WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Орешкин Михаил Вильевич

АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ БАССЕЙНА РЕКИ СЕВЕРСКИЙ ДОНЕЦ

06.01.01. – общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание учёной степени

доктора сельскохозяйственных наук

  РАМОНЬ – 2011

Работа выполнена в Восточноукраинском национальном университете

имени В.И.Даля (1980-2010 гг.)

Научный консультант: доктор  сельскохозяйственных наук, профессор

ТАРАБРИН Алексей Евгеньевич

Официальные оппоненты: 

доктор сельскохозяйственных наук,

                                       БОРОНТОВ Олег Константинович;

доктор сельскохозяйственных наук,                                                        ШАПОВАЛОВ Николай Константинович;        

доктор технических наук, профессор

ВАСИЛЕНКО Владимир Васильевич

Ведущая организация:  ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии»  Россельхозакадемии

 

Защита состоится «16» марта 2012 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.065.01. при ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы имени А.Л. Мазлумова» Россельхозакадемии по адресу: 396030, Воронежская обл., Рамонский р-н, п. ВНИИСС, д. 86; тел./ факс 8(47340)5-33-26; Email: dissovetvniiss@mail.ru

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы имени А.Л. Мазлумова».

Автореферат размещен на сайте ВАК Минобрнауки РФ https://vak2.ed.gov.ru

«15» декабря 2011 года.

Автореферат разослан «_______» ______________________2012 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах,  заверенные гербовой печатью, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета.

Учёный секретарь диссертационного совета, 

кандидат биологических наук Стогниенко О.И.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время вследствие всемирного экологического кризиса, кардинально меняется система подходов и научных представлений о дальнейших путях развития и ведения традиционного земледелия в мире.  Интенсивное земледелие, которое осуществляется в странах Запада и экстенсивное его ведение в странах с менее развитым сельскохозяйственным производством, приводят к практически одинаковым последствиям: деградации почв, загрязнению агрофитоценозов веществами-токсикантами, снижению эффективности земледелия, разрушению ландшафтной среды (В.Ф. Вальков, В.А. Клименко, 1979; В.А. Семыкин, 2003, В.Н. Кильдюшкин и др., 2004). В конечном итоге, происходит уничтожение самой возможности ведения традиционного земледелия привычными методами и средствами. Выход из сложившейся ситуации видится в переходе от интенсификации к устойчивому, экологически взвешенному – адаптивному  земледелию (В.М. Володин, И.П. Здоровцев, 1999; В.М. Володин, 2000). Фундаментом такого земледелия является поддержание экологического равновесия и восстановление природных ресурсов, применение наиболее эффективных методов использования невосстановимых природных ресурсов через биологизацию, адаптацию, кибернетизацию и целесообразную низкозатратность (А.В. Дедов, 2002; Н.И. Картамышев, В.Ю. Приходько, 2003; А.А. Романенко, 2005; В.Р. Краусп, 2008; Н.А. Зеленский, 2008; В.И. Турусов, 2010).

Таким образом, пришло время от противостояния природе и полного или частичного отрицания её законов, перейти через детальное познание более тонких закономерностей функционирования агрофитоценозов и ландшафтной среды к сотрудничеству, заняв в окружающей среде свою экологическую нишу (А.Л. Иванов, 2002; В.Ф. Сайко, 2003). И, путём смещения динамического равновесия в агроценозах, добиваться получения прибавочного продукта, не переходя предела, за которым начинается необратимое разрушение ландшафтной среды (М.М.Тимофеев, 2004; И.С.Корчагин, 2008).

В диссертационной работе решена важная народнохозяйственная проблема – разработаны элементы адаптивного земледелия, теоретически обоснованы условия и методы их совершенствования,  созданы почвообрабатывающие орудия.

Для решения этой проблемы была выдвинута рабочая гипотеза о том, что получение дополнительной растениеводческой продукции при адаптивном земледелии возможно за счёт рационального сдвига биоэнергетического равновесия агрофитоценозов в сторону увеличения производства продукции. Условием чего является соблюдение положительного энергетического баланса. А так же совершенствование технических и биологических систем, взаимодействующих в агрофитоценозе.  Гипотеза может быть реализована через агротехнологическое обоснование создания адаптивных технологий, служащих для преодоления кризиса в земледелии и теоретическими исследованиями по регуляции агрофитоценозов. Таким образом, отмеченная народнохозяйственная проблема решается путём создания моделей подсистем адаптивного земледелия и экспериментальном установлении рационального уровня техногенных нагрузок, обеспечивающих самовосстановление агрофитоценозов.

       Цель исследований. Обосновать агротехнологические аспекты совершенствования адаптивного земледелия при минимализации основной обработки почвы и сохранении почвенного плодородия в засушливых условиях бассейна реки Северский Донец.

       Задачи исследований.

  1. Разработать и обосновать закономерности систем обработки почвы с применением удобрений адаптивного земледелия при производстве растениеводческой продукции.
  2. Произвести анализ схем расположения рабочих органов и орудий для возделывания сельскохозяйственных растений, и дать прогноз направлений их развития.
  3. Изучить влияние объёмной обработки чернозёмных почв, совместного применения противоэрозионных обработок и удобрений на урожайность сельскохозяйственных растений, агрохимические и биологические свойства почв и определить влияние микроэлементов и нитратов на агрофитоценозы.
  4. Дать оценку применения усовершенствованных подсистем адаптивных технологий при производстве растениеводческой продукции.

Научная новизна. На основании многолетних исследований, впервые проведённых в условиях бассейна реки Северский Донец, включающего в себя территории Донецкого кряжа в Луганской области,  северно-западную часть Ростовской области, восточною часть Харьковской области: 

- разработаны теоретические положения и методы совершенствования  адаптивного земледелия при производстве растениеводческой продукции;

- проведён теоретический анализ по разработке основ создания технологических систем, направленных на синтез схем элементов адаптивного земледелия, которые способны предотвратить деградацию почв;

- разработан подход по осуществлению саморегуляции агроценозов, что необходимо для конструирования механизмов сельскохозяйственного назначения и обоснованы параметры рабочих органов, осуществляющих объёмную обработку почвы;

- рабочие органы изготовлены в натуре и изучены в полевых условиях для проведения объёмной  обработки почвы;

- исследованы почвозащитные обработки совместно с применением удобрений и их влияние на параметры агроценозов, качественный и количественный выход товарной продукции;

- проведены исследования по изучению распространения микроэлементов и нитратов  в зависимости от внесения удобрений и видов обработок почвы;

-исследованы возможности короткоротационных севооборотов и совместных посевов злаковых культур и бобовых трав, как элементов биологизации адаптивного земледелия;

- дана комплексная оценка завершённых исследований и установлены экономическая, эколого-экономическая и биоэнергетическая эффективность систем адаптивного земледелия в условиях бассейна реки Северский Донец.

Научная новизна работы подтверждается 8 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения: а.с. 1496662; а.с.1725781; а.с.1766292; патент РФ 2091997; патент РФ 2102844; патент РФ 2102846; патент РФ 2240661; патент РФ  2260929.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанная нами методика позволяет производить синтез рабочих органов почвообрабатывающих машин и элементов технологий адаптивного земледелия исходя из конкретных агротехнологических условий. Используемые орудия на базе плоскорежущих рабочих органов с зубовидными рыхлителями по патентам РФ 2091997 и 2102844 для осуществления объёмной обработки почвы снижают эрозионные процессы в 2-4 раза и способствуют росту урожайности зерновых колосовых в среднем на 5-6 ц/га. Применение почвозащитной обработки совместно с внесением минеральных и органических удобрений способствует уменьшению потерь гумуса в 2-5 раз и полностью предотвращает загрязнение продукции растениеводства микроэлементами, нитратами и фтором. А также позволило выявить оптимальные сочетания минеральных удобрений при их внесении в полевом и почвозащитном севообороте. И дало возможность установить рациональное процентное соотношение многолетних трав в почвозащитном севообороте в 40%. Изучение короткоротационного полевого севооборота позволило найти сочетание культур: вико-овсяная смесь – озимая пшеница – ячмень – подсолнечник, дающее окупаемость 1 кг минеральных удобрений в практически в 7 раз. Применение совместных посевов злаковых культур и донника позволило получать на 1 га дополнительно до 600 и более кубических метров влаги. Материалы изданных методических рекомендаций, монографий и книг используются в Луганском национальном аграрном университете, в Восточноукраинском национальном университете им. В.И.Даля - в учебном  процессе и в Луганском институте агропромышленного производства при выполнении научных исследований. Используются они ведущим производителем сельскохозяйственной техники юго-востока Украины - Научно-производственной фирмой «Дозатор». Площадь суммарного внедрения разработок в производство за 20 лет исследований составляет более 200 тыс.га. с условным производственным эффектом от 150 до 200 у.е. на гектар.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1.Теоретические и экспериментальные основы совершенствования элементов адаптивного земледелия, как основа создания устойчивых фитоценозов.

2.Основные направления совершенствования почвообрабатывающих машин, способствующих улучшению водно-физических, агрохимических свойств почвы, сокращению стока, потерь элементов питания, повышающих экологическую безопасность окружающей среды и урожайность сельскохозяйственных культур .

3.Эффективность возделывания сельскохозяйственных растений при комплексном применении орудий, почвозащитных  технологий и удобрений.

4.Агротехнологическая адаптация производства продукции растениеводства как форма предотвращения её заражения микроэлементами и нитратами.

5.Экономическая, экологическая, биоэнергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных растений при комплексном применении орудий, почвозащитных технологий и удобрений..

Апробация результатов исследований. Основные положения работы доложены и обсуждены на 48 семинарах и конференциях разного уровня, в том числе на Всесоюзной научно-практической конференции «Почвозащитное земледелие с контурно-мелиоративной организацией территории в степной зоне» (Луганск, 1990); симпозиуме «Наука Луганщины в контексте развития региона» (Луганск, 1999); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы современного земледелия», Луганский НАУ (Луганск, 2003); научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Воронежского ГАУ им. К.Д.Глинки и расширенном заседании кафедры сельскохозяйственных машин (Воронеж, 2003, 2007, 2008, 2010); межрегиональной научно-практической конференции «Освоение альтернативных возобновляемых источников энергии» (Луганск, 2006); международной научно-практической конференции «Современные проблемы механизации производственных процессов в АПК» (Луганск, 2006); международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития агрономической науки» (Персиановский, 2007); международной конференции «Организация самодостаточности промышленного региона: проблемы рынка, экономики, бизнеса» (Луганск, 2008); 2-й Международной научно-технической конференции «Экология промышленных регионов» (Луганск, 2008); в 1980-2011 годах на учёных советах, научно-технических советах, конференциях и методологических семинарах: Ставропольского НИИ сельского хозяйства, Украинского НИИ защиты почв от эрозии, Луганского института агропромышленного производства, Луганского национального аграрного университета, Луганского института труда и социальных технологий, Научно-производственной фирмы «Дозатор», Восточноукраинского национального университета им. В.И.Даля.

Изложенные в настоящей диссертации данные получены в 1980-2010 гг. в процессе выполнения плановой тематики НИР: проблема 0.51.01., раздел 04.03.2. «Изучить факторы и определить пути повышения плодородия эрозионноопасных почв при длительном применении почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур для степной зоны УССР» (№ гос.регистрации 79001572) по 1990 год и с 1991 года при выполнении республиканских научно-технических программ «Земледелие» тема 11.04.01. «Экологически  безопасная и ресурсосберегающая система обработки почвы эродированных и эрозионно опасных почв степи Украины (№ гос.регистрации 01920033257), 14.01.01.Н4. «Почвозащитная энергосберегающая агротехника и комплекс сельскохозяйственных машин для выращивания озимых культур и ярового ячменя на эродированных землях с применением прямого сева» (№ гос.регистрации 01920033258) и «Плодородие почв» раздел 02.01.01. «Научные основы применения удобрений в агроценозах степной зоны Украины, которые обеспечивают получение высококачественной продукции, проектируемой урожайности сельскохозяйственных культур, повышения плодородия почв и исключения загрязнения внешней среды» (№ гос.регистрации 01920033245); «Разработать теоретические подходы к созданию защищающих почву орудий и способов» (№ гос.регистрации 0110U006000); «Дать обоснованную оценку новым орудиям и способам для возделывания сельскохозяйственных культур» (№ гос.регистрации 0110U006002) – Государственная программа прогнозирования научно-технологического и инновационного развития на 2008-2012 годы, код 0223072303; «Провести экспериментальную проверку орудий для  объёмной обработки почвы» (№ гос.регистрации 0110U006001);  «Обобщить экспериментальные данные по применению почвоохранных способов за период с 1980 по 2008 годы» (№ гос.регистрации 0110U006003) – Государственная программа развития отечественного машиностроения для агропромышленного комплекса на 2007-2010 годы – код 0235072122.

Личный вклад соискателя состоит в разработке программ и обосновании методологии постановки и проведения исследований, выполнении экспериментальной их части, обобщении полученных результатов и их интерпретации, подготовке печатных изданий, отчётов и рекомендаций, пропаганды и научном сопровождении внедрения результатов исследований. Публикации выполнены самостоятельно и в соавторстве, авторское участие при этом составляет 80%. Часть творческого вклада в работах в соавторстве состоит из выполнения исследований, обобщения результатов и подготовки материалов к изданию. Внедрение разработок в производство осуществлялось под непосредственным руководством и при участии автора.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано  53 работы (авторский объём 99,6 п.л.). В это число входят: 18 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3 монографии, 3 книги, 4 брошюры, 3 авторских свидетельства СССР и 5 патентов РФ на изобретения.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 392 страницах компьютерного  текста, содержит 38 таблиц, иллюстрирована 117 рисунками, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, списка использованных источников, включающего 548 наименований, в т.ч. 58 на иностранных языках и 38 приложений.

Решение отдельных частных задач по теме диссертационной работы выполнены автором при участии кандидатов сельскохозяйственных наук, старших научных сотрудников Ю.А.Усатенко и П.Г.Лапко, кандидата сельскохозяйственных наук, доцента А.И.Денисенко, кандидата технических наук, доцента А.А.Овчаренко. Выражаю признательность за методологические советы и консультации доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.А.Зеленскому и доктору технических наук, профессору В.А.Белодедову. Также выражаю благодарность за советы и замечания при подготовке работы научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.Е. Тарабрину.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПОДСИСТЕМ АДАПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

(Состояние изученности проблемы)

В данной главе на основании анализа научной и патентной литературы рассмотрено состояние поставленной проблемы. В этом направлении работали такие учёные, как Е.В.Грызлов, В.Д.Панников, Л.И.Акентьева, Л.И.Александрова, Е.В.Полуэктов, Л.Н.Петрова, В.М.Володин, Г.Г.Данилов, В.А.Белолипский, А.В.Дедов, В.Ф.Вальков  и многие другие. В результате анализа источников были выявлены неисследованные сегменты проблемы и намечены пути их решения. В главе обсуждаются возможности совершенствования технических средств и технологий для выращивания полевых культур при одновременном сохранении плодородия почв и предотвращении загрязнения агроценозов микроэлементами и нитратами. Вскрыт ряд спорных и дискуссионных вопросов, требующих своего решения. В целом анализ литературных источников показывает, что, несмотря на многочисленные исследования по проблеме совершенствования технологий адаптивного земледелия и средств механизации для возделывания полевых культур,  до сих пор многие вопросы по данной проблематике остаются открытыми. В частности, не выявлены до конца методы и способы совершенствования технологий обработки почвы, и содержания сельскохозяйственных культур, которые бы обеспечивали увеличение выхода продукции при одновременном сохранении плодородия почвы в условиях техногенного давления на агроценозы. А отсюда следует, что нет чёткой картины по разработке основных положений и теоретическому обоснованию закономерностей совершенствования технологий производства в новых условиях. Недостаточны сведения о путях создания новой техники и совершенствования технологий возделывания сельскохозяйственных растений. Отсутствуют глубокие сведения о применении объёмной обработки при возделывания колосовых культур. Существует необходимость углубить исследования о влиянии совместного применения почвозащитных обработок и удобрений на урожайность и качество продукции сельскохозяйственных культур и предотвращении загрязнения продукции микроэлементами. Нет полной ясности о способах развития земледелия в новых условиях хозяйствования. Не существуют полностью адекватных оценочных критериев этих процессов, что требует их дальнейшей разработки. Нерешённость указанных вопросов и явилось основанием выбора темы данного исследования.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Основные полевые эксперименты и исследования проводились: в совхозе «Глубокинский» Каменского района Ростовской области в 1980-84 годах, КСП им.8-го Марта Купянского района Харьковской области в 1996-1999 годах и на территории Луганской области в 1984-2004 годах. Опыты по изучению совместного воздействия почвозащитных технологий выращивания сельскохозяйственных культур и удобрений проводились в 1990-2000 годах в совхозе «Ударник» Лутугинского района Луганской области. Теоретические исследования проводились и оформлялись в 2004-2010 годах.

Объектом исследований явились технологии адаптивного земледелия. Предметом исследований – агротехнологические основы адаптивного земледелия в условиях бассейна реки Северский Донец. В работе использованы всеобщие, общенаучные (анализ и синтез, дедукция и индукция, моделирование, эмпирическое обобщение) и специфические для агропромышленной науки методы исследований. Теоретические исследования выполнены с применением известных положений, законов и методов классической механики и математики.

Территория совхоза «Глубокинский» относится по агроклиматическому  районированию к умеренно жаркому агроклиматическому району Ростовской области. Климат резко континентальный. Амплитуда среднемесячных колебаний температур – 29,6. Гидротермический коэффициент – 0,7-0,8. Безморозный период составляет 171-173 дня, продолжительность вегетационного периода с температурой более +5С  206 дней. Глубина промерзания может достигать метра и более. Среднее годовое количество осадков составляет 400-418 мм. Почвы, на которых закладывались опыты, представлены черноземами южными среднемощными, тяжелосуглинистыми, почвообразующая порода – желто-бурый лессовидный суглинок. Территория, на которой расположено землепользование КСП им. 8 Марта Купянского района Харьковской области, характеризуется очень жарким засушливым летом и нередко холодной зимой. Среднегодовая температура воздуха равна  +5,1С, период с температурой более +5С длится 200 дней. Среднемноголетняя сумма осадков равна 480 мм. Снежный покров неустойчив. Максимальное промерзание почвы наступает обычно в феврале. Устойчивый снежный покров – с 13-20 декабря. Сход снега – с 8-14 марта. Средняя толщина снежного покрова – 16 см. Почвы представлены наиболее типичной их разновидностью для хозяйства и в целом для района – черноземом обыкновенным мощным среднегумусным на лессах. Климат Луганской  области континентальный с выраженными засушливо-суховейными явлениями, особенно резко проявляются они в отдельные годы и сезоны. Средняя температура воздуха наиболее теплого месяца (июля) составляет +21-22 С, а самого холодного (января) –  -7, -8 С. Максимальная температура летом достигает +38-40 С, а минимальная температура зимы: -36, -42 С. Среднегодовая температура составляет +7-8 С. Почва представлена черноземом обыкновенным маломощным на лессовидном суглинке. В месте почвенного разреза содержание гумуса в пахотном слое 4,7%,  содержание валового азота – 0,18%,  общего углерода – 2,32%, фосфора – 0,14 мг/экв.  на 100 г почвы, обменного калия – 46,3, рН водн. – 8,0, содержание ионов кальция – 31,9, магния – 32,0, натрия – 0,14, калия – 0,66 мг/экв на 100г почвы, коэффициент увядания 16,6%, наименьшая полевая влагоемкость – 32%. Наиболее информативно сравнение ГТК. Исходя из градации ГТК–1,6-1,3 – влажный период, 1,3-1,0 – слабо засушливый, 1,0-0,7 – засушливый, 0,7-0,4 – очень засушливый, можно сделать выводы о погодных условиях в которых происходило развитие культур по  годам (табл.1).

В Ростовской области опыты были заложены в полевом зернопаропропашном севообороте. Озимая пшеница возделывалась в звене пар – озимая – озимая. Яровой ячмень – в звене озимая – ячмень. Агротехника соответствовала общепринятой для данной зоны.

Таблица 1. Средние значения гидротермических коэффициентов по месяцам теплого периода года (V-IX месяцы)

Ростовская область

Среднемноголетнее

1980-81

1981-82

1982-83

1983-84

0,7

0,5

1,3

0,4

0,5

Харьковская область

Среднемноголетнее

1996-1997

1997-98

1998-1999

-

0,9

1,2

0,5

0,7

-

Луганская область

Среднемноголетнее

1989-90

1990-91

1991-92

1992-93

0,8

0,6

0,9

2,2

1,9

1993-94

1994-95

1995-96

1996-97

0,5

1,0

1,3

1,5

1997-98

1998-99

1999-00

2000-01

0,5

0,7

1,0

1,4

2001-02

2002-03

2003-04

2004-05

0,8

0,7

1,2

0,8

Отличительной чертой опытов, проводимых в Харьковской области, явилось то, что озимая пшеница возделывалась по однолетним травам или гороху. Яровой ячмень шел по озимым. Таким образом, использовалось звено севооборота: однолетние травы (горох) – озимая пшеница – яровой ячмень. Норма высева в обоих случаях была 550 шт/м2 всхожих семян. Агротехника соответствовала общепринятым нормам для данных зон. В опытах ставилась цель изучить эффективность орудий для объемной обработки. Опыты по изучению совместного воздействия почвозащитных технологий выращивания сельскохозяйственных культур и удобрений проводились в 1990-2000 годах в совхозе «Ударник» Лутугинского района Луганской области. Эти опыты должны были ответить на ряд вопросов, в том числе: установить комплексные приемы оптимального применения удобрений, которые обеспечивают возможность управления качеством основных сельскохозяйственных культур при их высокой продуктивности. Изучить закономерности трансформации органического вещества в эродированных почвах; выявить приемы и условия создания бездефицитного баланса гумуса как основы плодородия и продуктивности почв. Разработать экономически обоснованные и экологически безопасные регламенты применения удобрений в севооборотах различного направления при почвозащитной технологии выращивания сельскохозяйственных культур; установить взаимосвязь между содержанием нитратов в почве и накоплением их в растениях при различных уровнях применения азотных удобрений. Изучить приемы оптимизации азотного и фосфорного питания растений.

Опыты закладывались по следующим схемам.

Опыт 1. Изучение влияния объёмной обработки орудием с зубовидными рыхлителями на противоэрозионные свойства почвы, развитие и урожайность озимой пшеницы. Схема опыта: 1. Контроль. Обработка плугом ПН-4-35 на 20-22 см. 2. Обработка плоскорезом КПГ-250 на 20-22 см. 3. Обработка орудием с зубовидными рыхлителями на базе плоскореза КПГ-250 на 20-22 см. Культура – озимая пшеница, сорт – Одесская 51. Размер делянок 200х50 м. Суммарная площадь делянок под опытом – 9 га, площадь одной делянки – 1га. Размещение делянок – рендомизированное. Склон южный, крутизна 2,4.

Опыт 2. Изучение влияния объёмной обработки орудием с зубовидными рыхлителями на противоэрозионные свойства почвы, развитие и урожайность ярового ячменя. Схема опыта: 1. Контроль. Обработка почвы плугом ПН-4-35 на 20-22 см. 2. Обработка плоскорезом КПГ-250 на 20-22 см. 3. Обработка почвы орудием с зубовидными рыхлителями на базе плоскореза КПГ-250 на 20-22 см. Культура – яровой ячмень, сорт – Одесский 36. Размер делянок 200х50 м. Площадь под опытом – 9 га. Площадь одной делянки – 1 га. Размещение делянок – рендомизированное. Повторность трехкратная. Склон южный, крутизной 2,6.

Следующие экспериментальные исследования проводились в полевых стационарных в совхозе «Ударник» Лутугинского района Луганской области на черноземе обыкновенном разной степени эродированности.

Опыт 3. Разработать способы эффективного применения удобрений в полевом севообороте на фоне противоэрозионной обработки почвы. Опыт заложен в 1973 году кандидатами сельскохозяйственных наук Ю.И.Усатенко и П.Г.Лапко на выровненной площадке межбалочного водораздела крутизной 1. Почва – чернозем обыкновенный, слабо эродированный, тяжелосуглинтый на лессовидном суглинке. Основные агрохимические показатели на время закладки опыта были: содержание гумуса в пахотном слое 4,7%, валовых форм азота и фосфора соответственно 0,23% и 0,12%, реакция почвенного раствора 7,7-7,3 рНводн. Агрохимическая схема опыта включает 10 вариантов: 1).Контроль (без удобрений); 2).N80 P60; 3).N80 K40; 4).P60 K40; 5).N80 P60 K40; 6).N40 P30 K20; 7).N120 P90 K60; 8).N80 P30 K20; 9).N120 P30 K40; 10). N52 P42 K28 – в расчете на 1 га севооборотной площади в среднем за ротацию севооборота.

Базовыми вариантами являлись NPK-I – N40 P30 K20; NPK-II – N80 P60 K40; NPK-III – N120 P30 K40. Действие минеральных удобрений изучалось на двух фонах – без органических удобрений и на фоне 9 т навоза на 1 га севооборотной площади. В вариантах 2-9 минеральные удобрения вносились в разброс, а в варианте 10 – локально внутрипочвенно: под зерновые культуры рядкового посева на глубину 10-12 см, а под кукурузу – на 18-20 см и под подсолнечник на глубину 12-15 см. Влияние удобрений на основные свойства почвы и урожай сельскохозяйственных культур изучалось на фоне двух систем обработки почвы – общепринятой для региона исследований, основанной на отвальной вспашке и почвозащитной, которая базируется на применении орудий плоскорежущего типа. Исследования проводились в типовом для юго-востока Украины 9-типольном севообороте: чёрный пар – озимая пшеница – кукуруза на зерно – ячмень – горох – озимая пшеница – кукуруза на силос – озимая пшеница – подсолнечник. Органические удобрения по 40,5 т/га навоза вносили под кукурузу на зерно и силос с помощью навозоразбрасывателя под основную обработку почвы, всего 81  т/га. В пространстве опыт размещался на пяти полях и был заложен методом расщепленных делянок в трехкратной повторности. Площадь делянок первого порядка (обработка почвы) – 2540м2 (98х30м), второго порядка (минеральные удобрения) – 90 м2 (15х6м), третьего порядка (органические удобрения) – 90м2 (15х6м), учетная площадь – 40м2 (10х4м). Сорта культур севооборота: горох – Надёжный, озимая пшеница – Одесская 51, кукуруза – гибрид Росс 207, подсолнечник – Донской 60, яровой ячмень – Донской 12.

Опыт 4. Установить оптимальные уровни применения удобрений в почвозащитном севообороте степной зоны Украины. Опыт заложен в 1982 году кандидатом сельскохозяйственных наук Ю.И.Усатенко на склоне восточной экспозиции крутизною 5 на черноземах обыкновенных средне- и сильноэродированных тяжелосуглинистого механического состава на лессовидных суглинках. Содержание гумуса на момент закладки опыта в пахотном слое – 3,3-3,6%, легкогидролизуемого азота – 9,0-10,5 мг/100г почвы, подвижных фосфатов – 0,63-1,43 мг/100г почвы, рН водн. – 8,1. Схема опыта: 1. Контроль (без удобрений); 2. Навоз 12 т на 1га севооборотной площади – фон; 3. фон + N80 P60; 4. фон + N80 K40; 5. фон + N60 P40; 6. фон + N40 P40 K20; 7. фон + N80 P60 K40; 8.фон + N120 P90 K60; 9. фон + N80 P30 K20; 10. фон + N120 P30 K40. В 5-ти польном почвозащитном севообороте было принято следующее чередование культур: эспарцет – эспарцет – озимая пшеница – ячмень – озимая рожь за зелёный корм с весенним подсевом эспарцета. Вхождение в севооборот осуществлялось одним полем – озимой рожью, под которую вносился навоз из расчета 60 т/га. В опыте была принята противоэрозионная система обработки почвы, основанная на использовании орудий с плоскорежущими рабочими органами. В пространстве опыт размещался на трех полях. Посевная площадь делянки – 168м2 (24х7м), учетная – 100м2 (20х5м). Повторность опыта – трехкратная. Сорта культур в севообороте: эспарцет – Песчаный 1251, ячмень –  Донской 12, озимая рожь – Харьковская 95, озимая пшеница – Одесская 51.

Опыт 5. Изучить сроки и способы внесения органических удобрений в севооборотах с противоэрозионной обработкой почвы. Опыт заложен в 1990 году кандидатами сельскохозяйственных наук П.Г. Лапко и Ю.И. Усатенко и младшим научным сотрудником М.В.Орешкиным на склоне южной экспозиции крутизной до 5. Почва опытной площади – обыкновенный средне- и сильноэродированный тяжелосуглинистый чернозем на лессовидном суглинке. Содержание гумуса на момент закладки опыта было в пахотном слое от 2,4 – до 2,7%, легкогидролизуемого азота 8,4 – 9,9 мг/100г почвы, подвижных фосфатов и обменного калия соответственно – 0,69-1,23 и 13,2-17,6 мг/100г почвы. Схема опыта: 1. Контроль; 2. Навоз осенью, заделка плугом ПН-4-35; 3. Навоз осенью, заделка лемешным лущильником ППЛ-10-25; 4. Навоз осенью, заделка БИГ-3 + КПГ-250; 5. Навоз осенью, заделка БДТ-3 + КПГ-250; 6. Птичий помет, заделка плугом ПН-4-35; 7. Птичий помет, заделка БДТ-3 + КПГ-250; 8. Навоз весной, заделка БДТ-3 + КПГ-250; 9. Солома, заделка плугом ПН-4-35; 10. Солома, заделка БДТ-3 + КПГ-250. Норма внесения навоза и птичьего помета – 60 т/га, соломы 4,5 т/га. Для компенсации азотного недостатка в вариантах с соломой в первый год вносится минеральный азот (N45) в виде аммиачной селитры из расчета 10 кг на 1 т соломы. В опыте был развернут 6-типольный почвозащитный севооборот: эспарцет – эспарцет – озимая пшеница – кукуруза на зелёный корм – ячмень – озимая рожь на зелёный корм с подсевом эспарцета. Органические удобрения вносили под кукурузу. В пространстве опыт размещался на трех полях. Посевная площадь делянки 180 м2 (30 х 6 м), учетная площадь 100 м2 (25 х 4 м). Повторность опыта трехкратная. Сорта культур севооборота: эспарцет Песчаный 1251, озимая пшеница – Донецкая 46, кукуруза – гибрид Росс 207, ячмень – Донской 12, озимая рожь – Харьковская 95.

Опыт 6. Изучить возможности управления продуктивностью сельскохозяйственных культур на основе рационального применения удобрений в кормовом почвозащитном севообороте. Опыт заложен в 1994 году кандидатом сельскохозяйственных наук Ю.И. Усатенко и старшим научным сотрудником М.В.Орешкиным на выровненной площадке межбалочного водораздела. Агрохимическая схема опыта включает абсолютный контроль и три системы удобрения – интенсивную, которая предусматривает применение минеральных удобрений в дозах, рекомендованных в данное время для юго-востока Украины и Луганской области в частности. Экологически обоснованную, основанную на дозированном ограниченном применении удобрений; органическую систему, где как удобрение используется навоз и нетрадиционный вид органических удобрений – солома озимой пшеницы. В расчете на 1 га севооборотной площади вносилось по д.в. N74 P51 K27 и 8,5 т навоза при интенсивной системе удобрения; что составляло в сумме N515 P360 K190 и 60 т/га навоза за ротацию; N48 P32 K16 и 8,5 т навоза - при экологически обоснованной системе удобрения, что составляло в сумме N336 P225 K110 и 60 т/га навоза за ротацию; N3, 0,6т соломы и 14т навоза при органической системе удобрения или в сумме N20, 100 т/га навоза, 4 т/га соломы. Навоз вносили при интенсивной и экологически обоснованной системах удобрения под кукурузу на силос, при органической системе удобрения навоз вносился двумя частями – 60 т/га навоза + 4 т/га соломы + N20 – под кукурузу на силос и 40 т/га навоза под суданскую траву.

Опыт проводился в семипольном кормовом севообороте: 1.Горохоовсяная смесь за зеленый корм с подсевом многолетних трав; 2. Многолетние травы первого года (эспарцет); 3. Многолетние травы второго года (эспарцет); 4. Озимая пшеница; 5. Кукуруза на силос; 6. Озимая рожь на зеленый корм; 7.Суданская трава на зеленый корм; на двух фонах обработки почвы: рекомендованной и перспективной, которые отличаются способами и орудиями их выполнения. Посевная площадь делянок 150 м2, учетная – 80 м2. Площадь под опытом – 1,44 га, размещение вариантов рендомизированное. Всего в опыте было 28 вариантов агрохимического плана, а с учетом обработок число их возрастало вдвое – до 56. Сорта культур севооборота: горох – Надёжный, эспарцет – Песчаный 1251, овёс – Скакун, озимая пшеница Донецкая 46, кукуруза – гибрид Росс 207, озимая пшеница – Харьковская 95, суданская трава – Одесская 221. Опыт в натуре размещался на четырех полях, вхождение в севооборот осуществляется одним полем ежегодно.

Опыт 7. Изучение обработки орудием, осуществляющим объёмное рыхление, на противоэрозионные свойства почвы, развитие и урожайность озимой пшеницы. Схема опыта: 1.Контроль. Вспашка плугом ПЛН-4-35. 2.Обработка КПГ-250. 3. Обработка орудием для объёмного рыхления. Глубина обработки 20-22см.  Культура – озимая пшеница, сорт – Харьковская 81. Размер делянок 100х40м. Суммарная площадь под опытом – 3,6 га. Повторность трехкратная. Склон восточный, 2,3. Размещение делянок рендомизированное. В опыте ставилось задачей повторить опыт 1 (Ростовская область) с целью сравнения эффективности обработок орудиями с объёмным рыхлением на базе плоскореза в разных почвенно-экологических условиях.

Опыт 8. Изучение влияния разноглубинных обработок почвы орудием, осуществляющим объёмное рыхление, на противоэрозионные и агробиологические свойства почвы и урожайность ярового ячменя. Схема опыта: 1. Обработка почвы орудием с зубовидными рыхлителями на базе плоскореза КГП-2,2. 2. Обычная плоскорезная обработка плоскорезом КПГ-2,2. И в первом и во втором варианте делянка расщеплялась на делянку А и делянку Б вдоль основной делянки. Делянка А обрабатывалась на глубину 20-22см, а делянка Б – на 27-30 см. Культура – яровой ячмень, сорт Харьковский 74. Размер делянок второго порядка А и Б 100 х 40м. Суммарная площадь под опытом 4,8 га. Размещение делянок рендомизированное, повторность трехкратная, склон восточный, 2.

Опыт  9. Сравнительная характеристика орудий для осуществления объёмной обработки с зубовидными, клиновидными и дисковидными рыхлителями в сравнении с обычным плоскорезом и плугом, и их влияние на качество разделки почвы и ее противоэрозионную устойчивость. Схема опыта: 1. Вспашка ПЛН-4-35. 2. Обработка КПГ-250. 3. Обработка орудием с зубовидными рыхлителями на базе плоскореза КПГ-250. 4. Обработка орудием с клиновидными рыхлителями на базе плоскореза КПГ-250. 5. Обработка орудием с дисковидными рыхлителями на базе плоскореза КПГ-250. Глубина обработки 20-22 см. Культура – яровой ячмень, сорт - Харьковский 74. Размер делянок 50х20 м. Площадь под опытом 1,5 га. Размещение делянок рендомизированное, повторность трехкратная. В опыте исследовалась обработка почвы различными рыхлителями с целью сравнения их влияния на развитие эрозионных процессов и урожайность зерновых колосовых орудий на базе КПГ-250 с зубовидными, клиновидными и дисковидными рыхлителями.

Опыт 10. Исследования по биологизации систем земледелия в условиях Донецкого кряжа и его отрогов осуществлялось в 2001-2004 годах в Лутугинском районе Луганской области. Опыт заложен кандидатом сельскохозяйственных наук, доцентом  А.И.Денисенко. В опыте применялись зональные технологии возделывания культур, кроме изучаемых в короткоротационном полевом севообороте агроприёмов с чередование культур: занятый пар (вико-овсяная смесь) – озимая пшеница – ячмень – подсолнечник. Повторность трёхкратная, сорта выращиваемых культур – районированные в данной зоне. На фоне обработок изучали влияние удобрений на динамику элементов питания в почве, урожайность и качество урожая. Агрохимическая схема опыта была двухзвенной: 1. Контроль. 2. N30P10.

Наблюдения, учеты и анализы проведены по общепринятым методикам, в том числе по ГОСТ 2604-84; ГОСТ 13496.4-84; ГОСТ 26657-85, математическая обработка  по методике дисперсионного анализа согласно Б.А.Доспехова, многолетние показатели почвенного плодородия и урожайности – по Доспехову-Барову, а также с использованием типовых программ на ПЭВМ, экономическая оценка – по методике лаборатории экономики Украинского НИИ защиты почв от эрозии и ГОСТ 23728-88, экологическое тестирование – по методике той же лаборатории, энергетическая оценка – по методике автора.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ЭЛЕМЕНТОВ АДАПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ С УЧЁТОМ

АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

Обрабатывая почву и ухаживая за агроценозами,  получаем следующее: 

А). Урожай сельскохозяйственные растения производят лишь потому, что мы смещаем равновесие  агроценоза в сторону плодоношения. Смещение равновесия – это перераспределение информации и энергии, приносящее дополнительный выход вещества. В нашем случае – это товарная часть продукции, а так же нетоварная часть, которая идёт на укрепление функционирования агроэкоситемы.

Б). Обработки почвы способствуют увеличению плодоношения, поскольку изменяются почвенные условия и регулируются энергетические потоки в агроценозе. Энергопотоки обслуживают растения, обработки несут энергоинформационную функцию.

В). Обработки почвы могут её же и разрушать. Исходя из этого, обрабатывать почву можно только в том случае, если эти обработки являются почвозащитными. Соответственно орудия, которыми производятся обработки, должны совмещать в себе свойства как плуга, так и плоскореза, и производить рыхление почвы без оборота пласта и значительного перемешивания её слоёв. Такая обработка названа нами объёмной. Помимо этого возможно усилить подсистемы технологий адаптивного земледелия путём перехода на экологически  сбалансированные технологии, то есть через усиление роли в технологии самих растений.

Возникшую ситуацию можно рассмотреть на формализованном языке системологии следующим образом. Существует надсистема (Q) – техника и технологии. Её назначение – получение продукции. Для того чтобы получить товарную продукцию необходимо произвести адаптацию, заключающуюся в перераспределение энергии агроценоза в сторону усиления репродуктивных возможностей. С другой стороны, стоит задача по сохранению компонентов фитоценоза в рабочем состоянии. В первую очередь это касается почвы и поддержания её плодородия  на постоянном уровне. Отсюда возникают противоречия, что и порождает вакантный узел.

Таким образом,  имеется надсистема, в определённой зоне которой возник вакантный узел (V). Для снятия противоречия требуется в него поместить систему, способную выполнить выдвигаемые в узле требования и снять противоречие. В нашем случае это противоречие между земледельческим комплексом и агроландшафтной средой.  Выбор решения задачи определяется на основе лимитирующих факторов. Так создаётся система (F) для заполнения вакантного узла (V) и снятия противоречия в надсистеме (Q). Данная система имеет две подсистемы (I) и (J). Первая из них – это подсистема техники, а вторая – подсистема биометодов (или биологическое земледелие). Система  (F) связана с системой (P) – прогнозирование развития техники и технологий. Она состоит из трёх подсистем: (Р1), (Р2), (Р3). Первая из них – это прогнозирование возможных направлений развития орудий и рабочих органов для обработки почвы; вторая – прогнозирование возможных технологий и элементов технологий; третья – прогнозирование альтернативных био- и экологически сбалансированных способов возделывания сельскохозяйственных культур,  технологий и их элементов. Подсистемы (I) и (J) взаимодействуют друг с другом, что объясняется на схеме взаимодействия данных подсистем. На рис. 1 дана обобщенная схема системных связей при снятии внутренних противоречий и решении поставленной задачи.

В работе рассматриваются в первую очередь вопросы решения проблем, которые возникают при создании новых техники и технологий, основанных на использовании и применении традиционных принципов, заложенных в ныне существующей  земледельческой технике и технологических системах. В целом задача адаптивного земледелия и состоит в поиске вакантных узлов и их закрытии.

В итоге синтезированы 8 схем адаптированных инженерных и биологических систем, которые защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами России.

Рис. 1. Общая схема системных связей при снятии внутренних  противоречий (W) или адаптации надсистемы (Q) и конфликта надсистем (Q) и (U) через приведение надсистемы (Q) путём ликвидации вакантного узла (V) в соответствие с требованиями получения продукции и охраны  агроценозов. 1 – природная среда  (U); 2 – техника и технологии (Q); 3 – противоречие (Y); 4 – внутреннее противоречие (W); 5 - вакантный узел (V); 6 – система (F), которая создаётся для замещения вакантного узла (V) и снятия противоречия (Y) надсистемы (Q); 7 – подсистема техники (I); 8 – подсистема биометодов (J); 9 – система (Р) – прогноз техники и технологий, включает подсистемы (Р1), (Р2), (Р3) и оказывает влияние на развитие систем (F), (Q), (U)

Далее рассматриваются подходы к построению непротиворечивых систем регуляции почвенного плодородия для получения дополнительной продукции.

В этом смысле асимметрия  является как раз тем моментом, который  порождает возможность получения дополнительного урожая в агроценозе при воздействии на него обработкой  почвы, внесением удобрений и т.п., что и даёт смещение динамического равновесия в сторону плодоношения. В конечном итоге совмещение механических обработок с использованием данных подходов и должно приводить к снятию противоречий, достижению высоких технологических показателей через соответствие совершаемых действий потребностям и самой природе фитоценозов, в том числе и такого свойства как способность производить биомассу.

Далее мы воспользовались для развития теории адаптивного земледелия моделями тепло- и влагопереноса в почве. Применение широко известных системообразующих принципов позволило: А) сформулировать постановку задачи при конструировании сельскохозяйственных орудий на основе выбранной модели тепло- и влагопереноса; Б) получить первичные результаты, пригодные для создания конструкторской патентной библиотеки.

Известно, что при взаимодействии двух систем непременно происходит обмен информационными потоками. При этом общесистемный постулат максимума информации может быть изложен в виде:

I( X,Y) = H(X) – H(X|Y) = H(Y) – Н(Y|X) = max,  (1)

X,Y

где  - I( X,Y) – взаимная информация между параметрами Х ячейки S1, и реакциями ячейки S2;  H(Y) – количество всех возможных реакций-откликов ячейки S2  по стимулам ячейки S1;  H(Y|X) – количество неточных (неадекватных) откликов ячейки S2 на стимулы ячейки S1; H(X) – количество всех реакций-откликов ячейки S1; H(X|Y) – количество неточных реакций ячейки S1 на стимулы ячейки S2

Соответственно максимум информационных потоков наступает при максимуме энтропии H(X) или H(Y) для систем S1 и S2. С понятием энтропии связан экстремальный принцип, позволяющий находить устойчивое равновесное состояние для широкого класса систем, в том числе физических и биологических. При этом достигаемый максимум является в определённой степени условным. Это условие – ограничение «на ресурсы» U(x), U(y). Принцип максимума энтропии, например, для системы S1, учитывающий ресурсы U(x), имеет вид:

H(X) = К1 U(x) = max, (2)

где  К1 – множитель Лагранжа, характеризующий дефицит ресурсов.

То есть, если запас энергии в системе мал, то К1 будет большим, а это значит, что U(x) будет доминировать; и система S1 будет экономить ресурсы. Процессы, которые описываются формулой (2) имеют нелинейный характер. Выполнив линеаризацию, учитывающую реальную инерционность, структурно процесс (2) представим в виде схемы (рис.2).

Рис.2.  Структурное отображение процесса линеаризации, где W(P) – передаточная функция апериодического (инерционного) звена W(P) = K1 / Т1р + 1

Устойчивое равновесное состояние H(X) = max может быть обеспечено, если задать H(X) как регулируемую величину. Отклонение её от заданного значения (некоторого локального максимума) под действием внешних воздействий F(x), с течением времени в установленном режиме становится равной заданному значению с точностью до величины статистической ошибки ст.

Наиболее простой и доступный способ автоматического регулирования объекта управления с целью достижения максимальной устойчивости и максимально прогнозируемого результата, состоит в охвате инерционного звена отрицательной обратной связью. Тогда упрощённо схема регулирования ресурсов представляется в виде, данном на рис. 3.

Рис. 3.  Схема регулирования ресурсов.  U(x) - ограниченный ресурс;  F(x) -внешние условия; W(P)- передаточная функция; H(X) - количество всех реакций-откликов Woc(P)- передаточная функция звена отрицательной  обратной связи

Здесь W(P) = K1 / Т1р + 1 – это передаточная функция системы  S1, «производящей» Н(Х) = max, а  Woc(P) = Koc / T2 p + 1 – передаточная функция звена отрицательной обратной связи. Описание теплообмена в почве производится по общеизвестному уравнению теплопроводности:

    0x h,  (3)

которое основано на учёте тепловых свойств почвенного массива: - температуры, - внутрипочвенный источник тепла, - нижняя граница почвенного массива, - коэффициент теплопроводности, - коэффициент объёмной теплопроводности. При этом  и  определяются пространственным и временным ходом физических процессов в почве и, прежде всего, влажности W  и плотности . Справочная литература содержит эмпирические зависимости  и  для многих почв СНГ. Описание же влагопереноса в почве производится на основе модели изотермического диффузного уравнения влагопереноса в ненасыщенной среде:

(4)

и основано  на учёте объёмной влажности почвы  W и потоке влаги g. Таким образом, основными переменными характеристиками в задачах тепловлагопереноса являются температура почвы, объёмная влажность и поток влаги. Допустимо полагать, что эти характеристики имеют наибольший вес в ресурсах U(X) системы  S1 и соответственно, определяют энтропию H(X) (рис.4).

Поэтому для характеристики динамики информационного обмена в системе «растение-почва» и «растение-1 -  почва  -  растение-2» приемлемо ограничиться этими переменными, а именно – температурой Т, потоком влаги g, объёмной влажностью  W, то есть имеется зависимость I = f(T, g, W). И тогда регулирование информационных потоков между системами S1 и S2 напрямую связано с возможностью регулирования температуры Т, потока влаги g, объёмной влажности W этих систем. Поэтому объективно существует возможность управления развитием отдельно взятого растения не только за счёт привнесения ресурсов из внешней среды, но и за счёт создания связей между растениями, выполняющих роль демпфирующих обратных связей. Именно это и позволяет по новому подойти к развитию адаптивного земледелия.

Рис.4. Каналы в грунте, образуемые сельскохозяйственным орудием: 1 – растения; 2 – дневная поверхность почвы;  3 - каналы

В случае тепло- и влагопереноса такие связи физически могут быть выполнены путём создания каналов транспорта ресурсов в почве между растениями. Пусть растение 1 из системы S1  (« растение-1 – почва») обладает ресурсами по температуре и потоку влаги U(X) (рис.5). Растение 2 из системы S2  («растение-2 – почва») обладает ресурсами по температуре и потоку влаги U(Y). Растение 3 из системы S3  («растение-3 – почва») обладает ресурсами по температуре и потоку влаги U(Z). В равновесном состоянии вследствие наличия соединительных каналов между растениями будет реализовываться следующее соотношение: U(X) = U(Y) = U(Z). В случае неблагоприятного внешнего воздействия или особенностей роста возникают иные конфигурации взаимодействия, например: U(X) < U(Y) или U(X) < U(Z).

Рис. 5.  Схема транспортировки ресурсов:  1, 2, 3 – растения; 4 – почва

То есть U = U(Y) – U(X) = U(Z) – U(X) > 0. Тогда по соединительным каналам от растений 2 и 3 к растению 1 будет происходить транспортировка ресурсов для достижения нового равновесного состояния. Более того, чем больше растений включается в общую систему регулирования, то есть чем больше транспортных каналов физически организовано в почве между растениями, тем более устойчивым к неблагоприятным воздействиям внешней среды оказывается каждое отдельное растение (рис.5). Таким образом,  строится сеть транспортировки ресурсов между растениями, обеспечивающая саморегуляцию отдельных систем Si. В этом случае вся растительная биомасса может рассматриваться как сложная система, отвечающая принципам самоорганизации. Эта ситуация создаёт предпосылки к рассмотрению задач по созданию способов обработки почвы (и соответствующих им орудий) на основе достаточно отработанных методов построения информационных сетей, позволяет адаптировать агроприёмы к конкретным растениям, почвам, ландшафтам.

Оценивая адаптивное земледелие по критерию снижения себестоимости, неизбежно приходим к выводу о том, что сельскохозяйственное орудие должно вначале синтезироваться как схема, а затем и проектироваться под вполне определённый метод ведения хозяйства, а значит, под конкретную агрофизическую модель (рис 5). Кроме того, необходимо, чтобы возможные методологические ошибки компенсировались за счёт соответствия принципам системотехники. Поэтому для обеспечения предлагаемой системы саморегуляции  функционирования фитоценоза, необходимо: А) предложить схему орудия (произвести синтез схемы), обеспечивающего создание каналов между растениями в почве; Б) минимизировать затраты на обеспечение тягового усилия для этого орудия. Варианты таких орудий были предложены автором работы ранее для задач объёмной обработки почвы. Характерной особенностью этих орудий является обеспечение скольжения грунта по касательной к направлению движения за счёт криволинейной формы рабочей поверхности рабочих органов орудий (рис.6). Все эти рабочие органы пригодны для создания каналов в почвогрунте между соседними растениями. Эмпирические исследования биологических сетей позволяют сделать вывод о том, что реальные сети имеют гетерогенный характер. Некоторые узлы притягивают в себе наибольшее число связей и объединяют все узлы в устойчивые структуры. Протекающие в сетях процессы метаболизма, распространения и распределения информации обладают общими принципами, распространяющимися на все типы сетей: А) сети – это изменяющиеся, развивающиеся во времени структуры; Б) сети гетерогенны. Поэтому небольшое число центральных узловых точек как бы притягивают массу остальных, то есть узловые точки обладают высокой валентностью.

Рис.6. Принципиальная схема орудия для создания внутрипочвенных каналов, вид спереди: 1 –стойка; 2 – рыхлители, изогнутые по тангенсоиде  и пропеллерообразно; 3 – плоскорежущая лапа

Среди остальных элементов большинство связано только с несколькими ближайшими. Из этого следует, что перспективная схема обработки почвы базируется не обязательно на возделывании почвы в прямоугольной сетке ортогональной системы координат.  Более важным является физическое построение в почве гетерогенной сети. Тогда координирующее воздействие обработок и других мероприятий по уходу за растениями существенно упрощается акцентом на узловых точках, что позволяет самым эффективным образом внедрять приёмы адаптивного земледелия. В конечном итоге, синтез схем сельскохозяйственных орудий и их дальнейшее конструирование может быть приведено к задаче построения систем растений, обладающих способностью к саморегуляции по критерию максимума информационных, а соответственно и ресурсных, потоков.

Орудия с плоскорежущими рабочими органами не всегда отвечают задачам качественной обработки почвы. При совмещении плоскорезной обработки почвы с функциональными возможностями зубьев бороны (рис.6) обеспечивается рыхление почвы практически во всем объеме обрабатываемого слоя. Очевидно, что в предлагаемом плоскорезе, зубья бороны должны быть установлены в зоне максимального крошения почвы. На лемехе плоскореза полностью укладываются самые длинные циклы крошения почвы, поэтому наиболее разрушенные и оказывающие  минимальное сопротивление обработке зубьями бороны участки почвы, находятся за лемехом плоскореза.

Соответственно для размещения рыхлящих элементов в продольно-вертикальной плоскости ХОZ с точки зрения уменьшения тягового сопротивления целесообразно выбрать эту зону. Необходимость внедрения в производство техники в короткие сроки приводит к созданию систем автоматизированного проектирования, основной задачей которых является определение напряженно деформированного состояния (НДС). Однако многие задачи не могут быть решены аналитически вследствие сложности геометрии конструкции и граничных условий, поэтому такие задачи обычно решаются численными методами, к которым относится, в частности, и метод конечных элементов (МКЭ). При построении математической модели конечного элемента с n узлами эта зависимость имеет вид: {R} = [k]{u}, где {R} – вектор узловых реакций; [k] – матрица жесткости; {u} – вектор узловых перемещений.

На практике в качестве аппроксимирующих функций в пределах конечного элемента чаще применяют интерполяционные полиномы различной степени, называемые в МКЭ функциями формы. Существует множество программных комплексов, реализующих МКЭ. Одним из наиболее популярных является ANSYS, на базе которого произведено моделирование. Геометрические параметры, определяющие размеры модели, можно разделить на две группы: параметры рабочего органа и параметры пласта. Параметры рабочего органа являются исследуемыми величинами, поэтому их значения устанавливаются в зависимости от выбранного плана эксперимента при моделировании процесса. В связи с этим почвенный пласт описывается совокупностью конечных элементов первого порядка.

Матрицу жесткости, связывающую нагрузки и деформации в узлах конечного элемента, определим по формуле:  , где [В] – матрица векторов деформаций от единичных смещений узлов: , где [] – матрица дифференцирования для пространственной задачи; [E] – матрица упругости.

Так как исследовали процессы, происходящие при взаимодействии почвы с зубом, необрабатываемый участок поля рассматривается как абсолютно твердое тело. На основании проведённого исследования можно создать дискретную модель зуба и обрабатываемой полосы. Разрабатываемая модель учитывает два контактных взаимодействия: между рабочей плоскостью зуба и плоскостью скола полосы; между плоскостью скола зуба и плоскостью необработанной части поля.

Для контактных взаимодействий используются элементы TARGE170 и CONTA174 системы ANSYS. Таким образом, имитационная модель процесса объемной обработки почвы наклонными зубьями позволяет исследовать и воссоздать в любой точке полную картину напряженно-деформированного состояния рабочих органов и обрабатываемого почвенного пласта, что способствует более глубокому изучению механизмов рыхления почвы и показывает целесообразность избранной нами модели зубовидного рыхлителя. Известно, что на тяжелых и средних боронах устанавливают зубья квадратного сечения со стороной квадрата 16 мм. Зуб работает как двухгранный клин. Сопротивление почвы после прохода лапы плоскореза приблизительно равно сопротивлению легких почв, но условия работы зуба, направленного снизу – вверх, являются нагруженными. Принимая это во внимание, материалоемкость зубового рыхлителя будем полагать аналогичной материалоемкости зубьев средних и тяжелых борон. Это позволяет для определения зон деформации почвы рассчитываемыми зубьями использовать значение (угла деформации) как и зубьев квадратного сечения, а именно =25-36°. Поэтому приближенно принимаем h1=50мм. Тогда h= h2 - h1 =200-50=150 мм. Принимая угол распространения в почве максимальных касательных напряжений, по которым происходит разрушение почвы, равным расч=31, получаем: а=2·h·tg =2·150·tg31°180 мм.

Рис.7. Рыхлящие органы на пластинах

Рис.8. Рыхлящие органы на дуге

Рис.9.Рыхлящие дисковидные органы

Рис.10.Рыхлящие клиновидные органы

Определяем общую ширину захвата плоскореза как произведение: L = m·L1, где m – число плоскорежущих лап (для плоскореза типа КПГ m=2); L1 – ширина захвата одной плоскорежущей лапы (для плоскорезов типа КПГ L1=1100 мм), подставляя, получаем: L= m·L1 = 2·1100=2200мм. Тогда количество зубьев (Zб), необходимое для объемного рыхления почвы по ширине захвата плоскореза типа КПГ находится по соотношению:  , где а – шаг (а = 180 мм).  Исходя из этого, получаем Zб=12. На комплектование одной лапы плоскореза необходимо Zб:2, а именно 6 зубьев, расположенных друг относительно друга (без учета величины ) на расстоянии  180 мм. Форма зуба в продольно-вертикальной плоскости должна учитывать связанность верхних слоев почвы корневой системой растений и обеспечивать плавность воздействия рыхлящего элемента на нее.

Общую длину зуба можно определить по следующему выражению: . Тогда при h, равной 150 мм, она составит 236 мм (рис. 7; 8). На рис.7 – рыхлители установлены на плоских трехлопастных пластинчатых основаниях, эти рабочие органы агрегатировались с плоскорежущими лапами плоскорезов типа КПГ. На рис.8 зубовидные рыхлители устанавливались на дугообразной рамке, имеющей толщину 20 мм и ширину 40 мм. Количество рыхлителей - 6 штук, высота рыхлителя при глубине обработки до 22 см – 140-150 мм. Схема установки рыхлителей (зубовидных, дисковидных и клиновидных) за плоскорезной лапой размахом 1100 мм такова (рис.7-10): 90 + 180 + 180 + 200 + 180 + 180 + 90 (мм).  С помощью этих орудий проводились обработки в производственных условиях и закладывались опыты.

По тому же сочетанию устанавливались (по количеству) клиновидные и дисковидные рыхлители (рис.9-10). Они крепятся на дуге с помощью двух шайб-ограничителей, которые наглухо приваривали.  Диаметр дисковидного рыхлителя может быть 120, 150, 180 мм. Диаметр дисковидных рыхлителей, которыми закладывался опыт, равнялся 150 мм. Толщина дисковидных и клиновидных рыхлителей – 3-4 мм. Клиновидные рыхлители имеют высоту 140-150 мм, длину – 180-200 мм. Крепление – аналогично креплению дисковидных рыхлителей.

ГЛАВА 4. ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЯ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ОСНОВ АДАПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ БАССЕЙНА

РЕКИ СЕВЕРСКИЙ ДОНЕЦ

Вначале рассмотрим, как объёмная обработка почвы повлияла на ее противоэрозионные свойства. Смыв почвы по плоскорезной обработке превосходил смыв по объёмной обработке в 1,7 раза, а по вспашке – в 5,6 раза. С увеличением глубины обработки уменьшался и смыв почвы. Промерзание почвы было меньшим по плоскорезной и объёмной обработкам, что связано с наличием стерни и лучшим снегозадержанием. Так, снегонакопление по противоэрозионным видам обработок превышало в 2-4 раза снегонакопление на вспашке. По вспашке распределение влаги в почве шло достаточно равномерно, по нисходящей, от 10 до 100 см. Иная картина зафиксирована по обработке плоскорезом, где отмечено большее содержание влаги в слое 10-20 см. Объёмный способ обработки препятствует иссушению корнеобитаемого слоя по сравнению с пахотой в виду накопления влаги в верхних слоях пашни. Аналогичные данные получены в опыте  в Харьковской области. Максимальное число почвенных агрегатов размером 0,25-7 мм наблюдалась по видам объёмной обработки (рис.11). После обычной качественной вспашки стерни на поверхности поля практически не оставалось. По плоскорезной обработке ее было в 1,5-2 раза больше, чем по объемной обработке. Во все без исключения годы масса корней в слое 0-10 см была выше по плоскорезной обработке, чем на пахоте. По пахоте же корни по  слоям 0-10, 10-20 см распределялись: в более засушливые периоды большая масса корней располагалась в нижнем слое и наоборот. По противоэрозионным видам обработок большая масса корней располагалась в слое 0-10 см. Биологическая активность пахотного слоя почвы свидетельствует о разнице влияния обычной плоскорезной обработкой и объёмной, которое состоит в том, что максимальная биологическая активность наблюдалась в интервале 0-10 см, в то время как по плоскорезной обработке – в интервале 10-20 см.

Рис. 11. Агрегатный состав слоя почвы 0-20 см  в опыте 8, %  (ось  Y); ось Х: 1 -  вспашка ПЛН-4-35; 2- плоскорезная обработка КПГ-250; 3- орудие с зубовидными рыхлителями; 4- орудие с клиновидными рыхлителями; 5- орудие с дисковидными рыхлителями. 1996-1999 гг.

Рис. 12. Зависимость урожайности зерновых от видов обработок, ц/га; НСР05 соответственно  по годам: 1,0; F ф <  F05; 1,2; 2,1

С другой стороны, в слое 10-20 см разница между биологической активностью почвы, обработанной плоскорезом и изучаемым орудием, отмечалась незначительная. Изучался этот показатель в опытах 1, 2 (Ростовская область) и 7 (Харьковская область). Таким образом, можно говорить о лучших условиях для развития микроорганизмов в верхнем десяти сантиметровом слое почвы при обработке почвы орудием, осуществляющим объёмное рыхление.

В опытах установлено, что имеется достоверная прибавка урожайности озимой пшеницы и ярового ячменя по объёмной обработке почвы (рис.12, 13, 14).

Рис. 13. Зависимость урожайности зерновых от видов обработок, ц/га; НСР05 соответственно  по годам: 2,0; 0,9; 1,3;F ф <  F05

Рис. 14. Зависимость урожайности зерновых от видов обработок, ц/га; НСР05 соответственно  по годам: F ф <  F05; 1,4; 1,6

Обобщением по рассмотренной выше информации являются математические модели, построенные на основе проведенного корреляционно-регрессионного анализа, по опытам 1 и 7, являющихся базовыми. На их основании можно констатировать: объемная обработка почвы, уменьшая смыв и повышая биологическую активность почвы, увеличивая выход сухого вещества, положительно влияет на повышение коэффициента энергетической эффективности при возделывании озимой пшеницы, как в условиях Ростовской, так и Харьковской областей.

Рассматривая исследования, проводимые в стационарных опытах в Луганской области, констатируем, что обогащение поверхностного слоя почвы свежим органическим материалом при использовании орудий плоскорезного типа обусловлено не только характером распределения пожнивных остатков, но и особенностями формирования корневой системы, которая чутко реагирует на изменение агрофизических свойств почвы, зависящих от вида обработки.

Данные по распределению корневой системы озимой пшеницы в полуметровом слое почвы свидетельствуют, что на делянках с противоэрозионными видами обработок в слое 0-10 см сосредотачивается 58,5% корневой массы, в то время как на вспашке 47,3%.  В слое 10-20 см и 20-30 см больше корневой было на вариантах со вспашкой – соответственно 26,4 и 14,8 против 18,9 и 9,8 по плоскорезной обработке. В опыте 6, в результате изучения режима органических веществ в почве установлено, что количество растительных остатков в виде корней было большим на 5,7-20,3 % на вариантах с применением удобрений по сравнению с вариантами с неудобренным фоном. При проведении противоэрозионной обработки почвы практически вся стерня попадает в почву.

Результаты определения валового гумуса в почве полевого опыта на постоянно закрепленных делянках свидетельствуют о том, что систематическое применение в течение 20 лет плоскорезной обработки на слабоэродированном черноземе привело к накоплению гумуса в верхнем слое  0-10 см в сравнении со вспашкой. Результаты анализа почвенных образцов показали, что за 15 лет содержание гумуса в слое 0-10 и 10-20 см на вспашке уменьшились соответственно на 0,32 и 0,15% и на глубине 20-30 см он остался практически без изменений (рис.15).        

Рис. 15. Содержание гумуса в черноземе обыкновенном среднеэродированном при различных способах использования, % (ось Y), (n = 20, t05 = 2,09 и t факт.= 2,24; 2,07; 1,04 - послойно)

Интенсивное использование чернозема обыкновенного слабоэродированного в зернопаропропашном севообороте с 15% черного пара и 35% пропашных культур без применения минеральных и органических удобрений за 20-летний период привело к снижению содержания гумуса в полуметровом слое на 0,24%  при плоскорезной обработке (табл.2).

При этом процесс потери гумуса в зависимости от систем обработки происходит с разной интенсивностью. В целом за 20-летний период потери гумуса в полуметровом слое чернозема обыкновенного слабоэродированного составили 16,0 т/га или 6,7% на вариантах с общепринятой обработкой и 9,3т/га или 3,9% - на почвозащитных обработках.

При этом ежегодная потеря гумуса в среднем составляла 0,8 т/га по фону отвальной вспашки и 0,5 т/га на плоскорезной обработке или на 38% меньше. Таким образом, применение в севообороте плоскорезной обработки создает предпосылки для превалирования процессов новообразования гумусовых веществ в почве. Подтверждает это и содержание щелочерастворимого гумуса  (табл.3).

Таблица 2. Влияние различных систем  обработки почвы на содержание гумуса, %

(1973-1993 гг.)

Слой почвы, см

Начальная, 1973г

Общепринятая обработка

Плоскорезная обработка

tфактич

M ± m

S

M ± m

S

0 - 10

4,73

4,22 ± 0,04

0,13

4,38 ± 0,09

0,22

3,58

10 - 20

4,70

4,16 ± 0,06

0,19

4,22 ± 0,02

0,07

1,74

20 - 30

4,46

4,06 ± 0,06

0,19

4,02 ± 0,07

0,18

0,29

30 - 40

3,67

3,71 ± 0,11

0,31

3,72 ± 0,10

0,21

0,15

40 - 50

2,93

2,88 ± 0,13

0,44

3,00 ± 0,14

0,39

0,78

0 - 30

4,63

4,15 ± 0,05

0,13

4,21 ± 0,04

0,11

1,29

0 - 50

4,10

3,81 ± 0,08

0,22

3,86 ± 0,07

0,20

1,19

t05 = 2,11

       

Таблица 3. Содержание щелочерастворимого гумуса в почве при  различных системах обработки (1990-2000 гг.)

Слой почвы, см

Отвальная вспашка

Безотвальная вспашка

tфактич.

%

% к отвальной вспашке

0 – 10

0,235

0,264

112,3

2,0

10 – 20

0,227

0,234

103,1

0,7

20 – 30

0,191

0,209

109,4

1,6

30 – 40

0,166

0,176

106,0

1,0

40 – 50

0,144

0,151

104,9

0,6

0 – 30

0,218

0,236

108,2

1,8

0 – 50

0,193

0,207

107,2

1,7

t05 = 2,2

Результаты исследований свидетельствуют о том, что щелочерастворимый гумус распределяется в верхней части почвенного профиля в значительной мере в соответствии с поступлением растительного материала в почву.

Более заметные изменения наблюдаются в отношении водорастворимых гумусовых веществ. Результаты исследований говорят о повышении содержания их в почве на противоэрозионных фонах (табл. 4). Причем в нижележащих горизонтах эти отличия были достоверны и содержание водорастворимого гумуса в почве по фону безотвального рыхления в 1,3-1,5 раза превышало его количество при вспашке.

Одним из критериев оценки гумусового режима почв есть их способность к образованию гумуса, что устанавливается по разнице между содержанием органического вещества в почве по определённым периодам (табл. 5).

Полученные результаты показывают, что количество негумифицированных органических остатков в пахотном слое, систематически обрабатываемом орудиями с плоскорежущими органами, достоверно выше в сравнении с отвальной вспашкой.

Таблица 4. Содержание водорастворимого гумуса в почве при различных системах обработки (1990-2000 гг.)

Слой почвы, см

Отвальная вспашка, мг/100г почвы

Безотвальная вспашка

tфактич

мг/100г

% к отвальной вспашке

0 - 10

21,2

22,6

107,1

0,7

10 - 20

18,7

21,4

114,4

1,0

20 - 30

17,6

23,2

131,8

2,9

30 - 40

16,8

26,0

154,8

4,2

40 - 50

16,6

22,0

132,5

2,4

0 - 30

19,1

22,5

117,8

2,4

0 - 50

18,2

23,0

126,3

3,7

t05 = 2,2

Таблица 5. Содержание негумифицированных  органических остатков в почве  (Сорг. – Сгум.) при различных  системах обработки, % (1990-2000 гг.)

Слой почвы, см

Система обработки

Разница

НСР05

отвальная

безотвальная

0 – 10

0,12

0,45

0,33

0,17

10 – 20

0,13

0,38

0,25

0,16

20 – 30

0,09

0,29

0,20

0,13

30 – 40

0,14

0,19

0,05

0,20

40 – 50

0,19

0,13

0,06

0,23

Если на общепринятом фоне разница между Сорг. и Сгум. составляла 0,09-0,13 %, то на противоэрозионном – 0,29-0,45, или в 3,2-3,8 раза больше. Исходя из того, что реальное накопление гумуса в почве происходит лишь при условии, если разница Сорг.– Сгум. превышает 0,5%. На этом основании можно сделать вывод, что применение в севообороте плоскорезной обработки в отличие от ежегодной отвальной вспашки создает предпосылки для превалирования процессов новообразования гумусовых веществ в почве.

Оценивая вышесказанное, следует, сказать, что безотвальная обработка способствует повышению содержания лабильных форм гумусовых веществ, что свидетельствует о возможности этой обработки сохранять плодородие почв. За 10 лет при двухразовом внесении 40 т/га навоза содержание гумуса в полуметровом слое почвы по фону отвальной обработки уменьшилось на 0,19 %, тогда как на делянках с плоскорезным рыхлением – лишь на 0,01 %. Запасы гумуса за этот период снизились на 11,1 т/га или в 10 раз меньше, чем при плоскорезной обработке. Среднегодовые потери органического вещества составили соответственно 1,1 и 0,11 т/га. Таким образом, внесение в зернопаропропашных севооборотах с 11% черного пара, 56% зерновых и с 33% пропашных культур навоза в количестве 9 т на 1 га севооборотной площади совместно с систематическим применением безотвальной обработки почвы практически обеспечивает стабилизацию содержания органического вещества в слабоэродированных обыкновенных черноземах.

Исследования в 6-типольном почвозащитном севообороте на средне- и сильноэродированном черноземе показали, что содержание гумуса в почве не зависит от способов заделки органических удобрений. Общей тенденцией является некоторое снижение гумуса в основном пахотном слое (0-30 см) в конце ротации севооборота. После окончания ротации 5-польного почвозащитного севооборота на вариантах с внесением различных доз минеральных удобрений гумусность почвы оказалась на 0,14% более низкой, чем было в начальном состоянии. При этом следует учитывать, что в данном опыте многолетние травы занимают 40% севооборотной площади. Наши исследования на обыкновенном слабоэродированном черноземе показали, что применение органических удобрений в дозах 9 т на 1 га севооборотной площади на фоне отвальной вспашки позитивно не повлияло на увеличение гумуса в почве (табл.6). Этот факт свидетельствует о том, что на землях ограниченного использования (склон 3-7) невозможно решить проблему возобновления гумуса только с помощью многолетних трав без дополнительного внесения органического углерода.

Таблица 6. Влияние навоза на содержание гумуса в слабоэродированном черноземе при различных системах обработки, % (1990-2000 гг.)

Слой почвы, см

Без навоза

Навоз 9 т/га

tфактич.

M ± m

S

M ± m

S

Отвальная вспашка

0 – 10

4,22 ± 0,04

0,12

4,16 ± 0,03

0,14

1,8

10 – 20

4,16 ± 0,06

0,11

4,09 ± 0,05

0,13

1,8

20 – 30

4,06 ± 0,06

0,16

3,97 ± 0,07

0,15

1,6

30 – 40

3,71 ± 0,11

0,31

3,51 ± 0,21

0,24

1,0

40 – 50

2,88 ± 0,13

0,47

2,76 ± 0,21

0,52

0,9

0 – 30

4,15 ± 0,05

0,24

4,07 ± 0,09

0,18

1,7

0 – 50

3,81 ± 0,08

0,27

3,70 ± 0,11

0,24

1,2

Безотвальная обработка

0 – 10

4,38 ± 0,09

0,11

4,55 ± 0,02

0,10

3,0

10 – 20

4,44 ± 0,02

0,12

4,36 ± 0,09

0,15

2,3

20 – 30

4,02 ± 0,07

0,12

4,07 ± 0,04

0,14

1,0

30 – 40

3,72 ± 0,10

0,29

3,69 ± 0,17

0,32

1,1

40 – 50

3,00 ± 0,14

0,42

2,88 ± 0,24

0,38

1,0

0 – 30

4,21

0,11

4,33 ± 0,06

0,15

1,3

0 – 50

3,86

0,21

3,91 ± 0,017

0,27

0,7

t05 = 2,2

Применение в этих условиях навоза из расчета 12 т на 1 га севооборотной площади привело к увеличению содержания гумуса в почве в сравнении как с минеральной системой удобрения, так и с начальным уровнем.

Особенно заметно преимущество навоза проявилось в первый год после его внесения, когда возрастание содержания гумуса на этих вариантах в сравнении с контролем составило в среднем 0,25%, а по отношению к начальному уровню его количества – 0,19%. По мере отдаления от момента внесения навоза содержание органических веществ в эродированном черноземе снижается. Так, в конце ротации севооборота через 5 лет после внесения 60 т/га навоза гумусность 20- сантиметрового слоя почвы была лишь на 0,07% выше, нежели перед закладкой опыта. Таким образом, для почв другой технологической группы, которые используются для размещения зернотравяных севооборотов, рациональной нормой органических удобрений следует считать не менее 12 т на 1 га севооборотной площади.

Исследования в 6-типольном почвозащитном севообороте на средне- и сильноэродированном черноземе показали (табл. 7), что содержание гумуса в почве не зависит от способов заделки органических удобрений.

Общей тенденцией является некоторое снижение гумуса в пахотном слое (0-30 см) в конце ротации севооборота в сравнении с начальным периодом перед внесением удобрений.

Таблица 7. Влияние различных видов органических удобрений и способов их заделки в почву на  содержание гумуса в черноземе обыкновенном  средне- и сильноэродированном, %

Слой почв, см

ПН - 4 - 35

Лемешный лущильник

КПГ - 250

БДТ - 3

1991г.

1995г.

1991г.

1995г.

1991г.

1995г.

1991г.

1995г.

Навоз

0 – 30

3,09

3,06

3,54

3,39

2,97

2,86

2,79

2,63

0 – 50

2,46

2,43

2,73

2,64

2,37

2,28

2,11

2,01

Птичий помет

0 – 30

3,07

2,96

-

-

3,18

2,99

-

-

0 – 50

2,48

2,37

-

-

2,45

2,39

-

-

Солома

0 – 30

2,71

2,68

-

-

2,73

2,58

-

-

0 – 50

2,15

2,07

-

-

2,21

2,11

-

-

Количество наиболее ценных в агрономическом отношении макроструктурных агрегатов (7-0,25 мм) на всех вариантах было достаточно высоким и достигало 77-81 %, а коэффициент структурности практически во всех вариантах был выше единицы (табл.8). Следует отметить, что имелась тенденция к повышению агрегаций размером более 10 мм на делянках с систематическим применением в течение 20 лет высокой дозы удобрений (N120P90K60) в сравнении с вариантами, где вносился навоз. Объемная масса в пахотном слое на не удобренных фонах была практически одинаковой по обеим обработкам.

В результате многолетних исследований установлено, что содержание нитратного азота в почве определяется не только уровнем применения азотных удобрений, но, в первую очередь, зависит от метеоусловий года. Их доля участия в общем варьировании запасов этого элемента в полуметровом слое почвы составляет 59%, тогда как минеральных удобрений – около 20%, а обработок – не превышает 1%. Дисперсионный анализ многолетних данных показал, что сильные изменения содержания подвижных фосфатов в почве под действием удобрений и обработок наблюдаются только в пределах пахотного слоя. Так, доля участия удобрений в варьировании этого показателя установлена в слое 0-10 см – 51,8%, 10-20 см – 45,4% и в слое 20-30 см – 20,9%, а обработок – соответственно 20,5; 25,4; 12,9%.

Таблица 8. Влияние обработок на объёмную массу чернозёма обыкновенного (1990-2000 гг.)

Удобрение

Слой почвы, см

Обработка почвы

общепринятая

противоэрозионная

M ± m, г/см3

V, %

M ± m, г/см3

V, %

Контроль (без удобрений)

0 – 10

1,10 ± 0,04

1,5

1,14 ± 0,06

2,1

10 – 20

1,23 ± 0,09

2,9

1,26 ± 0,05

1,6

20 – 30

1,28 ± 0,12

3,9

1,29 ± 0,12

3,9

N120P90K60

0 – 10

1,18 ± 0,06

5,0

1,18 ± 0,10

8,2

10 – 20

1,27 ± 0,10

3,0

1,27 ± 0,10

3,4

20 – 30

1,32 ± 0,05

2,8

1,33 ± 0,09

4,6

Навоз

9 т/га

0 – 10

1,08 ± 0,13

5,6

1,07 ± 0,11

5,0

10 – 20

1,18 ± 0,11

3,8

1,16 ± 0,05

1,8

20 – 30

1,26 ± 0,04

1,2

1,22 ± 0,13

4,7

Навоз 9 т/га

+ N120P90K60

0 – 10

1,11 ± 0,06

2,3

1,17 ± 0,09

3,1

10 – 20

1,28 ± 0,07

2,3

1,24 ± 0,04

1,1

20 – 30

1,29 ± 0,05

3,3

1,30 ± 0,05

2,6

Таблица 9. Влияние удобрений на численность микроорганизмов в чернозёме обыкновенном слабоэродированом, микробных клеток на 1 г почвы 1990-1995 гг.)

Вариант

Слой почвы, см

Физиологические группы микроорганизмов

амонфика-

торы•103

использую-

щие мине-

ральный азот 104

гумусораз-

лагающие

•104

целюлозо-разлагаю-щие•10

нитрафика-

ционные•10

Контроль

0-10

33,2

0,2

11,5

0,12

9,0

10-20

38,8

8,3

10,1

0,13

2,5

20-30

17,0

1,0

1,0

0,10

1,0

Навоз

9 т/га

0-10

50,1

0,7

12,0

0,37

8,4

10-20

43,3

134,3

12,4

0,44

7,1

20-30

29,6

1,3

1,3

1,3

0,44

Навоз 9 т/га + N40 P30 K20

0-10

66,2

3,6

13,3

0,42

10,5

10-20

24,0

15,0

13,4

0,29

9,2

20-30

20,5

3,8

2,2

0,32

2,7

Навоз 9 т/га + N80 P60 K40

0-10

73,6

4,7

14,1

0,42

16,8

10-20

26,2

15,6

18,1

0,52

8,8

20-30

14,0

4,8

3,0

0,50

5,0

Навоз 9 т/га + N120 P90 K60

0-10

51,8

3,6

13,4

0,35

6,3

10-20

59,7

6,0

9,2

0,50

6,8

20-30

10,0

4,5

1,5

0,41

4,3

Следует учитывать, что применение минеральных удобрений сопровождается не только увеличением поступления в почву растительных остатков, но и усиливает процессы минерализации. Последнее подтверждается результатами микробиологических исследований почвы, которые показывают, что при внесении минеральных удобрений наряду с увеличением количества всех исследуемых групп микроорганизмов, особо возрастает численность тех из них, что принимают участие в минерализации гумуса. Так если на контрольных вариантах их численность в одном грамме почвы пахотного слоя, в зависимости от выращиваемой культуры и системы обработки почвы колебалась от 12,4 до 19,1·104 микроорганизмов, то на фоне повышенного уровня применения удобрения их число возрастало до 22,2-28,7 · 104 (табл.9).

Результаты полевых и лабораторных исследований свидетельствуют о том, что потребность растений в элементах минерального питания на черноземах обыкновенных определяется, в первую очередь, биологическими особенностями выращиваемых культур (табл. 10).

Таблица 10. Степень влияния некоторых видов минеральных  удобрений и их сочетаний на продуктивность сельскохозяйственных культур, % (1990-2000гг.)

Элементы питания

Злаковые

Бобовые

без навоза

на фоне навоза

в среднем

в т.ч.

горох

эспарцет

N

61,0

67,0

31,0

32,0

31,0

P

32,0

27,0

47,0

55,0

38,0

K

5,0

<1,0

12,0

4,0

19,0

NP

1,0

3,0

<1,0

<1,0

<1,0

NK

<1,0

2,0

2,0

2,0

2,0

PK

<1,0

<1,0

5,0

7,0

4,0

NPK

<1,0

<1,0

3,0

<1,0

4,0

Для злаковых в первом минимуме находится азот, доля его участия в формировании прибавки урожая (без навоза) составляет 61,0%. Участие фосфора в создании прибавки урожая (без внесения навоза) составляет 32%. А доля калия – 5,0%. Взаимодействие главных факторов недоказуемо, так как Fфакт.< F05. На фоне внесения навоза роль азота повышается на 6,0%. При этом доля фосфора, напротив, снижается и устанавливается на уровне 27%, а применение калия становится практически неэффективным.

При выращивании бобовых культур на эродированных черноземах степи Украины в наибольшей мере ощущается дефицит фосфора. Его участие в формировании дополнительного урожая достигает 47,0%. На втором месте находится азот – 31,0%. Третье место принадлежит калию – 12%. Соединение элементов питания в парных и тройных комбинациях не приводит к повышению их эффективности за счет взаимодействия (Fфакт.< F05).

Исходя из этого, оптимальное соотношение между азотом, фосфором и калием при удобрении зерновых культур без применения навоза должно составлять 2:1:0,2. При совместном внесении органических и минеральных удобрений калийные удобрения под эти культуры можно не применять, так как потребность их в этом элементе удовлетворяется за счет навоза. В этом случае под зерновые необходимо внести азотно-фосфорное удобрение в соотношении 2,0-2,5:1,0. Однако с соблюдением экологических условий соотношение между азотом, фосфором, калием следует установить 1,5-1,7 : 1,0 : 0,2. Одновременно с этим необходимо понимать, что данное соотношение рационально лишь для группы злаковых культур. А в каждом конкретном случае в зависимости от культуры, предшественника, типа почвы, погодных условий и др. количественные параметры основных элементов питания в составе NPK, при которых достигается максимальная продуктивность растений, могут значительно отличаться.

При выращивании бобовых культур преимущество следует отдавать фосфорным удобрениям, и оптимальным соотношениям между NPK будет 0,6:1,0:0,3. Внесение под бобовые культуры небольших доз азотных удобрений на бедных по плодородию почвах является обязательным приемом, поскольку этим обеспечивается потребность молодых растений в азоте.

Данные (табл.11) свидетельствуют, что по уровню урожайности всех выращиваемых в полевом севообороте культур, как на контрольных, так и на удобренных вариантах, обе изучаемые в опыте системы обработки почвы практически равноценны.

Таблица 11. Влияние удобрений и обработок на продуктивность культур полевого севооборота, ц/га (урожай на контролях, прибавка урожая на вариантах с удобрениями) (1984-2000 гг.)

Вариант

Озимая пше-

ница

Куку-

руза

на

зерно

Яч-

мень

Однолет-

ние травы

на з/к

Озимая

пше-

ница

Куку-

руза

на силос

Озимая пшеница

Подсол-нечник

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Общепринятая обработка

Контроль

37,5

33,1

28,7

117

20,8

301

22,8

25

N80P60 

8,1

2,2

20,3

47

12,6

52

18

2,2

N80P40 

5,6

2,4

20

40

7,4

33

3,3

0,7

P60 K40

7,4

0

7,5

33

6,9

10

4,6

1,6

N40P30 K20

6,5

2,9

16,9

31

10,3

38

12,4

1,8

N120P90 K60

7,6

3,3

22

62

13,1

58

17,6

1,2

Плоскорезная почвозащитная обработка

Контроль 

38

32

29

116

22

308

13

25

N80P60 

8

3,9

20

45

11

50

17

2,5

N80P40 

6,3

2,1

22

40

7,89

32

9,9

0,7

P60 K40

5,1

0

7,5

30

7,3

15

3,5

16

N40P30 K20

6,9

4,7

21

57

13

56

18

1,5

N120P90 K60

8,6

2,5

23

56

15

54

18

1,5

НСР05

2,4

3,1

2,2

19

2,2

28

1,1

1,7

Результаты учета урожая показали, что эффективность удобрений в значительной мере определялась биологическими особенностями растений и погодными условиями. Наибольшей чувствительностью к удобрениям имеют такие культуры, как ячмень, озимая пшеница после кукурузы на силос и по занятому пару, а также однолетние травы на зеленый корм; наиболее низкий эффект от удобрений был получен при их внесении под кукурузу на зерно и подсолнечник. Промежуточное положение занимает кукуруза на силос и озимая пшеница по черному пару. Для большинства культур оптимальным является внесение повышенных доз азотно-фосфорного (N80P60) или полного минерального питания (N80P60K40). Дополнительный выход зерна ячменя при этом составляет 19,9-22,4 ц/га, или 67,7-78,0 %, озимой пшеницы после занятого пара 10,6-13,0 ц/га, или 48,4-59,4 % и 17,1-18,0 ц/га или 74,3-78,9 % по непаровым предшественникам;  зеленой массы однолетних трав 45-60 ц/га, или 38,8-51,3 % и кукурузы на силос 50-56 ц/га, или 16,2-18,2 %. При выращивании озимой пшеницы по черному пару, кукурузы на зерно и подсолнечника дозы минеральных удобрений следует уменьшить до N40P30K20 или ограничиться применением только азотно-фосфорного питания. Такой уровень удобренности обеспечивает увеличение урожая озимой пшеницы относительно контроля на 6,5-8,1 ц/га (17,2-21,4 %), кукурузы – на 2,2-3,9 ц/га (6,6-12,1 %) и семян подсолнечника на 1,8-2,5 ц/га (7,2-10,0 %).

В почвозащитных севооборотах, несмотря на более низкий уровень плодородия средне- и сильноэродированных черноземов, рациональным является, как и для полевых севооборотов, применение 130-160 кг/га д.в. NPK. При этом количество навоза в этих условиях должно быть установлено не менее 12 т на 1 га севооборотной площади. Дальнейшее насыщение почвозащитных севооборотов удобрениями в большинстве случаев по годам не сопровождалось существенным ростом урожая возделываемых культур в сравнении со средним уровнем удобренности. Результаты учета урожая показали, что из всех изучаемых культур только озимая рожь на зеленый корм позитивно реагировала на внесение высоких доз минерального питания. Это связано с тем, что нарастание вегетативной массы озимой ржи до момента уборки происходит в относительно благоприятных условиях увлажнения, которые обеспечиваются за счет осенне-зимне-весенних запасов. Для большинства культур, которые имеют более длительный вегетационный период, на протяжении которого растения практически ежегодно имеют недостачу влаги, оптимальными являются средние (N40-80P30-60K20-40) дозы удобрений. При этом урожай зерна озимой пшеницы увеличивается на 7,1-7,6 ц/га (20,7-22,2 %) и ячменя на 9,8-10,4 ц/га (45,0-47,7 %).

Растениеводческая продукция, выращенная на различных фонах обработки почвы, практически не отличалась между собой по качественным показателям за исключением подсолнечника. Так, масличность этой культуры при выращивании ее на вариантах с противоэрозионными обработками, как правило, на 1,0-1,5 % была выше, чем при размещении её по фону обычной вспашки. Содержание общего азота и сырого белка в урожае практически всех выращиваемых культур закономерно повышалось с увеличением уровня удобренности (табл.12).

Наблюдения за содержанием и перераспределением нитратов по почвенному профилю, проводимые в мае под посевами кукурузы, показали, что при ежегодном применении N40-120 (в сумме за 7 лет N280-840) содержание нитратного азота в слое почвы 0-200 см возросло в 3,0 -3,6 раза. При внесении навоза в норме 8 т на гектар севооборотной площади увеличение содержания нитратов относительно контроля было незначительным (на 0,5 мг/кг почвы) и их проникновения глубже одного метра не наблюдалось.

Таблица 12. Качество зерна озимой пшеницы при различных  уровнях удобренности и системах обработки  почвы (1980-2000 гг.)

Вариант опыта

Белок, %

Клейковина,%

Растяжимость клейковины, см

Контроль

11,7/11,8 *

25,1/25,3

11,11

N80P60

14,4/14,1

29,3/30,0

17/16

N80K40

14,5/14,2

27,5/28,3

15/15

P60K40

11,7/11,5

26,0/25,4

14/13

N40P30K20

13,7/14,0

28,4/27,3

13/14

N80P60K40

14,2/14,0

29,5,29,0

18/18

N120P90K60

14,8/14,8

30,0/30,1

19/18

* Примечание: числитель – общепринятая обработка;  знаменатель – противоэрозионная

Таблица 13. Содержание тяжёлых металлов в чернозёме обыкновенном при различных уровнях удобренности, мг/кг почвы, среднее в слое 0-30 см (навоз – 80 т/га; NPK-I - N280P210 K140; NPK-II  -  N560P420 K280;  NPK-III - N840P630 K420) (за 7 лет)

Вариант

Cr

Ni

Cu

Zn

Pb

Rb

Sr

Mn

Hg

Кларк

80

40

30

50

16

78

300

900

0,02

ПДК

100

50

55

300

32

-

1000

1500

2,0

Общепринятая обработка

Контроль

143

76

47

88

12

108

163

303

0,14

Навоз (Н)

80 т/га

126

87

45

92

21

107

175

300

0,10

Н+ NPK-I

165

98

53

90

20

108

171

301

0,12

Н+NPK-II 

140

89

45

91

24

110

178

294

0,10

Н+NPK-III

159

77

47

90

15

107

177

301

0,09

Плоскорезная почвозащитная обработка

Контроль

140

87

39

89

19

108

172

305

0,14

Навоз (Н)

80 т/га

169

69

41

86

16

106

168

309

0,08

Н + NPK-I

121

78

42

89

23

110

171

305

0,14

Н+NPK-II 

148

93

48

92

23

109

172

312

0,08

Н+NPK-III

160

85

43

93

21

111

176

306

0,16

Исследования валовых и подвижных форм микроэлементов (тяжёлых металлов) и фтора в чернозёме обыкновенном среднеэродированном на фоне внесения высоких доз органических и минеральных удобрений (табл. 13) не установили повышения содержания в почве хрома, никеля, меди, цинка, свинца, рубидия, стронция, цезия, кадмия, ртути выше их естественного фонового содержания. Проведённые в дальнейшем уточняющие исследования подтвердили и углубили полученные результаты доказав несостоятельность мнения об опасности применения удобрений. Содержание в растениях и их продукции нитратов и тяжелых металлов, таких как медь, цинк, свинец, никель, хром, калий так же не превышало предельно допустимых концентраций.

В  условиях  бассейна реки Северский Донец на чёрнозёмных почвах изучалась  продуктивность  короткоротационного  севооборота  для  фермерских  хозяйств.  В четырёхпольном  короткоротационном  севообороте  установлено  положительное  влияние  небольших  доз  минеральных  удобрений  на  урожайность  и  качество  продукции  сельскохозяйственных  культур. Получена  прибавка  урожая  от  применения  удобрений (табл.14).

Таблица 14. Продуктивность  севооборота  за  2001-2004  годы

Культура

Показатели, ц/га

зерновые единицы

кормовые единицы

переваримый  протеин

контроль

удобр.

контроль

удобр.

контроль

удобр.

Занятый пар

вико-овсяная

смесь

22,0

24.9

35,3

39,8

6,12

8,47

Озимая пшеница

24,7

27,3

28,9

31,9

2,32

2,57

Ячмень

29,7

30,6

39,6

40,7

4,11

4,61

Подсолнечник

30,0

32,6

27,0

29,3

2,51

2,72

На 1 га севооборотной площади, ц/га

26,6

28,9

32,7

35,4

3,76

4,59

Прибавка, ц/га

-

+ 2,3

-

+ 2,7

-

+ 0,83

Окупаемость 1 кг удобрений

-

5,8

-

6,8

-

2,15

Рис. 16. Продуктивность парозанимающих культур в занятом пару, ц/га, (исследования 2004-2007 гг.). По оси Х – 1-эспарцет и 2-донник под яровой ячмень; 3-эспарцет и 4-донник под просо; 5-эспарцет и 6-донник под кукурузу на силос; 7-донник и 8 эспарцет – чистый посев. НСР05 =19,1

Интенсивно использовать земли в  условиях Ростовской области позволяет уплотнение севооборотов промежуточными культурами на основе более полного использования биоклиматического потенциала. Интенсификация севооборотов за счет введения паров, занятых эспарцетом и донником, является важным резервом увеличения производства всех видов сельскохозяйственной продукции (рис.16).

Отметим так же следующие. На одном квадратном  метре произрастает до 150 растений донника. Диаметр корня у поверхности равен в среднем 2 см. Корни донника растут до глубины 200 см. Объём одного корня нормально развитого растения в среднем составляет 418,67 см3. Объём корней растений донника, произрастающих на одном квадратном метре  в слое почвы 0-200 см  составляет, таким образом, 62800,5 см3, а на одном гектаре соответственно 6,28 108  см3. Или это ёмкость объёмом 628 метров кубических на гектар. Если распределить равномерным слоем этот объём на площади в один гектар получится толщина слоя 62,8 мм.

Таким образом, на гектар можно получать дополнительно более 60 мм влаги, что позволит сформировать дополнительный урожай сельскохозяйственных культур. Таким образом уже само возделывание бобовых трав даёт дополнительно от 550 до 600 м3 воды на гектар и запас влаги по доннику весной превышает на 20-30% запасы влаги по чёрному пару.

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АДАПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

Расчет экономической эффективности производили в у.е. (условных единицах). 1 у.е. соответствует 1 доллару США.

В опыте 1 условный производственный эффект по объёмному способу, осуществляемому орудием с зубовидными рыхлителями, составил 118%, по плоскорезной обработке – 109%, по отношению к контролю – вспашке. В денежном выражении – 149,45 у.е., 137,88 у.е. и 125,57 у.е. соответственно.

В опыте 2 условный производственный эффект по изучаемому способу составил 128%, по плоскорезной обработке – 114% по отношению к контролю (вспашке). В денежном выражении – 118,96 у.е., 105,69 у.е. и 91,76 у.е.

В опыте 7 аналогичному опыту 1 в Ростовской области, условный производственный эффект составил 117% по обработке орудием с дополнительным рыхлением, по обработке плоскорезом – 118% по отношению к контролю. В денежном выражении соответственно – 216,99 у.е., 218,86 у.е. и 184,36 у.е.

В целом, исходя из приведенного экономических показателей, можно сделать заключение о положительном экономическом эффекте обработок осуществляемых орудиями для объемного рыхления почвы и противоэрозионной обработки.  Коэффициент энергетической эффективности опыта 1 был по вспашке 2,52, по плоскорезной обработке 2,75, по объёмной обработке 3,0. В опыте  7 он соответственно равнялся  3,20; 3,33; 3,40. А в опыте 2 при возделывании ячменя – 1,36; 1,62; 1,83. Отметим, что с учётом сохраненной почвы коэффициент повышался, например на опыте 7 по плоскорезной обработке до 3,56 и по объёмной до 3,92.

Энергетическая эффективность совместного применения обработок и удобрений показала, что в полевом севообороте при внесении N40 P30 K20  коэффициент энергетической эффективности по общепринятой обработке составил 3,0, а по почвозащитной - 2,99; при N80 P60 K40  - 2,35 и 2,34; при N120 P90 K60  - 1,66 и 1,71; при внесении навоза т/га – 2,16 и 2,18 – соответственно. В почвозащитном севообороте коэффициент энергетической эффективности составил соответственно по тем же дозам минеральных удобрений 1,97; 1,36; 0,99. А при внесении 12 т/га навоза – 1,80.

ВЫВОДЫ

1. В диссертации изложены теоретические обобщения и результаты экспериментов, что позволило решить народнохозяйственную проблема по разработке подсистем адаптивного земледелия, теоретическому обоснованию условий и методов их совершенствования и созданию на агротехнологической основе почвообрабатывающих орудий и способов биологизации земледелия в условиях бассейна реки Северский Донец. Это достигается выявлением и использованием особенностей адаптивного земледелия в зависимости от объёмной обработки почвы, совместного применения почвозащитных обработок и удобрений, влияния микроэлементов и нитратов, изучения и внедрения короткоротационных и звений почвозащитных севооборотов. Использование совокупности результатов исследований обеспечивает:  рост урожайности сельскохозяйственных культур, снижение эрозионных процессов, стабилизацию содержания гумуса, получение качественной продукции растениеводства, увеличение запасов продуктивной влаги, создание  рациональных рабочих органов почвообрабатывающих машин для объёмной обработки.

2. Установлено, что энергоинформационный обмен в почве осуществляется путём тепловлагопереноса, а основными переменными характеристиками его являются температура почвы, объёмная влажность и поток влаги. Таким образом, необходимо создавать специальные транспортные каналы по обмену ресурсами между растениями. В этом случае агрофитоценоз, являясь сложной системой, отвечает принципам саморегуляции и приобретает дополнительную устойчивость к неблагоприятным факторам среды. Выявленные на основе математического моделирования зависимости позволили сформулировать принципы создания почвообрабатывающих орудий для осуществления адаптивного земледелия. Этот подход базируется на ресурсосбережении  и рациональном перераспределения информационных и энергетических потоков агрофитоценоза в сторону увеличения производства товарной продукции.

3. Произведён синтез схем орудий, на которые получены патенты РФ №2102846, №2102844, №2091997 на изобретения. На их основе изготовлена серия орудий для осуществления принципов адаптивного земледелия по регулированию ресурсных потоков внутри агрофитоценоза. Общая схема орудий для объемной обработки почвы, которые исследовались в полевых условиях 7 лет в пяти полевых опытах, состоит в том, что за плоскорежущей лапой захватом 1100 мм устанавливаются 6 зубовидных, клиновидных или дисковидных рыхлителей по схеме (90+180+180+200+180+180+90) мм. Установлены параметры рыхлителей: зубовидного - высота 140-150 мм, радиус режущей кромки 3 мм, соотношение высоты к проекции на горизонтальную плоскость равно единице; дисковидного  -  толщина диска – 3-4 мм, диаметр диска – 120, 150 и 180 см, отверстие сверлится эксцентрично, крепится на дуге; клиновидного – толщина пластины – 3-4 мм, высота 140-150 мм, длина – 180-200 мм, отверстие для крепления сверлится в

8. Выявлено, что воздействие объёмной обработки на вводно-физические свойства почвы приводит к уменьшению смыва почвы в 2-4 раза по сравнению со вспашкой и в 1,5-2,0 раза  по сравнению с плоскорезной обработкой, причём увеличение глубины обработки незначительно влияло на изменение смыва почвы. Уменьшалось промерзание, возрастало накопление снега и продуктивной влаги в корнеобитаемом слое почвы. Физические свойства почвы соответствовали оптимальным значениям для произрастания озимой пшеницы и ярового ячменя.

9. Доказано, что уничтожение сорно-полевой растительности более эффективно по объёмной обработке или сравнимо со вспашкой. Это обусловлено вычёсывающей способностью орудий для объёмной обработки почвы. Корневые системы озимой пшеницы и ярового ячменя в большей мере располагались в слое 0-10 см. Биологическая активность почвы изменялась в зависимости от способов обработки и глубины. Максимальной активности она достигала в слое 0-10 и 20-30 см по объёмной обработке. Урожайность озимой пшеницы по объёмной обработке почвы превосходила контроль от 6,6 до 68,8% в зависимости от условий года в Ростовской области и от 3,4 до 17,6% в Харьковской области по озимой пшенице и по яровому ячменю от 5,1 до 6,3 ц/га в Ростовской области. Увеличение глубины обработки давало достоверную прибавку урожая зерна ярового ячменя. Уравнения регрессии показали  высокую достоверность полученных результатов.

11. Установлено, что важнейшими антропогенными факторами, которые регулируют интенсивность процессов образования гумуса и его минерализацию, являются обработки почвы и применение удобрений. Вспашка способствует прогрессивному снижению гумуса в почве, в то время как плоскорезная обработка обогащает почву в слое 0-10 см до 58,8% корневой массой ранее возделываемых растений, что на 4-5% выше показателей по сравнению с традиционной обработкой. В тоже время концентрация энергетического материала в слое 0-20 см приводит к более интенсивному протеканию биологических процессов. При этом применение минеральных удобрений сопровождается не только поступлением в почву органических остатков, но и усиливает процессы минерализации. Так, на контроле численность микроорганизмов в 1 г пахотного слоя составляла от 12,4 до 19,1104 микробных клеток, а на фоне повышенных доз минеральных удобрений - от 22,2 до 28,7104.

12. Выявлено, что убыль гумуса по плоскорезной обработке идёт медленнее, чем по вспашке. За 10 лет в зернотравяном севообороте по безотвальной обработке почвы было потеряно 1,1 т/га гумуса, а по вспашке – 11,1 т/га или на порядок больше. А эксплуатация чернозёма обыкновенного в зернопаропропашном севообороте без применения удобрений за 20 лет привело к снижению гумуса в слое 0-50 см на 5,8% по плоскорезной  обработке и на 7,1% по вспашке. Суммарно потери гумуса в полевом севообороте за 20 лет составили в пахотном слое 16 т/га. Одновременно получена стойкая тенденция к увеличению содержания подвижных форм органических веществ в слое почвы 0-50 см  при достоверном увеличении гумуса в слое 0-20 см по почвозащитной обработке в случае  внесения полного минерального удобрения и навоза из расчета 9 т на 1 га севооборотной площади.

  16. Доказано, что внесение удобрений в течение длительного периода времени изменяет физические свойства почвы, возрастает коэффициент водостойкости, так по общепринятой обработке на контроле он был в среднем в слое 0-30 см - 0,62, по навозу 9 т/га – 0,58, N120P90K60 – 0,53 и по противоэрозионной обработке 0,70; 0,64 и 0,58 – соответственно. изменяется структурное состояние черноземов обыкновенных, коэффициент структурности был выше по плоскорезной обработке, так на контроле по вспашке он равнялся 3,0, а по почвозащитной обработке – 3,4. Объёмная масса по вспашке и плоскорезной обработке при применении удобрений практически одинакова, но значительно разнится на контроле в сторону возрастания по плоскорезной обработке по вспашке в слое 0-10 – 1,5 г/см2, по плоскорезной обработке – 2,2, а в слое 10-20 – 2,9 и 1,6 г/см2 в то время как скважность оставалась одинаковой по всем вариантам.

18. Установлено, что растениеводческая продукция (зерновые, зернобобовые, подсолнечник), выращиваемая по разным фонам обработок почвы, не отличалась по своим качественным показателям. Содержание нитратов в растениеводческой продукции не превышало допустимых пределов. А зелёная масса однолетних трав по почвозащитным обработкам почвы содержала меньшее количество нитратов, чем по вспашке. Так, на контроле N-NO3 достигала концентрации 151 мг/кг сырой массы, а на вариантах с экологической системой удобрений она возрастала на 131,  по вспашке - на 215 мг/кг. В почве же нитраты распространялись глубже 2 м и попадали в грунтовые воды.  Рациональное соотношение с  целью предотвращения накопления нитратов в продукции между N:P:K установлено для злаковых культур: 1,5-1,7:1,0:0,2, а для бобовых – 0,6:1,0:0,3.

21. Не выявлено увеличения валовых и подвижных форм хрома, никеля, меди, цинка, свинца, рубидия, стронция, цезия, кадмия, ртути по видам обработок и удобренным фонам свыше ПДК, так  же как и фтора, ПДК которого равно 10 мг/кг, а его концентрация была 2,86 мг/кг.

22. Не установлено преимущественного роста урожайности по видам обработок и дозам удобрений. Уровень урожайности всех выращиваемых культур полевого севооборота как на контроле, так и на удобренных фонах, а также по обеим обработкам был практически одинаковым. Продуктивность гектара севооборотной площади на этих вариантах достигала 45-48 ц зерновых единиц в полевых севооборотах и 35-40 ц – в почвозащитных, а окупаемость 1 кг д.в. NPK – 6,5-8,0 зерновых единиц.

23. Установлено, что применение короткоротационных севооборотов в условиях Луганской области показало их относительную эффективность в первые годы эксплуатации. Значительную роль приобретает направленное применение удобрений в небольших дозах - N30P10, что решает вопрос экономии продуктивной влаги и получения дополнительной продукции. Таким образом, в четырёхпольном севообороте установлена положительная роль небольших доз минеральных удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Получена достоверная прибавка урожая от применения удобрений в 3,10 ц/га зерновых единиц, а переваримого протеина – 1,02 ц/га.

24. Доказана эффективность направления биологизации земледелия, как разновидности адаптивного земледелия в случае выращивания многолетних бобовых трав по занятому пару. При этом различные покровные культуры оказывают существенное влияние на полевую всхожесть семян эспарцета и донника. Максимальный выход продукции получен в звене севооборота кукуруза на силос – эспарцет (274 ц/га) и кукуруза на силос – донник (286 ц/га), что позволяет считать такие звенья наиболее перспективными в условиях Донецкого кряжа и его отрогов, входящих в область бассейна реки Северский Донец.

25. Установлена экономическая эффективность объёмной обработки, рассчитанная как условный производственный эффект. Она колебалась от 149 у.е. до 216 у.е. (1у.е.= 1 доллару США) по озимой пшенице и от 118 до 180 у.е. - по яровому ячменю, что выше производственного эффекта по вспашке на 24, 33, 37, 28 у.е. соответственно.

26. Доказана необходимость применения почвозащитных севооборотов, условно-чистый хозрасчётный эффект в которых изменялся в зависимости от процента многолетних трав соответственно: 16,7% - 45,6 у.е.; 33,4% - 50,2у.е.; 40,0% - 48,6 у.е.; 50,0% - 61,4у.е.; 60,0% - 62,7 у.е., а их экономическая эффективность с учётом всех затрат соответственно составляла: 1,10; 1,35; 1,55; 1,69; 1,91. То есть, народнохозяйственная эффективность севооборотов возрастает по мере увеличения насыщенности травами, а народнохозяйственный экономический эффект от применения почвозащитной обработки в целом на 15% выше, чем по вспашке, а эколого-экономическая эффективность почвозащитных севооборотов превышает базовый уровень на 20-25%.

27. Выявлено, что энергетическая эффективность объёмной обработки почвы выше, нежели по плоскорезной обработке и вспашке. Коэффициент энергетической эффективности по объёмной обработке колебался по озимой пшенице от 3,00 до 3,40, а при учёте энергии сохраненной почвы - от 3,14 до 3,92.

28. Доказано - энергетическая эффективность применения удобрений зависит от применяемых обработок и от выращиваемой культуры. Энергетическая эффективность почвозащитных обработок была выше, чем по вспашке при дозах удобрений  N120 P90 К40 и при внесении 9 т/га навоза. Почвозащитный севооборот по сравнению с полевым севооборотом энергетически менее эффективен, максимальная его эффективность наблюдается при N40 P30 К20 и внесении навоза 12 т/га. Потери энергии в семипольном севообороте по  общепринятым технологиям в 3,3 раза выше, чем по почвозащитным.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Внедрить в сельскохозяйственное производство в зоне бассейна реки Северский Донец на почвах подверженных эрозии, объёмные способы обработки. В том числе - на основе переоборудованных орудий плоскорежущего типа серийного производства и изобретений: по патенту РФ 2091997  «Плоскорежущий рабочий орган» и патенту РФ 2102844 «Плоскорежущий рабочий орган».

2. Использовать при конструировании рабочих органов и орудий для основной обработки почвы и ухода за растениями агротехнологически обоснованные принципы саморегуляции биологических систем. Осуществить это за счёт применения рабочих органов с дополнительными рыхлящими элементами, в том числе по изобретениям: а.с. 1725781 «Вибрационный рыхлитель»; патенты РФ - 2102846  «Рабочий орган  для основной обработки почвы» и 2240661 «Рабочий орган культиватора».

3. Внедрить почвозащитные севообороты с полями люцерны и эспарцета (до 40%); почвозащитные способы обработки почвы с внесением минеральных и органических удобрений с соотношением доз NPK как 1,5-1,7:1,0:0,2; осуществлять уходы за зерновыми колосовыми согласно а.с. 1496662 «Способ возделывания колосовых культур на склонах» и а.с. 1766282 «Способ ухода за зерновыми культурами».

4. Применить в практике сельскохозяйственного производства адаптивные методы земледелия, которые основываются на совместных посевов полевых культур и бобовых трав, в частности, люцерны и донника. В том числе по патенту РФ 2260929 «Способ создания пролонгированного кулисного пара».

Научные публикации по теме докторской диссертации

               Основные публикации в ведущих реферируемых научных журналах (согласно списку ВАК России):

1.Орешкин М.В. Обоснование рациональных параметров зубовидного рыхлителя для объёмной обработки почвы [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник КрасГАУ.- 2010.-  № 2 .- С.127-132.

2.Орешкин М.В. Совершенствование производства растениеводческой продукции на агроэкологической основе [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник КрасГАУ.- 2010.- № 3.- С.150-158.

3.Орешкин М.В. Концептуальные подходы к дизайну рабочих органов для экологически безопасной обработки почвы [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Архитектон: известия вузов.- 2010.- №29.- Режим доступа: http://archvuz.ru/numbers/2010_1/010 (1,9 п.л., автора – 1,9 или 100%).

4.Орешкин М.В. Подходы к решению саморегуляции биосистем при конструировании почвообрабатывающих орудий [Текст] / М.В.Орешкин// Нива Поволжья.- 2010.-  №2(15).- С. 66-69.

5.Орешкин М.В. Методологические основы синтеза схем технических систем [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник Алтайского ГАУ.- 2010.-  №4.- С.83-90.

6.Орешкин М.В. Системное обоснование необходимости создания новой техники и технологий для преодоления кризиса в земледелии [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №59(05), май.- Дата выпуска: 31.05.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/05/pdf/11/pdf.

7. Орешкин М.В. Энергетическая оценка эффективности технологий, как способ их оптимизации в земледелии [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №59(05), май.- Дата выпуска: 31.05.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/05/pdf/12/pdf

8. Орешкин М.В. Вопросы симметрии и филлотаксиса в приложении к совершенствованию обработки почвогрунтов для возделывания сельскохозяйственных растений [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №60(06), июнь.- Дата выпуска: 29.06.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/06/pdf/17/pdf.

9.Орешкин М.В. Основы теории биоэнергетического анализа [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник КрасГАУ.- 2010.- № 6.- С.43-50.

10.Орешкин М.В. Подходы к рациональному обоснованию расстановки рыхлителей орудия для объёмной обработки почвы [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник КрасГАУ.- 2010.- № 7.- С.118-127.

11.Орешкин М.В. Подходы к биологизации земледелия на основе совместных посевов полевых культур и бобовых трав в условиях Ростовской области [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник Алтайского ГАУ.- 2010.-  №5.- С.18-22.

12. Орешкин М.В. Философия синтеза схем технических систем [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №61(07), сентябрь.- Дата выпуска: 24.09.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/26/pdf.

13. Орешкин М.В. Концепт кибернетизации земледелия – как путь к стабильному развитию [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №61(07), сентябрь.- Дата выпуска: 24.09.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/28/pdf.

14. Орешкин М.В. Подходы к периодизации разрушения педосферы [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №61(07), сентябрь.- Дата выпуска: 24.09.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/29/pdf.

15. Орешкин М.В. Агроэкологические особенности оптимизации содержания гумуса [Текст] [Электронный ресурс]/ М.В.Орешкин// Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2010.- №61(07), сентябрь.- Дата выпуска: 24.09.2010.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/27/pdf.

16. Орешкин М.В. Создание экологически обоснованных почвообрабатывающих орудий [Текст] / М.В.Орешкин// Справочник. Инженерный журнал.- М.:Машиностроение, 2011.- №1.- С.29-35.

17. Орешкин М.В. Технологические аспекты и эффективность возделывания парозанимающих культур [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова.- 2010. - № 5.- С.12-16.

18. Орешкин М.В. Энергетичекая оценка продуктивности агроценозов в условиях Донецкого кряжа [Текст] / М.В.Орешкин// Вестник Алтайского ГАУ.- 2010.-  №7.- С.18-23.

Монографии:

19. Орешкин М.В. Совершенствование технологий и средств механизации производства растениеводческой продукции в условиях бассейна реки Северский Донец на агроэкологической основе. Монография [Текст]/ М.В.Орешкин.- Луганск: ООО «Рекламно издательский центр «Русь»», 2008.- 229 с.

20. Орешкин М.В. Экологическое обоснование создания новой техники и технологий. Монография [Текст]/ М.В.Орешкин.- Луганск: ЭЛТОН-2, 2008.- 122 с.

21. Зеленский Н.А. Экологические основы повышения плодородия почв в условиях бассейна реки Дон. Монография [Текст] / Н.А.Зеленский, М.В.Орешкин.- Луганск: ООО «Рекламно издательский центр «Русь»», 2008.- 138 с.

Книги:

22. Совершенствование технических средств обработки почвы как фактор предотвращения катастрофических ситуаций в земледелии [Текст] / М.В.Орешкин, В.Е Кириченко, М.В.Болотских, В.А.Белодедов/ Луганск: Изд-во Глобус, 2006.-148 с.

23. Особенности распространения тяжёлых металлов, микро- и радиоактивных элементов в ландшафтах Донбасса [Текст] / М.В.Болотских, М.В.Орешкин, П.В.Шелихов, В.М.Брагин / Луганск: ОАО «ЛОТ», 2004. – 196 с.

24.Усатенко Ю.И. Влияние технологических особенностей на предупреждение кризисных ситуаций в земледелии (в условиях бассейна реки Северский Донец). Монография [Текст] / Ю.И.Усатенко, М.В.Орешкин, М.В.Болотских  и др./ Луганск: Изд-во Глобус, 2005. – 196 с.

Брошюры:

25. Научные основы эффективного предупреждения и борьбы с чрезвычайными ситуациями и стихийными бедствиями (методическое руководство) [Текст] / М.В.Болотских, М.В.Орешкин, П.В.Шелихов, Е.П.Луганцев/ Луганск: ЛНАУ, 2004.- 35с.

26. Орешкин М.В. Совершенствование  на агроэкологической основе технологий производства растениеводческой продукции [Текст] / М.В.Орешкин.-  Луганск: ЭЛТОН-2, 2008.- 40 с.

27. Орешкин М.В. Экологические закономерности распространения и влияния микроэлементов в условиях Донецкого кряжа и его отрогов (на примере Луганской области) [Текст] / М.В. Орешкин, В.М.Брагин.-  Луганск: ЭЛТОН-2, 2008.- 73 с.

28. Орешкин М.В. Основы биоэнергетического анализа [Текст] / М.В.Орешкин, Ю.И. Усатенко, В.М.Брагин В.М.-Луганск: ЭЛТОН-2, 2008.- 47 с.

Авторские свидетельства и патенты на изобретения:

29. А.с. 1496662 СССР, МКИ А 01 В 79/02; 13/16; 79/00. – 4323073/30 – 15. Способ возделывания озимых колосовых на склонах [Текст] / В.А.Белолипский, Н.А.Груздо, М.В.Орешкин (СССР); Заявлено 26.08.87. -Опубл.30.07.89.- Бюл. 28. (описание 0,25 п.л.).

30.А.с. 1725781 СССР, МКИ А 01 В 13/08; Е 02 F 5/30. – 4323073\30-15; 4643415/15; Вибрационный рыхлитель [Текст] / А.Г.Кратинов, М.В.Орешкин (СССР); Заявлено 12.12.88; Опубл.15.04. 92. – Бюл. 14. (описание 0,32 п.л.).

31.А.с. 1766292 СССР, МКИ А 01 В 79/03.-4865640/15; Способ ухода за зерновыми культурами [Текст] / М.В.Орешкин (СССР); Заявлено 10.09.90. Опубл. 07.10.92.; Бюл. 37 (описание 0,25 п.л.).

32. Патент РФ 2091997 Плоскорежущий рабочий орган [Текст] / М.В.Орешкин, А.Г.Кратинов (UA); МКИ А 01 В 35/26, 35/32, 11/00.-4935683/ 13; Заявлено 13.05.91.; Опубл. 10.10.97.; Бюл. 28 (описание 0,5 п.л.).

33. Патент РФ 2102844 Плоскорежущий рабочий орган [Текст] / М.В.Орешкин, А.Г.Кратинов (UA);  МКИ  А 01 В 35/32.- 4888693/13; Заявлено 06.11.90.; Опубл. 27.01.98.; Бюл. 3 (описание 0,3 п.л.).

34. Патент РФ 2102846 Рабочий орган для основной обработки почвы [Текст] / М.В.Орешкин (UA);  МКИ А 01 В 49/02, 35/32.- 4880457/13;Заявлено 09.10.90.; Опубл. 27.01.98.; Бюл. 3 (описание 0,7 п.л.).

35. Патент РФ 2240661 Рабочий орган культиватора [Текст] / М.В.Орешкин (UA), Н.А.Зеленский (RU); МПК7 А 01 В 35/32, 35/00.- 2003121685; Заявлено 14.07.03.; Опубл. 7.11.04.; Бюл. 33 (описание 0,7 п.л, автора 0,35 п.л.).

36. Патент РФ 2260929 Способ создания пролонгированного кулисного пара [Текст] / Н.А.Зеленский (RU), Е.П.Луганцев (RU), М.В.Орешкин (UA); МПК7 А 01 В 79/02.-2003131217/12; Заявлено 23.10.03.; Опубл. 27.09.05; Бюл. №27 (описание 0,4 п.л.).

Статьи:

37.Фёдоров В. Улучшенный вариант. О новом противоэрозионном споосбе обработки почвы [Текст] / В.Фёдоров, Н.Рачаловский, В.Лимарев, М.Орешкин// Сельские зори.- 1985.- №1.- С.47.

38.Майданников Ю.В. Противоэрозионное орудие для обработки пересохших почв [Текст] / Ю.В.Майданников, М.В.Орешкин/ Совершенствование конструкций, улучшение ремонта и эксплуатации сельскохозяйственной техники. Межвузовский тематический сборник научных трудов. – Харьков: ХСХИ, 1986. – С.26-31.

39.Горбачова О.Ю. Біоенергетична оцінка ресурсозберігаючої технології вирощування сільськогосподарських культур в умовах степової зони УРСР [Текст] / О.Ю.Горбачова, М.В.Орешкін// Вісник сільськогосподарської науки. – 1988 .- № 9. – С.28 – 33.

40.Орешкин М.В. Плоскорезные орудия с дополнительным рыхлением [Текст] / М.В.Орешкин/ Совершенствование технологического процесса и конструкций рабочих органов сельскохозяйственной техники. – Харьков: ХГАУ, 1992. – С.16-23.

41.Орешкин М.В. Влияние технологических процессов на энергетические параметры агроценозов [Текст] / М.В.Орешкин/ Сборник научных трудов молодых ученых института.– Луганськ: ЛСХИ, 1994. – С.32-38.

42. Орешкин М.В. Энергетический аспект объёмной механизированной обработки почвы [Текст] / М.В.Орешкин/ Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. - № 4 (10).-Луганськ: ЛДАУ, 1999. – С.209-212 (0,32 п.л. или 100%).

43.Орешкин М.В. Применение изобретений по а.с. 1496662 и 1766292 в системе почвозащитных технологий [Текст] / М.В.Орешкин/ Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. - № 4 (10).-Луганськ: ЛДАУ, 1999. – С.213-214.

44.Орешкин М.В. Влияние механизированной обработки почв и других агротехнических приёмов на энергетические параметры [Текст] / М.В.Орешкин/ Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. - № 5 (14).-Луганськ: ЛДАУ, 1999. – С.214-221.

45.Горбачёва А.Е. Агроэнергетическая оценка сельскохозяйственного производства. (Аналитический обзор) [Текст] / А.Е.Горбачёва, М.В.Орешкин, В.В.Куликов, А.Г.Лазуренко/ Ворошиловград: Ворошиловградский ЦНТИ, 1987. – 14 с.

46. Кириченко В.Е. Энергетическая оценка почвозащитных технологий [Текст] / В.Е.Кириченко, Н.А.Зеленский, М.В.Орешкин, Ю.И.Усатенко, П.Г.Лапко/ Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. - № 17 (29).-Луганськ: ЛНАУ, 2002. – С.104-108.

47.Орешкин М.В. Зависимость качества сельскохозяйственной продукции от почвозащитных обработок и степени удобренности [Текст] / М.В.Орешкин, А.М.Орешкина, Ю.И.Усатенко/ Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. - № 30 (42).-Луганськ: ЛНАУ, 2003. – С.51 – 54.

48.Кратинов А.Г. Орудие для объёмной обработки почвы/ А.Г.Кратинов, М.В.Орешкин [Текст] / Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. - № 31 (43).-Луганськ: ЛНАУ, 2003. – С.135 – 138.

49.Лапко П.Г. Влияние почвозащитной обработки и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в полевом и почвозащитном севооборотах [Текст] / П.Г.Лапко, Ю.И.Усатенко, М.В.Орешкин/ Матеріали міжнародної науково-практичної конференції 14-16 травня 2003 року.- Луганськ: Вид-во ЛНАУ, 2003. С.237-241.

50.Усатенко Ю.И. Влияние почвозащитной обработки на содержание гумуса в чернозёме обыкновенном [Текст] / Ю.И.Усатенко, М.В.Орешкин/ Доповіді і виступи на міжнародній конференії “Актуальні проблеми сучасного землеробства” 14-16 травня 2003 року.- Луганськ: Вид-во ЛНАУ, 2003.- С.499-504.

51.Орешкін М.В. Інтенсифікація технологічного процесу обробітку ґрунту ґрунтозахисними знаряддями (в умовах басейну ріки Сіверський Донець) [Текст]/ М.В.Орешкін.- Збірник наукових праць Луганського національного аграр-ного університету.- Серія: технічні науки.- №76(99).- Луганськ: ЛНАУ, 2007.- С.249-257.

52.Фёдоров В.А. О снижении плодородия почв [Текст] / В.А.Фёдоров, М.В.Орешкин/ Опыт и проблемы землеустройства в реализации продовольственной программы в Молдавской ССР. – Тезисы докладов научно-практической конференции, Октябрь 1985. – Кишинёв: «МОЛДГИПРОЗЕМ», 1985. – С.143 – 145.

53.Орешкин М.В. Влияние повышенных доз удобрений на качество почвы и биомассы растений [Текст] / М.В.Орешкин/ Республиканская научная конференция «Пути коренного улучшения продовольственного обеспечения в новых условиях хозяйствования».-г.Сумы, 9-11 октября 1990 г.- Тезисы докладов.- Секция 3.- Социальные и экологические проблемы агропромышленного производства.- Киев: СОПС УССР, 1990. – С.161.

       Основное содержание диссертационной работы изложено в 53 работах общим объёмом 121 п.л. (авторских – 99,6 п.л. или 82,3% общего объёма).

 






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.