CC BY
47
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 2 2019
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. АГРОИНЖЕНЕРИЯ
УДК. 631.674 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-31
СИСТЕМА КОМБИНИРОВАННОГО ОРОШЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ОВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ
COMBINED IRRIGATION SYSTEM AND EFFICIENCY OF PRODUCTION OF VEGETABLE PRODUCTION
Н.Н. Дубенок1, академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Майер2, кандидат сельскохозяйственных наук В.М. Гуренко2, кандидат сельскохозяйственных наук С.В. Бородычев2, инженер
N. N. Dubenok2 A.V. Mayer2, V. M. Gurenko2, S. V. Borodicev2
1 РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева 2Всероссийский научно-исследовател ьский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова
1Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Russian State Agrarian University» - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazeva
2Federal State Budgetary Scientific Institution «All-Russian research Institute of hydraulic engineering and land reclamation named after A. N. Kostyakov
Дата поступления в редакцию 11.02.2019 Дата принятия к печати 27.05.2019
Received 11.02.2019 Submitted 27.05.2019
Засушливая зона Российской Федерации занимает значительную территорию. Наряду с хорошей теплообеспеченностью эта территория имеет ряд неблагоприятных факторов, препятствующих получению стабильно высоких урожаев сельскохозяйственной продукции. В основном это недостаточность и неустойчивость увлажнения, часто повторяющиеся засухи, отягощенные суховеями, ветровая и водная эрозии, как следствие, низкое плодоношение почв. Несмотря на это, сельское хозяйство в России является основным поставщиком продовольствия. Дальнейшее развитие орошения как одного из основных факторов увеличения объемов и повышения устойчивости сельскохозяйственного производства связано с необходимостью анализа и оценки способов полива сельскохозяйственных культур по влиянию на почвенно-мелиоративное состояние и продуктивность орошаемых земель, экологическую безопасность функционирования агроландшафтов и экономическую эффективность орошаемого земледелия. В настоящее время распространены способы полива, основанные на подаче воды и аккумулировании ее в почве. Способы орошения неравноценны по своему влиянию на фитоклимат, структуру орошаемой почвы, на химические и физические ее свойства, на водный, питательный, тепловой и солевой режимы, на плодородие, а также на механизацию сельскохозяйственных работ и на приемы агротехники орошаемых культур. Ни одна из технологий орошения или технических средств полива не может считаться универсальной, пригодной для всего разнообразия агроландшафтов степной зоны, и поэтому ее надо выбирать с учетом почвенно-климатических и организационных хозяйственных условий конкретных типов местности выбора возделываемой культуры. Не оспаривая факта больших преимуществ капельной системы орошения и стремительного его распространения, оно не может обеспечить поддержание всех оптимальных параметров климатических факторов для роста и развития выращиваемых культур. Капельное орошение в сочетании с аэрозольным увлажнением хорошо решает проблему рельефа, с высокой точностью выдерживает заданные параметры зоны увлажнения и порога предполивной влажности почвы, регулирует фитоклимат поля, поддерживает заданные уровни минерального питания.
The arid zone of the Russian Federation occupies a significant territory. Along with good heat supply, this territory has a number of unfavorable factors that impede the pro-duction of consistently high yields of agricultural products. Basically, this is the insuffi-ciency and instability of moisture,
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
often recurring droughts, aggravated by dry winds, wind and water erosion, as a result of low soil fruiting. Despite this, agriculture in Russia is the main supplier of food. Further development of irrigation, as one of the main factors for increasing the volume and increasing the sustainability of agricultural production, is associated with the need to analyze and evaluate irrigation methods for agricultural crops on the impact on soil-ameliorative status and productivity of irrigated land, the ecological safety of agricultural landscapes and the economic efficiency of irrigated agriculture. Nowadays, methods of pouring water are common, based on the supply of water and its accumulation in the soil. Irrigation methods are not equivalent in their influence on the phytoclimate, the structure of the irrigated soil, on its chemical and physical properties, on the water, nutrient, thermal and salt regimes, on fertility, as well as on the mechanization of agricultural work and on the methods of agro-technology of irrigated crops. Not one of the irrigation technologies or irrigation equipment can be considered universal, suitable for the whole variety of agricultural landscapes of the steppe zone, and therefore should be chosen taking into account the soil-climatic and organizational economic conditions of specific types of terrain of the crop culture. Without disputing the fact of the great ad-vantages of the drip irrigation system and its rapid spread, it cannot ensure the mainte-nance of all the optimal parameters of climatic factors for the growth and development of the crops grown. Drip irrigation in combination with aerosol moistening well solves the problem of relief, with high accuracy withstands the specified parameters of the wetting zone and the threshold of pre-irrigated soil moisture, regulates the phytoclimate of the field, maintains the specified levels of mineral nutrition.
Ключевые слова: комбинированная система, капельное орошение, аэрозольное увлажнение, продуктивность, фитоклимат, экономическая эффективность.
Key words: combined system, drop irrigation, aerosol moistening, productivity, plant climate, economic efficiency.
Цитирование. Дубенок Н.Н., Майер А.В., Гуренко В.М., Бородычев С.В. Система комбинированного орошения и эффективность производства овощной продукции. Известия НВ АУК. 2019. 2(54). 253-265. DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-31.
Citation. Dybenok N. N., Mayer A. V., & Gurenko V. M.,Borodichev S. V. Combined irrigation system and efficiency of production of vegetable production Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2019. 2(54). 253-265. (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-31.
Введение. На современном этапе энергетические и экологические проблемы определяют необходимые требования к гидромелиоративным системам орошения, при создании которых возникает обоснованность снижения негативного воздействия способов орошения на окружающую среду и сельское хозяйство в целом. В комплексе различных мелиоративных иирригационных мероприятий важную роль в решении поставленных задач занимает разработка и создание принципиально новых агротехнических средств и технологий в системе «почва - агротехника - орошение».
Экономика сельского хозяйства в Российской федерации, как и за рубежом, ориентируется на получение максимальной прибыли. В области орошаемого земледелия это выражается в использовании стационарной и передвижной поливальной техники. Большое внимание уделяется малоинтенсивным и малообъемным способам орошения [11, 1, 13, 15, 14].
В аграрных регионах Российской Федерации продуктивность каждого орошаемого гектара в среднем в 2...3 раза выше неорошаемого, потенциал ее использования на уровне 40-60 %. Удельный вес поливных земель для стабилизации растениеводства и экономии в целом должен составлять 10-20 % пашни (на сегодняшний период не более 5 %). При повышении этого показателя на 50 % орошение из категории стабилизирующей переходит в отрасль, определяющую развитие экономики сельскохозяйственного развития региона [1, 2, 7].
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Обеспечение такого подъема орошаемого земледелия в России невозможно без широкого внедрения оросительных систем нового поколения, в основе которых должны быть заложены показатели высокой их продуктивности, надежности экономичности, энергетической безопасности, адаптивности к природным ресурсам и формам хозяйствования. Простота обслуживания при минимуме трудозатрат в сочетании с развитием технологий различных уровней программируемых урожаев сельскохозяйственных культур приведет к положительным результатам. В связи с этим в настоящее время на предприятиях агропромышленного комплекса России большое значение придается выбору экологически безопасных и экономически эффективных технологий и технических средств полива. В значительной степени этим требованиям отвечают дождевание, внутрипочвенное, капельное и аэрозольное орошение [3, 5, 8].
В исследованиях, проведенных в нашей стране и за рубежом, применение ресурсосберегающих способов полива связано с множеством нерешенных вопросов, касающихся техники и технологии дождевания, внутрипочвенного, капельного и аэрозольного увлажнения (В.О., К.О., А.У.). Наряду с многочисленными преимуществами этих способов орошения существуют недостатки, которые препятствуют их широкому внедрению.
Одним из существенных недостатков гидромелиоративных систем внутрипоч-венного и капельного орошения применительно к решаемой проблеме является тот факт, что не до конца используется их технологический потенциал. Понижение температуры и повышение влажности воздуха при К.О. и В.О. возможно только при их сочетании с микро- дождеванием или при выпадении атмосферных осадков, т.е. на определенный или незначительный период времени в зависимости от погодных условий. Без совмещения комбинаций малообъемных способов полива в одной оросительной системе невозможно принудительно регулировать микроклимат в приземном слое воздуха обрабатываемого массива при возделывании сельскохозяйственных культур. При комбинированном орошении появляется возможность проводить в корневую и внекорневую подкормку растений микро- и макроэлементами, вести борьбу с сельскохозяйственными вредителями и болезнями непосредственно через элементы аэрозольного увлажнения в сочетании с капельным и внутрипочвенным орошением. В зонах рискованного земледелия при игнорировании такого подхода к возделыванию сельскохозяйственной продукции зачастую приводит к значительной потере урожая [3, 4, 9].
Одним из новых способов орошения сельскохозяйственных культур, позволяющих регулировать водный режим и фитоклимат, является комбинированное орошение, т.е. сочетание малообъемных способов орошения с аэрозольным увлажнением. Такая взаимосвязь аэрозольного увлажнения совместима и с дождевальными способами полива [4, 6, 13].
Способ аэрозольного увлажнения отличается от других видов орошения тем, что капли воды, распыленные до 600...800 микрон, за определенный промежуток времени покрывают полностью всю листовую поверхность растения или многолетнего насаждения. Распределенная по листовому покрову вода, испаряясь, снижает температуру листового покрова и увеличивает влажность приземного слоя воздуха.
Материалы и методы. В соответствии с поставленными задачами были заложены два полевых опыта и проведены лабораторные исследования в Волгоградском филиале ГНУ ВНИИГиМ и фермерском хозяйстве «САДКО» Дубовского района Волгоградской области.
Опыты проводились с тремя овощными культурами: на посадках перца сорта Подарок Молдовы, томата сорта Дары Заволжья и баклажана сорта Алмаз.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
В первом опыте определялся оптимальный режим работы аэрозольного увлажнения.
Во втором опыте определялась эффективность работы комбинированного орошения. Опыт предусматривал два варианта.
В варианте 1 использовалась система капельного орошения и аэрозольного увлажнения. Режим предполивной влажности почвы поддерживался на уровне 80 % наименьшей влагоемкости (НВ), на протяжении вегетации изучаемых овощных культур в слое почвы 0,5 м. Уровень питательного режима поддерживался внесением минеральных удобрений: на томатах дозой ^10-Р100 - К40, рассчитанной на получение урожая 80 т/га; на перцах - - Р90 - К30, рассчитанной на урожай 40 т/га; на баклажанах - ^40 -Р150 - К90, рассчитанной на получение урожая 60 т/га.
В варианте 2 использовалась система капельного орошения с идентичными параметрами поддержания режима предполивной влажности почвы и уровнем минерального питания.
В первом опыте решалась задача определения режима времени работы распылительных насадок за одно увлажнение и межувлажнительный период следующий за предыдущим по часам суток. При отработке вариантов определили время работы комбинированной системы орошения от полного смачивания листа до стекания капли и приняли усредненное значение - 40 секунд.
Время работы распылительных насадок зависит от следующих факторов: температуры и влажности воздуха, скорости ветра, интенсивности солнечной радиации (время суток). В зависимости от прогноза погоды устанавливались следующие режимы: при температуре от 25 до 30° пауза между включениями соответствовала 60 минут, при 31... 350 - пауза 40 минут, при 360 и более - пауза 20 минут. Максимальное время работы аэрозольной установки - 10 часов. Продолжительность работы в течение дня с 9 до 19 часов.
Для разработки элементов конструкции капельного орошения и аэрозольного увлажнения были созданы экспериментальные системы комбинированного орошения, т.е. на основе капельного орошения нами разработаны комплектующие узлы и конструктивные элементы для осуществления аэрозольного увлажнения непосредственно в сочетании с капельным поливом, так и без него, т.е. самостоятельно.
Опыты были заложены по следующей схеме:
1 вариант - система капельного орошения (контроль);
2 вариант - система капельного орошения и аэрозольного увлажнения;
3 вариант - система капельного орошения и аэрозольного увлажнения с парал-лельнымучастковым трубопроводом;
4 вариант - система капельного орошения в сочетании с аэрозольным увлажнением с отдельными независимыми поливными трубопроводами (рисунок 1).
В данной системе опыта в качестве контроля используется система капельного орошения без аэрозольного увлажнения (В-1).
Во втором варианте объединены два способа полива: капельное орошение и аэрозольное увлажнение, где узел установки аэрозольного увлажнения вмонтирован в каждый трубопровод, по схеме 3х4 (м), в шахматном порядке. Все поливные трубопроводы присоединены к единому, общему распределительному трубопроводу.
В третьем варианте в системе орошения предусматривается дополнительный, проложенный параллельно капельному распределительному трубопроводу участковый распределительный трубопровод для осуществления аэрозольного увлажнения. Схема расстановки стоек для крепления распылителей 3х4 (м).
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
В четвертом варианте системы капельного орошения и аэрозольного увлажнения в один из капельных поливных трубопроводов вмонтировано устройство для проведения аэрозольного увлажнения. Поливные капельные трубопроводы присоединяются к общему участковому трубопроводу.
На всех вариантах опыта рельеф, почвенные, гидрологические условия, микроклимат и воздушный режим были идентичными. Для исключения почвенных разностей при отборе почвенных и растительных образцов была соблюдена трехкратная повтор-ность каждого варианта. Общая площадь опытного участка - 1,25 га, площадь каждого варианта - 0,25 га. Анализируя результаты предыдущих исследований по возделыванию сельскохозяйственных культур на капельном орошении [11, 12, 13, 15], был выбран оптимальный предполивной порог влажности почвы для капельного орошения 80 % НВ. Расчетный слой увлажнения почвы 0,6 м.
Аэрозольное увлажнение проводили на фоне капельного орошения стационарной системой орошения в жаркие и сухие дни вегетационного периода при температуре воздуха выше 25 0С.
Рисунок 1 - Схема сочетания комбинированных систем орошения по вариантам опыта
Для объективной оценки результатов исследований опыты закладывались в соответствии с общепринятыми методиками. Разработка комбинированной системы орошения проводится на основании обобщения опыта НИОКР, исследованиях, проводимых в ВНИИГиМ и крестьянско-фермерских хозяйствах Волгоградской области.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Экономическая и энергетическая оценка вариантов опыта проводилась в соответствии с требованиями методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов (Шумаков Б.Б., Медведев Г.А., Иванов В.М.).
Температура воздуха в июле и августе в приземном слое достигала 37. 40 градусов. Относительная влажность воздуха опускалась до 15 % и ниже, что неблагоприятно отражалось на вегетации посева. По нашему мнению, недооценено пагубное влияние почвенного перегрева в зоне жаркого климата. Температура почвы летом на глубине 5. 10 сантиметров может повышаться до 40 градусов, в то время как уже при 35 градусах у томатов происходит частичная денатурация белков. Особенно страдает место перехода стебля в корень, находящееся в зоне наиболее высокой температуры. Ослабление корневой системы делает растения неустойчивыми к воздействию болезнетворных организмов. У растений поражается проводящая система, вызывая инфекционное увядание растений, что полностью подтвердилось в проведенном нами опыте.
Результаты и обсуждение. На испытуемом участке с применением аэрозольного увлажнения в сравнении с участком на капельном орошении количество заболевших растений было гораздо меньше, вегетативная масса более развита и, как следствие, урожайность выше (таблица 1).
Таблица 1 - Структурный анализ продуктивности овощных культур
по вариантам опыта
Показатель продуктивности Томаты Баклажаны Перец
Капельное орошение Комбинированное орошение Капельное орошение Комбинированное орошение Капельное орошение Комбинированное орошение
Фотосинтетический потенциал, тыс. м2/га 4140 4250 3610 3873 3450 3685
Средний вес плодов, г 124 135 171 178 85 92
Биологический урожай, т/га 78 83 59 68 38 49
Товарный урожай, т/га 59 78 52 61 27 43
На варианте капельного орошения запланированного биологического урожая достигли только баклажаны. Показатели товарного урожая были гораздо хуже из-за возникновения заболеваний, связанных со стрессовыми проявлениями климатических условий. Потери урожая у томатов произошли из-за солнечного ожога и появления во второй половине вегетации микроплазменного заболевания столбура. У баклажанов потери частично произошли из-за увядания, а также необычно жаркого лета, которое спровоцировало интенсивное развитие паутинного клеща. Недобор урожая у перца вызвали такие болезни, как увядание и вершинная гниль плодов (таблица 2).
Таблица 2 - Заболевания растений овощной продукции по вариантам опыта _(% от общего количества растений)_
Наименование заболеваний Томаты Баклажаны Перец
Капельное орошение Комбинированное орошение Капельное орошение Комбинированное орошение Капельное орошение Комбинированное орошение
Солнечный ожог 14 2,7 3,4 2,1 5,6 1,7
Увядание - - 7,6 7,1 8,2 5,4
Вершинная гниль 2,2 0,1 - - 14,5 6,9
Столбур 7,8 5,2 - - - -
Применение капельного орошения с аэрозольным увлажнением оказывает позитивное воздействие не только на формирование вегетативной и корневой массы, но и на урожайность овощных культур.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
На варианте комбинированного орошения все возделываемые культуры достигли уровня запрограммированного биологического урожая. Товарный урожай при капельном орошении в сочетании с аэрозольным увлажнением оказался несколько ниже в сравнении с биологическим урожаем. По томатам он составил 94 %, по баклажанам -90 %, по перцу - 84 %.
Известно, что применение аэрозольного увлажнения позволяет резко повысить урожайность картофеля, хмеля, кукурузы и др. культур [11, 4]. Однако эффективное его применение сдерживается отсутствием технических средств и конструктивных разработок.
В соответствии с поставленной целью программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
- разработать требования к системам комбинированного орошения для осуществления капельного орошения и аэрозольного увлажнения;
- исследовать параметры их рабочих органов;
- установить затраты оросительной воды и суммарное водопотребление при этих способах орошения;
- определить влияние аэрозольного увлажнения на фитоклимат посевов;
- выявить экономически эффективные сочетания регулируемых факторов для формирования планируемых урожаев овощных культур на капельном орошении в сочетании с аэрозольным увлажнением.
Разработаны и исследованы новые конструкции системы комбинированного орошения, установлены ее рабочие параметры с целью реализации применения аэрозольного увлажнения и капельного орошения при возделывании овощных культур, технология проведения капельного орошения в сочетании с аэрозольным увлажнением, обеспечивающая существенное влияние на фитоклимат поля.
Существуют погодные факторы, которые система капельного орошения не может контролировать или плохо контролирует: температура и влажность приземного слоя воздуха, температура верхних слоев почвы. Эти важные экологические факторы успешно управляются системой аэрозольного увлажнения. Аэрозольное увлажнение может значительно повышать влажность приземного слоя воздуха. За счет мелкого распыла воды и испарения создается диспергированное облако, которое является экраном, рассеивающим прямые солнечные лучи, и частично снижает интенсивность солнечной радиации. При работе комбинированной системы орошения транспирация снижает температуру приземного слоя воздуха и листьев на 3-6 0С. Эффективность контроля этих факторов находится в зависимости от амплитуды колебаний сложившихся погодных условий на конкретной местности.
В условиях жаркого сухого климата применение аэрозольного увлажнения растений эффективно отражается на возделывании овощных культур, таких как сладкий перец, баклажаны и томаты. Для экологических условий южных регионов России, в частности Нижнего Поволжья, это особенно актуально.
Исследованиями выявлено, что для устранения неблагоприятных явлений и достижения максимального контроля над основными экологическими факторами, определяющими урожайность, качество и, в конечном итоге, эффективность производства сельскохозяйственной продукции, возникла необходимость объединения двух прогрессивных систем в одну технологическую систему, которая будет обладать максимальным потенциалом поддержания оптимальных режимов целого ряда факторов, влияющих на микроклимат и продуктивность сельскохозяйственных культур. Перспектива такой комбинированной системы весьма актуальна. Такое направление в разработке оросительных технологий в условиях открытого грунта, где преобладают засухи и суховеи, можно однозначно отнести к инновационным поливным системам. Эта система орошения позволит максимально оптимизировать тепловой, водный и воздушный режимы в системе «почва - растение - атмосфера».
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Система капельного орошения (СКО) - это комплекс различных технологических и конструктивных звеньев, узлов и отдельных деталей, взаимосвязанных водозабором, фильтровальной станцией, гидроподкормщиком и системой трубопроводной поливной сети, последним звеном которой является капельница. Ресурсосбережение поливной воды достигается ее рациональным расходом локального характера увлажнения ограниченного объема почвы, исключая расходование воды на смачивание поверхности междурядий.
Аэрозольное увлажнение. При выращивании овощной продукции требуются определенные водно-воздушный и тепловой режимы. Повышение температуры выше обусловленного оптимального физиологического предела возделываемых растений приводит к необратимым изменениям в их организме (Физиология растений т. 7). Длительное воздействие высокой температуры на растения может привести к частичной или полной потере урожая. Для каждой культуры установлены благоприятные условия и интервалы температурного оптимума, в которых при определенных запасах влаги в почве обеспечивается получение устойчивых урожаев возделываемых культур. Поливы для увлажнения поверхности листового покрова растений проводятся при скорости ветра не более 7 м/с. Температура оросительной воды колеблется в пределах 3. 30 0С. В жаркие температурные периоды орошение обеспечивает необходимое увлажнение всего посева при проведении полива с интервалом 0,20.2 ч в зависимости от суточной температуры воздуха. Норма разового увлажнения на стационарных системах комбинированного орошения в зависимости от давления в поливных трубопроводах составляет 30.45 л/ч/га. Диаметр капель не должен превышать 600.800 микрон. Разовую норму полива определяют непосредственно в полевых условиях, которая представляет количество воды, удерживающейся на листьях растений до скатывания водяных капель. Полное испарение капель распыленной воды с листовой поверхности в зависимости от температуры воздуха наблюдаетсячерез 15.35 минут.
В весенний период, когда возникает опасность пагубного воздействия ночных или утренних заморозков, аэрозольное увлажнение актуально применять и как средство борьбы с заморозками, которые зачастую приводят к частичной, а иногда и к полной гибели урожая. При использовании аэрозольного орошения мелкодиспергированная жидкость, оседая на листовую поверхность листьев, замерзает и, как следствие, энергия фазового перехода повышает температуру растения, замерзшие капли образуют на поверхности растений пористую структуру льда, которая в конечном итоге защищает растение от возникающих от перепада температур заморозков.
Аэрозольное увлажнение успешно применяется против вредителей сельскохозяйственных посевов и паразитов. С его помощью при наличии в системе орошения гидроподкормщика возможно осуществление внекорневых и ростовых подкормок, проведение удобрительных поливов. Питательный режим рассчитывается с учетом биологического развития растений. Проделанный анализ вышеизложенного материала показывает, что каждый способ орошения имеет свои преимущества и свои недостатки. Усовершенствование, ввод в эксплуатацию новых комплектующих конструктивных узлов в систему капельного орошения определило для нас первостепенные задачи при разработке инновационной системы для объединения малообъемных способов орошения, для осуществления комбинированных поливов.
В предложенной нами комбинированной стационарной системе на данном этапе были совмещены два способа: капельное орошение и аэрозольное увлажнение. Такая комбинированная система орошения позволит проводить вегетационные поливы для поддержания необходимых порогов наименьшей влагоемкости возделываемых сельскохозяйственных культур капельным орошением и оказывать дополнительное влияние на фитоклимат растений при помощи аэрозольного увлажнения.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Биоэнергетическая и экономическая эффективность технологии возделывания овощных культур. Разработка ресурсосберегающей технологии выращивания овощей с минимальными затратами и максимальным ее производством в условиях южных регионов России является одной из основных задач науки. Наиболее приемлемым методом анализа производства овощей в условиях инфляции является их агроэнергетическая оценка, где используется универсальный энергетический показатель - отношение аккумулированной продукции в затраченной на ее получение энергии. Это дает возможность в любых экономических ситуациях наиболее точно учесть и единообразно выразить не только прямые затраты энергии на технологию, но и энергию, воплощенную в средства производства произведенной продукции. В наших исследованиях затраты антропогенной энергии при возделывании овощей определены по технологическим картам, затратами горючего, электроэнергии на основании энергетических эквивалентов сельскохозяйственной техники, минеральных удобрений, трудовых и энергетических ресурсов.
Расчеты коэффициентов биоэнергетической эффективности производили по формулам:
V-Л V • /
л =—4; л =-,
Q • I б • I
где - отношение энергии, полученной в хозяйственно-ценной части урожая (Vf4), к израсходованной совокупной энергии ^Г) на производство f вид продукции растениеводства, относительные единицы; п - отношение энергии, полученной в хозяйственно-ценной части урожая и побочной продукции (У1), к израсходованной совокупной энергии Относительные единицы.
Эти коэффициенты показывают, во сколько раз энергия, содержащаяся в урожае сельскохозяйственных культур, больше энергии, вложенной в технологический процесс возделывания и уборки этих культур. С энергетической точки зрения технология считается эффективной, если при планируемом уровне урожайности сельскохозяйственных культур обеспечивается следующее условие:
Л > 1;Л2 >1
Согласно методикам мы пользовались следующими коэффициентами содержания общей энергии в одном килограмме сухого вещества овощей - 1460 МДж.
Проведенная оценка биоэнергетической эффективности технологии возделывания овощей при аэрозольном орошении показала, что разница в затратах совокупной энергии между вариантами объясняется разницей в урожайности.
При большей урожайности возникали дополнительные затраты, связанные с уборкой и транспортировкой дополнительной продукции. В энергии на основные средства более 90 % составляют затраты на транспортировку урожая и проведение поливов.
Критерием оценки энергетической эффективности являются биоэнергетические коэффициенты п и п2 (таблица 3).
Таблица 3 - Оценка биоэнергетических показателей эффективности овощей
при капельном орошении в сочетании с аэ розольным увлажнением
Культура Капельное орошение Капельное орошение сАУ
П1 П2 П1 П2
Томаты 1,20 2,04 1,24 2,11
Баклажаны 1,33 2,26 1,37 2,33
Сладкий перец 1,34 2,28 1,38 2,35
Анализ полученных данных позволяет заключить, что технология комбинированного орошения (капельное+аэрозольное) имеет высокие показатели энергетической эффективности. Улучшение водного режима возделываемых овощей и фитоклимата
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
посева сопровождается значительным повышением энергетической эффективности и благотворно влияет на рост и развитие растений, что, в конечном счете, приводит к увеличению урожая и качеству овощной продукции.
Оценка экономической эффективности (таблицы 4, 5, 6) возделывания овощей проводилась с учетом затрат и монтажа системы капельного орошения в сочетании с аэрозольным увлажнением с учетом амортизационных отчислений.
Таблица 4 - Экономическая оценка сравнительных показателей возделывания томатов
при различных способах орошения
Показатель, га Капельное орошение Капельное орошение в сочетании с аэрозольным увлажнением
Площадь, га 1 1
Урожайность, т/га 80 100
Капитальные вложения в расчете на 1 га, тыс. руб. 165 205
Затраты на выращивание и реализацию продукции на 1 га, тыс. руб. 47,2 50,4
В том числе без амортизационных отчислений на 1 га, тыс. руб. 29 29
Выручка от реализованной продукции с 1 га, тыс. руб. 320 400
Прибыль на 1 га, тыс. руб. 88,8 115,6
Себестоимость 1 т руб. 587 504
Рентабельность, % 180 223
Таблица 5 - Экономическая оценка сравнительных показателей возделывания _сладкого перца при разнличных способах орошения_
Показатель Капельное орошение Капельное орошение в сочетании с аэрозольным увлажнением
Площадь, га 1 1
Урожайность, т/га 38 46
Капитальные вложения в расчете на 1 га, тыс. руб. 160 200
Затраты на выращивание и реализацию продукции на 1 га, тыс. руб. 46.8 50
В том числе без амортизационных отчислений на 1 га, тыс. руб. 29 29
Выручка от реализации продукции тыс. руб./ га 256 368
Себестоимость 1 ц, руб. 123 109
Прибыль всего, тыс. руб. 180,2 283
Таблица 6 - Экономическая оценка сравнительных показателей возделывания _баклажанов при различных способах орошения_
Показатель Капельное орошение Капельное орошение в сочетании с аэрозольным увлажнением
Площадь, га 1 1
Урожайность, т/га 52 61
Капитальные вложения в расчете на 1 га, тыс. руб. 160 200
Затраты на выращивание и реализацию продукции на 1 га, тыс. руб. 46,5 49,8
В том числе без амортизационных отчислений на 1 га, тыс. руб. 27,9 28,8
Выручка от реализации продукции на1га, тыс. руб. 368 398,4
Себестоимость 1 ц, (руб.). 89 81
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Заключение. Оценка основных показателей экономической эффективности напрямую зависит от формирования ценовой политики рыночных отношений, от реализации готовой продукции. Анализ проведенных нами исследований позволил выявить и сравнить объективные энергетические и экономические показатели при капельном и комбинированном орошении. Подтверждена рентабельность производства капельного орошения в сочетании с аэрозольным увлажнением. Вложенные инвестиции в разработку конструктивных элементов при создании комбинированной системы орошения окупаются уже за один минимум за два года эксплуатации системы. Дальнейшие исследования нам позволят усовершенствовать функциональные возможности комбинированной системы орошения, введя в эксплуатацию дополнительные функции для осуществления поливов омагничен-ной водой и при необходимости насыщать ее углекислым газом, для обеспечения развития и жизнедеятельности растений, что, несомненно, скажется на урожайности и качестве возделываемой сельскохозяйственной продукции.
Библиографический список
1. Бородычев, В.В. Научные разработки ВФ ВНИИГиМа [Текст]/ В.В. Бородычев, И.И. Конторович, М.Н. Лытов //Мелиорация и водное хозяйство. - 2014. - № 5-6. - С. 8-10.
2. Бочарников, В.С. Новые приемы возделывания овощных культур в системе водосбе-регающего орошения [Текст] /В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков// Овощеводство и тепличное хозяйство. - 2014. - № 4. - С. 54.
3. Васильев, С.М. Технические средства капельного орошения [Текст]/С. М. Васильев, Т.В. Коржова, В.Н. Шкура // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. -2017. - № 3.- С. 159.
4. Добрачев, Ю.П. Модели роста и развития растений и задача повышения урожайности [Текст]/ Ю.П. Добрачев, А.П. Соколов // Природоустройство. - 2016. - № 3. - С. 90-96.
5. Дубенок, Н.Н. Разработка систем комбинированного орошения для полива сельскохозяйственных культур [Текст]/ Н.Н. Дубенок, А.В. Майер // Известия Нижневолжского агроуниверси-тетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2018. - № 1. - С. 9-19.
6. Дубенок, Н.Н. Комбинированная гидромелиоративная система для орошения садовых насаждений [Текст]/ Н.Н. Дубенок, А.В. Майер // Известия Нижневолжского агроуниверситет-ского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2018. - № 2. - С. 43-51.
7. Кизяев, Б.М. Эффективность минерального питания овощных культур при капельном орошении [Текст]/ Б.М. Кизяев, В.И. Кременской, В.В. Бородычев// Плодородие. -2016. - № 5. - С. 18-21.
8. Курбанов, С.А. Исследование системы капельного орошения и мелкодисперсного дождевания [Текст]/ С.А. Курбанов, А.В. Майер // Проблемы развития АПК региона. - 2012. -№ 3. - С. 5-9.
9. Майер, А.В. Разработка технических средств и метод определения интервала времени между увлажнениями в системе комбинированного орошения/ А.В. Майер, В.С Бочарников, Е.А. Долгополова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - № 1. - С. 150-155.
10. Майер А. В.Технические средства и технология комбинированного орошения /А.В. Майер, В.С Бочарников // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - № 2. - С. 3-8.
11. Оптимальное управление поливами на основе современных вычислительных алгоритмов [Текст]/ В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, А.С. Овчинников, В.С. Бочарников // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса : наука и высшее профессиональное образование. - 2015. - №4. - С. 21-28.
12. Перспективная система управления водным режимом почвы и микроклиматом [Текст]/ А.С. Овчинников, В.В. Бородычев, М.Ю. Храбров, В.М. Гуренко// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2015. - № 3. - С. 6-12.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
13. Angold, Ye. Spezial features of drip-sprinkler irigazion technology/ Ye. V. Angold, V.A. Zarkov // Water Supplu. - 2014. - Issue 14-15. - P. 841-849.
14. Balloon-borne measurements of temperature, water vapor, ozone and aerosol backscatter on the southern slopes of the himalayas during StratoClim / S. Brunamonti, T. Jorge, P. Oelsner, S. Hanumanthu, B. B. Singh, K. Ravi Kumar, T. Peter // Atmospheric Chemistry and Physics. - 2018. -№18. - P. 21-29. doi:10.5194/acp-18-15937-2018.
15. Pross, S. Komplentingmikro-irigaziontechnology with ivprjvtdirigazionmanagement based on krop and soil parameters / S. Pross, B.Sutton, M. Batamm //Inter Water irrigate. - 2008. -Vol. 23. - №4. - P. 300-330.
References
1. Borodychev, V. V. Nauchnye razrabotki VF VNIIGiMa [Tekst]/ V. V. Borodychev, I. I. Kontorovich, M. N. Lytov //Melioraciya i vodnoe hozyajstvo. - 2014. - № 5-6. - P. 8-10.
2. Bocharnikov, V. S. Novye priemy vozdelyvaniya ovoschnyh kul'tur v sisteme vodos-beregayuschego orosheniya [Tekst] /V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov// Ovoschevodstvo i tep-lichnoe hozyajstvo. - 2014. - № 4. - P. 54.
3. Vasil'ev, S. M. Tehnicheskie sredstva kapel'nogo orosheniya [Tekst]/S. M. Vasil'ev, T. V. Kor-zhova, V. N. Shkura // Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii. - 2017. - № 3. - P. 159.
4. Dobrachev, Yu. P. Modeli rosta i razvitiya rastenij i zadacha povysheniya urozhajnosti [Tekst]/ Yu. P. Dobrachev, A. P. Sokolov // Prirodoustrojstvo. - 2016. - № 3. - P. 90-96.
5. Dubenok, N. N. Razrabotka sistem kombinirovannogo orosheniya dlya poliva sel'sko-hozyajstvennyh kul'tur [Tekst]/ N. N. Dubenok, A. V. Majer // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouni-versitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2018. - № 1. - P. 9-19.
6. Dubenok, N. N. Kombinirovannaya gidromeliorativnaya sistema dlya orosheniya sadovyh nasazhdenij [Tekst]/ N. N. Dubenok, A. V. Majer // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2018. - № 2. - P. 43-51.
7. Kizyaev, B. M. Jeffektivnost' mineral'nogo pitaniya ovoschnyh kul'tur pri kapel'nom oroshenii [Tekst]/ B. M. Kizyaev, V. I. Kremenskoj, V. V. Borodychev// Plodorodie. - 2016. - № 5. - P. 18-21.
8. Kurbanov, S. A. Issledovanie sistemy kapel'nogo orosheniya i melkodispersnogo dozhdevaniya [Tekst]/ S. A. Kurbanov, A. V. Majer // Problemy razvitiya APK regiona. - 2012. - № 3. - P. 5-9.
9. Majer, A. V. Razrabotka tehnicheskih sredstv i metod opredeleniya intervala vremeni mezhdu uvlazhneniyami v sisteme kombinirovannogo orosheniya/ A. V. Majer, V. S Bocharnikov, E. A. Dolgopolova // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee pro-fessional'noe obrazovanie. - 2012. - № 1. - P. 150-155.
10. Majer A. V. Tehnicheskie sredstva i tehnologiya kombinirovannogo orosheniya /A. V. Majer, V. S Bocharnikov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2012. - № 2. - P. 3-8.
11. Optimal'noe upravlenie polivami na osnove sovremennyh vychislitel'nyh algoritmov [Tekst]/ V. V. Borodychev, M. N. Lytov, A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa : nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2015. - №4. - P. 21-28.
12. Perspektivnaya sistema upravleniya vodnym rezhimom pochvy i mikroklimatom [Tekst]/ A. S. Ovchinnikov, V. V. Borodychev, M. Yu. Hrabrov, V. M. Gurenko// Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2015. - №3. - P. 6-12.
13. Angold, Ye. Spezial features of drip-sprinkler irigazion technology/ Ye. V. Angold, V.A. Zarkov // Water Supplu. - 2014. - Issue 14-15. - P. 841-849.
14. Balloon-borne measurements of temperature, water vapor, ozone and aerosol backscatter on the southern slopes of the himalayas during StratoClim / S. Brunamonti, T. Jorge, P. Oelsner, S. Hanumanthu, B. B. Singh, K. Ravi Kumar, T. Peter // Atmospheric Chemistry and Physics. - 2018. -№18. - P. 21-29. doi:10.5194/acp-18-15937-2018.
15. Pross, S. Komplentingmikro-irigaziontechnologu with ivprjvtdirigazionmanagement based on krop and soil parameters / S. Pross, B.Sutton, M. Batamm //Inter Water irrigate. - 2008. - Vol. 23. -№4. - P. 300-330.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Информация об авторах Дубенок Николай Николаевич, академик РАН, профессор, заведующий кафедрой «Лесоводство и мелиорация ландшафтов» Российского государственного агроуниверситета-Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева (РФ127550 Москва ул. Тимирязевская 49, доктор сельскохозяйственных наук, т. 89857544488. ORCID: https // orcid org/ 0000-0002-9059-9023. E-mail: [email protected]
Майер Александр Владимирович, старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костюкова (РФ 127750 г. Москва ул. Большая академическая 44 корпус 2), кандидат сельскохозяйственных наук, т.89053378678. ORCID: https:// orcid.org/1000-0002-0065-8916. E-mail: [email protected]
Гуренко Владимир Михайлович, старший научный Федерального государственного бюджетного научного учреждения Всероссийского научно-сследовательского института гидротехники и мелиорации (РФ 127750 г. Москва ул. Большая академическая 44 корпус 2), кандидат сельскохозяйственных наук, т.89297814779.
ORCID:https://orcid.org/0000-0003-474б-4999. E-mail: [email protected]
Бородычев Сергей Викторович, инженер Федерального государственного бюджетного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации (РФ 127750 г. Москва ул. Большая академическая 44 корпус 2), т. 884422ббб05. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2650-1092. E-mail: [email protected]
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest.The authors declare no conflict of interest.
УДК 547:548.73б:б20.193 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-32
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ РЕМОНТЕ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ
INHIBITOR OF METAL CORROSION FOR USE DURING REPAIRING AUTOMOTIVE EQUIPMENT
Н.В. Бышов1, доктор технических наук, профессор С.Д. Полищук1, доктор химических наук, профессор И.В. Фадеев2, кандидат технических наук, доцент Ш.В. Садетдинов3, доктор химических наук, профессор
N.V. Byshov1, S.D. Polischuk1, I.V. Fadeev2, Sh. V. Sadetdinov3
'Рязанский агротехнологический университет им. П.А. Костычева, Рязань 2Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева, Чебоксары 3Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары
'Ryazan Agrotechnological University named after P.A. Kostycheva, Ryazan, 2Chuvash State Pedagogical University named after I. Ya. Yakovlev, Cheboksary, 3Chuvash State University named after I.N. Ulyanova, Cheboksary
Дата поступления в редакцию 31.03.2019 Дата принятия к печати 31.05.2019
Received 31.03.2019 Submitted 31.05.2019
Применяемые в настоящее время для мойки деталей при ремонте узлов и агрегатов автотракторной техники синтетические моющие средства (СМС) нуждаются в улучшении их противокоррозионных свойств. Используемые в составе СМС для этих целей хроматы опасны для здоровья человека и окружающей среды, относятся ко второму классу опасности, поэтому их желательно заменить на экологически чистые ингибиторы коррозии, например соединения бора. Методом физико-химического анализа было установлено образование нового боратно-азотного соединения в системе «борная кислота - имидазол - вода» при 25 °C. Состав получен-
2б5
