Научная статья на тему 'СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ АКТУАЛИЗАЦИИ ВОПРОСА ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЗАЩИТНЫХ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ'

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ АКТУАЛИЗАЦИИ ВОПРОСА ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЗАЩИТНЫХ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
27
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ / ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКРЫТОГО ГРУНТА / ЗАЩИТНЫЕ КУЛЬТИВАЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ / ТЕПЛИЧНОЕ ХОЗЯЙСТВО / ВОДОПОДГОТОВКА / СИСТЕМЫ ВОДОРАЗДАЧИ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Белоусова Наталья Васильевна, Асманкин Евгений Михайлович, Ушаков Юрий Андреевич, Петров Алексей Анатольевич, Гладышев Алексей Александрович

В статье рассмотрены вопросы защитных культивационных сооружений (ресурсная, технологическая и эксплуатационная специфика), необходимости предварительной очистки воды в процессе водоподготовки для тепличных комплексов. Проанализированы различные технические решения для подготовки воды перед подачей её потребителю. Обоснована необходимость решения вопросов снижения энерго- и металлоёмкости с созданием компактных системно-функциональных комплексов. Данная проблема остаётся в настоящее время актуальной и требует решения при разработке и оптимизации параметров систем водоподготовки компактного типа для защитных культивационных сооружений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Белоусова Наталья Васильевна, Асманкин Евгений Михайлович, Ушаков Юрий Андреевич, Петров Алексей Анатольевич, Гладышев Алексей Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MODERN PREREQUISITES FOR UPDATING THE ISSUE TECHNICAL DEVELOPMENT OF PROTECTIVE CULTIVATION STRUCTURES

The article deals with the issues of protected cultivation facilities (resource, technological and operational specifics), as well as the issues of the need for pre-treatment of water in the process of water treatment for greenhouse complexes. Various technical solutions for water treatment before supplying it to the consumer are analyzed and the need to address issues of reducing energy and metal consumption with the creation of compact system-functional complexes is established. This problem remains currently relevant and needs to be solved when developing and optimizing the parameters of compact-type water treatment systems for protective cultivation facilities.

Текст научной работы на тему «СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ АКТУАЛИЗАЦИИ ВОПРОСА ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЗАЩИТНЫХ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ»

of agricultural robots. Bulletin of the Bashkir University. 2017; 44(4): 62-68.

7. Patent for the invention RU 2503505 C2, Method of foliar feeding of agricultural crops / Pakhomov V.I.,

Rykov V.B., Kambulov S.I., Vyalkov V.I., Ksenz A.Ya., Shkrabak S.N., Shkrabak E.S., Shkrabak T.V. Application No. 2012101293/13 dated 01/13/2012. Published 01/10/2014.

Андрей ВладимировичЛиненко, доктор технических наук, профессор, linenko-bsau@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-6483-2442

Валерий Владимирович Лукьянов, старший преподаватель, smtnv@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-4480-7757

Айнур Иршатович Азнагулов, ассистент, az370@inbox.ru, https://orcid.org/0000-0002-1351-4321 Валинур Газинурович Байназаров, младший научный сотрудник, baynazv@mail.ru, https://orcid.org/0000-

0002-8980-5301

Тимур Ильдусович Камалов, кандидат технических наук, доцент, kamalov-ti@mail.ru, https://orcid.org/0000-

0003-3523-0765

Andrey V. Linenko, Doctor of Technical Sciences, Professor, linenko-bsau@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-6483-2442

Valeгу V. Lukianov, Senior lecturer, smtnv@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-4480-7757 Aynur I. Aznagulov, assistant, az370@inbox.ru, https://orcid.org/0000-0002-1351-4321 Valinur G. Baynazarov, junior research associate, baynazv@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8980-5301 Timur I. Kamalov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, kamalov-ti@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3523-0765

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 29.03.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.

The article was submitted 29.03.2021; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-

Обзорная статья

УДК 631.2: 628.1

doi: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-155-161

Современные предпосылки актуализации вопроса технического развития защитных культивационных сооружений

Наталья Васильевна Белоусова, Евгений Михайлович Асманкин, Юрий Андреевич Ушаков,

Алексей Анатольевич Петров, Алексей Александрович Гладышев

Оренбургский государственный аграрный университет, Оренбург, Россия

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы защитных культивационных сооружений (ресурсная, технологическая и эксплуатационная специфика), необходимости предварительной очистки воды в процессе водоподготовки для тепличных комплексов. Проанализированы различные технические решения для подготовки воды перед подачей её потребителю. Обоснована необходимость решения вопросов снижения энерго- и металлоёмкости с созданием компактных системно-функциональных комплексов. Данная проблема остаётся в настоящее время актуальной и требует решения при разработке и оптимизации параметров систем водоподготовки компактного типа для защитных культивационных сооружений.

Ключевые слова: водные ресурсы, технология закрытого грунта, защитные культивационные сооружения, тепличное хозяйство, водоподготовка, системы водораздачи.

Для цитирования: Современные предпосылки актуализации вопроса технического развития защитных культивационных сооружений / Н.В. Белоусова, Е.М. Асманкин, Ю.А. Ушаков и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 155 - 161. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-155-161.

Original article

Modern prerequisites for updating the issue technical development of protective cultivation structures

Nataliya V. Belousova, Evgeny M. Asmankin, Yuriy A. Ushakov, Alexey A. Petrov, Alexey A. Gladyshev

Orenburg State Agrarian University, Orenburg, Russia

Abstract. The article deals with the issues of protected cultivation facilities (resource, technological and operational specifics), as well as the issues of the need for pre-treatment of water in the process of water treatment for greenhouse complexes. Various technical solutions for water treatment before supplying it to the consumer

are analyzed and the need to address issues of reducing energy and metal consumption with the creation of compact system-functional complexes is established. This problem remains currently relevant and needs to be solved when developing and optimizing the parameters of compact-type water treatment systems for protective cultivation facilities.

Keywords: water resources, closed ground technology, protective cultivation facilities, greenhouse, water treatment, water distribution systems.

For citation: Modern prerequisites for updating the issue technical development of protective cultivation structures / N.V. Belousova, E.M. Asmankin, Yu.A. Ushakov et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 155-161. (In Russ.). oi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-155-16L

По данным специализированного агентства (ФАО) ООН, занимающегося проблемами развития сельских регионов и сельскохозяйственного производства, дефицит пресной воды в масштабе мирового потребления составляет более 250 млрд куб. м в год. В ближайшее десятилетие, по мнению компетентных экспертов, возможно его троектратное увеличение. При техническом обеспечении и технологическом развитии производства следует чётко понимать, насколько интенсивно выбивается из экологического баланса такое природное богатство, как пресная вода. Бытовое, промышленное и сельскохозяйственное водопотребление выбирает из природных и искусственных резервуаров свыше 4000 куб. км в год. Реки, озёра, а также другие водохранилища теряют 4,5 % пресной воды, необходимой для жизнеобеспечения биосферы, особенно в засушливых районах нашей планеты. В особом положении оказывается сельское хозяйство, так как 70 % пресной воды, которая идёт на его нужды, является конкурентной долей в борьбе за воду со стороны других отраслей экономики [1 - 3].

Количество подземных вод оценивается в 60 млн км3 и составляет 30 % от общих запасов воды на планете. Их преимуществом является лучшая защищённость от загрязнения, чем у источников на поверхности земли. В мировом масштабе эксплуатация подземных вод покрывает приблизительно 50 % потребности на питьевой расход, 20 % - на орошение и 40 % на нужды промышленности. Подземные воды широко применяются для орошения в странах с аридным климатом и в зонах рискованного земледелия. Например, в США - до 45 %, а в Ливии 100 % сельскохозяйственных угодий обрабатывается с применением ресурсов из подземных горизонтов. В этом плане особое место занимает Россия, территория которой относится к наиболее обеспеченной водными ресурсами. Доля её от водных запасов в мире составляет 22 % мирового уровня, озёр - около 30 %, болот - более 25 %, ледников - менее 1 %, подземных вод - около 5 %. Среднее многолетнее значение речного стока на территории страны составляет 4271 млрд м3 в год (10 % мирового речного стока, 2-е место в мире после Бразилии), что соответствует 230 тыс. м3 на 1 км2 территории. В целом по стране обеспеченность водными ресурсами составляет 30,2 тыс. м3 речного стока на человека в год, что

примерно в 2,5 раза больше, чем в США, и в 14 раз больше, чем в Китае. Главным конкурентом России по этому показателю выступает Бразилия, обладающая самым обширным бассейном в мире - у реки Амазонки он занимает площадь 7,2 млн км2. Основным источником пресных вод в России является озеро Байкал с объёмом воды 23,6 тыс. м3, что составляет 20 % мирового и 80 % российского ресурса. Таким образом, Россия входит в группу наиболее обеспеченных водными ресурсами стран мира и не только по общим запасам или возобновляемым ресурсам, но и по удельным показателям в расчёте на одного жителя [1 - 3].

Вместе с тем в ряде регионов нашей страны остро испытывается дефицит в воде, обусловленный в первую очередь неравномерным распределением водных ресурсов по её территории. Парадокс заключается в том, что на 80%-ное сосредоточение социально-технического потенциала в Европейской части России возможно к использованию не более 10 % водных ресурсов. Принципиально это соответствует соотношению между потенциалом подземных вод в Российской Федерации, составляющим почти 400 км3 в год, и их частью, пригодной для бытового, а также технологического использования, не превосходящей 34 км3 в год [3].

В целом по стране степень освоения запасов подземных вод не превышает 19 %. Известные разведанные эксплуатационные запасы пресных подземных вод составляют более 30 км3/год, минеральных - примерно 0,2 км3/год, термальных - 0,07 км3/год [3].

Обострение ситуации связано с недостатком водных ресурсов. Это прослеживается в бассейнах рек Дона, Кубани, Терека, Урала, Днепра, особенно в наиболее экономически развитых районах, где потребление воды, пригодной для орошения и для других нужд, находится за гранью технологического минимума. В результате сдерживается развитие территории Саратовской, Астраханской, отдельных частей Волгоградской и Оренбургской областей, Северного Кавказа [2].

Тенденция к загрязнению поверхностных и подземных вод только усугубляет сложившееся дефицитное положение. Практически все поверхностные и часть подземных водных объектов, особенно в Европейской части страны, а также в районах размещения крупных про-

мышленных и сельскохозяйственных комплексов имеют значительные отклонения от нормативов по экологическим показателям [4].

Крупнейшим пользователем водного ресурса в Российской Федерации является сельское хозяйство с его доминирующим потребителем - мелиоративным комплексом. Оно же вкупе с селитебными территориями, отвально-промышленными и отходно-производственными площадями оказывает негативное воздействие на водные объекты посредством диффузных или рассредоточенных загрязняющих стоков (рис. 1). Если добавить сюда трансграничные загрязнения, становится ясно, почему на сегодняшний день актуализировалась проблема использования подземных вод. Эта проблема в связи с запросами сельскохозяйственных технологий и изменчивостью агрометеорологических, агроклиматических условий, является многоаспектной [5]. Научно-практический опыт показывает, что устойчивое функционирование и развитие АПК можно обеспечить только на основе системного анализа всесторонней информации о лимитирующих факторах в сельском хозяйстве, начиная от интоксикации биосферы, формирования дефицитных условий, вплоть до постоянно усиливающейся антропогенной деятельности производственных структур, являющейся следствием реализации рентабельного технологического резонанса. Ухудшается ситуация при неправильном использовании технологий закрытого грунта, приводящая к учащению засух и появлению других неблагоприятных явлений [4].

Затрагивая проблематику защитных культивационных сооружений, следует отметить, что Россия имеет свою историю овощеводства на защищённых грунтах, начало которой было положено в ХУШ в. с построения специализированных «Клинских теплиц». Отрасль защищённого грунта была одной из передовых в советском сельском хозяйстве, где первые тепличные комплексы начали давать продукцию в 1930-е гг., а их активное строительство было рекомендовано правительством страны в 1980 -е гг. Наиболее бурное развитие защищённого грунта началось в 60-е гг. прошлого века, когда по решению Советского правительства в Голландии был закуплен завод по изготовлению зимних грунтовых теплиц с пролётом секций 6,4 и 3,2 м. Производственные мощности по тепличным конструкциям на 500 га в год были запущены в Антраците и Воронеже [1- 3].

Странно выглядит и труднообъяснимым остаётся тот факт, что в структуре национального проекта «Развитие АПК» после распада Советского Союза тепличному производству, как одной из самых трудоёмких и наукоёмких подотраслей сельского хозяйства, места не нашлось. Причины, конечно же, были различные, и немалую роль в отказе от развития защищённых культивационных сооружений сыграла их капиталоёмкость, что привело к развалу защищённого грунта в стране. Статистика 1990-х гг. говорит о том, как перспективное защищённое землепользование с более чем 4,7 тыс. га трансформировалось в выходящие из эксплуатации 3,5 тыс. га с мате-

Рис. 1 - Использование водных ресурсов в сфере сельскохозяйственного производства РФ, %

риальной базой около 3200 остеклённых теплиц на всю страну [1 - 3].

А успехи в становлении тепличного хозяйства были как в технологическом, так и в техническом плане. Их можно отнести к периоду 1975 - 1980 гг. Возведённые тепличные комбинаты планомерно рассредоточивались в регионах с крупными промышленными городами. В качестве показательного примера и положительного опыта следует отметить: тепличный комбинат «Южный» - 114 га, комбинат «Лето» - 54 га, «Московский» - 115 га, «Белая дача» - 48 га. Оренбуржье тоже внесло свой вклад в развитие тепличной индустрии советской эпохи - ООО СХП «Экоферма «Кушкульские теплицы» - 6,8 га [1 - 3].

Объективность сегодняшнего дня такова: по защищённым грунтам Россия находится на 10-м месте; производство и реализация овощной продукции в рамках внутригосударственного потребления - не выше 39 % от необходимого объёма; продолжаются закупки импортных овощей - порядка 2,06 млн т в год; совокупный объём российского импорта - 57 % формируется в Турции - 23,7 %, в Китае - 14,8 %, на Израиль приходится 10 %, на Нидерланды - 8,5 %. И при этом в России зафиксированная потребность с защищённых грунтов составляет 2,4 млн. т овощей (из расчёта 16,4 кг на человека в год). Доминирующие объёмы сладкого перца, баклажана, цуккини являются заслугой зарубежных теплиц. Отечественная конкуренция представлена в основном томатами, огурцами и зеленью [1 - 3].

Несмотря на то что экономическая эффективность защищённых грунтов и развития тепличного овощеводства обоснована растущим спросом на продукцию, а также подтверждена опытом ведущих овощепроизводителей - Китаем, Испанией, Японией, Турцией, в России только намечается тенденция к росту промышленных тепличных комплексов. В этой связи логично обратить внимание на небольшие страны, такие, как Нидерланды и Марокко. Они имеют культивационные сооружения на площади от 100 до 150 м2. Экспортные показатели Нидерландов (вывоз сельскохозяйственной продукции из страны) составляют 65 млрд евро в год, это 20 % их общего экспорта, 10 % экономики в целом и более 660 тыс. раб. мест [2, 3].

Материалы исследования свидетельствуют о том, что в Российской Федерации выход из строя старых промышленных теплиц стал причиной сокращения валового сбора овощей с защищённых грунтов. Государство пытается переломить ситуацию. В последние годы активно ведётся строительство весенне-летних теплиц без отопления, но, несмотря на господдержку, затратность производства не позволяет ускорить его развитие. Ресурсная специфика - затраты на

газ и электроэнергию накладывают проблемный отпечаток на специфику технологическую. Необходимость создания микроклимата, особенно в самые холодные месяцы, обеспечение дополнительного подсвечивания для круглогодичного выращивания приводят к тому, что доля расходов на энергоносители в тепличных хозяйствах составляет до 60 % от себестоимости продукции. В структуре себестоимости доля затрат на электроэнергию составляет в среднем 39 %, на тепловую энергию - 12 %. Следует отметить характерный для данной подотрасли факт кадрового привлечения. Подавляющее число тепличных хозяйств предпочитает нанимать голландских, итальянских или испанских агрономов, которые приезжают жить в Россию и обучают местный персонал, работающий в теплицах. Оборудование тоже используется импортное. И не всегда западные технологии легко адаптировать в российском климате [1 - 3].

Но если организационно-экономические проблемы аграрного производства в рассматриваемом аспекте можно решить формированием целевой хозяйственной доктрины, то проблема доступности пригодной для полива воды требует иного подхода, где путь создания технического обеспечения водоподготовки является основным и определяющим при разработке проектов и моделей технологических систем с использованием защитных культивационных сооружений [6].

При оценке по электропроводности в поливной воде концентрация солей не должна превышать 1,5...2,25 мкСм/см (микросименс на сантиметр), в противном случае плоды овощных культур теряют азот (^ в пределах 10 %, фосфор (Р) - в пределах 15 %, белков и углеводов - до 5 %. Забор воды из водоносных горизонтов с больших глубин залегания актуализирует проблему её очистки от железа ^е) и марганца (Мп), суммарное допустимое содержание которых в ней не должно превышать соответственно 0,3 мг/л и 0,05 мг/л. Орошение сельскохозяйственных культур водой с повышенным содержанием железа ^е) и марганца (Мп) приводит к их угнетению, снижению урожая, избыточному росту патогенных микроорганизмов и нарушению репродуктивной функции. Особое внимание при использовании в теплицах воды уделяют наличию в ней бикарбонатов (НСО3), количество которых влияет на кислотно-щелочной баланс питательного раствора. Недопустимо, чтобы с водой в питательный грунт вносилось большое количество ионов кальция (Са) и магния (Mg), способных при повышенной концентрации подавлять поглощение растениями калия (К) [2, 3].

Поднимая вопрос о необходимости предварительной очистки воды в процессе водопод-готовки для тепличных комплексов, необходимо

заострить внимание на наличии в ней органики как следствия отмирания водных и почвенных организмов в результате сельскохозяйственной деятельности, сброса хозяйственно-бытовых стоков, техногенных отходов промышленности. Качественные показатели поливной воды жёстко нормируют концентрацию органики, которая часто превышает норму в водозаборах из верхнего водоносного горизонта на глубине 15 - 20 м. В этой связи санитарные нормы чётко ориентированы на предел суммарной перманганатной окисляемости - не более 4 - 5 ед. [7].

Не является положительным тот факт, что указанным требованиям порядка 20 - 25 % поверхностных и подземных гидроресурсных источников Оренбуржья не соответствуют, вследствие повышенного содержания в водоносных горизонтах природных макроэлементов - железа ^е), марганца (Мп), хлоридов, сульфатов, а потребляемая вода характеризуется высоким уровнем жеёткости и минерализации. Серьёзную опасность для водоёмов представляют неочищенные сточные воды и отсутствие санитарных зон охраны. Данный антропогенный фактор в совокупности с устаревшими технологиями водоочистных станций и изношенностью водопроводных сетей, доходящей в некоторых районах области до 70 %, вынуждает при сетевой очистке воды использовать хлор и гипохлорид натрия, уничтожающий в этой сети положительную микрофлору. В качестве технического аспекта настоящей проблемы следует иметь в виду, что прогрессивность износа гидрокоммуникаций - 3 % в год, а заменяемость труб в тот же период - 1 % [7, 8].

Региональная специфика источников водоснабжения, определяемая дефицитным или избыточным уровнем биогенных элементов, повышенным содержанием природных макроэлементов, насыщенностью водоносных пластов углекислым газом, сероводородом и радоном, отрицательно влияет прежде всего на стабильность и качество процесса водопотребления производственными и жилищно-бытовыми объектами. А высокая аварийность разводящих сетей требует внедрения новационных технологий реализации процесса водоснабжения, обоснованных достоверностью технических решений в интервале оптимальных затрат при их проектировании, изготовлении и эксплуатации [4, 7].

Методы исследований дали импульс к развитию достаточно большого количества технических решений для водоподготовки перед подачей её потребителю. Конструкции оригинальны и высокотехнологичны. Разработанные технологии интегрируют в себе весь операционный комплекс, начиная от заряда кислородом водоносного пласта и проведения скважинной дегазации с последующей аэрацией воды для

извлечения продуктов окисления при её обез-железивании и деманганации. Причём авторы разработок, учитывая экологический аспект, предпочтительным новационированием считают технологии с безопасным окислительным агентом - кислородом воздуха, при растворении которого в воде из неё вытесняются свободная углекислота, сероводород, радон, а двухвалентное железо и двухвалентные соединения марганца окисляются в нерастворимые вещества. Далее можно проводить элементарную фильтрацию с использованием зернистого наполнителя, чтобы подача качественной воды потребителям осуществлялась в пределах, установленных нормативно-техническими и агротехнологиче-скими требованиями [9, 10].

Задачи исследований сегодняшнего дня, стоящие перед инженерно-техническими службами и научно-проектными центрами, предполагают создание устройств и систем не только функциональных, но и технологичных. Причём реальный производственный сектор при выборе технического обеспечения ориентируется именно на эксплуатационную технологичность, которая определяется и проявляется в достижении оптимальных затрат при эксплуатации специализированного оборудования. Речь идет о водоподготовке, для заданных показателей качества подаваемой потребителю воды и условий реализации технологического процесса. Товаропроизводители, особенно представители малого бизнеса, катего-рируют свой выбор по двум понятиям. Прежде всего техническая система должна обеспечивать возможность модельного развития процесса водоснабжения на предполагаемую перспективу в интервале значений объёмов потребления воды подчинёнными им объектами с точки зрения оптимизации управленческих решений, а также планирования эксплуатационно-технических мероприятий, т.е. процесс водоснабжения при его технологической реализации должен являться «стабилизированным». На сегодняшний день к внедрению рекомендован ряд гидросооружений с гарантированной стабильностью процесса водоснабжения без выхода в аварийный режим, связанного с отрицательными температурами окружающего воздуха.

Способы исследований, основанные на оригинальных энергосберегающих приёмах использования энергии ветровых потоков, тепловой энергии земли и физико-механических методов термоактивации, позволили добиться бойлерного эффекта, препятствующего льдообразованию в гидрорезервуарах, приводящему к их выходу из строя или полному разрушению [11 - 13]. Но специалистов по эксплуатации защитных культивационных сооружений обледенение водонапорных систем интересует во вторую очередь [14]. Первичным для них является понятие

«воспроизводимости» процесса водоснабжения в аспекте обеспечения кондиционности воды для полива, т.е. независимо от состояния скважин, гидрокоммуникаций и разводящих сетей процесс полива должен быть функционально воспроизводимым в любом технологическом интервале. Его результативность - это рентабельность и урожайность на защищённых грунтах в круглогодичном агротехнологическом цикле. Технической гарантией тому являются новаци-онные конструкции напорно-аккумулирующих резервуаров, оборудованных устройствами для эмульгирования эжекторного типа с целью увеличения площади контакта воды с воздухом [15, 16]. Способ, реализующий данный подход к решению проблемы удаления из воды химических элементов, не представляющих при водопотребле-нии пищевой или эксплуатационно-технической ценности, рекомендуется авторами разработки как ключевой. Это достоверно и обосновано результатами исследований взаимодействия кислорода воздуха с примесями в воде при её аэрации. Однако масштабность бизнес-планов и громоздкость систем водоподготовки не является преимуществом в ракурсе их внедрения. Специфика КФХ относится к потребителям локальных агропромышленных проектов. Как следствие, центрам научно-технических исследований и заводам-изготовителям необходимо решать вопросы снижения энерго- и металлоёмкости вкупе с созданием компактных системно-функциональных комплексов, габариты которых допускают их установку непосредственно внутри защитных культивационных сооружений, где исключается воздействие на жидкость отрицательного температурного фактора, но, к сожалению, затруднительно использование энергии ветровых потоков.

Принципиально системы водораздачи, проектирование которых основано на расчётах энергии потока жидкости или её потенциальной энергии, можно рассматривать как замкнутые, поскольку векторная сумма импульсов всех конструкционных элементов их составляющих остаётся постоянной при исполнении функционального алгоритма. Следовательно, закон сохранения импульса позволяет аналитически оценить гипотезу реализации реактивных сил в приводных механизмах устройств для получения водо-воздушной эмульсии при интенсификации удаления из водонапорной ёмкости газов, вытесняемых в процессе насыщения воды кислородом, т.е. её аэрации. Обоснование новационности такого подхода предполагает разработку и оптимизацию параметров системы водоподготовки компактного типа для защитных культивационных сооружений с дальнейшим развитием настоящего проекта на уровне производственно-экспериментальных исследований.

Список источников

1. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов РФ в 2008 году». М.: НИА-Природа, 2009. 457 с.

2. Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года. Утв. распоряжением Правительства РФ от 27 августа 2009 г. № 1235-р.

3. Природно-ресурсный комплекс Российской Федерации: аналитический доклад / под ред. О.В. Комаровой. М.: НИА-Природа, 2001. 267 с.

4. Проблемы и перспективы использования водных ресурсов в агропромышленном комплексе России: монография / под общ. ред. В.Н. Щедрина. М.: ЦНТИ Мелиоводинформ, 2009. 342 с.

5. Стеновский В.С., Петров А.А., Белоусова Н.В. Повышение курсовой устойчивости колёсного трактора при движении по негоризонтальной опорной поверхности // Лесотехнический журнал. 2016. Т. 6. № 1 (21). С. 194 -202.

6. Зимние теплицы для континентального климата / Б.Н. Нуралин, В.Г. Некрасов, А.Ж. Мурзагалиев и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 3 (65). С. 81 - 84.

7. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения Оренбургской области в 2020 году». Оренбург: Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Оренбургской области, 2021. 238 с.

8. Анализ условий труда в сельском хозяйстве Оренбургской области / А.А. Гладышев, Ю.Н. Беляцкая,

B.А. Урбан и др. // Естественные науки: актуальные вопросы и социальные вызовы: матер. III Междунар. науч.-практич. конф. Астрахань, 2020. С. 273 - 276.

9. Пат. № 2458603 РФ, МПК Е03В 3/08 (2006/01), МПК Е03В 11/14 (2006/01), СПК Е03В 3/08 (2021/05). Способ водоснабжения производственных и жилищно-бытовых объектов сельских поселений, а также устройство для его осуществления / Каргаев И.Ю., Шахов В.А., Ушаков Ю.А., Асманкин Е.М.; заявит. и патентооблад. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет»; заявл. 09.11.2020; № 2020136803; опубл. 01.11.2021; Бюл. № 31.

10. Пат. № 2582362 РФ, МПК Е04Н 12/30 (2006/01). Водонапорная башня для воды с повышенным содержанием радона / Петько В.Г, Рязанов А.Б., Бендюк Ю.А.; заявит. и патентооблад. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет»; заявл. 31.12.2014; № 2014154622/03; опубл. 27.04.2016; Бюл. № 12.

11. К вопросу развития энергосберегающих технологий в АПК / Е.М. Асманкин, С.В. Юмакаева, М.Б. Фомин и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 2 (34). С. 77 -79.

12. Фомин М.Б. Ветроэнергетическая установка для повышения устойчивости металлической водонапорной башни к обледенению // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 2 (64).

C. 86 - 88.

13. Рязанов А.Б., Фомин М.Б. Использование тепловой энергии грунтовых вод для предотвращения замерзания металлических водонапорных башен // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 4 (78). С. 149 - 150.

14. Петько В.Г., Фомин М.Б., Рязанов А.Б. Анализ условий обледенения водонапорной башни Рожновского в системе водоснабжения объектов АПК // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (63). С. 85 - 89.

15. Патент № 2750460 РФ, МПК Е04Н 12/30. Водонапорная аккумулирующая ёмкость для воды с повышенным содержанием радона / Петько В.Г., Фомин М.Б., Рязанов А.Б.; № 2020133576; заявит. и патентооблад. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет»; заявл. 12.10.2020; опубл. 28.06.2021; Бюл. № 19.

16. Петько В.Г., Рязанов А. Незамерзающая водонапорная башня // Сельский механизатор. 2008. № 2. С. 32 - 34.

References

1. State Report «On the state and use of water resources of the Russian Federation in 2008». M.: NIA-Nature, 2009. 457 p.

2. Water Strategy of the Russian Federation for the period up to 2020 (approved by the Decree of the Government of the Russian Federation dated August 27, 2009 No. 1235-r).

3. Natural resource complex of the Russian Federation: analytical report / edited by O.V. Komarova. M.: NIA-Nature, 2001. 267 p.

4. Problems and prospects of water use in the agro-industrial complex of Russia: monograph / under the general editorship of V.N. Shchedrin. M., 2009. 342 p.

5. Stenovsky V.S., Petrov A.A., Belousova N.V. Increasing the directional stability of a wheeled tractor when driving on a non-horizontal support surface. Forest Engineering Journal. 2016; 6: 21(1): 194-202.

6. Nuralin B.N., Nekrasov V.G., Murzagaliev A.Zh., Shevchenko S.A., Konstantinov M.M. Winter greenhouses for continental climate. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2017; 65(3): 81-84.

7. State report "On the state of sanitary and epidemio-logical welfare of the population of the Orenburg Region in 2020". Orenburg: Department of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare in the Orenburg Region, 2021. 238 p.

8. Analysis of working conditions in agriculture of the Orenburg region / A.A. Gladyshev, Yu.N. Belyatskaya,

V.A. Urban et al. // Natural sciences: current issues and social challenges: Mater. of the III Internation. Scientific and practical Conf. Astrakhan, 2020. P. 273-276.

9. Patent No. 2458603 of the Russian Federation, IPC E03B 3/08 (2006/01), IPC E03B 11/14 (2006/01), SEC E03B 3/08 (2021/05). The method of water supply of industrial and residential facilities of rural settlements, as well as the device for its implementation / Kargaev I.Yu., Shakhov V. A., Ushakov Yu.A., Asmankin E.M.; application 09.11.2020; No. 2020136803; publ. 01.11.2021; Bul. No. 31.

10. Patent No. 2582362 of the Russian Federation, IPC E04N 12/30 (2006/01). Water tower for water with a high radon content / Petko V.G., Ryazanov A.B., Ben-dyuk Yu.A.; Application 31.12.2014; No. 2014154622/03; Publ. 27.04.2016, Bul. No. 12.

11. On the development of energy-saving technologies in agriculture / E.M. Asmankin, S.V. Yumakaeva, M.B. Fomin et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2012; 34(2): 77-79.

12. Fomin M.B. Wind power plant for increasing the resistance of a metal water tower to icing. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2017. 64(2): 86-88.

13. Ryazanov A.B., Fomin M.B. The use of thermal energy of groundwater to prevent freezing of metal water towers. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2019; 78(4): 149-150.

14. Petko V.G., Fomin M.B., Ryazanov A.B. Analysis of the conditions of icing of the Rozhnovsky water tower in the water supply system of agricultural facilities. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2017; 63(1): 85-89.

15. Patent No. 2750460 of the Russian Federation, IPC E04N 12/30. Water-pressure storage tank for water with a high radon content / Petko V.G., Fomin M.B., Ryazanov A.B; Application 12.10.2020; No. 2020133576; Publ. 28.06.2021; Bul. No. 19.

16. Petko V.G., Ryazanov A. Non-freezing water tower. Selskiy Mechanizator. 2008; 2: 32-34.

Наталья Васильевна Белоусова, аспирантка, Belousova_natalia79@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2671-2164

Евгений Михайлович Асманкин, доктор технических наук, профессор, aem500@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7168-0099

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Юрий Андреевич Ушаков, доктор технических наук, профессор, 1u6j1a159@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7383-5442

Алексей Анатольевич Петров, кандидат технических наук, доцент, leha.peter1980@ yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-2539-773X

Алексей Александрович Гладышев, аспирант, mics81@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0562-7315

Nataliya V. Belousova, postgraduatе, Belousova_natalia79@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2671-2164

Evgeny M. Asmankin, Doctor of Technical Sciences, Professor, aem500@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7168-0099

YuriyA. Ushakov, Doctor of Technical Sciences, Professor, 1u6j1a159@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7383-5442

Alexey A. Petrov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, leha.peter1980@ yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-2539-773X

AlexeyA. Gladyshev, postgraduatе, mics81@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0562-7315

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

Статья поступила в редакцию 11.04.2022; одобрена после рецензирования 04.05.2022; принята к публикации 11.05.2022.

The article was submitted 11.04.2021; approved after reviewing 04.05.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.