российской Федерации овощных культур – капусты белокочанной и томата, обеспечивающего эффективную защиту растений от вредных организмов и высокую продуктивность продукции при выращивании в условиях открытого грунта Московского региона.

Методология проведения работы.

Работы в открытом грунте выполнены согласно «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1985), «Методике государственного сортоиспытания зерновых, крупяных, зернобобовых, кукурузы и кормовых сельскохозяйственных культур» (1989).

Результаты работы.

Проведены исследования по использованию комплекса биопестицидов, биоудобрений и стимуляторов роста в производстве экологически чистой продукции основных овощных культур – капусты белокочанной, сорта Слава 1305 и томата – сорта Челнок. Исследования проводились в течение 2020 года на опытно-производственной базе «Раменки» ФГБНУ ВНИИ фитопатологии (Московская область, Одинцовский район). Опыты состояли из девяти вариантов на каждой культуре. Различия по вариантам состояли в составе комплекса биопрепаратов и кратности их применения. Рассаду выращивали в пластиковых кассетах в условиях зимней теплицы с поликарбонатным покрытием. Высаживали в открытый грунт в 20-х числах мая по схеме 70×40 см. Во время вегетации проводили обработки растений ручным ранцевым опрыскивателем, делали учеты, фенологические наблюдения и биометрические измерения. С целью выявления состава фитопатогенной микрофлоры в лабораторных условиях отобранные образцы растений капусты белокочанной и томата помещали на питательную среду Чапека. Установлено оптимальное сочетание биопрепаратов в комплексе – вариант №3, который позволил увеличению продуктивности растений томата в открытом грунте более, чем на 300% по сравнению с контролем (без обработок). На растениях томата в варианте №3 количество видов грибной микрофлоры было на 33% меньше по сравнению с контролем. В целом, в обработанных растениях меньше присутствовали грибы из родов: Alternaria и Aspergillus, представляющие особую опасность для человека в качестве источников вторичных метаболитов фитопатогенных грибов – микотоксинов. Несмотря на значительную численность крестоцветной блошки на растениях во всех вариантах, повреждения верхней точки роста на обработанных растениях не наблюдалось, в то время как на контрольном варианте их было около 1% и растения не образовывали кочана. Кроме того, к моменту уборки растения капусты белокочанной в контрольном варианте имели сильные повреждения капустной белянкой. Использование комплексного сочетания биопрепаратов позволяет получать в условиях открытого грунта в Московском регионе высокую продуктивность капусты белокочанной и томата без использования химически синтезированных удобрений и средств защиты растений.

Abstract

The article presents the results of research on the use of a complex of biopesticides, biofertilizers and growth stimulants in the production of environmentally friendly products of the main vegetable crops – white cabbage, Slava 1305 and tomato varieties Chelnok. The research was conducted during 2020 at the experimental production base «Ramenki» of the FSBSI ARRIP (Moscow region, Odintsovo district). The experiments consisted of nine variants on each culture. The differences were in the composition of the complex of biologics and the frequency of their use. Seedlings were grown in plastic cassettes in a winter greenhouse with a polycarbonate coating. Planted in the open ground in the twenties of may according to the scheme 70×40 cm. During the growing season, plants were treated with a hand-held backpack sprayer, records were made, phenological observations and biometric measurements were made. To identify the composition of phytopathogenic microflora in the laboratory, selected samples of cabbage and tomato plants were placed on the Capek culture medium. As a result of the research work, the optimal combination of biologics in the complex was established-option № 3, which allowed increasing the productivity of tomato plants in the open ground by more than 300% compared to the control (without treatments). In the tomato plants in variant 3, the number of fungal microflora species was 33% less compared to the control as a whole, and the treated plants had fewer fungi from the genera Alternaria and Aspergillus, which are particularly dangerous to humans as sources of secondary metabolites of phytopathogenic fungi – mycotoxins. Despite the significant number of cruciferous flea on plants in all variants, damage to the upper growth point was not observed on the treated plants, while in the control variant there were about 1% of them and the plants did not form a head. In addition, by the time of harvesting, white cabbage plants in the control variant had severe damage to cabbage white butterfly (Pieris brassicae). The use of a complex combination of biological products makes it possible to obtain high productivity of white cabbage and tomato in open ground conditions in the Moscow region without the use of chemically synthesized fertilizers and plant protection products.

ВВЕДЕНИЕ

Рост интенсивности промышленного с.-х. производства, а также возрастающая антропогенная нагрузка на природную среду приводит не только к деградации почвы, но и ко множеству других антропогенных рисков. Среди них особо можно выделить следующие: накопление опасных химических веществ в почве и водоемах; распространение вредителей и возбудителей болезней в более северные регионы страны; производство и использование новых химических средств защиты растений; возникновение устойчивых к пестицидам популяций вредных организмов; сокращение популяций энтомофагов, насекомых-опылителей, полезных микроорганизмов; несовершенная правовая основа ведения органического земледелия в Российской Федерации. В целом, ежегодно за счет деградации теряется до 17 млн га мировых почвенных ресурсов, поэтому необходимость принятия срочных мер по формированию экологически сбалансированных агроландшафтов как основы производства в достаточных объемах широкого ассортимента полноценных по биохимическому составу продуктов питания без использования минеральных удобрений и пестицидов с каждым годом становится все более очевидной [2, 3, 4, 5, 6].

Биологизация с.-х. производства была начата еще в Советском Союзе, продолжается и в настоящее время, но в стоимостном исчислении используемые биопрепараты оцениваются менее чем в 1% от общих затрат на защиту растений. Одновременно остаточные количества химикатов, попадающих в почву, воздух и водоемы вследствие антропогенного загрязнения, увеличиваются как качественно, так и количественно. В настоящее время в окружающей природной среде выявлено свыше 55 тыс. различных химических соединений, являющихся продуктами хозяйственной деятельности человека [7, 8, 9, 10].

При этом бережное отношение к почве, как основному средству производства, заложено еще в документах советского времени и в Конституции Российской Федерации: «Каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам» [11, 12].

С 1 января 2020 года вступил в силу подписанный еще 3 августа 2018 года Президентом Российской Федерации В.В. Путиным Федеральный закон № 280-ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», который направлен на регулирование отношений, связанных с производством, хранением, транспортировкой, маркировкой и реализацией органической продукции [13].

По данным ФАО ООН, в настоящее время в мире ежегодно производится 1,09 млрд т овощной продукции с площади 56,69 млн га. Более половины общемирового производства овощей обеспечивает Китай – 561,74 млн т, затем Индия – 105,8 млн т и США – 34,7 млн т. В России возделывают 70–80 видов овощных растений, относящихся к 12 семействам. Однако лишь 6 видов овощных культур (капуста белокочанная, столовая морковь и свекла, лук репчатый, огурец и томаты) обеспечивают 90% всей продукции товарного овощеводства России от всего объема 16,27 млн т [1].

Значительная потеря урожая (до 30%) происходит вследствие поражения растений болезнями и повреждения вредителями. Более 80% всех известных болезней растений вызываются грибами – самой широкой группой возбудителей, из которой более 100 тыс. видов грибов – фитопатогены. Это, в основном, паразитарные грибы высших растений порядков Экзобазидиальные и Гименомицеты. При заражении растений, грибы могут распространяться частицами мицелия, склероциями, спорами если больные растения контактируют со здоровыми, посредством ветра или воды.

Цель проведения исследований. При проведении исследований была поставлена цель – максимально использовать комплекс биопестицидов, биоудобрений и стимуляторов роста в производстве экологически чистой продукции наиболее востребованных в рационе питания населения Российской Федерации овощных культур – капусты белокочанной и томата, обеспечивающего эффективную защиту растений от вредных организмов и высокую продуктивность продукции при выращивании в условиях открытого грунта Московского региона.

1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ (биозащита овощных культур)

1.1. Место проведения исследований

В течение вегетационного периода 2020 года были проведены комплексные обработки растений овощных культур биопрепаратами, детальные фитопатологические обследования растений капусты белокочанной и томата на площадях полей опытно-производственной базы ФГБНУ ВНИИФ «Раменки». Местоположение (координаты) учетных площадей (делянок) определено с помощью данных навигационной системы GPS:

Использованы методы визуального обследования, основанные на непосредственном осмотре растений и подсчете вредителей и поврежденных ими органов растений томата и капусты белокочанной, установлении степени поражения растений возбудителями болезней.

1.2. Условия, объекты, материалы и методы проведения исследований

Исследования, связанные с разработкой технологии, предусматривающей максимальное замещение химически синтезированных агропрепаратов на биологические, проводили на базе ФГБНУ ВНИИ фитопатологии в 2020 году в опытно-производственном хозяйстве «Раменки». В качестве объектов исследований были взяты стратегически важные для производства овощной продукции культуры – капуста белокочанная и томат. В опыте участвовали сорт капусты белокочанной – Слава 1305 и томата – Челнок.

Капуста белокочанная, сорт Слава 1305 – среднеспелый, один из самых популярных сортов в свое группе спелости. Созревает через 100-130 суток после высадки рассады. Относится к лучшим сортам для квашения. Урожайность более 90 т/га.

Кочаны округлой и округло-плоской формы, массой 3,0-5,0 кг, средней плотности, с белой, сочной мякотью. Очень высокие вкусовые качества. Обладают устойчивостью к растрескиванию, могут храниться в течение 60 суток.

Томат сорт Челнок, среднеранний (105-110 суток), холодостойкий. Растение штамбовое, компактное. Высота главного стебля 40-45 см. Плоды удлиненно-овальные (сливовидные) гладкие, со слабым прикреплением плода к плодоножке, отличного вкуса, высокой товарности. Масса плода 50-60 г. Окраска незрелого плода светло-зеленая, зрелого — красная. Урожайность до 50 т/га. Сухого вещества в плодах 7-8%. Сорт предназначен для цельноплодного консервирования, засолки. Имеет высокие вкусовые качества плодов. Пригоден для механизированного возделывания. Сорт отличается хорошей лежкостью плодов, транспортабельность хорошая. С 1997 года разновидность зарегистрирован в Госреестре, рекомендован к выращиванию в Центральном, Волго-Вятском и Западно-Сибирском регионах в открытом и защищенном грунте. При соблюдении агротехники, сорт хорошо растет и плодоносит практически во всех областях Российской Федерации.

Рассаду выращивали кассетным способом в условиях зимней теплицы с поликарбонатным покрытием. Рассаду высаживали в 2020 году – 20 мая.

На основных этапах роста и развития растений использовали следующие элементы технологии:

1. Предпосевная обработка семян (однократная): 1) Янтарная кислота (д.в. — янтарная кислота, препаративная форма — жидкая); 2) Циркон (д.в. — гидроксикоричная кислота, препаративная форма — жидкая); 3) Навигатор (инновационная разработка ФГБНУ ВНИИФ на основе растительного сырья, препаративная форма — жидкая);

2. Обработка рассады в защищенном грунте (однократная, в фазу образования первого настоящего листа): 1) Корневин (д.в. – 4 (индол-3ил) масляная кислота); 2) Стимул (д.в. — набор свободных L-α-аминокислот+микроэлементы B, Mn, Zn, препаративная форма — жидкая),

3. Обработка рассады после высадки в открытый грунт (однократная, через пять дней после высадки): Рибав-Экстра (д.в. — L-аланина, L-глутаминовая кислота, препаративная форма — жидкая);

4. Обработка растений в период вегетации (однократная):

1) Фитоверм (д.в. — аверсектин-С, препаративная форма — жидкая) – от вредителей; 2) Фитоспорин (д.в. — Bacillus subtilis штамм 26 Д, препаративная форма — жидкая) – от болезней;

3) Алирин (д.в. — бактерии Bacillus subtilis, препаративная форма — жидкая) – от болезней; 4) Глиокладин (д.в. — гриб Trichoderma harzianum, штамм 18 ВИЗР, препаративная форма — жидкая) – от болезней

5. Обработка антистрессовая (трехкратная: 1 — после образования первого настоящего листа, 2 – через пять дней после высадки рассады в открытый грунт, 3 – после начала образования продуктовых органов): Феровит (д.в. — хелатное железо и мочевина, препаративная форма — жидкая), Беркана (д.в. — индолилуксусная кислота, природные полисахариды, биологически активные продукты жизнедеятельности бактерий рода Bacillus и Pseudomonas, препаративная форма — жидкая).

6. Подкормка растений (трехкратная: 1 — после образования первого настоящего листа, 2 – через пять дней после высадки рассады в открытый грунт, 3 – после начала образования продуктовых органов): 1) Фертика (д.в.- азот – 12%, фосфор – 8%, калий – 14%, магний – 2%, сера – 8%, бор – 0,1%, медь – 0,1%, железо – 0,1%, марганец – 0,2%, молибден – 0,01%, цинк – 0,1%; препаративная форма – водорастворимые гранулы); 2) Биосилициум (д.в.- кремний 46,3%, так же азот, калий, магний, железо, медь, цинк; препаративная форма — жидкая); 3) Азотовит (д.в. — бактерий Azotobakter chroococcum, препаративная форма — жидкая); 4) Полистин (д.в. – комплекс микроэлементов в биологически активной форме, фитогормоны: ауксины (по индолил-3-уксусной кислоте) не менее 3 мг/л, гиббереллины (по гибберелловой кислоте) не менее 34 мг/л, цитокинины (по кинетину) не менее 500 мг/л, гуминовые и фульво-соединения не менее 2000 мг/л., бактериальный комплекс (Pseudomonas, Bacillus, Аsotobakter и др.), препаративная форма – жидкая).

Схема опытов состояла из вариантов обработки в дозах, рекомендованных производителем:

1. Контроль – без обработки;

2. Рибав-Экстра, Феровит, Биосилициум, Глиокладин, Полистин, Фитоверм, Фитоспорин, Фертика, Азотовит;

3. Биосилициум, Глиокладин, Фитоверм, Фитоспорин, Азотовит;

4. Рибав-Экстра, Биосилициум, Глиокладин, Фитоверм, Фитоспорин, Азотовит;

5. Феровит, Биосилициум, Фитоверм, Фитоспорин, Азотовит;

6. Биосилициум, Глиокладин, Фитоверм, Фитоспорин, Азотовит;

7. Биосилициум, Глиокладин, Фитоверм, Фитоспорин, Фертика, Азотовит;

8. Биосилициум, Глиокладин, Азотовит;

9. Полистин.

Высаживали рассаду овощных культур на делянки площадью 10 м2 по 4 рядка на каждой делянке. Варианты опыта включали различное сочетание и частоту использования биопрепаратов. Контроль – вариант без обработки. Уборку проводили 20–25 сентября. Одновременно отбирали пробы растений и почвы для микологических исследований, проводили анализ и учет урожая.

Лабораторные исследования. В лабораторных условиях проводили определение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян, обработанных биопрепаратами с целью защиты от вредителей и болезней, а также стимуляции прорастания по ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести (с Изменениями N 1, 2, с Поправкой). В лабораторных условиях образцы растений капусты белокочанной и томата отобранные в открытом грунте помещали на питательную среду Чапека. Перед тем как проводить анализ, делали визуальный осмотр образцов с целью выделения частей растений с пограничным переходом (от здоровой части к больной).

В изучаемых вариантах на питательную среду закладывали корни, корневую шейку, кочерыгу и пробы почвы из зоны ризоферы. Инкубационный период длился в течение 7–10 суток при t – 28 °С.

При изучении возбудителей болезней томата в полевых условиях аналогично отобрали образцы для дальнейшего идентификации фитопатогенных микроорганизмов.

1.3 Методы учета болезней (определение устойчивости сортов с.-х. культур к болезням)

Методическое обеспечение выполнения НИР состояло из общедоступных методик, применяемых в отраслевых исследованиях:

— «Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур», 1985 год. Выпуск первый общая часть — Под общей редакцией председателя государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур при МСХ СССР, доктора с.-х. наук М.А. Федина, раздел «Правила отбора образцов для анализов, статистическая обработка опытных данных».

— «Методика государственного сортоиспытания зерновых, крупяных, зернобобовых, кукурузы и кормовых сельскохозяйственных культур», 1989 год. Выпуск второй — Под общей редакцией председателя государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур при МСХ СССР, доктора с.-х. наук М.А. Федина, раздел «Учет поражения болезнями и повреждения сельскохозяйственными вредителями по культурам фитопатологические учеты, учет поражения листьев, учет поражения стеблей и колосьев, энтомологические учеты».

Учеты распространенности и развития болезней проводили при проведении детальных маршрутных обследований.

Распространенность болезни определяли по формуле (1):

P = (n × 100) / N (1)

где Р – распространенность болезни, %; n – количество больных растений (стеблей, листьев, плодов) в пробе, штук; N – общее количество больных и здоровых растений (стеблей, листьев, плодов) в пробе, штук.

Развитие болезни рассчитывали по формуле (2):

R = (∑ а ×b) × 100 / (N × K) или R = (∑а ×с) / N (2)

где R – развитие болезни, %;

∑ а × b – сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им балл поражения (b), штук × балл;

К – высший балл учетной шкалы (см. ниже, например, для корзинок подсолнечника используют 5-ти балльную шкалу, т.е. К= 5);

∑ а × с – сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им % поражения (с), штук × %.

В работе при оценке интенсивности поражения болезнями подсолнечника использовали следующую пятибалльную шкалу:

0 баллов – здоровое растение;

1 балл – пораженная часть занимает менее 10%;

2 балла – пораженная часть занимает до 25%;

3 балла – пораженная часть занимает от 26 до 50%;

4 балла – пораженная часть занимает от 51 до 75%;

5 баллов – пораженная часть занимает 76% и более.

1.4 Методы учета вредителей (определение повреждения сельскохозяйственными вредителями)

Крестоцветная блошка (Phyllotreta cruciferae)

Проводили осмотр десяти растений на 2-3 рядках внутри делянки. Для оценки повреждения проводили учет повреждения листового аппарата на исследуемых растениях. Повреждения оценивали по 5-балльной шкале:

0 баллов – повреждений нет;

1 балл – повреждено до 10% листьев;

2 балла – повреждено 11-25% листьев;

3 балла – повреждено 26-50% листьев;

4 балла – повреждено более 50% листьев.

Капустная белянка (Pieris brassicae)

Проводили осмотр каждого десяти растений на делянке. Учёты проводили на естественном фоне заселения вредителем. Антибиотическую устойчивость сортов оценивали по следам жизнедеятельность гусениц I-II возрастов, а именно по следам питания их на листья (по степени поврежденности листьев кукурузным мотыльком) по 9-и балльной шкале:

1 балл – небольшое количество отверстий до 0,1 мм;

2 балла – небольшое количество отверстий до 0,5 мм на отдельных листьях;

3 балла – небольшое количество отверстий до 0,5 мм на 50% и более листьев;

4 балла – небольшое количество отверстий до 0,5 мм на 50% и более листьев и удлинённые выгрызы до15 мм на отдельных листьях;

5 баллов – выгрызы до 15 мм на 50% и более листьев;

6 баллов – выгрызы до 15 мм на 50% и более листьев и выгрызы 25 мм и более на отдельных листьях;

7 баллов – выгрызы 25 мм и более на 50-65% и более листьев;

8 баллов – выгрызы 25 мм и более на 65-90% и более листьев;

9 баллов – выгрызы 25 мм и более на 90% и более листьев.

По устойчивости образцы группировали следующим образом:

1-2 балла – устойчивые;

3-4 балла – умеренно-устойчивые;

5-6 баллов – неустойчивые;

7 баллов и выше – высоко неустойчивые.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При выращивании рассады был использован специально приготовленный субстрат на основе верховых торфов «Агробалт». Перед посевом субстрат обрабатывали биофунгицидами, а семена стимуляторами роста. Биологическая предпосевная обработка семян привела к существенному снижению микрофлоры при прорастании от 20 до 70% (рис. 1-4).

Как показали результаты исследований, комплексное применение биопрепаратов в сочетании – Вариант №3 способствовало максимальному увеличению продуктивности растений. При этом доля плодов, пораженных фитофторозом составляла 27%, в то время, как в контрольном варианте пораженных плодов было 35% от общего количества (табл. 1).

Рис. 1. Обработка семян янтарной кислотой

Рис. 2. Обработка семян Цирконом

Рис.3. Обработка семян биопрепаратом Навигатор

Рис. 4. Необработанные семена (контроль)

Как показано на Рис. 1,2,3 предпосевная обработка семян препаратами Циркон, янтарная кислота и Навигатор способствовали подавлению микробиоты находящейся на поверхности семян, и не допускали её прорастание. Необработанные семена (контроль) имели сильное поражение грибами в основном из рода Mucor, которые выделяя микотоксины, подавляли прорастание семян, а проросшие зародышевые корешки заболевали и дальше не росли.

Как показали результаты исследований, комплексное применение биопрепаратов в сочетании – Вариант №3 способствовало увеличению продуктивности растений более, чем на 300%. При этом доля плодов, пораженных фитофторозом (Phytophthora infestans) составляла 27%, в то время, как в контрольном варианте пораженных плодов было 35% от общего количества (табл. 1).

Во время вегетации было отмечено распространение на растениях вредителя – крестоцветной блошки (Phyllotreta cruciferae). При этом наибольшая ее численность была отмечена в вариантах: №3 – 18 шт/растение, №4 – 23 шт/растение, №5 – 17 шт/растение (контрольный вариант №1 – 17 шт/растение). Это объяснялось большей площадью листовой поверхности данных вариантов. Кроме того, на контрольном варианте около 1% растений имели повреждения верхушечной точки роста крестоцветной блошкой и, как следствие, не образовывали кочана (рис. 5).

Рис. 5. Повреждение верхушечной точки роста крестоцветной блошкой (вариант №1 – контроль)

Во всех вариантах опыта у капусты белокочанной наблюдалось увеличение продуктивности растений по сравнению с контрольным вариантом. Наибольшим оно было в вариантах: №3 – 1,1 кг, №6 – 1,3 кг (табл. 2).

Кроме того, к моменту уборки, растения капусты белокочанной в контрольном варианте имели сильные повреждения капустной белянкой (рис. 6, 7).

Рис. 6. Растения капусты белокочанной поврежденное капустной белянкой (Pieris brassicae) (вариант №1-контроль).

Рис. 7. Растение капусты белокочанной без повреждений

(варианты №3, №4).

Все изучаемые культуры были подвержены поражению фитомикозами в силу широты специализации патогенных грибов. Наибольший вред пасленовым культурам приносит фитофтороз, вызываемый рядом псевдогрибов из рода Phytophthora. Однако наряду с этим широко известным возбудителем существует еще многочисленная микробиота, которая не только наносит непосредственный вред урожаю овощных культур, но и источник вторичных метаболитов грибов (микотоксинов) – опасных загрязнителей с.-х. продукции. В результате проведенных исследований установили ряд возбудителей, вызывающих преждевременное увядание надземной части растений и поражение корневой системы, которые относились к родам Fusarium и Alternaria (табл. 3).

Несмотря на то, что на растениях капусты белокочанной специфических для семейства капустных возбудителей болезней отмечено не было, во всех вариантах присутствовала грибная микробиота, представленная, в основном возбудителями заболеваний пасленовых культур, которые вреда капустным растениям не приносили. При этом выделялся вариант В-3, в котором количество грибной микробиоты на 33% было меньше по сравнению с контролем.

При микробиологическом анализе растений томата, обработанных биопрепаратами, состав микробиоты в значительной степени отличался от растений контрольного варианта. В обработанных растениях меньше присутствовали грибы из родов: Alternaria и Aspergillus (табл. 4).

Рис. 8. Плоды томата: слева- вариант №1 (контроль), справа Вариант № 3

Как показано на Рис. 8, растения томата нормально развивались в условиях открытого грунта до образования плодов. Реализация цветков в образование плодов находилась на уровне 20-30%. После чего плоды на растениях без обработки биопрепаратами поражались фитофторозом и загнивали. Плоды на растениях, обработанных биопрепаратами были более устойчивыми к воздействию патогенной микробиоты, и, как видно на рис. 8 в варианте № 3 смогли сформироваться до технической спелости.

Выводы

В результате проведения исследований установлено:

1. наибольший вред пасленовым культурам в изучаемых экологических условиях приносил фитофтороз, однако был установлен ряд грибов вызывающих преждевременное увядание надземной части растений и поражение корневой системы, которые относились к родам Fusarium и Alternaria;

2. пораженности капусты белокочанной специфическими для семейства капустных возбудителями болезней отмечено не было, но во всех вариантах присутствовала грибная микробиота характерная для возбудителей заболеваний пасленовых культур, не приносящая вреда капусте белокочанной;

3. даже в условиях резкой смены погодных факторов (температуры и влажности) возможна защита растений с помощью комплексного использования биопрепаратов;

4. наиболее эффективным в погодных условиях 2020 года на территории Московской области показал себя вариант №3, включающий обработку растений от всходов до уборки препаратами биологического происхождения: Азотовит, Биосилициум, Глиокладин, Фитоверм, Фитоспорин. Данный комплекс биопрепаратов (вариант№3) позволяет увеличить продуктивность растений томата в открытом грунте более чем на 300% по сравнению с контролем, а также уменьшить количественный видовой состав грибной микрофлоры на 33% по сравнению с контролем. Кроме того, указанный комплекс биопрепаратов позволял избежать повреждение растений капусты капустной белянкой при увеличении продуктивности на 52% по сравнению с контролем

5.поскольку некоторые грибы рода Aspergillus способны синтезировать токсичные и канцерогенные афлатоксины, они представляют собой угрозу для производства с.-х. продукции и сырья и даже продуктов его переработки [10]. Таким образом, обработка биопрепаратами не только снижает пораженность возбудителем подобного рода заболеваний растений и увеличивает продуктивность, но и значительно уменьшает угрозу попадания микотоксинов в овощную продукцию.

6. в целом, защита растений томата и капусты белокочанной от фитопатогенов – обязательное звено в технологии возделывания культуры, которая должна включать в себя научно обоснованные приемы, способствующие подавлению возбудителей болезней или ограничению их развития.

ЛИТЕРАТУРА

1. Овощи мира / М.С. Бунин, А.В. Мешков, В.И. Терехова, А.В. Константинович. М.: ГНУ ЦНСХБ Россельхозакадемии, 2013. 496 с.

2. Глинушкин А.П., Соколов М.С., Торопова Е.Ю. Фитосанитарные и гигиенические требования к здоровью почвы. Москва: «Издательство Агрорус», 2016. 288 с.

3. Старцев В.И., Старцева Л.В. Создание условий для развития биологизированных технологий производства сельскохозяйственных растений // Инновационные процессы в сельском хозяйстве – Innovative in Agriculture: сб. статей ХI-й Международной научно-практической конференции (Москва, 25–27 апреля 2019 г.). М.: РУДН, 2019. 320 с.

4. Алексеев Ю.Е. и др. Травянистые растения СССР. Т. 1. М.: «Мысль», 1971. 487 с.

5. Чекмарев П.А., Глинушкин А.П., Старцев В.И. Производство органической продукции – конкурентное преимущество АПК Российской Федерации // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. №3. С. 5–6.

6. Алексеев Ю.В. Качество растениеводческой продукции. Л.: Колос. Ленинградское отделение, 1978. 256 с.

7. Бондаренко Н.В. Биологическая защита растений. М.: Агропромиздат, 1986. 278 с.

8. Лагунов А.Г. Пестициды в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат, 1985. 142 с.

9. Соколов М.С., Монастырский О.А., Пикушова Э.А. Экологизация защиты растений. Пущино, 1994. 456 с.

10. Афлатоксины: ингибирование биосинтеза, профилактика загрязнения и деконтаминация агропродукции / В.Г. Джавахия, Н.В. Стацюк, Л.А. Щербакова, С.Б. Поплетаева М.: ООО «Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК», 2017. 162 с.

11. Зайцев Л.И. Справочник председателя колхоза. Под общ. ред. А.П. Чубарова. М.: «Колос», 1972. 639 с.

12. Конституция Российской Федерации (принята всенародным голосованием 12.12.1993) (с учетом поправок, внесенных Законами РФ о поправках к Конституции РФ от 30.12.2008 № 6-ФКЗ, от 30.12.2008 № 7-ФКЗ, от 05.02.2014 № 2-ФКЗ, от 21.07.2014 № 11-ФКЗ) [Электронный ресурс] URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_28399/ (дата обращения: 03.05.2019)

13. Федеральный закон «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» № 280-ФЗ от 03.08.2018 [Электронный ресурс] URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_304017

14. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии.М.: Изд-во МГУ.1991.304 с.

15. Садыкова В.С. Экология грибов рода Trichoderma (Pers: fr.) бассейна реки Енисей, их биологические свойства и практическое использование. автореф., к.б.н. М.: 2012.

16. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно — патогенных грибов. М.: Мир. 2001. 468 с.

17. Ainsworth G. C., Kirk P. M., Bisby G. R. Ainsworth & Bisby’s Dictionary of the Fungi / Ed. by P. M. Kirk, P. F. Cannon, G. David, J. A. Stalpers. CAB International, 2001. 655 p.

Приложения

РЕФЕРАТ

Отчет 83 с., 9 табл., 6 рис., 117 источника, в т. ч 48 иностр. источники.

медоносная пчела, пчелиные матки, трутни, функциональные кормовые добавки, продуты пчеловодства, поллютанты, эссенциальные элементы

Объекты исследований: медоносные пчелы, пчелиные матки, трутни, сперматогенез, поллютанты, продукты пчеловодства, поведение пчел

Цель работы: изучение влияния широкого комплекса кормовых добавок и микродоз биологически активных веществ на репродуктивную активность пчелиных маток и связанное с этим развитие и продуктивность пчелиных семей.

Результаты исследования. Исследования выполнены в полевых и лабораторных условия. В лабораторных условиях на связи и зависимости между морфометрическими признаками трутней и продуцированием ими спермы, а также влияние аккумуляции в теле химических элементов и активностью сперматогенеза. Исследовали связи между накоплением поллютантов и эссенциальных элементов в медоносной растительности, продукции пчеловодства и теле пчел. В полевых исследованиях изучали влияние функциональных кормовых добавок на репродуктивную функцию маток и активность сперматогенеза у трутней.

Установлено, что применение в подкормках пчелиным семьям функциональных кормовых добавок влияет на повышение репродуктивной активности пчелиных маток и связанную с нею продуктивность пчелиных семей. Эффективность полизина связана с наличием в этом препарате незаменимых аминокислот, способствующих росту и развитию организма. Биологические эффекты ДКВ обуславливается его капилляропротекторными и антиоксидантными свойствами, способствующими активизации обменных процессов.

С этим связано влияние ДКВ на интенсификацию выведения из организма пчел тяжелых металлов. Влияние селена на повышение активности сперматогенеза у трутней объясняется его участием в антиоксидантной защите организма, регуляции таких процессов, как клеточная пролиферация, транскрипция генов, репарация ДНК и дифференцировка половых клеток. Селен наряду с полизином и ДКВ, ускоряющими обменные процессы, способствуют реабилитации пчел, подвергавшихся воздействиям акарицидных препараторов. По влиянию на процессы физиологического старения пчел, определяющих их жизнеспособность в условиях возрастающего техногенного прессинга, испытанные биологически активные препараты ранжируются в следующем порядке – ДКВ, селен и полизин.

Перечень сокращений и обозначений

В настоящем отчете о НИР применяют следующие сокращения и обозначения:

Тяжелые металлы — ТМ

Содержание элемента в пробе (в 1 кг число миллиграмм) – мг/кг

Число микрограмм элемента в килограмме – мкг/кг

Число миллиграмм элемента в литре раствора – мг/л

Число микрограмм элемента в литре раствора – мкг/л

Коэффициент биологического поглощения – КБП

Дигидрокверцетин – ДКВ

Йодсодержащая кормовая добавка для пчел (в 1 мг препарата содержится 7 мкг йода – VitaBeeN

Cv – коэффициент вариации

n – число особей в выборке

Lim – границы

σ – среднее квадратическое отклонение

Р — уровень доверительной вероятности

НСР — наименьшая существенная разница

К – контрольный вариант опыта

ВВЕДЕНИЕ

Во всем мире в последние годы отмечается массовая гибель семей медоносной пчелы (Масленникова, 2014; Королев, 2015; Ильясов, 2017; Claudianos C, et al., 2006; Cox-Foster, 2007; Burgett, 2009; Dainat, 2012). Во многих случаях гибель пчелиных семей происходит в результате внешне немотивированного осенне-зимнего слета пчел. Они в дневное время при относительно низкой температуре поодиночке покидают улей, оставляя кормовые запасы. В семьях, слетающих в осенний период, в гнездах нередко остается расплод и большое количество кома (Еськов, Еськова, 2018, 2019).

Одна из причин осенне-зимних слетов пчел связана с аккумуляцией в их теле поллютантов при потреблении корма, загрязненного токсическими веществами. Они накапливаются в теле пчел после их прекращения вылетов из улья. Критический уровень поллютантов, модифицирующих поведение пчел, зависит от их токсичности. В частности, критический уровень для свинца составляет 1,6 ± 0,1 мг/кг, а для более токсичного элемента – кадмия 0,5–0,6 мг/кг (Еськов, Еськова, 2019).

Кснижению потенциала развития пчелиных семей, очевидно, имеет отношение, нередко обнаруживаемое при искусственном осеменении маток, отсутствие спермы у трутней, достигающих половой зрелости. Предполагается, что нарушения сперматогенеза у трутней связаны с заболеванием пчелиных семей варроатозом (Collins, Pettis, 2001), аномалиями индивидуального развития (Schlüns et al., 2003), возрастными изменениями и генетическими отклонениями (Rhodes et al. 2011; Koeniger, 2015). В результате матки, вылетая на спаривание, недополучают необходимое количество спермы, что снижает их потенциальную воспроизводительную функцию (Gontarzi et al., 2016).

Брачные вылеты маток начинаются в 7–9-дневном возрасте и завершаются к 30-дневному возрасту. Вылеты маток на спаривание происходят в безветренную погоду при температуре не ниже 20 ^оС (Гайдак, 1969). При благоприятных погодных условиях за несколько вылетов из улья матка спаривается с 10–15 трутнями (Тряско, 1956). Репродуктивная продолжительность жизни маток определяется количеством жизнеспособной спермы, заполняющей семяприемники. От этого зависит воспроизводство рабочих особей, обеспечивающих функционирование пчелиных семей.

На снижение жизнеспособности пчел, как и других сельскохозяйственных животных, влияет техногенное загрязнение окружающей среды. Наибольшему загрязнению тяжелыми металлами подвергаются кормовые участки пчел, находящиеся вблизи автомагистралей и предприятий тяжелой промышленности. Тяжелые металлы накапливаются в цветочной пыльце и нектаре, которые перерабатываются в пергу и мед (Temizer K, 2018). Поллютанты, потребляемые с кормом, усиливают процессы свободнорадикального окисления. Этим обуславливается целесообразность применения препаратов, содержащих антиоксиданты. Их эффективность доказана экспериментально и подтверждается применением в производственных условиях на разных видах животных (Roman, Popiela-Pleban, 2016).

Наряду с химическими поллютантами организм животных подвергается действию геомагнитных бурь, относящиеся к одному из важнейших элементов космической погоды. Они влияют на физиологическое состояние, воспроизводительную функцию и поведение организмов, населяющих Землю. В периоды магнитных бурь изменяется локомоторная активность и размножение животных. Магнитные бури посредством воздействия на нервную систему влияют на изменение физиологического состояния, что может порождать неадекватное реагирования на естественные внешние стимулы. Болезни усиливают отрицательные эффекты вариаций ГМП. В последние годы сильно возрос электромагнитный фон антропогенного происхождения, который в некоторых биологических ситуациях может существенно влиять на развитие и физиологическое состояние животных.

Исходя из изложенного, следует учитывать влияния на организм животных широкого спектра отрицательных факторов – от химических веществ до электромагнитных колебаний разной модальности. Поэтому необходимо использование биологических препаратов, повышающих адаптивность животных и к химическим, и электромагнитным повреждающим воздействиям.

К эффективным средствам стимуляции роста и развития животных, повышающих их устойчивость к неблагоприятным внешним воздействиям, относятся естественные метаболиты – витамины, ферменты, незаменимые аминокислоты, микроэлементы, гормоны и другие препараты, обладающие стимулирующей эффективностью (Фомичев и др., 2018; Vertuani et al., 2004; Del et. al., 2004; Bjelakovic et.al., 2007; Sayin et al., 2014). Их применение приводит к ускорению развития животных, повышению их жизнеспособности и продуктивности (Свечин и др., 1990; Бледнов, 1995; Анисова, 2000). Однако витамины не относятся к лечебным средствам. Исключение составляют случаи применения витаминов при авитаминозе (Hansen et al., 2014; Jacobsa et al., 2015).

Настоящей работой предпринято изучение эффективности применения биологически активных веществ, способствующих повышению адаптивности пчел к широкому спектру отрицательного воздействия. Актуальность этих сведений обуславливается наблюдаемой в последние годы массовой гибелью пчелиных семей и низкой активностью сперматогенеза трутней медоносной пчелы.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Природная среда подёргается прогрессивно возражающему физическому и химическому воздействиям, нарушающим нормальное функционирование живых организмов. Из физических факторов угрозу безопасности жизнедеятельности представляет расширение сети беспроводной передачи, телевидения, радиолокации и Глобальной сети мобильной связи. Биологическая опасность использования этих средств связана с генерацией высокочастотных электромагнитных полей (ЭМП). Локальную опасность для пчел представляют высоковольтные линии электропередачи.

Химические загрязнения сопряжены с расширяющимся использованием химических препаратов в сельскохозяйственной практике. Большой вклад в загрязнение среды тяжелыми металлами вносят предприятия тяжелой индустрии и автомобильный транспорт. Это приводит к химической деформации биосферы, что проявляется в перераспределении природных веществ, их концентрировании, нарушении геохимических циклов миграции веществ.

1.1 Биологические эффекты высокочастотных ЭМП

Наметившуюся в последние годы массовую гибель пчел («коллапс») связывают с расширением Глобальной сети мобильной телефонной связи, использующей в качестве не-сущих частот сантиметровые волны в диапазоне 0.4 – 1.88 ГГц (СВЧ-излучение).

Поглощение биологическими объектами СВЧ-излучений определяют по нагреванию всего организма или участка его тела. Под влиянием поглощения мощности излучения около 1 Вт/см² темпера участка тела возрастает примерно на 1–2 ^оС. По санитарным нормам мощность СВЧ-излучения ограничивается несколькими единицами или десятками мкВ/см². Предельно допустимый уровень (ПДУ) СВЧ-излучения определяется по SAR (Specific Absorption Rate). SAR – удельный коэффициент поглощения электро- маг-нитного излучения организмом человека. При этом величина SAR зависит от частоты. На частоте 900 МГц этот показатель может быть выше, чем на 1800 МГц на 100–200%.

Принятые в США и Европе стандарты определения величины SAR базируются на нормировании микроволнового излучения от сотовых телефонов на термическом эффекте, контролируемом по нагреванию тканей организма человека. Однако опасность представляют эффекты нетермического воздействия. Среди них немаловажное значение, очевидно, имеет то, что мобильные телефоны стандарта GSM (глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи, с разделением каналов по времени и частоте) осуществляют передачу информации импульсами, скомпонованными в блоки, каждый из которых состоит из 8 импульсов. Но каждый абонент имеет доступ только к одному из восьми этих импульсов. Семью другими импульсами на данной частоте одновременно могут пользоваться другие абоненты. Продолжительность одного GSM-блока составляет 4.616 мс. Поэтому частота пульсации мобильного телефона составляет 216.6 Гц (1:4.616 мс), т.е. около 217 Гц. Генерации каждого восьмого импульса сопутствует пропорциональное выделение энергии. Если номинальная мощность сотового аппарата составляет 2 Вт, то мощность, выделяемая им при каждом импульсе, составит 0.25 Вт (2 Вт:8).

Поскольку блоки импульсов связи между мобильным телефоном и базовой станцией группируются в мультиблоки, включающие 26 повторений, сотовые телефоны генериру-ют вторую частоту. Она рассчитывается по соотношению 217:26 и составляет 8.35 Гц. А некоторые мобильные телефоны, работающие в энергосберегающем режиме (DTX), генерируют еще и третью частоту – 2 Гц.

Низкие частоты, генерируемые мобильными телефонами, могут оказывать, повреждающее действие на функционирование центральной нервной системы. Это обуславливается тем, что низкие частоты, порождаемые средствами сотовой связи, совпадают с частотами естественной биоэлектрической активности головного мозга человека. Частота 217 Гц совпадает с гамма-ритмом мозга, 8.35 Гц – с альфа-ритмом и 2 Гц – с дельта-ритмом (Анохин, 1998; Свидерская, 1987; Янсен, 1991). Вероятно, резонансное взаимо-действие между биоэлектрической активностью мозга и низкочастотными колебаниями ЭМП может порождать физиологические аномалиям функционирования мозга человека. Не исключено, что функционирование высокоразвитого мозга медоносной пчелы, подоб-но мозгу человека, нарушается под действие низкочастотных ЭМП мобильной телефонии.

Исследования на простейших. В специальных исследованиях на лабораторной популяции инфузорий (Spirostomum ambiguum), культивированных в пробирках с водой при температуре 20 ± 1 ºС изучали биологические эффекты, излучений частотой 1 и 10 ГГц нетепловой интенсивности. В этих исследованиях наряду с изучением влияния ЭМП на активность инфузорий предпринята попытка выявления отдаленных последствий этого стимула (Иголкина и др., 2009).

Установлено, что ЭМП изучаемых частот в пределах мощностей, не превышающих тех, что используются в мобильной телефонной связи, ра-диолокации и телевидении влияет на двигательную активность инфузорий. Она не изменяется в течение 7-часового воздействие ЭМП частотой 1 МГц интенсивностью 5 мкВт/см². Но резное понижение двигательной активности инфузорий ⁓ 40% происходит после 8-часовой экспозиции в ЭМП. После этого дальнейшего изменения двигательной активности не наблюдается.

В ЭМП интенсивностью 10 мкВт/см² активность инфузорий практически не меняется в течение 30 мин. Ее резкое понижение на ⁓ 40% происходит через ⁓ 45 мин. В дальнейшем в течение последующих 10 ч наблюдений понижение двигательной активности варьировало в пределах 45 – 62%.

Увеличение мощности излучения до 50 мкВт/см² сокращало продолжительность периода действия ЭМП, в течение которого резкого изменения локомоторной активности инфузорий не происходило. Она изменялась в среднем на 45% под влиянием 10-минутной экспозиции в ЭМП и варьировала небольших пределах в последующие 50 мин.

Сходное влияние на двигательную активность инфузорий оказывало ЭМП частотой 10 ГГц. При интенсивности 5 мкВт/см² через 8 ч происходило резкое понижение двигательной активности инфузорий на ⁓ 40%. Примерно такой уровень их активности сохранялся в течение следующих 8 ч наблюдений. Увеличение интенсивности ЭМП до 10 и 50 мкВт/см² сокращало время, после которого происходило резкое понижение локомоций до 45 и 10 мин.

Прослежено наследование эффекта воздействия ЭМП в ряду поколений инфузорий, Для этого у инфузорий, подвергавшихся воздействию ЭМП, контролировали изменение активности на ЭМП частотой 10 ГГц с интенсивностью 10 мкВт/см², через 4, 14, 21 и 30 сут. Во всех случаях понижение активности прослеживалось через 4 ч. За 4 сут сменялось как минимум одно поколение, за 30 – до 12 поколений (продолжительность клеточного цикла у S. ambiguum составляет 2–3 сут).

ЭМП влияет не только на понижение локомоторной активности инфузорий, но и их жизнеспособность. Признаки снижения жизнеспособности выражаются в развитии у этих простейших аномалий и нарушении стереотипности двигательных поз. Судорожные деформации тела наблюдаются у 5–7% особей непосредственно после воздействия ЭМП. После возникновения аномалий в поведении инфузории вскоре погибают.

Поскольку в исследованиях на инфузориях применялись ЭМП слабой интенсивности, то влияние температурного фактора (разогрева) можно исключить с высокой вероятностью. К вероятным физиологическим механизмам действия ЭМП можно отнести опосредованное действие воды или изменение концентрации активных форм кислорода, участвующих в биохимических реакциях. В результате возможны окислительные повреждения нуклеиновых кислот, белков и жиров.

Итак, инфузории с некоторой задержкой реагируют изменением локомоторной активности на ЭМП. Из этого следует, что ЭМП мобильной сотовой связи воспринимается простейшими и влияет на их физиологическое состояние.

Исследования на насекомых. На пчелах предпринимались попытки зарегистрировать реагирование пчел на включение мобильных телефонов, установленных в улье. В одном из таких исследований (Harst et al., 2009) отмечалось, что включение телефона дезориентировало пчел, подлетающих к улью. Но пчеловод нередко пользуется мобильной телефонной связью, находясь на пасеке, и это не влияет на летную активность пчел.

Даниил Фавр (Favre, 2011) использовал метод акустической диагностики состояния пчелиных семей для выявления их реагирования на включение в режиме переговоров телефонов, помещаемых в ульи. В результате автор отмечал случайные акустические всплески, сходные с пением маток, что нельзя принять за ответные реакции пчелиных семей, т. к. в них не было конкурирующих маток. Представленные Д. Фавром исходные спектры звуков пчелиных семей и их изменения при включении телефонов также не соответствовали естественной структуре звуков генерируемых пчелиными семьями в ответ на различные физические воздействия и в т. ч. на низкочастотные электрические поля (Еськов, 1979, 1992).

У пчел не обнаружено достоверных доказательств влияния Глобальной системы мобильных телекоммуникаций и СВЧ-излучений включенных мобильных телефонов, на репродуктивную функцию пчелиных маток. Но на дрозофиле (Drosophila melanogaster) обнаружено существенное понижение ее репродуктивной активности под воздействием СВЧ-излучений с несущей частотой 900 МГц. Мух, находившихся в пробирке, подергали воздействию антенны мобильного телефона в течение 6 мин на стадии имаго в возрасте 2–5 сут. Мощность излучения, генерируемая телефоном, зависела от режима его работы. Под влиянием работы телефона в ждущем режиме плодовитость мух понижалась на 15–20, а в активном (в течение переговоров) – на 50–60% (Димитрис и др., 2004). Следова-тельно, модуляция несущей частоты сигнала человеческим голосом увеличивала влияние СВЧ-облучения. Могли также иметь значения низкочастотные пульсации мобильного те-лефона, связанные с использованием пульсирующей системы связи.

Влияние ЭМП на репродуктивную функцию мух возможно связано с уменьшением содержания в их теле запасных питательных веществ. На это указывают исследования на рыбе теляпии, подвергавшейся действию ЭМП. У теляпии это приводило к значительному уменьшению в теле белков, липидов и золы. Матку медоносной пчелы, в отличие от плодовых мушек и теляпии, рабочие пчелы в период яйцекладки обильно снабжает высококалорийным кормом – маточным молочком. Однако СВЧ-излучения могут влиять на снижение плодовитости в результате расходования запасных питательных веществ.

СВЧ-излучения могут провоцировать слеты пчелиных семей. Пчелиные семьи в последние годы стали слетать без видимых причин в конце осени начале зимы во время зимних оттепелей. Позднее осенние и зимние слеты пчелиных семей отличаются от слетов, происходящих в летнее время. Летние слеты побуждаются воздействием неблагоприятных экологических условий и особенно скудностью кормового участка, а также несоответствием гнезда или всего жилища биологическим потребностям пчелиных семей. По стратегии поведения летние слеты пчелиных семей представляют собой их переселение в новые жилища, заранее подобранное пчелами-квартирмейстерами, что сходно по своему выражению с социотомией (роением). При этом все взрослые пчелы переселяются одновременно.

Спонтанное покидание пчелами своих жилищ, в отличие от социотомии и слетов переселения, происходит в течение длительного времени. В течение периода слета из жилища вылетают отдельные или небольшие группы пчел. Они не совершают облеты, а направляются преимущественно по прямолинейной траектории, удаляясь от жилища подобно пчелам-фуражирам. Но в отличие от них не предпринимают попытки возвращения в жилище. Это в значительной мере исключается тем, слеты происходят осенью и зимой в периоды оттепелей при температуре, стимулирующей холодовое оцепенение. Поэтому пчелы, вылетевшие из гнезда, быстро цепенеют, а затем погибают. Стратегия осенне-зимнего слета пчел, а именно постепенный вылет из улья отдельных особей, затрудняет выявление пчеловодом слетающих пчелиных семей.

К аномалиям поведения, которые обычно предшествует слетам, относится стремление больших групп пчел в теплое время годичного цикла жизни пчелиных семей собираться за пределами гнезда – под дном улья или под крышей. Эти пчелы в течение нескольких дней, а иногда недель остаются в малоподвижном состоянии. Их практически невозможно вернуть к нормальному внутригнездовому функционированию. После искусственного возвращения в гнездо, они вскоре вновь собираются за пределами гнездового пространства.

Приняв, что многократные и длительные воздействия на пчел слабых СВЧ-излучений мобильной сети связи, влияют на затухание у них ориентировочных условных рефлексов, можно объяснить осенне-зимние слеты пчел. Осенью после прекращения полетов исключается возможность подкрепления условного рефлекса на местоположения своего жилища, которое пчелы запоминают в процессе ориентировочных облетов, совершаемых во время первых вылетов из улья. Облеты требуются пчелам после возобновления полетов, прерванных неблагоприятными погодными условиями. То обстоятельство, что из группы пчелиных семей, расположенных на одной территории слетают только некоторые из них, вероятно, обуславливаются широким диапазоном естественной изменчивости их толерантности к СВЧ-полям.

Пчелиные семьи подвергаются воздействию базовых станций или вышек сотовой связи на протяжении всего годичного цикла их жизни. На отдельных особей воздействие передатчиков базовых станций и других излучателей ЭМП возрастает в течение весеннего сезона, когда летная активность пчел достигает максимума. В отличие от радиолокаторов, радио- и телепередатчиков, мощность базовых станций сотовой связи невелика, варьируя от нескольких до десятков Ватт. Но особенность этой связи заключается в том, что общая зона, делящаяся на ячейки (соты), перекрывается, образуя сеть, которая на ровной поверх-ности без застройки имеет вид шестиугольных ячеек. В таких условиях летающие пчелы постоянно подвергаются воздействию одной или нескольких базовых станций. Радиолокаторы и другие мощные источники ЭМП имеют ограниченное распространение и потому не представляют для пчел большой угрозы.

Пчелиные семьи, находящиеся вблизи базовых станций, подвергаются интенсивному воздействию генерируемых ими ЭМП. Стенки улья не зачищают от СВЧ-полей, но с удалением от стации мощность излучения, проникающего в улей, понижается. Без изменения расстояния до станции снижению электромагнитной энергии, поступающей в пчелиное гнездо, способствует использование отражающих экранов. Эффективность экранирования (экранное затухание) представляют в логарифмических единицах — децибелах (дБ). ЭМП в диапазоне частот от 30 МГц до 400 ГГц металлический лист, толщиной 1.4 мм, снижает примерно на 100 дБ, тонкая алюминиевая или медная фольга – на 80 дБ, сетка стальная тканевая – на 30 дБ (Грачев, Мырова, 2005). Поэтому, если вблизи пасеки находится вышка мобильной сети телефонной связи, ульи следует защищать экранами, устанавливая их со стороны улья, обращенной к вышке.

Таким образом, несмотря на неудачные попытки регистрации ответных реакций пчел на ЭМП, генерируемые мобильными телефонами и СВЧ-поля базовых станций, нельзя исключать их непосредственных и, тем более, отдаленных физиологических последствий. Судя по результатам биологических эффектов слабых СВЧ-излучений, они при многократных повторных воздействиях на организм могут обладать кумулятивным эффектом (Пресман, 1968). Поэтому, слеты и другие аномалии поведения пчел, вероятно, связаны с затуханием под влиянием многократных воздействий СВЧ условных рефлексов, приобретенных в онтогенезе, что обуславливается разрушением электрофизических, химических и морфо-логических структур головного мозга. Сходное явление обнаружено у крыс, подвергав-шихся СВЧ облучению. У них происходило затухание условного рефлекса на звуковой стимул, ассоциирующийся с пищевым подкреплением (Кицовская, 1954). Подобно этому воздействие на собак слабых дециметровых волн приводило к угнетению условных рефлексов и увеличению латентных периодов, предшествующих развитию мотивированного реагирования (Лобанова, 1964). Слабые СВЧ-излучения, возможно, влияют на иммунную систему, что обнаружено у млекопитающих (Fesenko et al., 1999).

1.2 Отношение пчел к низкочастотным ЭМП

В системе коммуникаций и пространственно ориентации пчелы используют ЭП. Они способны генерировать и воспринимать ЭП (Еськов, 2013). Минимальная напряженность переменного ЭП, воспринимаемая пчелами, зависит от его частоты. Максимальной эффективностью обладает ЭП частотой 500 Гц. На этой частоте порог чувствительности пчелиной семьи, содержащей 14 ± 0,4 тыс. пчел, составляет 0,45 ± 0,05 кВ/м. При понижении частоты до 10 Гц или ее повышении до 5 кГц порог чувствительности возрастает соответственно до 0,95 ± 0,15 кВ/м и 5,9 ± 1,3 кВ/м.

Для восприятия ЭП пчелы используют специализированные механорецепторы и/или неспецифические структуры. Один из механизмов восприятия ЭП основан на использовании первичных преобразователей механорецепторных органов. Под действием низкочастотных ЭП колеблются волоски быстроадаптирующихся трихоидных сенсилл, расположенных между фасеточными глазами и затылочным швом, и антенны.

Антенны пчелы в низкочастотном ЭП совершают колебательные движения в латеральной плоскости тела. Максимальное отклонение антенн статически незаряженной пчелы происходит под действием ЭП частотой ~50 Гц, а заряженной любым знаком – на частоте ~100 Гц. У незаряженной пчелы ЭП напряженностью 70 кВ/м отклоняет антенны примерно на 3о. Двукратное увеличение угла отклонений антенн происходит в ЭП напряженностью 95 кВ/м. При прочих равных условиях наличие на теле пчелы статического заряда влияет на увеличение угла отклонения антенн.

Неспецифический механизм восприятия ЭП основан на раздражении наведенными токами, протекающими в местах контактирования пчел друг с другом и/или токопроводящими поверхностями. Частотная характеристика чувствительности к ЭП определяется в основном величиной наводимого им тока и эффективностью его контактного действия. Поскольку ток наводится в покровах тела, характеризующихся высоким сопротивлением, то величина наводимого тока нелинейно связана с частотой ЭП.

Величина наводимого тока достигает максимума на частоте ~ 500 Гц, что согласуется с областью наибольшей чувствительности пчел к ЭП. Повышение частоты ЭП отражается на уменьшении чувствительности к току. Поэтому с повышением частоты за пределы 500 Гц порог восприятия ЭП резко возрастает (чувствительность падает). При понижении частоты ЭП порог чувствительности плавно понижается. Но под действием постоянного ЭП ток не наводится. Поэтому пчелы не реагируют на ЭП постоянного тока.

Пчелиные семьи помещают иногда в просеках высоковольтных линий электропередач, которые зарастают медоносной растительностью. Но ЭП линий электропередачи возбуждает пчел. Они повышают внутригнездовую температуру и концентрацию СО₂. Значительная и продолжительная дестабилизация микроклимата пчелиного гнезда происходит под действием ЭП напряженностью 20 кВ/м. За 15 мин такого воздействия на семью, содержащую ~ 35 тыс. пчел, температура в центре гнезда повышается от 33,7 – 34,6 ^оС до 42,1–43 ^оС., а концентрация СО² – от 0,3–0,4 до 3,8–4,9%. Сходные изменения микроклимата улья происходят у пчел, помещенных под высоковольтные линии электропередачи. К тому же понижается продуктивность пчелиных семей. У них понижается активность пчел-фуражиров.

Таким образом, пчелы генерируют, воспринимают и используют электрические поля. Но поля высокой напряженности дестабилизируют внутригнездовой микроклимат и сильно возбуждают пчел. Это нарушает нормальное функционирование пчелиных семей. При размещении пчелиных семей вблизи высоковольтных источников напряжения необходимо экранировать ульи (Еськов, 1992). Для этого достаточно заземлять металлические крыши.

1.3 Биологические эффекты химических поллютантов

Накопление в биосфере поллютантов приводит к нарушению химического равновесия между биофильными и биофобными элементами. В поверхностные слои литосферы вовлекаются тяжелые металлы и радиоактивные элементы, которые включаются в миграцию и нарушают устойчивость экосистем вплоть до полного их исчезновения. Кроме того, в биосферу поступают ксенобиотики – синтетические вещества, которые не имеют аналогов в природе и для которых практически не существует деструкторов. Даже в случае крайне медленного разложения подобных соединений под действием внешних факторов и микроорганизмов возникают чрезвычайно токсичные продукты распада, т.е. протекает процесс токсификации (Кайгородов, 2010).

Компоненты биогеоценозов, в том числе живые организмы, обладают химическим составом, отражающим геохимические особенности территории. Между всеми компонентами биогеоценоза происходит постоянный обмен веществом и энергией, в связи с чем, стабильность химического состава среды обитания является необходимым условием нормального функционирования экосистем и биосферы в целом (Добровольский, 1998).

Многие токсиканты способны к биоаккумуляции, которая усиливается в пищевой цепи и представляет угрозу здоровью человека. К особенно опасным последствиям загрязнения относится снижение почвенного плодородия и ухудшение качества сельскохозяйственной продукции. Среди живых организмов высшие растения в силу прикрепленного образа жизни в большей степени подвержены влиянию загрязнения. Стойкие органические загрязнители хорошо растворяются в жирах и накапливаются в тканях живых организмов в концентрациях, в десятки тысяч раз превышающих фоновые уровни (Майстренко, Клюев, 2004).

Среди многочисленных загрязнителей окружающей среды особое место занимают тяжелые металлы (ТМ). Считается, что именно ТМ являются наиболее токсичными элементами для живых организмов, в том числе для растений (Foy et al., 1978). Их токсичность обусловлена определенными физическими и химическими особенностями: электронной конфигурацией, электроотрицательностью, ионизацией, величиной окислительно-восстановитель-ного потенциала, сродством к отдельным химическим группам, а также способностью проникать через клеточную оболочку и образовывать прочные соединения на поверхности и внутри клетки (Кожанова, Дмитриева, 1989).

Среди ТМ более 10 из них признаны приоритетными загрязнителями биосферы из-за их высокой токсичности, широкой распространенности и способности накапливаться в пищевых цепях (Добровольский, 1983; Гуральчук, 1994; Башкин, Касимов, 2004).

Термин «тяжелые металлы» был впервые употреблен еще в 1817 году немецким химиком Леопольдом Гмелиным (Leopold Gmelin), который разделил известные в то время химические элементы на три группы: неметаллы, легкие металлы и тяжелые металлы (Habashi, 2009). К тяжелым металлам было отнесено 25 элементов с плотностью от 5.31 до 22.00 г/см³

Однако до настоящего времени не существует единого понимания, что же такое «тяжелые металлы». Более того, в техническом отчете IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry – Международный союз теоретической и прикладной химии) за 2002 год отмечено, что термин «тяжелый металл» имеет неверное толкование из-за противоречивых определений. К настоящему времени выделены лишь критерии, по которым определяется принадлежность того или иного химического элемента к данной группе. Среди них: плотность, атомный вес и атомное число. Тем не менее, словосочетание «тяжелые металлы» часто рассматривается с природоохранной точки зрения (Duffus, 2002), и тогда при включении элемента в эту группу учитываются не столько его физические и химические свойства, сколько биологическая активность, токсичность для живых организмов, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы.

Обычно к ТМ относят элементы, обладающие свойствами металлов или металлоидов, имеющие плотность более 5 г/см3, атомную массу свыше 40 Да, атомное число 23 и выше (Кузнецов, Дмитриева, 2006).

ТМ, загрязняющие почву, могут поглотиться растениями и по пищевой цепи поступать в организмы разных видов животных, включая и человека. Изучение ТМ в начальных звеньях пищевой цепи – почве и растениях предусматривает решение частных вопросов, таких как фоновая концентрация и подвижность ТМ в почвах; содержание их в растениях в норме; количество и формы ТМ, поступающих в почву при загрязнении; влияние их концентраций на урожай и минеральный состав растений. Пыль, накапливающаяся вблизи наиболее загруженных автомагистралей, содержат ТМ в повышенных концентрациях, которые могут в значительных количествах накапливаться в системе почва — растение» (Шашурин, Журавская 2007).

Среди ТМ имеются элементы, необходимые для жизнедеятельности растений (микроэлементы), а также элементы, функциональная роль которых в настоящее время неизвестна (Clemens et al., 2003). Микроэлементы (Co²⁺, Cr²⁺, Сu²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Ni²⁺ и Zn²⁺) участвуют практически во всех процессах, проходящих в растительной клетке: энергетическом обмене, первичном и вторичном метаболизме, гормональной регуляции, передаче сигнала и др. При этом 25-50% всех белков функционируют только в присутствии ионов металлов (Blindauer, Schmid, 2010), из них наибольшее количество (более 1200) функционально связаны с цинком (Krämer et al., 2007; Hänsch, Mendel, 2009; Husted et al., 2011). Некоторые металлы, как микроэлементы присутствуют в качестве кофакторов в молекулах целого ряда ферментов. Обычно концентрации микроэлементов в растениях невелики (0.001% от сухой массы клетки и ниже), но при повышении их уровня в окружающей среде их содержание в органах растений может значительно увеличивается, что представляет угрозу их жизнедеятельности (Williams, Salt, 2009).

ТМ, не относящиеся к микроэлементам, наибольшую угрозу окружающей среде представляют кадмий, ртуть и свинец. Они негативно влияют на растения даже в относительно невысоких концентрациях (Башкин, Касимов, 2004; Hassan, Aarts, 2011).

Для ТМ характерно весьма неравномерное распределение в природных средах. При сравнительно невысоком естественном содержании ТМ в окружающей среде в районах рудных месторождений концентрации некоторых из них (Cu,Pb, Zn, Mo, Ni и др.) могут в сотни раз превышать фоновые значения (Косицин, Алексеева-Попова, 1983; Башкин, Касимов, 2004). Существенное влияние на увеличение в природной среде ТМ оказывает интенсивное развитие современной промышленности и сельского хозяйства (Ягодин и др., 1989; Prasad, 1995; Sanità di Toppi, Gabbrielli, 1999).

Поскольку ТМ относятся преимущественно к рассеянным химическим элементам, то загрязнению ими подвергается не только земная поверхность, в частности, почвенный покров, но и гидросфера, и атмосфера (Добровольский, 1983, 2004). Поэтому повышение концентрации ТМ в окружающей среде, наблюдаемое в последние десятилетия, носит не только локальный, но и глобальный характер.

Основной источник поступления ТМ в окружающую среду – техногенный, связанный с интенсивным развитием современной промышленности: угледобывающей, металлургической, химической, энергетической (Ягодин и др., 1989; Ильин, 1991; Снакин, 1998; Merrington, Alloway, 1994). Загрязнение воздуха происходит при сжигании угля и других горючих ископаемых, а также вызвано выбросами промышленных предприятий. Причем, если загрязнение от промышленных предприятий, как правило, носит локальный характер, выбросы при сжигании топлива распространяются повсеместно (Барсукова, 1997). Основная часть (60–80%) от выбросов в атмосферу кадмия, цинка и меди приходится на предприятия по переработке руд Содержание некоторых тяжелых металлов в атмосфере, таких как Pb, Cd, Sn, Te, может более чем в 1000 раз превышать их обычные концентрации в воздухе. Например, в пыли ряда машиностроительных предприятий обнаружено до 2800 мг/кг свинца, а при производстве цемента – до 1400 мг/кг (Сает, 1982).

Получение экологически безопасных продуктов пчеловодства в условиях интенсивного техногенного загрязнения становится все более затруднительным. В настоящее время практически не существует экосистем, которые прямо или косвенно не испытывали бы антропогенного влияния (Пшеничная, 2010).

Основными источниками поступления токсических веществ в окружающую среду могут быть природные вещества, образуемые в процессе извержения вулканов, выветривания горных пород, эрозии почв и др., и благодаря антропогенной деятельности. Причем большие количества токсикантов, выбрасываются в атмосферу при переработке полезных ископаемых, сжигания топлива, применения минеральных удобрений и др.

По мере старения животного концентрация токсических веществ, аккумулируемых организмом обычно возрастает. Однако нередки исключения из этой зависимости. Приведем некоторые примеры, отклонения от этого суждения. Некоторые кабаны, в возрасте до года, содержали в свинца в жировых отложениях, которое превышало ПДК в 4-7 раз, а в печени в 17 раз. Зрелые животные содержат свинца или выше или ниже, чем молодые особи. Хотя у старых особей отмечена высокая доля поллютантов в теле, чем у молодых. У некоторых кабанов в возрасте до 4 х лет, накопление свинца превышало ПДК в 13-17 раз. В печени одного из 4-х летних кабанов, превышало допустимую норму для субпродуктов в 75 раз. Накопление ТМ в теле и органах животных, является причиной возникновения различных уродств у новорожденных особей, увеличение доли мертворожденных особей и наличие иммунодефицита. Накапливая токсиканты, организм загрязняется ТМ при контакте с внешней средой, в которой концентрация токсинов в несколько раз превышает ПДК. Особое значение имеет то, что аккумуляция разных токсинов может приводить к усилению каждого элемента в отдельности. Так для околоводных и водоплавающих птиц опасность представляет заглатывание вместе с пищей свинцовой дроби. Свинец оказывающейся в желудке, быстро распространяется в тонкий кишечник и всасывается в кровь. Затем распределяется в наибольшей мере в печени и перьях. В связи с этим возможно использовать водоплавающих и околоводных птиц в качестве биомониторинга, контроля загрязнения окружающей среды. Достаточно взять перо птицы и методом атомно-абсорбционной спектрометрии проанализировать, накопление ТМ животным (Еськов, Кирьякулов, 2010).

Пчел, как и растительные объекты (Еськов, Еськова, 2013; Еськов, Еськова, Серая, 2014; Еськов, Выродов, 2015а, 2015б), можно использовать в системе биомониторинга окружающей природной среды (Осинцева, 2004; Еськов, Еськова, 2012; Еськов, Выродов, 2016). Биологические особенности пчелиной семьи позволяют контролировать состояние (загрязненность) биогеоценозов, площадью 2,5 тыс. га вокруг каждой пасеки. Пыльца и мед подлежат обязательному анализу на содержание ТМ. Но мед не может служить модельным объектом для мониторинга экосистем потому, что что при переработке нектара в мед пчелы поглощают ТМ и другие химические элементы (Еськов, 1992). Поэтому целесообразнее для контроля за загрязнение растительных объектов использовать пыльцу.

В России численность пчелиных семей составляет ⁓ 3,5 млн. Обнаруживаемые нарушения физиологического состояния и аномалии морфометрических признаков могут быть связаны с загрязнение нектара, перерабатываемого в мед, и цветочной пыльцы ТМ.

1.4 Биоэкологические особенности пчел

Экологическая значимость медоносных пчел определяется их присутствием в самых разнообразных типах биогеоценозов. Пчелы Apis mellifera L. в настоящее время широко распространены по всей территории земного шара, занимая различные почвенно-климатические зоны. Естественный ареал медоносной пчелы охватывает Африку, Европу и Ближний Восток.

Возможность расселения медоносных пчел связана с высоким адаптивным потенциалом вида, позволяющим ему жить в условиях с высокой изменчивостью метеорологических условий и нестабильной продуктивностью медоносной растительности. К широкому расселению пчел имеет отношение человек, создавший сельскохозяйственную отрасль – пчеловодство.

В значительной мере широкая экологическая валентность пчел обеспечивается социальной организацией, а также дифференциацией и специализацией особей внутри пчелиной семьи. С этим связано развитие совершенных средств регуляции внутригнездового микроклимата, мобильное использование кормовой базы, способность накапливать и хранить в гнезде значительные запасы корма (Еськов, 1995, 2016).

Исследованиями последних лет установлено, что пчелы и их продукты избирательно накапливают химические элементы, которые неравномерно распределяются в теле пчел. Наименьшей аккумуляцией ТМ отличается головной отдел, наибольшей – брюшной и особенно пищеварительный тракт (Еськов (Еськов, Еськова, 2012; Еськов, Выродов, 2016).

В продуктах пчеловодства могут присутствовать как необходимые пчеле и человеку эссенциальные элементы, а также макроэлементы, так и токсичные микроэлементы (мышьяк, свинец, сурьма, торий, ртуть). К нутриентам (незаменимым пищевым веществам) относятся железо, медь, цинк, хром, селен, молибден, кобальт, йод, к условно эссенциальным – серебро, бор, бром, магний, литий, никель, кремний, марганец. Элемент относятся к эссенциальным, если при их отсутствии или недостаточном поступлении организм перестает расти и развиваться, не может осуществлять свой биологический цикл, в частности не способен к репродукции. Введение недостающего элемента устраняет признаки его дефицита и возвращает организму жизнеспособность (Скальная и др. 2004).

Не менее 1000 видов растений медоносных растений используются в различных странах мира в качестве пищевых культур сельскохозяйственного производства и более 1000 в качестве декоративных. Медоносные пчелы являются основными опылителями как дикорастущих, так и культурных цветковых растений, что определяется их типом питания. В среднем 80% посещений цветков совершаются пчелами, и только 20% — другими насекомыми: шмелями, осами, жуками и бабочками (Фэгри, Пэйл, 1982).

От экологической ситуации и видов медоносной растительности, используемой пчелами, зависит накопление в продуктах пчеловодства и теле пчел различных химических элементов. Некоторые незаменимые элементы при высокой концентрации становятся токсичными. Например, избыток цинка в организме увеличивает выработку молочной кислоты и, как следствие, повышение рН крови и нарушение функции почек. Большое количество меди может вызывать интоксикацию организма. Изучение минерального состава продуктов пчеловодства позволит определить возможность их использования в качестве альтернативных источников для коррекции макро и микроэлементов в организме (Сокольский и др. 2004).

Как отмечалось выше, кормовую базу пчел представляет медоносная растительность – растения, продуцирующие нектар и пыльцу (Глухов, 1955). Травянистые медоносы начинают цветение с появления в массиве нескольких (5–10) растений с раскрывшимися цветками. Началом полного цветения считается момент, когда в цветущем массиве распускается не менее трети цветков. Когда раскрывается и цветет более половины цветков – это массовое цветение. Заканчивается полное цветение, когда в массиве остается не более трети всех раскрывшихся цветков. (Самсонова, 2011).

К ранним медоносным растениям относится ивы. С них пчелы собирают нектар, пыльцу, медвяную росу. Медопродуктивность ивы козьей составляет 150 кг с 1 га. Медосбор с ивы очень устойчив, и даже в неблагоприятную весну растение производит достаточное количество нектара пыльцы. (Глухов, 1955).

Клены при наличии больших массивов дают продуктивный медосбор. Медопродуктивность клена остролистного 150-200 кг с га. Саженцы клена серебристого значительно отстают в росте при содержании кадмия в почве 5 мг/кг (Lamoreaux et al., 1977). Клены, зацветая перед цветением плодовых культур, обеспечивают пчельные семьи запасами белкового корма. Общая нектаропродуктивность сомкнутых посадок клена остролистного составляет 150-200 кг с 1 га. (Самсонова, 2011).

Из древесных растений важное место в кормовом обеспечении пчел принадлежи липе, зацветающей в июне. Липа во многих регионах выделяет за время цветение большое количество нектара. Но в некоторых местах, цветущая липа не выделяет нектар, что может быть связано с видовыми особенностями или типом почв.

В летний период кормовые потребности пчел удовлетворяются травянистой растительностью. Обычно высокой нктаропродукивностью отличается сорная растительность. Она не подвергается химизации (удобрениям и ядохимикатам, уничтожающих вредителей). Поэтому нектар и пыльца с сорняков отличается невысоким загрязнением токсическими веществами, что нельзя сказать о сельскохозяйственных культурах. Так, в 2019 г обработка посевов люпина ядохимикатами в период цветения растений приводила к массовой гибели пчел.

Высокой загрязненность ТМ отличается растительность близи автомагистралей. Вблизи автотрасс содержание свинца в аэрозолях достигает 25% на расстоянии 400 м оно снижается до 1,2-1,6%, а большом удалении от дорог составляет всего лишь 0,1%. Содержание свинца в растениях увеличивается вместе с повышением интенсивности автомобильного движения. Но разные виды растений, произрастающие на одном и том же расстоянии от дорог, содержат неодинаковое количество свинца.

Загрязнение придорожной растительности свинцов связано преимущественно с применением на автотранспорте этилированного бензина. В последние годы этилирование бензина не применяется, но свинец в больном количестве аккумулировался в почве.

Растения относятся к начальному звену большинства трофических цепей. Поэтому актуальным является оценка содержания в них ТМ и радионуклидов. Растения избирательно поглощают и аккумулируют различные химические элементы (Башмаков и др. 2004; Еськов, Еськова, Выродов, 2016).

В атмосфере большинство ТМ встречается в виде твердых частиц, адсорбированных на других частицах или в виде солей. Из атмосферы они оседают на растения или почву. ТМ, оседающие на поверхности почвы, накапливаться в ее верхних слоях. Концентрация их зависит от содержания в почве глины и органического вещества. ТМ устойчивы к выщелачиванию и распаду. При продолжительном воздействии их концентрация увеличивается и может стать токсичной. Свинец, осаждаясь на листьях, локализуется в пузырьках диктиосом и откладывается в клеточной оболочке.

На загрязненных почвах содержание ТМ в растениях может возрастать в несколько раз, особенно в случаях, когда фоновое содержание этих элементов в результате антропогенных нагрузок многократно увеличивается (Овчаренко и др. 1997). Вследствие присущей растениям генетической изменчивости различные виды и сорта растений, по-разному, реагируют на воздействие загрязняющих веществ. Один вид растений может определенным образом реагировать на воздействие только одного загрязняющего вещества. Некоторые виды растений реагируют на воздействие двух или более загрязняющих веществ; другие виды не реагируют вообще или их ответная реакция на воздействие того же вещества очень слаба. Реакции некоторых сортов и видов растений на воздействие загрязняющих веществ или их смеси очень разнообразны (Berry, 1964).

Скорости поглощения и транспорта металлов могут различаться у растений разных видов, это является одной из причин, определяющих особенности их накопления и распределения (Coughtrey, Martin, 1978; Yang et al., 1995).

Накопление тяжелых металлов в растениях может также зависеть от сезона и погодных условий года. Например, у растений бука концентрация кадмия в ксилемном соке резко повышалась в апреле и ранней осенью, а в летние месяцы сохранялась на сравнительно низком уровне (Glavac et al., 1990). Аналогичные результаты получены и в отношении травянистых растений: наименьшее содержание кадмия и свинца в фитомассе пастбищных растений отмечено в летние месяцы, а ранней весной и поздней осенью оно повышалось. Вероятно, это обусловлено несовпадением темпов прироста биомассы растений (которые летом достигают максимума) с более или менее равномерным поступлением тяжелых металлов из почвы (Ильин, 1991).

Локализация ТМ в различных органах растений не зависит от эдафических и сезонных факторов и определяется главным образом свойствами металлов и видовыми особенностями растений (Сhoudhary et al., 1994; Yang et al., 1995). Возможно, распределение ТМ в растении в большей степени определяется генотипом.

Поступление ТМ в растения корневым путем может регулироваться механизмами, которые уменьшают их концентрацию на наружной поверхности мембраны клеток корня, в результате чего меньшее количество металлов попадает в клетку. Например, связывание кадмия слизью, выделяемой кончиками корней кукурузы, снижало его концентрацию в плазмалемме (Morel et al., 1986).

Способность корней задерживать ТМ снижает их транспорт в надземные органы растений (Wagner, 1993; Grant et al., 1998). Но с увеличением концентрации ТМ во внешней среде наряду с возрастанием их содержания в корнях повышается количество металлов и в надземных органах – стеблях и листьях. Следовательно, защитные механизмы и барьеры, функционирующие на уровне клеток и тканей корня, не в состоянии полностью предотвратить попадание тяжелых металлов в побеги растений. В среднем надземные органы содержат в 10–15 раз (Krupa, Basźynski, 1995; Kovačević et al., 1999), а по некоторым данным в 200 раз меньше ТМ (Шевякова и др., 2003), чем в корни.

Известно, что поступление ТМ в растения представляет сложный и комплексный процесс, зависящий от множества факторов: почвенных, экологических, биологических. Возможность поглощения металлов 2 путями через корни и листья повышают их содержание в растениях, усиливая тем самым опасность загрязнения как самого растения, так и других организмов, включая человека Титов и др., 2006). В условиях сильного загрязнения через листья в растения может проникать до 50% свинца, содержащегося в воздухе (Godzik, 1993).

ТМ, изменяя течение физиологических процессов в растениях, замедляют их рост и развитие, уменьшают урожайность. Миграции ионов ТМ из почвы в растения — это многофакторные процессы. Если аккумулирование веществ растениями может рассматриваться как проявление воздействия загрязнения, то использование растений чрезвычайно удобно для определения уровня и состава загрязнения и мониторинга эффектов воздействия загрязняющих веществ, таких как ТМ. Для такого мониторинга чрезвычайно важно соблюдение следующих условий: а) воздействие должно приводить к заметной реакции растения на загрязнение воздуха) эффекты воздействия должны хорошо воспроизводиться при использовании растений генетически подобных популяций, что гарантирует представительность результатов) эффекты воздействия доли характеризуется специальными симптомами воздействия индивидуальных загрязняющих веществ) растения должны быть очень чувствительны даже к чрезвычайно низким концентрациям загрязняющих веществ) растения должны хорошо расти и быть устойчивы к заболеваниям, воздействию насекомых (Трешоу,1967).

1.5 Загрязнение ТМ кормовых участков пчел

Токсиканты, загрязняющие почву, концентрируются в верхнем (0-10 см) слое (Будин, 1975; Davis, 1976; Hinesly еt аl., 1977; Cartwright еt al., 1977; Блинов, Вертинская, 1978.). По некоторым сведениям 57-74% свинца при антропогенном загрязнении закрепляется в слое 0-10 см и только 3-8% мигрирует до глубины 30-40 см (Stevenson, Weich, 1979).

Мобильность ТМ и их токсичность для растений в условиях загрязнения зависят от многих компонентов и свойств почвы, обуславливающих ее буферность, или, ее защитные свойства. На примере кадмия показано (Levy-Munzi 1976), что в почвах с низкой катионной емкостью из-за небольшого содержания или и гумуса адсорбция токсиканта невелика. Подвижность металла в таких почвах высокая. Кислые почвы демонстрируют намного меньшую способность удерживать ТМ, чем нейтральные (Cavallaro, Mebride, 1978).

В поведении металлов загрязнителей почв много общего. В то же время установлено, что они обладают неодинаковыми адсорбционными свойствами, от чего зависит токсичность для растений. ТМ могут обменно или необменно захватываться разными компонентами почвы, выпадать в виде нерастворимых солей. Возможности перевода токсикантов в малоподвижное состояние неодинаковы у разных почв. Чем они выше, тем сильнее затормаживается поступление ТМ в растение (Ильин, Степанова, 1980).

Химические элементы, проникая в растения, используются для синтеза ферментов. Ткани живого вещества в настоящее время насыщены микроэлементами больше, чем при зарождении жизни на Земле (Бойченко, 1976). Это обусловлено тем, что каталитические реакции ферментативных систем в процессе эволюции все более дифференцировались и потребность живой клетки в микроэлементах качественно (ассортимент необходимых элементов) и количественно возросла.

Избыток химических элементов в питательной среде и почве вызывает токсикозы у растений. По мере увеличения концентрации ТМ в окружающей среде растения их накапливают, что сказывается на их росте, пожелтении листовых пластинок, омертвлении тканей листа и повреждением корневой системы, что в свою очередь может наступить гибель растения.

Содержание микроэлементов в растениях различно и обусловлено как неодинаковой потребностью в них, так и распространенностью в почвах. Вероятно, растения, наследственно концентрирующие какой либо химический элемент, будут толерантнее относиться к его увеличению в среде по сравнению с растениями, которым он мало нужен. Например, избыточность ТМ у маиса и люцерны начинает проявляться с одинаковых или близких концентраций. Концентрация, рассматриваемая как избыточная, у ТМ неодинакова: самая низкая – у редкого для земной коры молибдена, самая высокая – у широко распространенного железа. Избыточное содержание ТМ в растении всего в 1,1 – 3,0 раза превышает нормальную концентрацию, свидетельствуют о том, как легко при усилении загрязнения среды благополучие для растений может смениться бедствием. В этом случае важное значение приобретает среда, в которой выращиваются растения, точнее, ее возможности понизить токсическое воздействие солей.

Одна и та же концентрация соли в водной культуре в 10 раз токсичнее, чем в песчаной (Hewitt, 1951). Почва же, в свою очередь, в еще большей степени способна уменьшить токсичность ионов. Поэтому содержание элементного состава растения является, прежде всего, результатом действия генетического и экологического факторов (Ильин, 1977).

Однако генетический фактор обуславливает содержание химического элемента стабильным, то экологический, напротив, его дестабилизирует. Диапазон дестабилизации может быть чрезвычайно широким, поскольку в природных условиях возможны разные варианты содержания элементов в почве – от очень малого до избыточного. Даже при исключении экстремальных условий, сохраняются большие различия в снабжении растений элементами. Спектр концентраций, обнаруживаемых в растениях в данном случае в представителях одного вида, остается высоким.

Современные представления физиологов сводятся к следующему: попавшие в корень ионы металлов занимают свободное пространство, адсорбируясь на стенках. Чтобы участвовать в метаболизме корней, им необходимо преодолеть плазмаллему.

Преодоление клеточных мембран требуется для достижения ионами ксилемы. Обойти преграду-поясок Каспари ионы могут только путем перехода из апопласта в симпласт. Однако этот путь преодолевается с трудом, поскольку на мембранах локализован механизм избирательного поглощения ионов, который ограничивает проникновение в клетку балластных и избыточных ионов.

При передвижении по ксилеме металлы могут адсорбционно поглощаться ее стенками, а также закомплексовываться присутствующими в клеточном соке органическими веществами. Проходя преимущественно транзитом по ксилеме, ионы попадают в листья, прежде всего в апопласт. Для того, чтобы проникнуть в клетки листа, в которых совершается основная синтетическая деятельность растения, ионам вновь требуется преодолеть клеточную мембрану. По аналогии с корнями здесь действует механизм избирательного поглощения. Основная функция – обеспечение нормального содержания ионов в цитоплазме, связана с защитой жизненно важных органов и процессов.

При поступлении ТМ в лист их избыток может аккумулироваться в различных структурах листа и клеток: проводящей ткани, апопласту, вакуолям. Элементы из почвы поглощается в виде ионов. Однако в растительной ткани эта форма не доминирует. Металлы в ионной форме, в заметном количестве могут встречаться в ксилеме, апопласте, вакуолях, тогда как в цитоплазме они входят в основном в состав органических соединений. Органические соединения, выходящие за пределы клеток, могут хелатировать ионы металлов, делая их менее активными и смягчая тем самым неблагоприятные эффекты (Wallace et al., 1968).

На селитебных территориях почвы, предназначенные для сельскохозяйственного производства, загрязнены кадмием вследствие широкого применения высоких доз фосфорных удобрений и гербицидов, а также осадков сточных вод, содержащих в своем составе кадмий. Это существенно ограничивает их использование для выращивания продовольственных культур, поскольку кадмий не только поглощается корнями растений, но и способен перемещаться в надземные органы, в том числе плоды и семена.

Опасность кадмия осложняется тем, что он накапливается в растении и сохраняет токсические свойства в течение длительного времени. (Титов и др., 2012). Изложенные представления об элементном химическом составе растений и об особенностях транспорта ионов, поступивших в них из почвы, позволяет объяснить ситуации, возникающие при загрязнении среды ТМ, и, что особенно важно, осуществлять действенные практические мероприятия.

В естественных условиях содержание кадмия в почве невелико, он попадает в природную среду в результате выщелачивания руд цветных металлов, при разложении организмов, способных его накапливать. Встречаются и естественные геохимические аномалии, где почвы исходно обогащены кадмием. Значительное повышение концентрации кадмия в окружающей среде, как правило, являются результатом хозяйственной деятельности человека. В частности основной источник поступления этого металла в почву и атмосферу – это производство полиметаллических руд, а также цветная металлургия, машиностроительная, электротехническая и химическая промышленности.

Обнаружено, что на загрязненных почвах вблизи промышленных предприятий содержание кадмия может увеличиваться на 3-4 порядка и достигать тысячи и более мг/кг. Общее же мировое количество кадмия, поступающего в атмосферный воздух с выбросами предприятий, оценивается в 7-11 тыс. /год. Большое количество металла поступает в почву вместе со сточными водами промышленных предприятий. Как показывают исследования, некоторые виды растений могут успешно расти на почвах с повышенным естественным уровнем содержания ТМ или загрязненных в результате хозяйственной деятельности человека и накапливать значительное количество металлов в надземных органах (Baker et al., 1994; Palmer et al., 2001).

Как отмечалось выше, кадмий элемент чрезвычайно высокой токсичности, относится к первому классу опасности. Соли кадмия обладают мутагенным и канцерогенным свойствами и представляют генетическую опасность. (Бандман, 1988). Кадмий не является физиологическим важным элементом для растений, которые, однако, легко его поглощают. Устойчивы к кадмию растения семейств розоцветные, томат и капуста. Чувствительны к избытку кадмия соя, шпинат, салат. Также кадмий обладает эмбриотоксическим и терратогенным эффектом (Zglicka, 2002).

Процесс поступления кадмия в клетки корня растений включает в себя: а) поступление металла из почвы или питательного раствора путем диффузии в свободное пространство клетки и адсорбцию катионов на клеточных стенкахб) передвижение ионов через плазмалемму в протопласт с участием АТФаз, транспортных белков и ионных каналов. На интенсивность поступления кадмия большое влияние оказывают тип и свойства почвы: кислотность, содержание неорганических и органических веществ, наличие других ионов.

Способность к накоплению кадмия варьирует не только среди видов, но и среди сортов (генотипов). Так, большие различия в концентрации металла в надземных органах были обнаружены у разных сортов. Содержание кадмия в надземных частях растений зависит не только от активности поглощения металла клетками корня, но и скорость его транспорта по растению. Установлено, что транспорт кадмия по растению происходит довольно быстро. Например, у риса, время, необходимое для радиального транспорта кадмия по тканям корня до ксилемы, составляет менее 10 минут с момента добавления металла в питательный раствор. Далее транспорт ионов в надземные органы осуществляется в составе ксилемного сока, в основном, комплексе с органическими кислотами (цитратом и малатом) или аминокислотами (аспарагином, глутамином, гистидином).

Кадмий является одним из немногих тяжелых металлов, способных к перемещению в генеративные органы злаков, что существенно увеличивает его опасность для человека и животных. При этом он может поступать в соцветие как по ксилеме корня во время стадии созревания семян, так и по флоэме из листьев (в большей степени из флагового листа) с потоком ассимилятов.

Уменьшение количества зеленых пигментов в листьях растений в присутствии кадмия связано с подавлением биосинтеза хлорофилла, нарушением ультраструктуры хлоропластов, с изменением в минеральном питании растений, главным образом с дефицитом железа. Отрицательное влияние кадмия на фотосинтез проявляется и в снижении количества каротиноидов. Металл оказывает ингибирующее действие на антенную функцию каротиноидов вследствие нарушения структуры белков в светособирающих комплексах фотосистемы.

2. ЦЕЛЬ, СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ НИР

Цель – изучение влияния широкого комплекса кормовых добавок и микродоз биологически активных веществ на репродуктивную активность пчелиных маток и связанное с этим развитие и продуктивность пчелиных семей.

Одновременно планируется изучение активности сперматогенеза у трутней разных весенне-летних генераций и влияние на их развитие температуры, продуктивности кормового участка и подкормок семей с микродозами биологически активных веществ.

Актуальность планируемых исследований обуславливается наметившейся в последние годы массовой гибелью пчелиных семей и относительно низкой активностью сперматогенеза трутней.

Предполагаемое использование результатов (продукции):

1. Разработка технологии применения функциональных кормовых добавок для стимуляции плодовитости маток и активизации сперматогенеза у трутней. Установление закономерностей влияния на развитие и активность сперматогенеза трутней факторов внешней среды.

2. Предполагается использование результатов работы в учебном процессе.

Полученные результаты будут включены в лекционные курсы и учебные пособия по пчеловодству.

3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Характеристика районов исследований

Исследования проводили в Балашихинском районе Московской области и в Псковской области. Балашихинский район характеризовался высокой загруженностью автотранспортом. Автотранспортная сеть включала три автомобильные магистрали и густую сеть других дорог.

К техногенным загрязнителям относились также литейно-механический, Кучинский керамический завод, завод «Мосасботермостекло» и др. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составляют 8239,5 т., или 1,51% от общих выбросов области.

Земли региона загрязнены солями ТМ и выбросами промышленных предприятий. Лесные ресурсы очень ограничены, леса находятся в угнетенном состоянии. Водные ресурсы: незначительные, резервы подземных вод почти исчерпаны и значительно загрязнены. Особо охраняемые природные территории: немногочисленные и незначительные по площадям заказники и памятники природы. Памятник природы озеро Бисерово находится на границе с Ногинским районом и национальный парк «Лосиный остров», расположенный на границе Мытищинского, Балашихинского и Щелковского районов. Также в районе сельском поселении «Алмазово», расположен природный заказник «Болотная сетка» (Экология Подмосковья, 1993).

3.2. Методы исследования

Отбор проб

Объектом исследования явились пчелиные семьи, медоносные растения и продукты пчеловодства: мед, прополис, воск.

Исследуемый кормовой участок пчел в Балашихинском районе примыкал к автомагистрали Москва – Нижний Новгород. Ее загруженность находилась на уровне около 3.5 – 4.5 тыс. автомобилей/ч.

Для отбора пыльцы и нектара использовали семьи пчел, находившиеся на расстоянии 300-400 м от аллеи кленов, цветки которых активно посещали пчелы. Пыльцу отбирали навесными пыльцеуловителями. Затем пыльцу сортировали, отдельно изготавливали временный микропрепарат пылинки. Для этого на предметное стекло наносили пылинку в каплю воды, накрывали покровным стеклом. Для выявления принадлежности пыльцы к определенному виду растения, использовали книгу Бурмистрова А.Н. и Никитиной В.А. Медоносные растения и их пыльца: Справочник. – М.: Росагропромиздат. 1990, 192 с. Нектар, доставляемый пчелами в гнездо, – из ячеек сот. Чтобы исключить попадание в пробы нектара ранее собранного углеводного корма, в период цветения кленов в гнезда пчелиных семей помещали пустые соты. Их отбирали в течение 1 сут, чем исключалась переработка нектара в мед.

Подопытные пчелиные семьи содержали в типовых ульях, численность пчел в которых находилась в пределах от 10 до 50 тыс. (в 1 кг около 10 тыс. рабочих пчел). Они постоянно находились под открытым небом.

Лабораторные исследования выполнены на отдельных пчелах или их группах различной численности. Группы пчел численностью не менее 100 особей (чаще около 500) содержали в энтомологических садках. Углеводный корм размещался в пробирках, которые укрепляли в потолочной части садков.

Рис. 1. Энтомологические садки, вмещающие до 700 рабочих пчел

Из ульев подопытных семей медоносных пчел отбирали пробы взрослых пчел различных генераций (весенних, летних, осенних), а также образцы сотового меда и перги. Каждая проба пчел включала не менее 100 особей. Пчел стряхивали с рамок, изъятых из улья в дневное время с 11 до 12 ч. Аналогичным образом происходил отбор осенних пчел (рис. 2).

Рис. 2. Сот с медом и пчелами

Для отбора меда из рамки, вырезался участки сот размером 10 х10 см. Мед извлекался методом прессования через нейлоновое сито с размером ячеек 0,5 х 0,5 мм. Для отбора перги из рамки вырезался участки сот размером 15 х 15 см и подвергали замораживанию в течение суток при температуре минус 18 °С. После этого перга легко отделялась от восковых ячеек. Пробы нектара, пыльцы и перги хранился в плотно закрытых стеклянных сосудах.

3.3. Определение загрязнения объектов исследования химическими элементами

Перед анализом вегетативные и генеративные органы растений, пчел, пыльцу или пергу помещенные в чашки Петри, высушивали до постоянной массы при 102 ± 0.2 °С в сушильном шкафу СНОЛ. Подготовку проб пчел для анализа проводили методом мокрой минерализации по методике А.М. Никанорова и А.В. Жулидова (1991), разработанной для ряда видов беспозвоночных. Для этого навеска высушенных пчел или частей их тела, корни, перидерму, стебли, листья, цветки массой до 0,5 г помещенные в сосуды, заливали 6 мл 70%-ной химически чистой азотной кислотой (HNO3), а ветки и корни — этой кислотой и пероксидом водорода в соотношении 4:1. Эту смесь выдерживали 30 мин. до прекращения вспенивания. Затем переносили во фторопластовые сосуды и помещали в СВЧ-печь ПЛМ-01М. Растворы охлаждали, переливали в колбы, добавляя по 10 мл деионизированной воды. В таком состоянии препараты находились при комнатной температуре в течение 2-3 часов.

Подготовка проб. Минерализацию для определения содержания химических элементов проводили в соответствии ГОСТ 26929-86. Экстракцию после озоления проводили в соответствии с методическими указаниями «Атомно-абсорбционные методы определения токсичных элементов в пищевых продуктах и пищевом сырье» (Методические рекомендации, 1992). Количественное определение содержания ТМ в минерализатах определяли методом атомно-адсорбционной спектрометрии с использованием спектрометра КВАНТ Z.ЭТА (КОРТЭК). Управление прибором, обработка результатов анализа, отображение и хранение информации произведены на входящем в комплект спектрометра персональном компьютере с программным обеспечением QUANT ZEEMAN 1.6.

В результате проведенных исследований проанализировано 176 проб пчел, 217 цветков разных видов растений, 102 пробы пыльцы, 78 проб меда и 36 проб почвы. Значение массовой концентрации элемента в пробе вычисляли по градуировочной кривой, получаемой в процессе измерения нескольких калибровочных точек с ошибкой, не превышающей 8%. Статистическую обработку цифровых данных проводили с использованием программы Statistic 8.0.

3.4. Полевые исследования

Полевые исследования, включающие изучение влияния функциональных кормовых добавок на репродуктивную функцию пчелиных маток, продуктивность пчелиных семей и активность сперматогенеза у трутней выполнены на пчелиных семьях, содержавшихся в Псковской области. Исследования проводили на местных пчелах, представляющих собою помеси карпатских и среднерусских пчел. Эти расы пчел районированы в Псковской обл. Бесконтрольная гибридизация приводит к образованию помесей, которые по морфометрическим признакам занимают промежуточное положение между среднерусскими и карпатскими пчелами. Поэтому во всех исследованиях, связанных с изучением влияния функциональных кормовых добавок на морфометрические и хозяйственно полезные признаки пчелиных семей, в опытных и контрольных группах использовали одновозрастных маток-сестер.

Пчелиные семьи в неограниченном количестве потребляли мед и цветочную пыльцу. Мед, производимый пчелами из нектара разных видов растений, обладает высокой физиологической активностью, которая обуславливается наличием в нем соединений и элементов растительного происхождения, включающих ферменты, макро- и микроэлементы, перекись водорода, лизоцим, ацетилхолин и др. (Асафова, Орлов, Козин, 2001). С растительным происхождением меда, связано наличие в нем фенольных соединений и флавоноидов, что обеспечивает меду антиоксидантные свойства (Nagai, Inoue, Kanamori, 2006).

Большой витаминно-минеральный комплекс, а также гормональные вещества, аминокислоты, фосфолипиды и биофлавоноиды содержит цветочная пыльца (Асафова, Орлов, Козин, 2001), потребляемая пчелами в качестве белкового корма. Но наряду с полезными компонентами мед и, особенно пыльца, аккумулируют токсические вещества. Их содержание в продуктах пчеловодства неуклонно возрастает, что связано с возрастающим техногенным загрязнением природной среды. По этой причине повышается вероятность снижения жизнеспособности пчел и отмечаемая в последние годы массовая гибель пчелиных семей (Еськов, Еськова, 2019).

Для повышения жизнеспособности пчел в условиях техногенного загрязнения трофических субстратов пчел в подкормках применяли биологически активные вещества. Пчелы получали кормовые добавки в течение весенне-летнего периода. Эффективность подкормок оценивали по изменению плодовитости маток и активности сперматогенеза у трутней.

Плодовитость маток оценивали по количеству запечатанного расплода в гнездах пчелиных семей. Количество оплодотворенных яиц, отложенных матками, контролировали по запечатанному пчелиному расплоду через каждые 12 дней, неоплодотворенных – по трутневому через 14 дней.

Испытываемые препараты скармливали пчелиным семьям в 40%-ном растворе сахарозы. В них в разных вариантах опытов добавляли микродозы (они указаны в разделе «Результаты исследований») полизина, дигидрокверцетина (ДКВ), биойода или селена. Семьи контрольных групп одновременно получали чистые растворы сахарозы. Разовая доза подкормки составляла 200 мл на пчелосемью во всех вариантах опыта.

В опытах, в которых изучали влияние биологически активных веществ на воспроизводство пчелиными семьями трутней, их физиологическое состояние и активность сперматогенеза, подкормки начинали давать в апреле с началом появления трутневого расплода. В гнезда этих семей были помещены соты трутневого типа. Этим предотвращались затраты энергии пчел на отстройку сот. Перед завершением развития трутней соты с запечатанным трутневым расплодом помещали в сетчатые изоляторы и инкубировали в биологическом термостате, при 33 ± 1 °С. После завершения развития часть трутней, выходивших из ячеек, метили быстросохнущей краской (трутней из опытных и контрольных семей метили краской разного цвета) и возвращали в гнезда пчелиных семей. В них у трутней завершалось половое развитие. Другая часть трутней использовалась для анализа морфометрических признаков. Для этого трутней препарировали (вычленяли хоботки, тергиты и ампутировали крылья). Препараты размещали на предметном стекле, смазанном глицерином, и измеряли под бинокуляром МБИ-6, снабженным видео окуляром ЦК-13.

Трутней, достигавших половой зрелости (14 ± 1 день), отлавливали и стимулировали выбрасывание эндофаллусов и выделение спермы. Для стимуляции искусственного выворачивания эндофаллусов трутней удерживали за ножки, вынуждая их некоторое время пытаться взлетать. Наличие спермы, выделяемой на предметное стекло, анализировали под микроскопом LEVENHUK 2L/3L/D2L и цифровой камерой LEVENHUK DEM 130 «Digital» c точной передачей изображения наблюдаемого объекта на экран компьютера. Использование программного Scope Photo, позволяло просматривать полученное изображение.

Для математической обработки результатов измерений использовалась программа Statistica.

3.4.1. Метеорологические условия в период проведения полевых

Исследований

Известно, что летная активность пчел прекращается при 8-9 ^оС. Оптимальная внешняя температура ограничивается 22-26 ^оС. Неблагоприятными для пчел были первая и вторая декада апреля. В это время температура воздуха опускалась до 5-6 °С, что препятствовало вылетам пчел из ульев, но развитие семей продолжалось.

В третьей декада апреля температура благоприятствовала вылетам пчел. Они имели возможность пополнять кормовые запасы. Суточный привес контрольного улья составлял в среднем 0,8 кг.

Летная активность пчел затормаживало похолодание в первой декаде мая. В это время контрольный улей в течение суток уменьшался на 0,2 кг. Следовательно, пчелы потребляли имевшиеся кормовые запасы.

Со второй декады мая и почти до конца пчеловодного сезона, погода была благоприятной для полетов пчел. наблюдался поддерживающий взяток.

В первой декаде июля преобладала прохладная дождливая погода. Среднее значение контрольного улья составляло +0,5 кг. Во второй и третьей декадах погода улучшилась и привес контрольного улья вырос до 1,5-1,6 кг/сут.

Рис. 3. Сезонная динамика температуры

3.4.2. Фенология цветения медоносных растений

Цветение пыльценосных и медоносных культур началось с 18 марта и продолжалось до 15 сентября (таблица 1). В апреле весеннее развитие энтомофильных культур было на уровне средних многолетних данных.

Цветение плодовых культур происходило на 8-12 дней раньше средних многолетних данных, а также сократились и сроки цветения весенних медоносов на 3-5дней как плодовых косточковых, так и плодовых семечковых. Сократились сроки цветения и у рябины с калиной на 2-3 дня. Самая большая продолжительность цветения отмечена у клевера розового – 48 дней, данника белого и донника желтого – 43 дня и вереска – 41 день, а также у козлятника восточного – 38 дней и клевера красного- 40 дней.

Продолжительность цветения кипрея составила 40 дней. В связи с умеренно засушливым теплым летом, произошло более раннее развитие основных медоносных растений на две недели, а также более быстрое их отцветание. На фоне сложившихся умеренно благоприятных погодных условий для полетов пчел происходило успешное опыление козлятника восточного и клеверов, что привело к увеличению медосбора (почти в два раза по сравнению с предыдущим годом).

Таблица 1. Сроки и продолжительность цветения основных медоносных растений

1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В разных вариантах опытов проводили сравнительные испытания 2-3 препаратов. После завершения первого цикла испытаний в последующих испытаниях оставляли наиболее эффективный препарат. В результате проведено ранжирование испытанных препаратов по влиянию на плодовитость маток, продуктивность пчелиных семей и активность сперматогенеза трутней.

Стимуляция репродуктивной функции маток

На плодовитость маток влияет их возраст, физиологическое состояние и экологическая ситуация. Немаловажное значение имеет численность рабочих пчел в семье. При невысокой численности рабочих пчел невозможна реализация репродуктивного потенциала матки. Репродуктивная активность матки достигает максимума при наличии в гнезде 30–50 тысяч пчел (Tabеr, 1980).

Сильное влияние на развитие и плодовитость маток оказывает температура в период их постэмбрионального развития. С морфометрическими признаками и количеством овариол у маток, развивавшихся в пределах витального диапазона, коррелирует их плодовитость. Она достигает максимума у маток, развивавшихся в области температурного оптимума, и находится на минимуме – у нижней границы витального диапазона. В частности, за 36 дней от начала овуляции матки, развивавшиеся при 31 ^оС, откладывали в среднем по 7,8 ± 1,6 тысяч яиц, при 34 ºС – по 25,1 ± 1,9 и при 37 ºС – по 16,8 ± 1,4 тыс. (Еськов, Торопцев, 1978).

В наших исследованиях для стимуляции репродуктивной активности маток применяли мелакрил, полизин (смесь незаменимых аминокислот), сукцината хитозана (хитин с янтарной кислотой), дигидрокверцетин, арабиногалатан и биойод.

Хитозан и полизин. Испытание в качестве стимулятора плодовитости маток полизина и хитозана обуславливалось тем, что эти препараты относятся к эффективным средствам стимуляции роста и развития, повышающим устойчивость организма к неблагоприятным внешним воздействиям (Мозгов, 1964; Евдокимов, 1974; Букин, 1976; Мороз, Лесков, 1995;). Их применение позволяет значительно ускорить развитие животных, повысить их жизнеспособность и продуктивность (Свечин, Михеева, 1990; Камалов, 1990; Новикова, 2003). Это связано, как правило, не с энергетической, а стимулирующей эффективностью большинства адаптогенов (Радкевич, Кочергин, 1969; Добрынин, 1976; Мозгов, 1977).

Все большее внимание в последние годы привлекают к себе хитозаны – производные хитина. Хитин относится к распространенный в природе аминополисахоридам, являясь основным компонентом наружного скелета ракообразных, паукообразных, насекомых и других членистоногих, а также оболочек некоторых грибов водорослей и бактерий (Быков, Фурман, 1999; Красавцев, 1999; Нульга, 2002).

Хитозан и полизин применяли в углеводных подкормках. Доза препаратов в пересчёте на 1 кг живой массы пчел составляла 30 ± 5 мг. В опытах использовался сукцинат хитозана КДа-80 (водорастворимый хитозан, содержащий янтарную кислоту) и полизин (смесь аминокислот, 10 из которых относятся к незаменимым). Суточная доза углеводной подкормки составляла 150 мл/кг пчел (около 250 мл раствор на семью). Контрольная группа пчелиных семей подкармливалась чистым раствором сахарозы (без хитозана или полизина). Подкормки прекращали в начале главного медосбора и после его окончания не возобновляли.

Плодовитость маток контрольной группы пчелиных семей составляла 796 ± 85 (максимум -1466, минимум – 146) яиц в сутки. Максимальная яйцекладка отмечалась в начале августа, минимальная — в сентябре. Каждая из этих семей вырастила с начала июля к началу сентября по 53312 ± 179 рабочих пчел.

В семьях, получавших сукцинат хитозана, плодовитость маток находилась в среднем на уровне 829 ± 89 яиц в сутки (максимум 1173, минимум – 330). Этими семьями было выращено по 59724 ± 193 пчелы. Плодовитость маток, получавших полизин, составляла в среднем 981 ± 93 яйца в сутки. За анализируемый период этими семьями было выращено по 70656 ± 216 пчел.

Пчелиные семьи контрольной группы собрали в среднем по 22,5 ± 1,1 кг меда, потреблявшие хитозан – 22,4 ± 0.9, полизин – 25,2 ± 1,2 кг. Различие по продуктивности между семьями, контрольной группы и потреблявшими хитозан, статистически недостоверно. Превышение по отношению к контролю на 2.7 кг (на 12%) продуктивности семей, получавших полизин имело доверительную вероятность не ниже 0.9.

Таким образом, сукцинат хитозана и полизин оказывают однонаправленное, но неодинаковое влияние на плодовитость маток. Полизин при прочих равных условиях в большей мере, чем хитозан стимулирует воспроизводительную функцию маток. С этим связано повышение медовой продуктивности пчелиных семей. Принимая во внимание сорбционные свойства хитозана, при низкой эффективности как стимулятора воспроизводительной функции маток, его целесообразно применять в условиях интенсивного техногенного загрязнения (Kong et al. 2010). Вероятно, в сукцинате хитозана стимулирующим эффектом обладает не хитозан, а янтарная кислота. При этом хитозан пролонгирует ее действие (Fernandes et al., 2009; Singburaudom et. al., 2011).

Применение в подкормках биойода. Медоносная пчела потребность в йоде удовлетворяет преимущественно за счет потребления цветочной пыльцы и нектара, перерабатываемого в мед. Но количество водорастворимого йода в растениях варьирует в широких пределах в зависимости от их видовой принадлежности и типа почв (Кабата-Пендиас А., Пендиас, 1989; Еськов и др., 2015). С содержанием йода в цветках медоносных растений коррелирует накопление этого элемента телом пчел и продукцией пчеловодства (Dainat et al., 2012).

Настоящей работой прослежена сезонная динамика потребления йода пчелиными семьями в зависимости от его содержания в цветочной пыльце разных видов медоносных растений, перге и меде. В задачу исследования входило также изучение влияния микродоз йода в подкормках пчелиных семей на плодовитость маток.

Исследования проводили на 20 пчелиных семьях опытного хозяйства Псковского НИИ сельского хозяйства и отдельных особях в Аналитической лаборатории экологического мониторинга РГАЗУ. Пчелиные семьи методом аналогов были разделены на две группы. Их в течение июля и августа с 3-суточными интервалами подкармливали 200 мл 40%-ной сахарозы. Одна из этих групп (контрольная) получала чистый раствор сахарозы, другая (опытная) – с добавкой йодоседержащего препарата «Прост». Разовая доза препарата составляла 0.4 мг/кг живой массы пчел (1 мг «Проста» содержит 7 мкг йода).

Содержание йода в цветочной пыльце, теле пчел и продукции пчеловодства определяли модернизированным вольтамперометрическим методом на анализаторе ТА-4 (МУК, 2004). Прибор был снабжен встроенной УФ-лампой (=185–260 нм), трехэлектродной электрохимической ячейкой и серебряным (рабочим) электродом. Минерализацию анализируемых проб проводили гидроксилом калия с добавлением сульфата цинка.

Установлено, что пыльца медоносных растений, произраставших на кормовом участке пчелиных семей, на которых поводили исследования, существенно различалась по содержанию йода. Наибольшей его аккумуляцией отличалась пыльца узколистого кипрея, относящегося к летне-осенним медоносным растениям, наименьшим – лютичная ветреница (весеннее медоносное растение). Пыльца указанных видов растений различалась по содержанию йода более чем в 10 раз (табл. 2).

Таблица 2. Распределение в убывающем порядке содержания йода в цветочной пыльце основных видов медоносных растений, произраставших на кормовом участке, используемом подопытными пчелиными семьями

Основные трофические субстраты, используемые пчелами, существенно различались по содержанию йода. В меде, собранном пчелиными семьями, не получавшими «Прост», йода было меньше, чем в перге примерно в 6 раз. В семьях, потреблявших в течение 1,5 мес. (точнее 48 сут.) микродозы «Проста», содержание йода в меде возрастало примерно на 15%, в перге на 10%. На содержание йода в воске и прополисе подкормки пчелиных семей «Простом» не оказали достоверного влияния (табл. 3).

Таблица 2. Содержание йода (мкг/кг) в продуктах пчеловодства

Подкормка пчелиных семей «Простом» влияла на увеличение содержание йода в теле рабочих пчел, завершающих постэмбриональное развитие. У пчел, семьи которых подкармливали чистым раствором сахарозы, содержалось 79 ± 6, а у подкармливаемых микродозами «Проста» – 110 ± 13,2 мкг на 1 кг живой массы, т.е. возросло в 1,4 раза (Р ≥ 0,99).

В семьях, потреблявших в качестве подкормок чистые растворы сахарозы, плодовитость маток составляла в среднем 846 ± 97 яиц/сут, а под влиянием подкормок «Простом» она возросла 1,56 раза (Р ≥ 0.99). За 48 суток пчелиные семьи контрольной группы вырастили 49493 ± 108, а опытной – 63437 ± 129 рабочих особей (рис. 4).

Рис. 4. Динамика выращивания расплода пчелиными семьями, подкармливаемыми чистыми растворами сахарозы (1) и с микродобавкой «Проста» (2)

Приняв, что на воспроизводство 10 тыс. пчел, семья расходует около 1,1 кг меда и 0,9 кг пыльцы (Таранов, 1986), каждая из семей контрольной группы израсходовала за период учетов расплода около 5.5 кг меда и 4.5 кг пыльцы, а опытной – 7 и 5,7 кг соответственно. Исходя из средних значений содержания йода в трофических субстратах, используемых пчелами, в течение суток пчелиные семьи контрольной группы потребляли с медом примерно 6, с пыльцой – 23 мкг йода, а опытной – 7 и 30 мкг. Дополнительно с «Простом» пчелиные семьи опытной группы получали в течение суток около 7 мкг йода, который частично аккумулировался в перге, меде теле пчел.

Следовательно, из меда и пыльцы пчелиные семьи контрольной группы, потребляли за сутки 29, а с «Простом» – 44 мкг йода. Увеличение суточного потребления йода повлияло на повышение плодовитости маток, что позволило пчелиным семьям опытной группы за 48 суток увеличить в 1,28 раза (Р ≥ 0.95) воспроизводство расплода (рис. 4).

С наступлением репродуктивной диапаузы и началом зимовки потребление корма пчелиными семьями резко уменьшается. Семьи, содержащие 20–30 тыс. пчел, в первой половине зимовки при оптимальной температуре потребляют за сутки от 40 до 60 г корма (Еськов, 1916). Приняв, что в трофическом обеспечении зимующих пчел 2/3 составляет мед и 1/3 перга, суточное потребление йода пчелиными семьями приближается к 1–2 мкг.

Получение результаты исследований позволяют заключить, что семьи пчел удовлетворяют потребность в йоде, преимущественно из пыльцы и нектара. У многих видов растений пыльца значительно превосходит нектар по содержанию йода. Поэтому основным источником восполнения потребности пчел в йоде служит пыльца, запасаемая в форме перги.

Применение в подкормках йодосодержащего препарата стимулирует повышение репродуктивной функции маток, что, вероятно, сопряжено с обогащением маточного молочка за счет увеличения йода в теле пчел и трофических субстратах, используемых для выкармливания расплода. Между дополнительным потреблением йода из йодсодержащих препаратов, воспроизводством расплода и трофической потребностью пчелиной семьи устанавливается положительная обратная связь.

За счет естественных источников нектара и пыльцы пчелиная семья средней величины (содержащая около 25 тыс. взрослых особей, или 2,5 кг живой массы) при благоприятных экологических условиях потребляет в течение суток около 30 мкг йода, или 12 мкг/кг живой массы, что в 4–6 раз превосходит суточную потребность человека в этом микроэлементе. Но получение пчелиными семьями 12 мкг/кг йода при суточном воспроизводстве около 0,8 тыс. пчел, очевидно, недостаточно для реализации репродуктивного потенциала матки. На это указывает значительное повышение ее плодовитости при дополнительном увеличении примерно на 10% суточного потребления йода при скармливании йодосодержащего препарата. Этого не требуется в безрасплодный период зимующим пчелиным семьям. У них потребность в йоде уменьшается в 15–20 раз.

Биойод и дигидрокверцетин. Исследования выполнены на пяти группах пчелиных семей, в которых находились одновозрастные матки-сестры. В каждую из этих групп входило по три пчелиных семьи, аналогичных по численности рабочих пчел, корма и расплода. В течение 27 дней с 3-дневными интервалами семьи контрольной группы получали по 200 мл 40%-ной сахарозы, а в опытных – с микродозами дигидрокверцетина (ДКВ) или «Проста» (в 1 мг «Проста» содержала 7 мкг йода). Разовая доза ДКВ составляла 0,4 мг/кг, а «Проста» – 0,16, 0,8 или 2,4 мг/кг живой массы пчел.

Исходя из того, что по результатам ранее выполненных исследований ДКВ превосходил полизин по влиянию на плодовитость маток, применение полизина было исключено в последующих испытаниях. Вместо него был введен ультрадисперсный селен и арабиногалактан. Как известно, селен обеспечивает выведение из организма солей тяжелых металлов и повышает продуктивность и неспецифическую резистентность у животных (Галочкин, Галочкина, 2011; Delange, 2007).

Микродозы препаратов оказывали значительное влияние на воспроизводство рабочих пчел. Семьи контрольной группы примерно за 2 мес. вырастили 70,74 ± 1,69 тыс. пчел, при потреблении ДКВ – 72,96 ± 2.26 тыс., а при потреблении «Проста» в дозе 0,16, 0,8 и 2,4 мг – 74,69 ± 1,78, 78,79 ± 1,76 и 78, 04 ± 1,85 тыс. рабочих особей соответственно (Р ≥ 0,9 по отношению к контролю).

Потребление ДКВ способствовало увеличению плодовитости маток по отношению к контролю за весь сезон наблюдений в среднем на 15,8 % (Р ˃ 0,95). Эти матки достигали максимальной плодовитости раньше контрольной группы и тех, которые получали полизин. В третьей декаде июля плодовитость маток в семьях получавших ДКВ превосходила контрольную группу в среднем на 26,2 % (Р ≥ 0,999).

Применение в качестве пищевой добавки ДКВ в сезоне с относительно низкой продуктивностью кормовых участков, повлияло на повышение плодовитости маток в среднем на 15,6 % (Р ˃ 0,95), ультрадисперсного селена на – 17,9% (Р ˃ 0,99). Арабиногалактан оказал небольшое ингибирующее влияние на репродуктивную функцию маток, она уменьшилась в среднем на 2,6 %.

Таким образом, ДКВ и «Прост» влияют на повышение плодовитости маток. Оптимальная суточная доза «Проста» составляет около 0,25 мг/кг живой массы пчелиных семей. Арабиногалактан, обладая бактерицидным эффектом, не стимулировал репродуктивную функцию у маток.

Интенсификация воспроизводства фертильных трутней

Из трех каст (маток, рабочих пчел и трутней) у пчел рода Apis трутни отличаются наибольшей изменчивостью морфометрических признаков, что связано в основном с влиянием экологических условий в период их постэмбрионального развития. Особенно большими отклонениями от средней норы отличаются трутни, развивающиеся из яиц, отложенных рабочими пчелами. Так, масса однодневных трутней среднерусских пчел, развывшихся в оптимальных условиях из яиц, отложенных матками, составляет 259 ± 3.2 мг, длина третьего тергита – 6.52 ± 0.029 мм, его ширина – 4.95 ± 0.019 мм, длина хоботка – 3.73 ± 0.018 мм, длина переднего крыла – 12.2 ± 0.048 мм. С повышением температуры в течение периода развития в запечатанных ячейках до 36 оС длина и ширина третьего тергита увеличивается в среднем на 2%, длина хоботка – на 1%, длина крыла – на 2%, а с понижением до 29 оС – уменьшается соответственно – на 1.6 и 4%. Сезонная изменчивость трутней выражается в укрупнении размеров тела у их генераций, появляющихся от начала к окончанию весенне-летнего сезона.

По массе тела и морфометрическим признакам трутни, развивающиеся из яиц, откладываемых овулирующими рабочими пчелами в безматочных семьях, уступают таковым, развивающимся из яиц, отложенных матками (табл. 3). Средняя масса гениталий у трутней, воспроизводимых в безматочных семьях, составляет 17.0 ± 0.41 мг. Активность спермы, как и у трутней, развивающихся из яиц, отложенных матками, зависит от массы гениталий. Неактивная сперма обнаруживалась у особей, масса гениталий которых не превышает 13.4 ± 0.48 мг. Это указывает на то, что не все трутни, развивающиеся из яиц овулирующих рабочих пчел, могут участвовать в осеменении маток.

Таблица 3. Масса и морфометрические признаки трутней, развивающихся в ячейках пчелиного и трутневого типов

Овулирующие рабочие пчелы чаще всего откладывают яйца в пчелиные ячейки и реже – в трутневые. Однако размер ячеек не оказывает существенного влияния на массу и размер развивающихся трутней (табл. 3). Поэтому вероятнее всего, уменьшение размеров трутней в безматочных семьях связано с ухудшением их трофического обеспечения на стадии личинки. Это подтверждается тем, что из яиц, откладываемых иногда пчелами в маточные ячейки, развиваются крупные трутни.

Укрупнению трутней и активизации продуцируемой ими спермы способствуют применение в подкормках пчелиных семей микродоз биологически активных веществ. Но кормовые добавки оказывают неодинаковое влияние на воспроизводство пчелиными семьями рабочих пчел и трутней.

Биойод и дигидрокверцетин. Двум группам пчелиных семей, подобранными методом аналогов, с 3-дневными интервалами подкармливали 200 мл 40%-ной сахарозы. В качестве кормовых добавок применяли микродозы дигидрокверцетина (0,4 мг/кг живой массы пчел) или «Проста» (0,16, 0,8 или 2,4 мг/кг живой массы пчел)

Подкормки пчелиных семей начинали после появления в них развивающихся трутней. Перед завершением их развития соты с запечатанным расплодом помещали в сетчатые изоляторы. Из них отбирали по 40 особей для морфометрических исследований, а остальных метили разной краской для различения трутней из семей, получавших ДКВ и неодинаковые дозы «Проста», и возвращали в свои семьи. Летную активность трутней наблюдали после 7 сут имагинальной стадии, а при достижении 14-суточного возраста у трутней анализировали наличие и жизнеспособность спермы.

Сперму отбирали при 25°С, а для стимуляции выворачивания эндофаллуса, трутней удерживали за ноги и вынуждали некоторое время предпринимать попытку взлета. Жизнеспособность спермы определяли при 35–37°С в капле раствора «Изотон» на предметном стекле. Подвижность спермы анализировали под микроскопом камерой «Digital», подключенной к монитору компьютера.

В первой группе семей, включавших опытные и контрольные семьи с однолетними матками микродозы ДВК и «Проста» оказали некоторое влияние на численность трутней в семьях. Контрольная группа семей вырастила в среднем по 1259 ± 175 трутней. Семьями, получавшими в подкормке ДКВ было выращено 1427 ± 175 трутней, а при разных дозах «Проста» – 1623 ± 244 особей. Доверительная вероятность этих различий не превышала 0,9.

В другой группе семей с матками-сеголетками, выращивавшими относительно небольшое количество трутней, на их воспроизводство влияли биологически активные вещества, содержавшиеся в подкормках. В контрольной группе каждая семья вырастила в среднем 606 ± 25, при потреблении ДВК – 611 ± 17, «Проста» в дозе 0.16 и 0.8 мг/кг пчел – соответственно по 682 ± 30 и 717 ± 38 трутней. Различие по отношению к контролю составляло соответственно 1%. 11% и 16%.

На массу тела трутней подкормки микродозами изучаемых препаратов оказали несущественное влияние к началу имагинальной стадии. В семьях, потреблявших «Прост» в дозе 0.16 и 0.8 мг/кг пчел, масса трутней превышала особей контрольной группы соответственно на 1.8 и 2.5 %. Влияние ДВК находилось на уровне около 0.1 %.

За период полового созревания масса тела имела сходную динамику изменения во всех вариантах опытов. В контрольной группе к 14 суткам имагинальной стадии масса тела возрастала в среднем на 12.3%, при потреблении ДКВ на 14.1 %. Разные дозы проста (0.16 и 0.8 мг/кг пчел) несущественно отличались по влиянию на возрастную динамику массы, составляя соответственно 15.7% и 14.1 % (табл. 4).

Таблица 1. Влияние микродоз «Проста» и ДКВ на возрастную динамику массы тела трутней

У трутней, развивавшихся в семьях, потреблявших «Прост» или ДКВ, увеличение длины крыльев по отношению к контролю варьировало от 1.1 до 1.4 %. Потребление ДКВ не оказывало существенного влияния на ширину крыльев, а их ширина под влиянием «Проста» в дозах 0.16 и 0.8 мг/кг пчел увеличивалась соответственно на 3.8 и 4.1 %. Значительное увеличение длины 4-х тергитов отмечалось под влиянием и «Проста», и ДКВ, состав-ляя от 18.2 до 21.2 %. При этом ширина тергитов возрастала на 2.2–2.6 % (табл. 5).

Таблица 5. Влияние изучаемых препаратов на морфометрические признаки трутней

Подкормка развивавшихся трутней «Простом» стимулировала активность сперматогенеза. В частности, в контрольной группе доля трутней, у которых не было обнаружено спермы, составляла 46.7 ± 2.9 % (доверительная вероятность ошибки среднего значения рассчитана по уровню значимости 0.95). Потребление развивавшимися трутнями корма с йодом повлияла на увеличение доли особей со спермой в среднем по двум вариантам опытов на 6.7 % (Р ≥ 0.95). В группе с подкормками ДВК не обнаружено существенного изменения доли трутней со сформировавшейся спермой.

Потребление семьями «Проста» в период развития трутней существенно повлияло на повышение жизнеспособности спермиев. С повышением суточ-ной дозы препарата с 0.16 до 0.8 мг/кг пчел продолжительность жизни спермиев в «Изотоне» возрастала в 1.26 и 1.65 раза соответственно (рис. 5).

Рис. 5. Рис. Продолжительность периодов активности спермиев у трутней, развивавшихся в семьях контрольной группы (1) и при суточном потреблении «Проста» в дозах 0.16 (2) и 0.8 мг/кг пчел (3).

Аккумуляция йода в теле трутней возрастала под влиянием потребления пчелиными семьями йодосодержащего препарата. Во всех вариантах опытов, включая контроль, наибольшее количество йода аккумулировали гениталии (табл. 5). Но в них происходили относительно небольшие изменения содержания йода под влиянием биопрепаратов – при применение ДКВ в среднем в 1.13, «Проста» в дозах 0.16 и 0.8 мг/кг в 1.25 и 1.19 раза. В головных, грудных и брюшных отделах применение этих доз «Проста» отражалось на увеличении содержания йода от 1.31 до 1.67 и от 1.82 до 2.0 раз. Под влиянием ДВК увеличение накопления йода находились в пределах от 1.21 до 1.5, что объясняется влиянием этого препарата на активизацию метаболизма и соответственно увеличение потребления корма (табл. 5).

Таблица 3. Содержание йода (мкг/кг) у трутней, развивавшихся в разных пчелиных семьях

Таким образом, «Прост», содержащий биологически связанный йод, и ДКВ оказывают сходное влияние на развитие трутней. Под влиянием микродоз этих препаратов происходит укрупнение трутней. При этом йод существенно стимулирует активизацию сперматогенеза, что отражается на увеличении доли трутней, продуцирующих сперму, и повышении ее жизнеспособности. Но относительно высокие дозы йода снижают жизнеспособность пчел, содержащихся в замкнутых условиях, что установлено на консолидированных группах рабочих особей содержавшихся в садках (Еськов и др., 2016). Поэтому нецелесообразно применение йодосодержащих препаратов в поздне-осенних подкормках пчелиных семей.

Дигидрокверцетин, полизин и ультрадисперсный селен. Исследование выполнено на четырех группах пчелиных семей, подобранных методом аналогов по количеству пчел, расплода и корма. В семьях находились матки-сестры, возраст которых на начало опытов составлял около 1,5 мес. Воспроизводство семьями трутней оценивали по числу запечатанных ячеек с развивавшимися трутнями. Их количество учитывали с 14-суточные интервалы.

Пищевые добавки, в качестве которых использовали полизин, ДКВ и ультрадисперсный селен, скармливали пчелам в растворах 50 %-ной сахарозы. Подкормки проводили трехкратно с 12-суточными интервалами. Разовая доза полизина, в расчете на 1 кг живой массы пчелиных семей, составляла 20 мг, ДКВ – 2 мг и ультрадисперсного селена – 0,01 мкг. Пчелы контрольной группы одновременно получали чистый (без добавок) раствор сахарозы.

Пищевые добавки оказали неодинаковое влияние на репродуктивную активность маток. Потребление селена за анализируемый период (42 сут.) интенсифицировало выращивание трутней в среднем на 29.1 %, полизина – 14,6% и ДВК – на 2,2 %, а рабочих пчел – на 4,4, 1,3 и 9 % соответственно (табл. 6).

Таблица 6. Влияние микродоз полизина и ультрадисперсного селена на количество рабочих пчел и трутней, выращенных пчелиными семьями в течение 36 – 42 суток

Масса тела не имела существенных отличий у трутней, развивавшихся в контрольной группе семей и в семьях, потреблявших пищевые добавки. Однако они повлияли на увеличение массы головных отделов. У пчел, получавших с подкормкой селен и полизин, увеличение массы составило 3,6 %, и ДВК – 2,1 % (табл. 7).

Таблица 7. Масса тела трутней, развивавшихся в семьях получавших полизин, дигидрокверцетин или селен

Морфометрические признаки не имели статистически достоверного изменения под влиянием пищевых добавок. Отмечается лишь тенденция увеличения длины передних крыльев и 4-х брюшных тергитов на 1,1 – 1,9 % (табл. 8), что имеет значение для полета.

Рис. 6. Продолжительность периода сохранения активности спермы в дистиллированной воде

Существенно различалась жизнеспособность спермы в зависимости от потребляемой кормовой добавки пчелиным семьям. У трутней, потреблявших ультрадисперсный селен, сперма сохраняла в дистиллированной воде активность на 18,2 % дольше по сравнению со спермой у тех из них, которые развивались в контрольной группе семей. Влияние полизина отражалось на повышении жизнеспособности спермы на 15,6 %, ДКВ — на 12 % (рис. 6).

Таблица 8. Морфометрические признаки трутней, развивавшихся в семьях получавших полизин, дигидрокверцетин или селен

Специфическая особенность применения селена выражалась в ускорении выведения из организма трутней некоторых ТМ. Поэтому в теле трутней, потреблявших селен, свинца содержалось меньше по сравнению с его содержанием в контрольной группе примерно в 4 раза, кадмия и цинка – в 2 раза. При этом содержание стронция практически не изменялось, а железа и цезия возрастало. Полизин и ДКВ способствовал уменьшению свинца и меди примерно в 1,5 – 2 раза. Под влиянием ДКВ содержание стронция возрастало почти в 2 два, а цезия в 3 раза (табл. 9).

Таблица 9. Содержание химических элементов в теле трутней, семьи которых получали микродозы полизина, ДКВ и ультрадисперсного селена

Таким образом, наибольшей биологической эффективностью обладают микродозы ультрадисперсного селена, стимулирующего воспроизводство трутней и повышающего жизнеспособность спермы. Немаловажно так же и то, что селен ускорят выведение из тела трутней таких опасных поллютантов как свинец и кадмий. Морфометрические признаки и масса тела несущественно изменяются при потреблении пчелиными семьями пищевой подкормки с селеном. Но его влияние на увеличении массы головных отделов трутней указывает на повышение у них потенциальной продолжительности жизни, что установлено на рабочих пчелах (Еськов, Ушарнов, Ярошевич, 2013).

Реабилитация пчелиных семей, подвергающихся противоварроатозным обработкам

С того времени, как в 50-х годах ХХ в. варроатоз был впервые обнаружен на медонос-ной пчеле в Китае, он стал бурно распространяться в Азии, Европе, а затем и на других континентах (Delfinado, Baker, 1974; Banhawy, 1986; Le Conte, 1986). Паразитируя на расплоде и взрослых пчелах, клещ Varroa destructor питается жировым их телом (Lekprayoon, Tangkanasing, 1991). Это приводит к ослаблению пчелиных семей, ингибиру-ет их развитие и снижает продуктивность. Если не принимать мер по уничтожению кле-щей, пчелиные семьи в течение нескольких сезонов погибают или слетают (Watson, Stallins, 2016). Этим обуславливается применение акарицидных препаратов, которые уничтожая клеща (Игнатьева и др., 2004; Пучнин, Мещеряков, 2010; Домацкий, 2018), отравляют пчел.

Известные приемы борьбы с варроатозом можно поделить на биологические (зоотехнические), физические и химические. Зоотехнические приемы рекомендуется применять в течение всего активного периода жизни пчел. К зоотехническим мерам относится, например, изъятие из ульев запечатанного трутневого расплод. Это способствует снижению инвазии, но приводит к нерациональным затратам энергии пчелиных семей на воспроизводство трутней и снижает их численность в периоды спаривания маток.

Среди физических методов борьбы с варроатозом в 80 годы ХХ в. широкую известность получил термический метод. Он основан на относительно низкой толерантности клеща к высокой температуре (Хруст, 1978). Этот довольно трудоемкий способ, не обеспечивающий удале-ния всех клещей, представляет непосредственную и пролонгированную угрозу для жизни пчел. Некоторое их количество погибает от перегрева во время термообработки, а у пчел, переживших нагрев, примерно на 10 % сокращается продолжительность жизни (Еськов, 2014).

По указанным причинам термический способ борьбы с варроатозом не получил широкого применения. С простой реализации связано применение химических методов оздоровления пчелиных семей от варроатоза. Химические средства находят все большее применение, несмотря на то, что они опасны и для пчел, и для здоровья человека, поскольку загрязняют продукцию пчеловодства. В разное время в качестве проивоварроатозных средств применяли фенотиазин, варроатин, фольбекс (хлорбензилат), тимол, дилабик и другие препараты. Но короткий период жизни и высокая плодовитость клеша обеспечивают ему быструю адаптацию к антиварроатозным химическим препаратом.

Исходя из широкой практики применения химических препаратов для борьбы с варроатозом, возникает необходимость применения средств реабилитации пчелиных семей. Для этого проведено испытание биологически активных веществ – полизина, ультрадисперсного селена и ДВК. Их применяли в осенних подкормках пчелиных семей, проводимых после их противоварроатозных (акарицидных) обработок.

В исследованиях на пчелах, содержавшихся в энтомологических садках, установлено, что биологически активные кормовые добавки влияли на увеличение продолжительности жизни пчел. Их 50 %-ная гибель в контрольных группах приходилась в среднем на 57 ± 1,5 сут. При потреблении в подкормке ультрадисперсного селена или полизина 50% пчел погибало на 65 ± 1,7 сут или 63 ± 1,5 сут соответственно. Применение ДКВ увеличивало этот период жизни до 67 ± 2,4 сут. Максимальная продолжительность жизни пчел, по-треблявших чистый раствор сахарозы, достигала 85 суток, а при наличии в нем полизина, селена или ДКВ достигала соответственно 88, 90 и 92 сут.

Масса головных отделов, которая как отмечалось выше, коррелирующая с жизнеспособ-ностью, у пчел контрольной группы за 70 сут жизни уменьшалась в среднем на 26,4 %. При наличии в растворе сахарозы полизина масса головных уменьшалась на 23,5%, селена на – 22,3% и ДКВ на – 20,9% (Р > 0,99).

Возрастная динамика массы зобиков и ректумов находилась в обратной зависимости. Масса зобиков за 70 сут у пчел контрольной группы уменьшалась в среднем на 10%, а с комовыми добавками ультрадисперсного селена – на 7 %, полизина и ДКВ – на 11 %. При этом масса ректумов возрастала в 3,1, 2,8 и 2,6 раза (Р ≥ 0,999) соответственно.

В зобиках пчел контрольной группы за 70 сут содержание воды, находившееся исходно на уровне 40%, возрастало в среднем в 1,3 раза. Наименьшим увеличением содержания воды в зобиках, составлявшем 31 %, отличались пчелы, которые потребляли корм с ДКВ. В группе пчел, потреблявших корм с селеном, содержание воды возрастало по отношению к исходному значению на 36%, с полизином на – 34%. Эти различия коррелировали с уменьшением продолжительности жизни пчел, что обуславливается потреблением низко концентрированного углеводного корма.

Таким образом, наибольшей реабилитационной эффективностью для пчел, подвергавшихся противоварроатозной обработке дилабиком, обладала добавка ДКВ. Применение этого препарата существенно повлияло на увеличение продолжительности жизни пчел. С продолжительностью жизни коррелировала возрастная динамика массы головных отделов и насыщение водой содержимого медовых зобиков.

ВЫВОДЫ

1. Применение в подкормках пчелиным семьям функциональных кормовых добавок влияет на повышение репродуктивной активности пчелиных маток и связанную с нею продуктивность пчелиных семей. Эффективность полизина связана с наличием в этом препарате незаменимых аминокислот, способствующих росту и развитию организма. Биологические эффекты ДКВ обуславливается его капилляропротекторными и антиоксидантными свойствами, способствующими активизации обменных процессов (Teselkin et al., 200; Knekt et al. 2002). С этим связано влияние ДКВ на интенсификацию выведения из организма пчел тяжелых металлов.

2. Влияние селена на повышение активности сперматогенеза у трутней объясняется его участием в антиоксидантной защите организма, регуляции таких процессов, как клеточная пролиферация, транскрипция генов, репарация ДНК и дифференцировка половых клеток (Аникина и др., 2002; Bates et al., 2000: Bianco, Kim, 2006).

3. Селен наряду с полизином и ДКВ, ускоряющими обменные процессы, способствуют реабилитации пчел, подвергавшихся воздействиям акарицидных препараторов. По влиянию на процессы физиологического старения пчел, определяющих их жизнеспособность в условиях возрастающего техногенного прессинга, испытанные биологически активные препараты ранжируются в следующем порядке – ДКВ, селен и полизин.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Возрастающее техногенное загрязнение окружающей среды и связанное с этим увеличение накопления тяжелых металлов в трофических субстратах, потребляемых пчелами, приводит к снижению их жизнеспособности, что выражается в отмечаемой в последние годы массовой гибели пчелиных семей. Поллютанты, накапливающиеся в продукции пчеловодства (меде, прополисе, цветочной пыльце, маточном молочке и др.), представляют также угрозу для безопасности жизнедеятельности человека.

В сложившейся экологической ситуации повышение плодовитости пчели-ных маток и активности сперматогенеза у трутней достигается применением в активный период жизни пчелиных семей функциональных кормовых добавок. Они, активизируя обменные процессы, способствуют удалению из тела пчел поллютантов. Это отражается и на улучшении качества продукции пчеловодства. В них уменьшается количество поллютантов.

Для повышения плодовитости пчелиных маток и сопряженного с этим увеличения продуктивности пчелиных семей рекомендуется, начиная с весны, в течение –1,5 мес. скармливать пчелиным семьям биологически активные вещества. При их выборе следует исходить из установленной биологической эффективности. Испытанные и доступные к применению биологически активные вещества ранжируются в следующем порядке: дигидрокверцетин > ультрадисперсный селен > полизин > хитозан.

Оптимальные суточные дозы препаратов в пересчете на 1 кг массы пчели-ных семей (масса 10 000 пчел равняется 1 кг): дигидрокверцетин – 2 мг/кг; ультрадисперсный селен – 0.01 мкг/кг; полизин – 25 мг/кг, хитозан – 20 мг/кг.

В Средней полосе европейской части России испытывается дефицит йода. В летний период при потреблении пчелами нектара и пыльцы потребность пчелиной семьи в йоде, составляющая 45 мкг/сут, удовлетворяется примерно на 50%. Поэтому требуется дополнительно вводить в углеводные подкормки по 20–25 мкг йода. В 1 мг известного биопрепарата «Прост» содержится 7 мкг йода.

Применение в подкормках йода повышает плодовитость маток и активность сперматогенеза у трутней. Но наибольшим влиянием на качество (жизнеспособность) спермы оказывает селен. Подкормки селеном и другими биологически активными препаратами следует начинать в то время, когда в семьях появляется трутневый расплод.

Список использованной литературы

РЕФЕРАТ

Отчет изложен на 70 страницах, содержит 5 таблиц, 17 рисунков, 92 источника.

ПОЧВА, СОРТ, КАРТОФЕЛЬ, СЕМЕННОЙ МАТЕРИАЛ, УРОЖАЙНОСТЬ,

ОБЪЕКТ, СЕЛЕКЦИЯ, РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Цель работы: Совершенствование элементов ресурсосберегающей технологии возделывания картофеля с использованием агрегатов с ротационными почвообрабатывающими органами для получения высококачественного отечественного семенного материала

Объектом исследований принята почвообрабатывающая фреза с разнообразными формами ножей.

Разработана конструкция почвообрабатывающей фрезы, позволяющая повысить эффективность работы МТА за счет применения двухступенчатых ножей различной формы.Определена траектория движения двухступенчатых ножей и толщина стружек в зависимости от параметров и режимов работы фрезы. Получены выражения позволяющие определить площадь и объем стружки. Установлено, что толщина стружки делится на две части, что улучшает структуру почвы, повышает ее пористость и действие подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата. Анализ первой и второй толщины стружек, показывают линейный характер изменения в зависимости от шага ступни. С увеличением шага ступни на 0,1 м если первая стружка увеличивается на 0,057 м, то величина второй стружки соответственно уменьшается на 0,057 м. Исследованы действия подталкивающих сил в системе МТА. Экспериментально установлено, структуру почвы улучшается на 5-6%, буксование снижается на 2 %, т действие подталкивающих сил и часовая производительность агрегата повышаются соответственно на 0,3-0,5 кН и 0,04 га/ч. Предполагаемый годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования на один агрегат в ценах 2019 года составит 20,0 тыс. руб.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из эффективных путей повышения мобильных агрегатов является применение активных рабочих органов, у которых горизонтальные составляющие реакций почвы направлены в сторону движения агрегата, и, таким образом, помимо технологических выполняют еще и функции движителей.

На современном этапе остается острой проблема повышения качества выполнения технологических операций при обработке почвы с использованием фрезы. Поэтому актуальны вопросы подбора и применения почвообрабатывающих фрез. При этом подход к выбору конструктивно-технологических параметров агрегата должен свести к минимуму энергетические, трудовые и материальные затраты.

Фрезерная обработка почвы широко внедряется в России, так и за рубежом. Доказана целесообразность ее применения в тех случаях, когда обычные лемешные плуги и культиваторы не обеспечивают нужного качества обработки почвы.

Большое разнообразие форм и размеров рабочих органов, принципиальных схем и скоростных режимов фрезы, объясняется не только различными почвенными условиями и технологией возделывания сельскохозяйственных культур, но в значительной степени служит доказательством недостатка теоретических и экспериментальных материалов для обоснованной методики проектирования рабочих органов фрез.

Ежегодно появляются новые конструкции машин с оригинальными рабочими органами. Однако недостатками их можно отнести лишь частичное достижение необходимого качества обработки почвы, зависящее, например, от влажности почвы или механического состава, незначительные подталкивающие действия сил в системе машинно-тракторного агрегата, что приводит к повышенному буксованию ходовых систем и недостаточному рыхлению почвы по слоям, выравнивание поверхности поля и уничтожения сорняков.

Поэтому поиски научно-обоснованных путей решения задач повышения эффективности работы почвообрабатывающей фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы являются актуальными и имеют важное народно-хозяйственное значение.

Предметом исследования являются закономерности взаимодействия рабочих органов с почвой, а также процессы протекающие внутри системы: ходовая система-рабочий орган-почва.

Научную новизну работы представляют:

— математические модели, позволяющие определить диаметр фрезерного барабана, толщину, площадь и объем стружек;

— способы оптимизации и методы расчета шага ступни двухступенчатых ножей В-образной формы.

— исследования действия подталкивающих сил в системе МТА.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов классической механики, моделирования, математической статистики, изучения кинематики движения рабочих органов. При вычислениях использовались программные продукты MS EXСEL, MathCAD. Экспериментальные исследования выполнялись с применением измерительной аппаратуры, стандартных нормативов и методик по планированию и получению опытных данных.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

-конструкция и рациональные параметры диаметра фрезерного барабана почвообрабатывающей фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы.

— математические модели, а также исследовать влияние факторов на оптимальный шаг ступни и действия подталкивающих сил в системе МТА.

— результаты сравнительных экспериментальных исследований почвообрабатывающей фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы.

-рекомендации и годовая экономическая эффективность.

Апробация работы. Результаты основных положений ВКР докладывались и обсуждались на кафедре «Эксплуатация машино-тракторного парка» Российского ГАЗУ, на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГБОУ ВО РГАЗУ, Балашиха 2017.

Публикации. Основные положения ВКР опубликованы в 3 работах, из них 2 – в изданиях, указанных в списке ВАК РФ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ существующих методов и средств для сплошной обработки почвы

С момента появления почвообрабатывающие машины с приводными рабочими органами прошли значительный путь развития и совершенствования.

Первые почвообрабатывающие машины с активными рабочими органами начали создаваться в середине 19 века. В 1850 г. англичанин Хоскинс опубликовал работу, в которой рекомендовал производить обработку почвы с помощью ротационных орудий типа фрезы.

Лишь в 1900 г. появляется вполне работоспособная машина с рабочими органами, вращающимися в плоскости перпендикулярной к направлению движения агрегата, сконструированная во Франции египетским инженером Богос-Нюбар-Паши и предназначавшаяся для обработки хлопковых полей. Много сделали в области фрезерных машин Мейхварт, Вермант, Келенек, Кешеги, Мейенбург [75]. Мотор Кешеги (1909 г.) при всех сравнительных испытаниях с плугами различных типов давал удовлетворительное качество работы. Пионером отечественного машиностроения в области ротационных машин является Институт торфяной промышленности. В 1929 г. им был создан фрезерный барабан с фрикционно закрепленными ножами к трактору ФП (20 л.с.), предназначавшийся для подготовки болот при добыче торфа. НАТИ при участии ВИМ в 1932 г. по заданию ИНСТОРФа спроектировал прицепную фрезу к трактору СХТЗ. В 1935 г. проф. СИ. Яржемским была предложена схема прицепной фрезы к трактору ЧТЗ С-60. Фрезы под маркой ВИМ-ИНСТОРФ и ВИМ-Ф-2 прошли сравнительные испытания в 1936 г. В серийное производство была рекомендована фреза ВИМ-Ф-2 и партия таких машин выпущена заводом им. Колющенко. После усовершенствования эта фреза выпускалась с набором сменных рабочих органов под маркой ВИМ-Ф-5.

Для лесного хозяйства в 1938 г. на Омской машиноиспытательной станции проходила широкую проверку спиральная (винтовая) фреза ЛВФ [35]. Непосредственно в сельскохозяйственном производстве нашей страны фрезы впервые были применены в 1923-1927 гг. всесоюзным научно-исследовательским институтом кормов (ВИК) для обработки лугов. Харьковский филиал ВИСХОМа в 1935 г. спроектировал шестисекционный пропашной фрезерный культиватор к трактору У-2, предназначенный для обработки низкостебельных культур, посеянных с междурядьями 45-50 см [15]. Для обработки семенников трав и других культур была разработана двухрядная фреза с приводом от двигателя мощностью 5,25 л.с. Машина могла переоборудоваться для рыхления почвы в садах между плодовыми деревьями [73]. В 1936 г. для широкого опробования в хозяйственных условиях была изготовлена небольшая партия фрез, предназначавшаяся главным образом для уничтожения кочек на лугах и болотах [74]. Фрезобарабан подвешивался справа по ходу трактора между передними и задними колесами на специальной трубе, связанной жестко с рамой, укрепленной на тракторе. Ускоренное развитие за рубежом и у нас фрезерные почвообрабатывающие машины получили в послевоенный период. Одним из мощных толчков, заставивших обратить внимание на машины активной почвообработки — постоянная тенденция к снижению общего веса и повышения мощности трактора. К тому же к этому периоду улучшились конструктивные, агротехнические и экономические показатели самих почвофрез, что повысило эффективность их применения [76]. Несмотря на положительные результаты, достигнутые в 30-х годах, у нас в стране работы с фрезами сельскохозяйственного назначения были почти полностью приостановлены и возобновились лишь в конце 50-годов. Принятый в 1965 г. новый Типаж почвообрабатывающих сельскохозяйственных фрез на 1966-70 гг. подразделяет отечественные фрезы по их основному назначению на три типа (группы) [5]: а) фрезы для основной обработки почвы; б) фрезы для предпосевной и паровой обработки почвы; в) фрезы для международной обработки почвы (пропашные фрезерные культиваторы). К настоящему времени СКБ завода «Сибсельмаш» разработано целое семейство фрез первой группы: ФБ-1,0; ФБ-1,9; ФБН-0,9; ФБН-1,2; ФБН-1,5; ФБН-2,0. Эти фрезы в основном предназначаются для разделки кочкарников, для улучшения лугов и пастбищ и т.д. [9]. Фреза ФБН-1,2 имеет сплошной фрезобарабан с рабочими органами, загнутыми в левую сторону и расположенными по винтовой линии. Фреза ФБН-1,5 за один проход обрабатывает две полосы с общей шириной захвата 1,5 м, причем посредине оставляется (при нечетном проходе) необработанный участок шириной около 0,7 м. Этот участок обрабатывается одним из роторов при последующем (четном) проходе агрегата. Машина хорошо работает при разделке пластов на лугоболотных почвах и при обработке тяжелых старопахотных суглинистых почв. Лучшие результаты при обработке лугоболотных почв получены фрезой ФБН-2,0. Проходят широкие государственные испытания фрезы садово-полевая ФП-2 с переменной шириной захвата от 1,3 до 2,0 м, садовая ФС-0,9 А, предназначенная для обработки почвы в приствольных полосах садов [58], и фреза лесная ФЛУ-0,8, предназначенная для механизации работ по лесовозобновлению и прокладке противопожарных полос. В последние годы уделяется большое внимание как у нас, так и за рубежом разработке конструкций пропашных фрезерных культиваторов. Конструкции зарубежных пропашных фрезерных культиваторов имеют много разнообразных, подчас оригинальных, технических решений, которые представляют практический интерес при разработке отечественных машин этого типа.

Разработкой, испытаниями и внедрением отечественных пропашных фрезерных культиваторов занимались занимаются ВИМ, ВИК, ВИСХОМ, СибВИМ, УкрНИИМЭСХ, ГСКБ при заводе «Красный Аксай», СКВ завода «Сибсельмаш» и другие коллективы. СКБ завода «Сибсельмаш» в координации со многими научно-исследовательскими институтами над созданием пропашных фрез для высокостебельных культур работает с 1959 г. За прошедший период разработаны и представлены на государственные испытания несколько конструктивных вариантов фрезерных культиваторов, в основном, для обработки посевов с междурядьями 60 и 70 см: ФПН-2,8; ФПН-2,8А; ФПНШ-2,8 и ФПН-4,2. У всех конструкций предусмотрен однотипный центральный цепной привод рабочих органов. Конструктивное оформление секций большинства фрез предусматривает оставление необработанной полосы шириной около 6 см под корпусом цепной передачи (в середине междурядья) или этот участок разрыхляется пассивным рабочим органом. Прототипом этих культиваторов явилась фреза болотная навесная ФБН-2,8 конструкции КТБ при заводе «Рязсельмаш» и УНИМЭСХ.

Вопросами совершенствования рабочих органов и оценкой качества работы почвообрабатывающих машин занимались А.Т. Вагин, А.Ч. Хачатрян, Л.Х. Ким, В.А. Шмонин [16], В.А. Лаврухтин, М.Н. Чаткин [11], И.С. Имамов [49], П.М. Василенко [13], И.М.Панов [8], Ф.М. Канарев [51], Ю.И. Матюшин [71], В.И.Медведев [72], Н.Б. Бок [6, 7, 8], И.М. Гринчук [27, 28, 29, 30], И.С. Полтавцев [9], Н.Ф. Канаев [52], А.Ф. Жук [44], Г.Н. Синеоков [12], Г.Ф. Попов [5, 6], Б.Д. Докин [40], В.С. Сурилов [14], А.И. Лещанкин [64, 65, 66], С.А. Зеленский [48], А.И. Ткаченко [10], Г.А. Дедаев [38], С.Х. Зарипов [46], А.Н. Захарченко [47], Г. Бернацкий [12, 11], В. Зон [13], Р. Тил [131], И.И. Гуреев [32, 33] и др.

Главным условием получения стабильно высоких урожаев является внедрение в производство новых высокоурожайных, устойчивых к основным болезням и вредителям сортов, и соблюдение элементов технологии возделывания.

Новый сорт картофеля необходимо размещать в двух, трех и четырехпольных севооборотах. Для производства товарного картофеля используют 2-3-польные севообороты с насыщением основной культуры 50-70 %: пар чистый – картофель; пар сидеральный – картофель; пар чистый –картофель – картофель; пар сидеральный – картофель, картофель.

Семенной картофель возделывается в севооборотах с насыщением данной культурой 25-33 %; пар чистый – картофель – зерновые; пар чистый – картофель – горох – пшеница; ячмень с подсевом клевера – клевер – картофель; яровые зерновые с подсевом донника – донник – картофель – зерновые. Лучшими предшественниками являются чистый или сидеральный пар, пласт многолетних бобовых трав.

Для нормального роста клубней картофеля, сохранения их правильной формы требуются рыхлые почвы, поэтому под него нужно отводить супесчаные, легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы, способные сохранить рыхлое состояние на протяжении всего периода вегетации. При размещении его на тяжелых по гранулометрическому составу почвах требуется хорошее рыхление прикорневого слоя.

С урожаем картофель выносит большое количество питательных веществ, для формирования одной тонны клубней необходимо 6,0 кг азота, 1,6 кг фосфора и 7,8 кг калия. Поэтому внесение удобрений под него – необходимое условие для получения высокого урожая. Большую ценность имеют органические удобрения. Они служат непосредственным источником питания, кроме того обогащают почву полезными микроорганизмами, способствуют накоплению гуминовых кислот, улучшают ее физические свойства, снижают кислотность почвы. Органические удобрения вносят под паровое поле из расчета 80 т/га. Кроме органических удобрений на недостаточно обеспеченных питательными веществами почвах необходимо внести локально NРК в расчете на планируемую урожайность с учетом их содержания в пахотном слое. Из элементов минерального питания под посевы картофеля особое значение имеют калийные удобрения. При внесении их не только повышается урожайность, но и увеличивается содержание крахмала в клубнях и увеличивает их лежкость в период хранения.

Подготовка семян к посадке. Большинство болезней картофеля передаются через семена, поэтому их качество – одно из главных условий получения высоких урожаев качественных клубней. Перед посадкой проводится сортировка семенного материала: удаляются больные, сильно поврежденные, неправильной формы, изросшие клубни. Сортировка проводится отделением на фракции 40-50; 50-80 г. Посадка каждой фракции производится отдельно, так как для них требуется соответствующая регулировка рабочих органов картофелесажалки.

Картофель относится к культурам, сильно поражаемым болезнями. Богатые углеводами клубни и ботва представляют благоприятную среду для развития самых разных возбудителей. Размеры поражения его болезнями определяются комплексом факторов, среди них наиболее значимые два: количество инфекции и наличие условий, благоприятных для их развития.

Против возбудителей болезней клубни протравливают фунгицидами. По исследованиям, проведенным в нашем институте и в других научных учреждениях лучшими протравителями являются Максим, КС и Максим Плюс, КС. Если в почве, где размещают картофель, имеются личинки щелкунов, то применяют инсектопротравитель Престижиратор, КС в рекомендованных дозах.

Эту работу можно выполнить до или в период посадки картофеля. В случае содержания в почве большого количества вредителей, хороший эффект обеспечивает внесение в рядки Актара ВДГ в дозе 0,4-0,6 кг/га, в период посадки.

Для ускорения появления всходов и возможности проведения уборки в ранние сроки клубни за 12-15 дней до посадки подвергают воздушно-тепловому обогреву при температуре 15-18 °С.

1.2. Рабочие органы и параметры почвообрабатывающих фрезерных машин

В качестве рабочих органов почвообрабатывающих фрез служат ножи, которые непосредственно рыхлят почву и от их конструктивных особенностей зависит качество обработки почвы.

В почвообрабатывающих фрезах применяются серповидные рабочие органы (полевые крючки), Г-образные вожи (впервые поставленные Ланцем на болотные фрезы) и пружинные зубья (рис. 1.1.).

Основная цель фрезерных культиваторов – подрезание сорняков. Поэтому рабочие органы первой и второй группы на этих орудиях, как правило, не ставятся. Исключение представляют пружинные зубья, которые ставятся на ручные фрезы (DUS-ГДР, моторобот – ЧССР, ФС-0,7 – СССР до 1964 г. и т.д.), применяемые иногда на междурядной обработке ягодников.

Эти рабочие органы впервые разработанные Мейенбургом, интенсивно рыхлят почву и частично вычесывают сорняки. Пружинное крепление зубьев смягчает ударную нагрузку и в некоторых случаях предохраняет их от поломок при встрече с препятствиями. Предпринималась попытка поставить пружинное крепление на пропашную фрезу ВНИИГиМ, рабочие органы которой также были изготовлены из стали круглого сечения диаметром 10 мм и близки по форме к лущильному ножу (рис. 1.1. д).

Некоторые рабочие органы для пропашных фрезерных культиваторов представлены на рис. 1.2. Как видно из рисунков рабочие органы почвообрабатывающих фрез разные по форме, следовательно, угол установки ножей тоже отличается друг от друга.

Рисунок 1.1 — Рабочие органы зарубежных почвообрабатывающих фрез:

а – японской фирмы Исеки; б – П-108 (ГДР); в – DUZ (ГДР);

г, д, е и ж – садовых фрез США

Рисунок 1.2 — Рабочие органы пропашных фрезерных культиваторов: а – ФБН-2,8 и ФБСШ-2,8; б – КРН-1,4; в – ФКШ-2,7 (2,8); г – УРИБ-4; д – КФ-2,7; е – «Петер Стенден»; ж – ФПН-2,8 и ФПУ-4,2

Известна почвообрабатывающая фреза (рис. 1.3), содержащая режущую кромку, стойку и отогнутую под углом к ней часть, отличающийся тем, что с целью повышения качества обработки задернелых участков и участков, имеющих в верхнем слое остатки растительности, на отогнутой части ножа со стороны ее режущей кромки выполнен клин, внешняя грань которого сопряжена с торцовой гранью отогнутой части, а его режущая кромка – с режущей кромкой ножа.

Рисунок.1.3. Нож почвообрабатывающей фрезы.

Известна почвообрабатывающая фреза (рис. 1.4), которая повышает качество и снижает энергоемкость обработки почвы. Нож представляет собой изогнутую под острым углом пластину с режущей кромкой 3 и 4. Часть пластины, являющаяся стойкой 1 ножа, выполнена плоской, а изогнутая часть – крыло 2 – по поверхности эллиптического конуса, наклон образующей которого к оси увеличивается к носу крыла 2. Режущая кромка 3,4 ножа лежит в сечении конуса, поперечном его оси. Ширина крыла 2 к его носку уменьшается. Высота стойки 1 и высота крыла 2 одинаковы. Форма ножа обеспечивает его вхождение в почву с минимальным сопротивлением и образование ровного дна борозды по ширине захвата.

Рисунок 1.4 — Нож предлагаемой конструкции: 1–стойка, 2–крыло, 3,4 – режущая кромка

Предложена почвообрабатывающая фреза (рис. 1.5) для снижения энергоемкости обработки переувлажненных почв. Нож 1 фрезы имеет плоскую стойку 4 и отогнутую под тупым углом крыло 5. Крыло 5 изогнуто по конической поверхности, одна из образующих и вершина которой расположены в плоскости вращения стойки 4 ножа 1. Направление другой образующей конической поверхности совпадает с обрезом боковой кромки 7 крыла 5. При вращении фрезерного барабана по мере удаления точек рабочей поверхности ножа от центра вращения угол установки ножа уменьшается. Это обеспечивает заданный угол резания при исключении контакта тыльной стороны ножа с почвой.

Рисунок 1.5 — Почвообрабатывающая фреза для снижения энергоемкости обработки переувлажненных почв

Следует дополнительно изучать, как влияет различный угол установки ножей относительно радиуса фрезбарабана на энергоемкость фрезерования.

Экспериментальная работа Зоне [130, 131] свидетельствует о том, что с увеличением ширины захвата ножей удельная энергоемкость фрезерования уменьшается. Таким образом, следует стремиться к тому, чтобы захват ножей был как можно больше. Объясняется это тем, что у ножей с большим захватом реакция сопротивления стойки такая же, как и у ножей с малым захватом, но распределяется она на большую площадь. Однако, в пропашных фрезах увеличение ширины захвата ножей ограничивается конструктивными возможностями, величиной междурядий и защитной зоны.

Выбор толщины ножа и ширины полотна производится путем расчета на прочность. В работах акад. П.М. Василенко [14, 15] даны методические основы для таких расчетов.

1.3. Выбор конструктивных параметров фрезерного барабана

Одним из главных вопросов при конструировании фрезерных машин является выбор конструктивных параметров фрезбарабана. Например, от правильного выбора величины диаметра фрезы, будут зависеть габариты, масса машины, а также энергетические и агротехнические показатели работы фрезы в целом. Известно, что при одинаковой подаче на один рабочий орган с увеличением диаметра барабана растет длина пути, проходимого рабочим органом в почве, и изменяется форма стружки.

Вопрос об установлении оптимального диаметра барабана почвообрабатывающих фрез изучался теоретически и экспериментально. Р.К. Фреверт математически доказал, что наименьшее отношении длины пути резания к глубине обработки получается тогда, когда диаметр фрезбарабана равен приблизительно 1,25 глубины обработки.

Аналогичные результаты получены И.М. Гринчкуком при исследовании фрезерования по способу «сверху-вниз». Теоретически доказано, что наименьшее отношение длины пути резания к глубине обработки получается при диаметре фрезы большем глубины обработки в 1,13-1,33 раза [1].

И.М. Панов [2] длину пути резания стружки рекомендует определять по уравнению

Из уравнения следует, что длины пути резания стружки зависит от радиуса барабана R, кинематического параметра глубины обработки a, числа ножей и направления вращения барабана.

Аналогичное уравнение по определению пути резания предлагает Ф.М. Канарев [3]:

Данное уравнение не имеет окончательного вида (интеграл не решен). Ф.М. Канарев рекомендует также [4] радиусы роторов (фрез-барабанов) определять с учетом направления их вращения.

А.И. Лещанкин [5] рекомендует длину линии резания определять из выражения

Результаты, полученные экспериментальным путем, указывают на зависимость расхода энергии от величины диаметра фрезбарабана (А.Д. Далин, Н.Ф. Канев, И.С. Полтавцев, Г.Ф. Попов, В. Зоне).

В опытах А.Д. Далина [6] изменение диаметра фрезы с 0,950 м до 0,66 м вызвало уменьшение удельной мощности фрезерования на 9,5 %. И.С. Полтавцевым /7/ при изучении влияния величины диаметра фрезы на расход энергии установлено, что с уменьшением последнего (с 1,06 до 0,86 м) расход мощности на фрезеровании снижается на 10 %. К таким же результатам пришли ученые Н.Ф. Канев, Г.Ф. Попов в опытах по обоснованию величины диаметра фрезбарабана и установили, что при постоянном скоростном режиме (S = const, с изменением диаметра от 0,56 до 0,38 м расход мощности снижается на 25 %. Это снижение они объясняют уменьшением длины стружки и пути, проходимого ножом в почве. Величину диаметра фрезы Г.Ф. Попов [8] рекомендует выбирать из условия, чтобы корпус передачи, болты и другие выступающие части не врезались в необработанный грунт, чтобы уменьшить энергозатраты. Это условие выражено зависимостью

Немецкие исследователи В. Зоне и Р. Тиль рекомендуют выбирать величину радиуса барабана в зависимости от глубины обработки из соотношения h:R = 1.

А.Д. Лукьянов рекомендует при выборе диаметра барабана проверять на условие свободной выгрузки срезанной почвы из пространства между ножами и валом барабана: где a – глубина обработки, z – число ножей, K_р – коэффициент разрыхления почвы, K_з – коэффициент заполнения почвой объема между корпусом барабана и поверхностью забоя.

В развитии конструкций современных почвообрабатывающих фрез наблюдается тенденция к уменьшению величины диаметра барабана до 0,3…0,4 м. Многочисленные исследования показывают снижение затрат энергии на обработку почвы при уменьшении величины диаметра фрезы. Однако следует заметить, что все опыты проводились при заглублении фрезбарабана на 1/3…1/4 его диаметра, то есть диаметр в 3…4 раза превышал глубину обработки. А эта глубина, как следует из приведенных теоретических положений, не является предельной, то есть такой, после которой затраты энергии могут увеличиваться.

Определенное теоретически значение оптимальной величины диаметра фрезбарабана для заданной глубины обработки, даже в наиболее современных фрезах зарубежных и отечественных марок не реализовано и не может быть реализовано при традиционных схемах механизмов приводов. Поэтому, величина диаметра фрезбарабана, как правило, в 3…4 раза больше глубины, в лучшем же случае он лишь несколько больше удвоенной глубины рыхления.

Благодаря конструкции почвофреза ФНШ-2, барабан которой выполнен из нескольких секций, крайние из которых расположены под углом к горизонтальной плоскости и соединены с соседними универсальными шарнирами, позволяет вести обработку почвы на глубину, близкую диаметру фрезбарабана. Однако при работе на стыке между соседними проходами фрезы образуется гребень-полоса с неодинаковой глубиной рыхления в том мести, где проходят наклонные секции. Кроме того, частота вращения этих секций неравномерная. Известны такие немногочисленные экспериментальные исследования, подтверждающие приведенное теоретическое значение оптимальной величины диаметра [9].

Обобщая имеющиеся исследования, при выборе диаметра барабана можно сказать, что в расчетах не учитывается силовые факторы, взаимодействующие на фрезерный барабан. Поэтому полученные данные сложно реализовать на практике.

1.4. Скоростные режимы фрезерования почвообрабатывающих фрез

Скоростные режимы фрезерования исследовали многие ученые: П.В.Павлов [77], Я.М. Жук [43], Зоне, Тиль и др. Экспериментальные данные в основном представляют собой зависимости энергоемкости фрезерования от окружной скорости при постоянной поступательной; от поступательной скорости при постоянной окружной и постоянном количестве ножей на диске. Результаты, как правило, предопределялись логически. С увеличением окружной или поступательной скорости, к каждой в отдельности, так и в в совокупности при неизменном количестве ножей на диске, расход энергии на фрезерование возрастает. Замечено, что с возрастанием поступательной скорости уменьшаются удельные энергозатраты на объем фрезерованной почвы.

В пропашных фрезах поступательная скорость ограничивается условиями вождения агрегата вдоль междурядий без повреждения культурных растений.

Опытами П.В. Павлова с Г-образными ножами установлено, что с увеличением окружной скорости фрезерования при постоянной поступательной и постоянной подаче (что достигается постановкой различного количества ножей на диске) мощность увеличивается, а крутящий момент на валу фрезбарабана несколько уменьшается; следовательно уменьшается и металлоемкость орудия. Таким образом, выбор оптимального числа оборотов фрезбарабана определяется соотношением показателей энергоемкости и металлоемкости. Следует учесть, что большая часть энергии расходуется на отбрасывание почвы. С увеличением скорости вращения фрезбарабана вдвое кинетическая энергия, отбрасываемой почвы, увеличивается в квадрате в четыре раза. Несколько изменяется с увеличением скорости та часть энергии, которая идет на резание почвы при фрезеровании (без отбрасывания), т.е. на разрушение почвенных связей – этот вопрос представляет интерес для правильного выбора скоростного режима фрезерных пропашных культиваторов.

В отличии от работы лап культиваторов и других орудий пассивного действия фрезерные рабочие органы участвуя одновременно в двух движениях – поступательном и вращательном, а так же имеют непостоянный угол резания.

Еще Далин [36] и Павлов [77] определяли для некоторых частных случаев величину так называемого «поправочного угла», который необходимо учитывать при установке рабочих органов на диске барабана фрезы.

Немецкими учеными Мурш и др. [13] были даны типичные кривые изменения угла резания по углу поворота фрезбарабана ( ) для нескольких режимов.

Рисунок 1.6 — Номограмма инк. Гринчука И.М. для определения угла резания рабочих органов фрезерных машин

Однако при фрезеровании необходимо и важно знать расположение крыла ножа относительно направления движения не только в процессе отрезания стружки, но и в процессе движения его в рыхлой почве, так как значительная часть энергии расходуется на сообщения почвенным частицам кинетической энергии, иначе говоря, на отбрасывание почвы, на распыление её.

1.5. Цель и задачи исследования

Анализ конструкций ротационных почвообрабатывающих машин показал, что наиболее перспективным направлением их совершенствования является создание ротационных фрез с двухступенчатыми ножами В-образной формы, позволяющая улучшить обработку почвы, повысить ее физической структурность и действие подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата.

Существующие математические выражения по определению параметров и режимов работы почвообрабатывающих фрез не позволяют их использовать при расчете ротационных фрез с двухступенчатыми ножами В-образной формы.

Цель работы: Совершенствование элементов ресурсосберегающей технологии возделывания картофеля с использованием агрегатов с ротационными почвообрабатывающими органами для получения высококачественного отечественного семенного материала

На основании анализа состояния вопроса и в соответствии с целью были поставлены и решены следующие задачи:

1. Обосновать рациональные параметры диаметра барабана и разработать конструкцию почвообрабатывающей фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы, позволяющую улучшить обработку почвы, повысить ее физической структурность и действие подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата.

1. Определить траекторию движения двухступенчатых ножей и формулы расчета толщины и площади стружек в зависимости от параметров и режимов работы фрезы.
2. Разработать модели и способы оптимизации шага ступни двухступенчатых ноже В-образной формы и исследовать их действие подталкивающих сил в системе МТА.
3. Экспериментально определить влияние режимов работы фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы на величину подталкивающей силы, буксования и производительности МТА, коэффициент структурности почвы.
4. Дать технико-экономическую оценку и оценить годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования

1.6 Выводы по главе 1

1. Проанализированы существующие методы и средства для сплошной обработки почвы. Рассмотрены конструкции рабочие органы и параметры современных почвообрабатывающих фрезерных машин. Установлено, что наиболее перспективным направлением их совершенствования является создание ротационных фрез с двухступенчатыми ножами В-образной формы, позволяющая улучшить обработку почвы, повысить ее физической структурность и действие подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата

2. Приведена методика выбора конструктивных параметров фрезерного барабана, скоростных режимов фрезерования почвообрабатывающих фрез. Существующие математические выражения по определению параметров и режимов работы почвообрабатывающих фрез не позволяют их использовать при расчете ротационных фрез с двухступенчатыми ножами В-образной формы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ НОЖЕЙ В-ОБРАЗНОЙ ФОРМЫ

2.1. Конструктивные особенности фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы

Фреза состоит из остова 1, кожуха 2, корпуса подшипника 3, вала шестигранного 4, в начале и в конце которого установлены стопорные кольца 5, а между ними равномерно поочередно расположены втулки 6 шестигранной формы, с внутренней и наружной стороны которых закреплены болтами 7, двухступенчатые ножи 8 В-образной формы (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 — Почвообрабатывающая фреза с двухступенчатыми ножами В-образной формы

Принцип действия фрезы состоит в следующем. На конец шестигранного вала 4 устанавливается стопорное кольцо 5. На втулку шестигранной формы 6 с внутренней стороны, крепятся болтами 7, двухступенчатые ножи 8 В-образной формы, а с наружной стороны крепят ножи без втулки 6. Собрав необходимое количество ножей, в зависимости от ширины обработки почвы, закрепляют стопорным кольцом 5.

При вращении от привода (не показано) шестигранный вал 4 передает крутящий момент за счет шестигранной втулки 6 и болтов 7, двухступенчатым ножам 8 В-образной формы. Ножи 8, поочередно взаимодействуя с почвой, разрыхляют ее, в зависимости от частоты вращения вала, до нужной структурности. За счет В-образной формы и двухступенчатой конструкции ножей достигается лучший эффект обработки почвы и простота конструкции.

Применение данного устройства дает возможность повысить качество обработки почвы и снизить буксование движителя в системе ходовая система-рабочий орган-почва, в том числе уменьшается энергоемкость фрезы за счет поочередного взаимодействия с почвой.

2.2. Определение диаметра фрезерного барабана почвообрабатывающей машины

В теории повышения тягово-сцепных свойств колесных движителей М.М. Махмутовым впервые применен метод расчета параметров съемных зацепов учитывая траекторию движения рабочих органов, применим данный метод и при определение диаметра фрезерного барабана почвообрабатывающей машины. Рассмотрим фрезерный барабан, заглубленный в почву на величину его радиуса (рис. 2.2). В результате взаимодействия ножа с почвой, при подведении крутящего момента, возникнут силы, стремящиеся сдвинуть фрезу в вертикальном и горизонтальном направлениях.

В связи с тем, что траектория ножа проходит по окружности, величина силы вертикального направления изменяется по косинусоидальной зависимости, а горизонтального – по синусоидальной, значение которой больше сил вертикального направления при углах поворота зацепов от 45⁰ до 135⁰ – дуга АВ (рис. 2.3).

Рисунок 2.2 — Схема к расчету оптимального диаметра фрезерного

барабана

Рисунок 2.3 — Зависимость изменения сил вертикального и

горизонтального направления от угла поворота ножа

а)

б)

Рисунок 2.4. Схема к расчету диаметра фрезерного барабана при расположений ножей: а)- одноступенчатом; б)- двухступенчатом.

Рисунок 2.5 — Влияние глубины обработки почвы на диаметр и шаг ступни фрезерного барабана: — =0,05 м; — =0,10 м; — =0,15 м

Рисунок 2.6 — Влияние шага ступни на диаметр фрезерного барабана: при глубине обработки почвы: — =0,05 м; — =0,10 м; — =0,15 м

Следовательно, глубина фрезерования ограничится точкой контакта его с почвой, в момент, когда силы горизонтального направления, или подталкивающее усилие, превысят величину вертикальных сил. Тогда взаимосвязь между диаметром фрезерного барабана и глубиной обработки определится исходя из следующих выражений:

Анализ полученного выражения показывает линейную взаимосвязь между полученными выражениями и на 1 м диаметра фрезерного барабана глубина обработки повышается на 0,15 м.

Рассмотрим работу почвообрабатывающей фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы. Глубина обработки ограничится началом взаимодействия верхнего ножа (рис. 2.4 б), следовательно, взаимосвязь между диаметром фрезерного барабана и глубиной обработки определится исходя из следующих выражений:

где – шаг ступни, м.

Графический анализ, представленный на рисунке 2.5 показывает зависимость между диаметром фрезерного барабана и глубиной обработки почвы для одно и двух ступенчатых ножей. С увеличением глубины обработки почвы на 0,05 м диаметр фрезерного барабана повышается по линейной зависимости и составляет на 0,34 м (рис.2.5).С увеличением шага ступни на 0,05 м диаметр фрезерного барабана повышается по линейной зависимости и составляет на 0,33 м

Анализ полученного выражения (2.2) показывает, что при шаге ступни равном нулю получаем частный случай формулы (2.1).

2.3 Выбор оптимального шага ступни двухступенчатых ножей В-образной формы

От правильного выбора шаги ступни двухступенчатых ножей В-образной формы зависят не только качество обработки почвы, но и характеристики подталкивающих действий сил в системе машинно-тракторного агрегата (МТА).

Рассмотрим активный рабочий орган ротационной почвообрабатывающей машины с двухступенчатыми ножами В-образной формы. При шаге ступни t_s равном глубине обработки почвы h_о, рыхление почвы будет осуществляться только ножом второй ступни 2 (рис. 2.7). Действие подталкивающих сил в системе МТА будут незначительны.

С уменьшением шага ступни, сверху и снизу второго ножа начнется образовываться слой почвы. Он начнет вступать во взаимодействие с почвой, что улучшит структуру обработки почвы и повысит действие подталкивающих сил в системе МТА.

При шаге ступни равном нулю под вторым ножом слой почвы уменьшается до минимума, что ухудшит рыхление почвы и действие подталкивающих сил. Оптимальным шагом ступни будет то значение, при котором объем рыхления первым и вторым ножом будут одинаковым. Выразим данное предположение в математической форме.

Объем рыхления почвы при работе почвообрабатывающих фрез определяется:

, (2.3)

а)

б

Рисунок 2.7 — Работа двухступенчатых ножей В-образной формы при шаге ступни равном: а – глубине обработке почвы; б – половине глубины обработке почвы.

где – радиус барабана, м, – глубина обработки почвы, м; – показатель кинематического режима работы фрезы; — число ножей в одной секции, шт.; – ширина захвата ножа, м.

С увеличением шага ступни объем рыхления почвы над первой ступенью (ближе к центру барабана) будет уменьшаться и определится

, (2.4)

где – шаг ступни, м.

Объем рыхления почвы над второй ступенью с повышением шага ступни будет увеличиваться по выражению :, (2.5)

Оптимальным значением шага ступни будет значением, при котором объем почвы будет равен . Выразим математически:

Математически определить оптимальное значение шага ступни из уравнения (2.6) затруднительно. Графическое определение представлено на рисунке 2.8.

С увеличением глубины обработки почвы оптимальный шаг ступни повышается (рис.2.9) и составляет 0,04 – 0,07 м. Для ориентировочных инженерных расчетов можем принять, что оптимальный параметр шага ступни составляет 0,25 — 0,45 от значения подачи на нож:

, (2.7)

Рисунок 2.8 — Оптимальное значение шага ступни для условий: :

Рисунок 2.9 — Выбор оптимального значения шага ступни

в зависимости от глубины обработки почвы:

Графически можно также решить задачу определения оптимального шага ступни, если значение объема стружки при шаге ступни равном нулю разделить пополам и от полученного значения провести горизонтальную линию до кривой, описывающей влияние шага ступни на объем стружки, опустив на ось шага ступни, получим оптимальное значение шага ступни для определенных условий работы фрезы (рис. 2.9).

Проанализируем формулу(2.5) и определим, от каких факторов зависит значение оптимального шага ступни для следующих уровней и интервалами варьирования факторов (табл. 2.1).

Таблица 2.1 — Уровни и интервалы варьирования факторов

Рисунок 2.10 — Влияние исследуемых факторов на оптимальный шаг ступни

Влияние параметров и режимов работы фрезы на оптимальную величину шага ступни показали следующие результаты (рис.2.10).

Количество и ширина захвата ножа не влияет на величину оптимального шага ступни. С увеличением радиуса барабана; оптимальный шаг ступни повышается по параболической зависимости и составляет в диапазоне 0,2…0,3 м – 7·10^-3 м, а в диапазоне 0,3…0,4 м – 9·10^-3 м. С увеличением показателя кинематического режима работы фрезы, оптимальный шаг ступни повышается по параболической зависимости и составляет в диапазоне 2…4 – 7·10^-3 м, а в диапазоне 4…6 – 9·10^-3 м. С увеличением глубины обработки почвы на 0,05 м оптимальный шаг ступни повышается по линейной зависимости и составляет 25·10^-3 м.

Таким образом, наиболее значимым фактором, влияющим на величину оптимального шага ступни, является глубина обработки почвы.

2.4. Исследования действий подталкивающих сил в системе МТА

В результате обработки почвы ротационными машинами, в частности фрезами, при попутном фрезеровании (сверху-вниз) возникают действия подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата (МТА) [1]. Образовавшиеся подталкивающиеся силы, действуя на трактор, снижают не только буксование колесного движителя, но и силу тяги на крюке. С целью определения влияния действий подталкивающих сил, крюковой нагрузки на буксование колесных тракторов рассмотрим существующие формулы.

В работе [3] приводится следующая зависимость определения коэффициента буксования МТА:

, (2.8)

где – расчетные коэффициенты, зависящие от свойств почв.

В формуле (2.8)для определения буксования необходимо знать четыре расчетных коэффициентов. В работе [4] отмечается, что потери на буксование до определенного предела возрастают почти по прямой, пропорционально касательной силе тяги. При дальнейшем увеличении касательной силы тяги потеря от буксования начинает возрастать быстрее и протекает по кривой 2-го порядка. Математическое исследование показало, что кривым буксования лучше всего соответствуют параболы высшего порядка, по уравнению:

, (2.9)

где а, в, с – коэффициенты, зависящие от марки трактора и свойств почв.

При работе на вспашке стерни средних почв, в зависимости от марки трактора, значения коэффициента, а находится в диапазоне 0,033 – 0,175, значения коэффициента в находится в диапазоне 0,077 – 243, значения коэффициента с находится в диапазоне 2,00 – 7,62

В работах [5, 6] приводится формула расчета буксования агрегата в зависимости от двух расчетных коэффициентов:

. (2.10)

При работе МТА с почвообрабатывающими фрезами возникают действия подталкивающих сил, поэтому выражение (2.25) преобразуется в следующий вид:

. (2.11)

где — действие подталкивающих сил в системе МТА, кН.

Рисунок 2.11- Влияние крюковой нагрузки на буксование МТА при действии подталкивающих сил:

Проанализировав данное выражение, получим, что с увеличением действия подталкивающих сил буксование агрегата уменьшается по экспоненциальной зависимости (рис. 2.11). Для работы агрегата с трактором МТЗ-82 в условиях пашни при крюковой нагрузке 14 кН с увеличением действия подталкивающих сил до 2 кН буксование уменьшается на 4,8%, а в диапазоне повышения 2 – 4 кН – на 4,1%.

При отсутствии крюковой нагрузки при =2 кН буксование имеет отрицательные значения – 2%, а при =4 кН – 3,8%, т.е. наблюдается эффект скольжения.

2.5. Выводы по главе 2

1. Разработана конструкция почвообрабатывающей фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы и определена математическая модель влияния шага ступни и глубины обработки почвы на диаметр фрезерного барабана.

2. Определена траектория движения двухступенчатых ножей и толщина стружек в зависимости от параметров и режимов работы фрезы. Установлено, что с увеличением числа оборотов фрезы толщина стружки снижается по параболической зависимости и составляет в диапазоне 100…200 об/мин — 0,17 м, а в диапазоне 200…300 об/мин –0,06 м. С увеличением глубины обработки почвы толщина стружки повышается по гиперболической зависимости и составляет в диапазоне 0,05…0.15 м – 0,06 м, а в диапазоне 0,05…0.15 м – 0,02 м. С увеличением радиуса фрезы толщина стружки снижается по параболической зависимости и составляет в диапазоне 0,2…0.3 м – 0,021 м, а в диапазоне 0,3…0.4 м уменьшается на 0,017 м. С увеличением скорости движения машины (поступательной скорости фрезы) на 1 м/с толщина срезаемой стружки увеличивается по линейной зависимости и составляет 0,087 м С увеличением числа ножей в ступице толщина стружки снижается по гиперболической зависимости и составляет в диапазоне 2…3 шт. – 0,09 м, а в диапазоне 3…4 шт. – 0,04 м.

3 При рассмотрении фрез с двухступенчатыми ножами В-образной формы, толщина стружки делится на две части, что улучшает структуру почвы, повышает ее пористость и действие подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата. Анализ первой и второй толщины стружек, показывают линейный характер изменения в зависимости от шага ступни. С увеличением шага ступни на 0,1 м если первая стружка увеличивается на 0,057 м, то величина второй стружки соответственно уменьшается на 0,057 м.

4. Получены выражения позволяющие определить площадь стружки. Установлено, что с увеличением кинематического показателя режима работы фрезы площадь стружки снижается по гиперболической зависимости и составляет в диапазоне 2…4 – 5·10^-3 м², а в диапазоне 4…6 об/мин – 2·10^-3 м². С увеличением радиуса фрезы площадь стружки повышается по гиперболической зависимости и составляет в диапазоне 0,2…0.3 м – 17·10^-3 м², а в диапазоне 0,3…0.4 м – 25·10^-3 м² . С увеличением глубины обработки почвы на 0,1 м площадь стружки повышается по линейной зависимости и составляет 5·10^-3 м². С увеличением числа ножей в ступице площадь стружки снижается по гиперболической зависимости и составляет в диапазоне 2…3 шт. – 9·10^-3 м², а в диапазоне 3…4 шт. – 6·10^-3 м². Наибольшее влияние оказывают радиуса барабана и глубины обработки почвы, а минимальное – кинематический показатель режима работы фрезы

5. Разработаны модели и способы оптимизации шага ступни двухступенчатых ножей В-образной формы. Установлено, что количество и ширина захвата ножа не влияет на величину оптимального шага ступни. С увеличением радиуса барабана; оптимальный шаг ступни повышается по параболической зависимости и составляет в диапазоне 0,2…0,3 м – 7·10^-3 м, а в диапазоне 0,3…0,4 м – 9·10^-3 м. С увеличением показателя кинематического режима работы фрезы, оптимальный шаг ступни повышается по параболической зависимости и составляет в диапазоне 2…4 – 7·10^-3 м, а в диапазоне 4…6 – 9·10^-3 м. С увеличением глубины обработки почвы на 0,05 м оптимальный шаг ступни повышается по линейной зависимости и составляет 25·10^-3 м.

6. Исследованы действия подталкивающих сил в системе МТА. Определено, что с увеличением действия подталкивающих сил буксование агрегата уменьшается по экспоненциальной зависимости. Для работы агрегата с трактором МТЗ-82 в условиях пашни при крюковой нагрузке 14 кН с увеличением действия подталкивающих сил до 2 кН буксование уменьшается на 4,8%, а в диапазоне повышения 2 – 4 кН – на 4,1%. При отсутствии крюковой нагрузки при = 2 кН буксование имеет отрицательные значения – 2%, а при =4 кН – 3,8%, т.е. наблюдается эффект скольжения.

Рассмотренные в данной главе теоретические исследования позволяют определить объем и сформулировать основные задачи экспериментальных исследований.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Программа экспериментальных исследований

Для установления влияния глубины обработки почвы, шага ступни, скоростей вращения фрезерного барабана и поступательного движения фрезы на действие подталкивающей силы в системе агрегата с колесным трактором МТЗ-82, буксования, производительности и рыхление почвы необходимо порвести экспериментальные исследования.

Программа исследований включает:

– разработку методики экспериментальных исследований в соответствии с ГОСТ 7057-2001;

– выбор объектов и места проведения экспериментальных исследований согласно ГОСТ 20915-75;

– определение планов проведения исследований и оптимальных пределов изменения рассматриваемых факторов на основании ГОСТ 24026-80;

– подготовку приборов к работе, определение их погрешностей измерения;

– проведение экспериментальных исследований и регистрации измеряемых факторов (параметров) согласно ГОСТ 30745-2001, ГОСТ 3481-79, ГОСТ 24026-80;

– подготовка и обработка полученного экспериментального материала в соответствии с ГОСТ 8.207-76.

На рис. 3.1 показаны цель, задачи исследований и пути их решения.

Рисунок 3.1 – Программа экспериментальных исследований

3.2. Планы проведения экспериментов и уровни варьирования исследуемых факторов

При проведении экспериментальных исследований разработан активный эксперимент [38], то есть уровни варьирования факторов изменяли целенаправленно в зависимости от условий проведения каждого опыта. Были реализованы композиционные В-планы (планы Бокса) второго порядка. В качестве варьируемых факторов были выбраны следующие показатели: Х₁ – шаг ступни; Х₂ – число оборотов; Х₃ – глубина обработки фрезы; Х₄ – поступательная скорость.

Работы по определению экспериментальной зависимости действии подталкивающих сил, буксования, производительности и структуры почвы проводились по плану матрицы четырехфакторного эксперимента [24] (табл. 3.1).

Границы изменения рассматриваемых факторов рассчитывались согласно техническим характеристикам МТА и параметрам почвообрабатывающей фрезы [37].

Таблица 3.1 – Матрица планирования четырехфакторного эксперимента

Интервал варьирования шага ступни определялся конструктивными особенностями ножей и глубиной обработки почвы, число оборотов определялось технической характеристикой трактора МТЗ-82 и условиями работы фрезы, глубина обработки определялась агротехническими требованиями, поступательная скорость движения определялась кинематическим показателем работы фрезы. В таблице 3.2 представлены уровни и интервалы варьирования факторов.

Таблица 3.2 – Уровни и интервалы варьирования факторов

3.3. Обработка экспериментальных данных

где S_л , S_пр – теоретический путь, пройденный ведущими соответственно левым и правым колесами трактора, м;

, (3.5)

где – наружный диаметр ведущего колеса, м; n_р, n₅ – показания каналов прибора, фиксирующего соответственно крюковую нагрузку и обороты путеизмерительного колеса; n_л , n_np – показания каналов прибора, фиксирующего обороты левого и правого ведущих колес трактора.

Следовательно получим:

. (3.6)

В зависимости от параметров ведущих колес статический радиус ведущего колеса составил для МТЗ-82: = 1,50 м. Данные регистрации приборов исследования действия подталкивающих сил приведены в приложении, таблица П.13.

Обработка экспериментальных данных проводилась по методике, основанной на положениях теории планирования эксперимента в следующей последовательности:

1. Дисперсию опыта определяли по опытам в центре пла­на:

б) Складываются построчные произведения x_ji на у_ji от 1-го до N-го опыта включительно:

(3.9)

где i, j – соответственно номер опыта и фактора.

в) Складываются построчные произведения x² _ji на у² _ji от 1-го до N-го опыта:

(3.10)

г) Складываются суммы, полученные для каждого из факторов.

Это сумма одна. . (3.11)

д) Складываются построчные произведения парных взаимодействий на соответствующие значения функции отклика.

, (3.12)

3. Расчет величин коэффициентов уравнений вели по формулам:

где а₁…а₆ – табличный коэффициенты.

4. Проверку гипотезы о значимости коэффициентов уравнения регрессий производим следующим образом.

а) Стандартные отклонения коэффициентов определяли:

б) Определяем критические области коэффициентов:

где t – критерий Стьюдента при числе степени свободы и выбранном уровне значимости.

5. Для проверки гипотезы об адекватности полученного уравнения регрессии вычисляем построчно значения отклика для каждого опыта [19] и квадраты разностей между экспериментальными и теоретическими значениями отклика.

Дисперсию адекватности определяем по формуле:

, (3.24)

где N – число степеней свободы для дисперсии адек­ватности; m – число коэффициентов уравнений регрессии.

Адекватность уравнения определяем с помощью критерия Фишера: . (3.25)

Если полученное значение критерия Фишера не превышает табличного, то гипотеза об адекватности принимается. В противном случае полученное уравнение считается неадекватным.

3.4. Оценка погрешностей измерений в опытах

Измерения любой величины делаются не менее трех раз и заносятся в таблицу. Если оказывается, что все время получается одинаковый результат (нет разброса), то точность ограничена возможностями измерительного прибора (систематическая погрешность). В этом случае в качестве погрешности берется погрешность градуировки прибора (определяется по значению класса точности прибора или по величине наименьшего деления шкалы).

Класс точности М – это отношение абсолютной погрешности в единицах длины шкалы к длине всей шкалы L, выраженное в процентах:

Если разброс значений физической величины x превышает погрешность градуировки, то количество измерений n увеличивают.

Погрешность разброса (случайную погрешность) вычисляют в следующей последовательности:

1. Находят среднее арифметическое всех n измерений x_i , где i пробегает все целые значения от 1 до n:

2. Оценивают дисперсию (среднеквадратичное отклонение от среднего значения — СКО):

3. Находят случайную абсолютную погрешность:

где − коэффициент Стьюдента, который зависит от числа измерений n и вероятности p, с которой мы хотим указать погрешность (половина доверительного интервала для среднего арифметического).

Полученные значения сравниваются с погрешностью градуировки прибора и, если они различаются на порядок и более, то берется наибольшее из них. Если они сравнимы по величине, то полную погрешность вычисляют как корень квадратный из суммы квадратов этих погрешностей.

4. Находят относительную погрешность:

5. Результат записывают в виде:

Оценка погрешностей измерений регистрируемых параметров по­казывает качество проведенных экспериментальных исследований и достоверность полученных материалов. Погрешности измерений опытных данных рассчитывались по методике, основанной на положениях о теории ошибок, согласно которой по характеру проявления погрешности различают систематические и случайные промахи. По численному выражению – абсолютные, выраженные в единицах измеряемой величины и относительные, выраженные в процентах измеряемой величины.

Предельная относительная ошибка суммы или разности по теории ошибок определяется наибольшей относительной ошибкой слагаемых. Предельная относительная ошибка произведения, или деления равна сумме относительных ошибок сомножителей или делимого и частного. Согласно теории вероятности вероятностные значения ошибки не превышают 1/3 предельной ошибки.

С учетом вышеизложенного и принимая во внимание результаты тарировочных характеристик применяемых приборов, величины погрешностей измерений опытов составляли, при регистрации измерения коэффициента буксования трактора в зависимости от крюковой нагрузки, параметров и количества устройства противоскольжения 4,7%.

ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА  ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ФРЕЗЫ

4.1. Исходные данные для расчета экономической эффективности фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы

Разработанная фреза в будущем даст возможность повысить качество обработки почвы и надежность почвообрабатывающей машины, в том числе уменьшить энергоемкость фрезы за счет поочередного взаимодействия с почвой.

На основании выше отмеченного определим предполагаемую экономическую эффективность (ГОСТ 23730-88 «Методы экономической оценки универсальных машин, энергети­ческих средств и комплектов») данной фрезы, приняв за базовый вариант фрезу с одноступенчатыми ножами Г-образной формы, а за проектируемый, напимер,- двухступенчатыми ножами В-образной формы (рис. 4.1).

Тогда работа по оценке эффективности фрезы с двухступенчатыми ножами В-образной формы будет складываться из факторов:

1) снижения буксования агрегата за счет повышения действий подталкивающих сил;

2) повышения урожайности культуры за счет лучшего рыхления почвы по слоям, выравнивания поверхности поля и уничтожения сорняков.

При расчетах показатели базового (существующего) варианта обозначаются с индексом «Б», а экспериментального – «Э». В таблице 4.1 приведены ориентировочные исходные данные сравниваемых конструкций.

Таблица 4.1 — Исходные данные, сравниваемых конструкций

Расчет технико-экономических показателей агрегата по базовому и экспериментальному вариантам возможно производить в следующей последовательности.

Сменная производительность определится (га/см):

базового варианта – , (4.1)

экспериментального варианта – , (4.2)

где – основное время работы агрегата, ч; – рабочая ширина агрегата, м; — теоретическая скорость движения, м/с.

Следовательно затраты на оплату труда составят (руб./га):

базового варианта – , (4.3)

экспериментального варианта – , (4.4)

где – дневная тарифная ставка, руб./см.

Затраты на топливо-смазочные материалы (ТСМ) экспериментального варианта будут ниже за счет действия подталкивающих сил и определятся (кг/га):

базового варианта – , (4.5)

экспериментального варианта – (4.6)

где – комплексная цена килограмма топливно-смазочных материалов, руб./кг; , – номинальная и эффективная мощность двигателя, кВт;

Затраты на ремонт, техническое обслуживание и амортизацию составят

(руб./га):

базового варианта – , (4.7)

экспериментального варианта –

, (4.8)

где – балансовая стоимость трактора, базовой и проектируемой машины, руб.; норма затрат на ремонт, техническое обслуживание, амортизацию трактора и машины, – годовая загрузка трактора и машины, ч.

При линейной зависимости урожайности от коэффициента структурности годовой эффект от урожайности определится :

, (4.9)

где – коэффициенты структурности базового и проектируемых вариантов; – цена одного процента урожая, руб./%.

Таким образом, годовая экономия от себестоимости работ и урожайности составит (руб./год):

(4.10)

Годовой экономический эффект с учетом капитальных вложений определится (руб./год):

, (4.11)

где – капитальные вложения соответственно базового и опытного вариантов, руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений определится (лет): . (4.12)

Коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений определится: . (4.13)

4.2. Сравнительные технико-экономические показатели эффективности конструкций

В таблице 4.2 приведены сравнительные технико-экономические показатели эффективности конструкций.

Таблица 4.2 — Сравнительные технико-экономические показатели эффективности конструкций

Исследования позволят установить, что экономический эффект экспериментального варианта складывается из факторов снижения буксования агрегата за счет повышения действий подталкивающих сил и повышения урожайности за счет лучшего рыхления почвы по слоям, выравнивания поверхности поля и уничтожения сорняков. Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования на один агрегат в ценах 2019 года может составить 20,0 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана конструкция почвообрабатывающей фрезы, позволяющая повысить эффективность работы МТА за счет применения двухступенчатых ножей В-образной формы (патент на изобретение 2497685, положительные решения на заявки на изобретения 2012119208, 2012107496, патент на полезную модель 131271)

2. Определена траектория движения двухступенчатых ножей и толщина стружек в зависимости от параметров и режимов работы фрезы. Получены выражения позволяющие определить площадь и объем стружки. Разработаны модели и способы оптимизации шага ступни двухступенчатых ножей В-обра-зной формы. С увеличением радиуса барабана 0,2…0,3 м, показателя кинематического режима работы фрезы 4-6 ед., глубины обработки почвы на 0,05 м оптимальный шаг ступни повышается соответственно на 9·10^-3–25·10^-3 м.

3 При рассмотрении фрез с двухступенчатыми ножами В-образной формы, толщина стружки делится на две части, что улучшает структуру почвы, повышает ее пористость и действие подталкивающих сил в системе машинно-тракторного агрегата. Анализ первой и второй толщины стружек, показывают линейный характер изменения в зависимости от шага ступни. С увеличением шага ступни на 0,1 м если первая стружка увеличивается на 0,057 м, то величина второй стружки соответственно уменьшается на 0,057 м.

4. Исследованы действия подталкивающих сил в системе МТА. Определено, что с увеличением действия подталкивающих сил буксование агрегата уменьшается по экспоненциальной зависимости. Для работы агрегата с трактором МТЗ-82 в условиях пашни при крюковой нагрузке 14 кН с увеличением действия подталкивающих сил до 2 кН буксование уменьшается на 4,8%, а в диапазоне повышения 2 – 4 кН – на 4,1%. При отсутствии крюковой нагрузки при = 2 кН буксование имеет отрицательные значения – 2%, а при =4 кН – 3,8%, т.е. наблюдается эффект скольжения. Экспериментально установлено, структуру почвы улучшается на 5-6%, буксование снижается на 2 %, т действие подталкивающих сил и часовая производительность агрегата повышаются соответственно на 0,3-0,5 кН и 0,04 га/ч.

5. Ориентировочный годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования на один агрегат в ценах 2098 года может составить 20,0 тыс. руб.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Акопян Р.А. Механизация и автоматизация работ в теплицах. Тракторы и сельхозмашины, 1962, № 1.
2. Акимов А.П. Ротационные рабочие органы- движители.– М.: Ихд-во МГОУ, 2004. –233с.
3. Белов М.И., Гаджиев П.И.и Коваль К.Л.Оценка энергоемкости фрезы с плоскими геликоидными ножами для сплошной обработки почвы/ Жур. «Тракторы и сельскохозяйственные машины»,№11,2009 г. с.27-33
4. Бок Н.Б. О кинематике почвообрабатывающих фрез. Материалы НТС ВИСХОМ, вып. 20, М., 1965
5. Бок Н.Б. Об определении угла установки рабочих органов фрез.//Тракторы и сельхозмашины. – 1964, — №9.
6. Бок Н.Б. Определение основных параметров почвенных фрез, жур: Тракторы с сельскохозяйственные машины. – 1965. — №7. с.30-32
7. Босой Е.С. и др. Теория, конструкция и расчёт сельскохозяйственных машин. – М.: Машиностроение, 1978. – 568 с.
8. Борисов В.Н. Исследование динамических характеристик и режимов работы почвообрабатывающих фрез. Автореф. дисс. к.т.н., Киев, 1969.- 27 с.
9. Буланкин В.А. Предпосадочная обработка почвы, Жур: картофель и овощи. — №1, 1992г. с. 7-8.
10. Будзенко И.А., Волков Г.И. Международная выставка по механизации сельского хозяйства в Париже. «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», 1961, № 4.
11. Василенко П.М. Некоторые вопросы динамики почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов с ротационными рабочими органами. Материалы НТС ВИСХОМа. Вып.12. – М., 1963.-с.102-118.
12. Василенко П.М. Бабый П.Т. Аналитические основы подбора кинематических и конструктивных параметров рабочих органов ротационных культиваторов. Научные труды отделения с.-х. наук Академии наук УССР, вып. 3, Киев, 1955
13. Василенко П.М., Соколов В.М. и Бабий П.Т. Механико-технологические основы выбора конструктивных и кинематических параметров ротационных рабочих органов поверхностной обработки почвы. Научные труды Украинского научно-исследовательского института механизации и электрификации с.-х., т. 2, Киев, 1960
14. Велиев Н.Т. Исследование уствойчивости движения и обоснование параметров пахотного агрегата с ротационным плугом при работе на склонах.: Автореф. дис. к.т.н.,-Челябинск, 1981.-22 с.
15. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико – экономических исследованиях. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 1981. – 263 с., ил. – (мат.статистика для экономистов).
16. Гаджиев, П.И., Агротехнические показатели фрезерования почвы с зубцеобразной формой ножа / П.И. Гаджиев, М.С. Шикалов, Г.Г. Рамазанова, А.И. Алексеев // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии и оборудование в АПК. Материалы международной научно-практической конференции. –18-19 апрель 2019. –с. 25-29.
17. Гаджиев, П.И. Выбор оптимальных параметров и режимов работы фрезы с ножами зубцеобразной формы / П.И. Гаджиев, К.А. Манаенков, А.И. Алексеев // Наука и образование. Научно рецензируемый электронный журнал МичГАУ. – 2019. – №2.
18. Гаджиев, П.И. Исследование крошения почвы при её предпосадочной подготовке к последующей комбайновой уборке картофеля / П.И. Гаджиев, Г.Г. Рамазанова, М.С. Шикалов, А.И. Алексеев // Техника в сельском хозяйстве. – 2019. – №4. – с.20 – 23.
19. Гаджиев, П.И. Обоснование параметров комкоразрушающегобитерного барабана машины для предпосадочной подготовки почвы к комбайновой уборке картофеля/ П.И. Гаджиев, Г.Г. Рамазанова, М.С. Шикалов, А.И. Алексеев // Техника в сельском хозяйстве. – 2019. – №8. – с.15 – 18..
20. Гаджиев, П.И. Анализ крошения почвы методом полнофакторного эксперимента / П.И. Гаджиев, К.А. Манаенков, Г.Г. Рамазанова, А.И. Алексеев // Вестник МичГАУ: научный журнал. – 2019. – №4. – с.15 – 18.
21. Гаджиев, П.И. Экспериментальные исследования почвофрезы с зубцеобразным профилем ножа / П.И. Гаджиев, Г.Г. Рамазанова, А.И. Алексеев // Материалы Международная научная конференция профессорско-преподавательского состава, посвященная 125-летию со дня рождения В.С. Немчинова 3-5 декабря. – 2019.– с.15 – 18.
22. Гаджиев, П.И. Положительное решение патент на полезную модель №2019110197(019583) RU C2. Машина для подготовки почвы к комбайневой уборке картофеля / П.И. Гаджиев, М.М. Махмутов, М.С. Шикалов, А.А. Игоревич, Г.Г. Рамазанова. – №2019110197(019583); заявл. 05.04.2019.
23. Гаджиев П.И., Коваль К.Л. Энергосберегающая техника и средства для малой механизации, Материалы Международной научной конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов кооперативных вузов стран СНГ по итогом научно-исследовательской работы в 2007 году «Решение задач по реализации национальных проектов в развитии кооперации и общества в целом», 24 апреля 2008. Химкинский филиал АНО ВПО Центросоюз «Российский университет кооперации», 2008 Издательство РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 2008.
24. Гаджиев П.И., Коваль К.Л. Конструктивные особенности фрезы для сплошной обработки почвы. Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. Научный журнал №4 (9). Издательство РГАЗУ. М-2008 с.123-126.
25. Гаджиев П.И., Коваль К.Л., Гончаров В.В. Экологические предпосылки механической обработки почвы. Материалы международной научно – практической конференции: «Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК» 19 мая 2009 г., с. 150 – 153
26. Гаджиев П.И., Коваль К.Л. Эффективность обработки почвы фрезой. Жур. «Техника в сельском хозяйстве», №5, 2009 г. с. 41 – 42.
27. Геркэ Р., Маховяк В. Развитие конструкций тракторов и сельскохозяйственных машин в Польше. «Тракторы и сельхозмашины», 1969, № 9.
28. Глубокое рыхление и щелование эродированных, уплотненных и временно переувлажненных почв // Рекомендации. Составитель Турецкий Р.Л. и др. – Минск, 1988
29. Горячкин В.П. Собраний сочинений в 3-х томах. – Колос, 1965. – Т.1 – 620 с., Т2 – 459 с., Т.3 – 384 с.
30. Гринчук И.М. Аналитические исследования фрезерных машин// Материалы НТС НИСХОМ. – М.,1970. — №27, с.20-35
31. Гринчук И.М., Матяшин Ю.И. Расчёт толщины стружки почвенных фрез// Механизация и электрификация с/х. 1985, №4, с. 35-37.
32. Гудков А.Н. Теоретические положения к выбору новой системы обработки почвы // Земледельческая механика.- М.: Машиностроение, 1968.- с. 137-149.
33. Гуреев И.И. Обоснование технологий и комплекса машин для возделывания основных культур в районах действия водной эрозии: Авт. дисс. докт. тех. наук, М., 1994, 52 с.
34. Гуреев И.И. Энергоемкость обработки почвы// Техника в сел. Хоз-ве. – 1988.- №3. С.22-26.
35. Далин А.Д. Обоснование формы рабочих органов ротационных почвообрабатывающих машин. Докт. дисс. М., 1941
36. Дедаев Г.А. Исследование технологического процесса работы машины с фрезерными рабочими органами при возделывании картофеля на тяжёлых суглинистых почвах: Автореф. дис. канд. техн. наук. – М., 1970., — 29 с.
37. Демидов В.Г., Зволинский В.Н. Система контроля качества обработки почвы фрезерными культиваторами // Тракторы и сельхозмашины.- 1986.- №3. –с.34-36.
38. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
39. Жук Я.М. Исследование фрезерования почвы. Труды ВИМ, т. 15, М., 1952.
40. Жук А.Ф. Изыскание типа и обоснование параметров комбинированных рабочих органов для предпосевной обработки почвы: Автореф. Дис. Канд. техн. наук. – М., 1978. – 238 с.
41. Закиров Н.А. Обоснование параметров и режимы работы почвенных фрез с разновеликими ножами лепесткового типа, Автореферат к.т.н., Казань – 2002 г.
42. Зарипов С.Х. К вопросу определения скорости движения пласта по отвальной поверхности. Труды Каз. СХИ, 1970, вып. 63, с.59-61.
43. Захарченко А.Н. и др. Влияние ходовых систем тракторов кл. 3,0 на уплотнение почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Сб.научных трудов. МСХА., 1990.
44. Зеленский С.А.Улучшение амплитудно–частотной характеристики системы привод ротационного культиватора КФГ-3,6-01: Автореф. Дис. Канд. тех. Наук, Краснодар, 1987. – 23 с.
45. Имамов И.С. Механико-технологические основы теории деформации почвы рабочими органами почвообрабатывающих и посевных машин
    (моделирование методом конечных элементов, оптимизация и автоматизированное проектирование).- Автореф. дисс. д-ра техн. наук.-М., 1992.-56 с.
46. Имамов И.С. Автоматизированная система расчета, оптимизации параметров и проектирования рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин. \\Тракторы и сельхозмашины, 1993; №8. — с. 20-23.
47. Канарев Ф.М. Ротационные почвообразующие машины и орудия. М.: Машиностроение, 1983. – 142 с.
48. Капцыгин В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров сельскохозяйственных машин и орудий // Вопросы сельскохозяйственной техники. – Минск : Урожай, 1964. – Т. XIII.
49. Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики. Т. 1.- М.: Наука, 1972. – 456 с.
50. Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики. Т. 2.- М.: Наука, 1977. – 573 с.
51. Ким Л.Х. Исследования навесного плуга с регулируемой шириной захвата предназначенного для работы на склонах, исследование и усовершенствование почвообразующих машин. Вып. 69, ВИСХОМ – М.: 1972 с.36 – 48.
52. Кирюхин В.Г. Исследование деформации почвы при вспашке // Материалы НТС ВИСХОМ, вып.7, М.: ОНТИ, 1969.
53. Климов Е.А. Садовая фреза ФС-0,9А. «Тракторы и сельхозмашины», 1962, № 4.
54. Коновал А.И. Обоснование типа и параметров фрезерных рабочих органов комбинированных машин. Жур.:Механизация и электрификация с/х. №4, 1986, с.22
55. Ковалёв Н.Г. и др. Сельскохозяйственные материалы. – М.: ИК «Родник», 1998. – 207 с.
56. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников инженеров. – М.: Наука, 1974. – 832 с.
57. Короленко К.М. Опыт применения пропашных фрез ФБСШ-2,8М на поймененных и торфянистых почвах. Материалы НТС ВИСХОМа, № 20, М., 1965.
58. Кузнецов Ю.А. Роторные культиваторы. ЦИНТИАМ, М. 1963.
59. Листопад Г.Е. Кошеваров Ф.М. о деформации почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин. Доклады ВАСХНИЛ, 1973, №10, с. 42-44.
60. Лобачевский Я.П., Колчина Л.М. Современное состояние и тенденции развития почвообрабатывающих машин. — М.: Росинформатех, 2005 – 116с.
61. Максимов И.И. Прогноз эрозионных процессов, техника и технология для обработки склоновых земель // Автореферат дисс. д.т.н. – М., 1981
62. Мятшин Ю.И., Гринчук И.М., Егоров Г.М. Расчёт и проектирование ротационных почвообрабатывающих машин. – М.: Агропроиздат, 1988, 176 с.
63. Медведев В.И. Энергетика машинных агрегатов с рабочими органами – движетелями. – Чебоксары: Чувашское книжное издательство, 1972, 178 с.
64. Навесная пропашная фреза. Сб. «В боротьбi» за соцiалiстичну с. – г. машину». ОНТИ ДНТВУ НКТП, Харкi в. 1936
65. Панов И.М. Выбор энергосберегающих способов обработки почвы. // Тракторы и с.-х. машины. -1990. -№8. –с.32-35.
66. Панов И.М. Совершенствование почвообрабатывающей техники для перспективных технологий возделывания сельскохозяйственных культур // Тракторы и с.-х. машины. – 1985. — № 4. –с.10-13.
67. Панов И.М. Механико – технологические основы расчёта и проектирования почвообрабатывающих машин с ротационными рабочими органами: Автореф. Дис. Док.техн.наук. – Челябинск, 1984. – 36 с.
68. Панов И.М., Шмонин В.А. Испытания прицепного пятикорпусного плуга с роторными отвалами. «Тракторы и сельхозмашины». 1967, № 6
69. Панов И.М., Мелихов В.В. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. ЦИНТИАМ, М., 1963
70. Панов И.М., Мелихов В.В. Испытания ротационного плуга РП-200 «Тракторы и сельхозмашины», 1967, № 7
71. Панов И.М., Мелихов В.В. Ротационные плуги, «Тракторы и сельхозмашины», 1964, № 10
72. Панов И.М., Ветохин В.И. Физические основы механики почв – К.: феникс, 2009 – 266 с.
73. Панов И.М., Токушев Ж.Е. Теория, конструкция и расчет ротоционных почвообрабатывающих машин – Кокшетау: Изд. Кокшетауского университета, 2005. – 314 с.
74. Панов И.М., Юзбашев В.А. Энергобаланс МТА с ротационной почвообрабатывающей машиной // Сб. научн. тр. ВИСХОМ, вып.85. – М., 1975.
75. Панов И.М., Юзбашев В.А. Силовые характеристики рабочих органов ротационных машин//Тракторы и сельхозмашины, № 3, 1975.
76. Панов И.М., Кебере Т.Э. Теоретические и экспериментальные основы косвенного метода определения удельного сопративления при вспашке. – М.: Полимаг-ВИСХОМ, 1994.
77. Панов А.И., Селиванов В.Г. Совершенствование методов энергетической оценки тепличных почвообрабатывающих машин // Тракторы и сельхозмашины, № 6, 1997.
78. Патент на полезную модель №87860, Ru A 01В 49/02. Машина для подготовки поля под посадку и комбайновую уборку картофеля/ Гаджиев П.И., Можаев Е.Е., Коваль К.Л. и др. – Опубл. 27.10.2009, Бюл №30.
79. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин. – М.: Машиностроение. – 1977. – 328с.
80. Стародинский Д.З. Пути снижения энергоемкости работы почвенных фрез. «Тракторы и сельхозмашины», 1967, № 4
81. Сурилов В.С. Исследование энергоёмкости работы и обоснование некоторых параметров фрезерного пропашного культиватора: Дис. к.т.н., Новосибирск, 1965, 190 с.
82. Хабаров Я.А., и др. Фреза ГФШ – 1,4 «Тракторы и сельхозмашины», 1960, № 3
83. Хизкилов Е. Влияние фрезерования почвы на ее сепарацию при уборке // Картофель и овощи. – 1970 — № 1
84. Цимерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. – М.: Машиностроение, 1978 – 295 с.
85. Чаткин М.Н. Кинематика и динамика ротоционных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми элементами. /М.Н. Чаткин; науч. Ред. В.И. Медведев, П.П. Лезин – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2008. – 316 с.
86. Чепурной А.И., Белов М.И., Дисковый измельчающе-щвыряющий аппарат и его расчет.// ТиСХМ-2004, №11, с.33-42.
87. Черненков А.Д., Матвейчук В.П. Пропашные почвообрабатывающие фрезы «Механизация и электрификация соц. С. – х.» 1964, № 3
88. Adams W.S. Rotary Tiller in Soil Prestion/W.S. Adams//Agricultural Indeintering. – 1959. — №10. – P. 35-48.
89. Bernacki H. Teoria glebogryzarek.Institut mechanizacyi I elektryficacji rolmictwa w Warszawie. Biuletyn prac naukowo- badawczych, Warszawa, 1962, № 2.
90. Bernacki H. Sily dynamiczne wpracy glebogryzarch. Biuletyn prac naukowo- badawczych, Warszawa, 1962, № 2.
91. Brazda Z. Rotacni plug RP-190. Zemedelska Technika, 1964, R.10, № 12
92. Mursch B. Untersuchungen an einer Bodefaraze. «Landtechnische Forchung», bd. 7, 1967, H. 4. S. 93-98.