УДК 631.3
Агрономические основы инженерного обеспечения биологизации земледелия
Косолапов В. М.1, академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук
Цыгуткин А. С.1, кандидат биологических наук
Алдошин Н. В.2, доктор технических наук
Лылин Н. А.2, кандидат технических наук
1ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»
141055, Россия, Московская обл., г. Лобня, Научный городок, корп. 1
E-mail: vik_lugovod@bk.ru
2ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева»
127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49
E-mail: priem@rgau-msha.ru
Биологизация земледелия направлена на использование биологических процессов получения планируемых урожаев с заданными параметрами качества продукции и расширенного воспроизводства плодородия почв в агроэкосистемах. Для этого необходимо обеспечивать необходимый уровень плодородия почвы. Некоторыми способами решения этой задачи являются выращивание сидеральной культуры, использование различных сочетаний агрохимических и агротехнических приёмов для разложения соломы и пожнивных остатков. Знание процессов, происходящих в почве, позволяет сформулировать требования к машинам и механизмам, которые смогут создать условия для оптимизации разложения растительных остатков, повышения плодородия почв и подготовке поля для возделывания следующей культуры севооборота. Ускорить процесс разложения растительных остатков позволяет применение деструкторов-редуцентов — микроорганизмов (бактерий или грибков). Важным фактором, влияющим на скорость разложения растительных остатков, является соотношение доли азота к углероду (C:N) в среде протекания процесса. Таким образом, для ускорения минерализации соломы требуется внести в почву дополнительное количество азота. Инженерное обеспечение выполнения таких процессов связано с разработкой комбинированного агрегата, используемого для повышения плодородия почвы и разложения растительных остатков после уборки сельскохозяйственных культур, внесения жидких минеральных удобрений, возделывания сидератов, при сокращении материальных и трудовых затрат. Он производит обработку соломы деструктором, заделку этой массы в почву на глубину до 10 см, внесение жидких азотных удобрений, посев и прикатывание сидератов. Предлагаемый комбинированный агрегат даёт возможность за счёт быстрого разложения растительных остатков и использования зелёной массы сидеральной культуры повысить плодородие почвы.
Ключевые слова: плодородие почв, органическое вещество, гумус, комбинированный агрегат, сидераты, жидкие минеральные удобрения.
Устойчивое развитие сельскохозяйственного производства связано с использованием не только новых сортов и гибридов, но и сельскохозяйственной техники, орудий и агрохимических средств в достаточном количестве для достижения плановых урожаев с заданными параметрами качества продукции. Сохранение и расширенное воспроизводство плодородия почв обеспечивает растениям оптимальные условия для их роста и развития, питательный режим, раскрывает потенциальные возможности сорта или гибрида, что позволяет в необходимом количестве поставлять сырьё в пищевую, комбикормовую и перерабатывающую промышленность (Зверев, Цыгуткин, Постникова, 2015).
Наиболее полно характеризуют уровень плодородия почвы её агрохимические параметры. Хорошо известны способы изменения химических, физических и физико-химических свойств почвы, которые в первую очередь связаны с применением минеральных и органических удобрений, химических мелиоратов (Сычёв, Цыгуткин, 2003).
Органическое вещество почвы, представленное гуминовыми и фульвокислотами, негидролизуемым остатком (гумином), растительными остатками, остатками животных, насекомых и микрофлоры, оказывает прямое и опосредованное влияние на все режимы почвы, формируя среду обитания растений (Лыков, Еськов, Новиков, 2004). Доказано, что на образование гумуса как основной части органического вещества почвы влияют органические и минеральные удобрения, насыщенность севооборотов пропашными культурами, бобово-злаковыми травами и зернобобовыми культурами, включение в севооборот чистого пара, а также уровень плодородия почвы, наличие и активность штаммов и групп микроорганизмов, фиксирующих азот атмосферы, разлагающих целлюлозу, лигнин и другие химические соединения, попавшие в почву с растительными остатками (Цыгуткин, Азаров, 2021).
Без применения деструкторов, воздействующих на растительные остатки, их разложение может длиться до 2 лет. Из 1 т соломы зерновых и зернобобовых культур, обработанной деструкторами, в почву поступает 10–15 кг/га питательных элементов через 1–2 месяца после её заделки. Таким образом, после уборки основной продукции при урожае 4–6 т/га в поле с побочной продукцией остаётся от 40 до 90 кг/га питательных элементов, что эквивалентно 0,1–0,2 т комплексного минерального удобрения (Иванова, Цыгуткин, Костина, 1999; Система биологизации земледелия в Нечернозёмной зоне, 2007; Русакова, 2016). Разложение соломы в почве не только увеличивает количество питательных элементов, но и приводит к тому, что фенольные соединения, выделяющиеся при разложении растительных остатков, вымываются из почвы в осенне-зимний период и не угнетают растения в начале их развития. Кроме того, увеличение в почве свежего органического вещества снижает интенсивность минерализации гумуса, а также устраняет условия для перезимовки патогенов, которые вызывают болезни растений, и разносящих их насекомых.
Разложение растительных остатков — биологический процесс, основанный на жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Для того чтобы процесс минерализации проходил за короткий промежуток времени, необходимо создать благоприятные условия для жизнедеятельности таких микроорганизмов. Установлено, что процесс разложения соломы и стерни зерновых культур проходит максимально эффективно в аэробных условиях, при высокой влажности (до 75%), в среде, близкой к нейтральной (рН — от 5,5 до 7,8), при соотношении углерода к азоту C:N в диапазоне 20–40, при положительной температуре, в равномерно перемешанной среде, когда растительные остатки измельчены (Чандраабал Зулцэцэг, Селицкая, Цыгуткин и др., 2015).
Классическая технология послеуборочных работ предусматривает измельчение и равномерное распределение по поверхности поля соломы. Затем последовательно осуществляют поверхностную обработку почвы лущильником или дисковой бороной (провокация сорняков) и отвальную вспашку при помощи плуга. При этом растительные остатки заделываются на значительную глубину и оказываются в анаэробных условиях, что сильно замедляет процесс их минерализации. Кроме этого, технология предусматривает использование большого количества техники и характеризуется высокими трудозатратами (Алдошин, Митягин, Кулдошина, Джабраилов, 2008). Известны различные способы обработки растительных остатков с целью дальнейшего эффективного вовлечения их в качестве источников минерального питания сельскохозяйственных культур и факторов повышения потенциального почвенного плодородия.
На скорость разложения растительных остатков влияет соотношение углерода к азоту (C:N), и для ускорения минерализации соломы в почве вносят дополнительно азотные удобрения (Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии, 2000).
Кроме внесения азотных удобрений, для повышения содержания азота в почве можно использовать растения, высеваемые в качестве сидератов, которые в значительной мере потребляют азот, который поступает в растения за счёт симбиотической азотфиксации.
Повышение плодородия почвы за счёт выращивания сидеральной культуры по принятой в регионе технологии основано на её заделывании в почву после достижения растениями необходимой вегетативной массы (Цыгуткин, Еськов, Новиков, Тарасов, 2005). Данная технология предусматривает последовательное выполнение операций по основной и предпосевной обработкам почвы, посеву сидеральной культуры и её заделке в почву, что связано с высокими энерго- и трудозатратами, требует применения большого количества техники и грозит растягиванием работ во времени.
Ускорить процесс разложения растительных остатков позволяет применение деструкторов — микробиологических препаратов, разрушающих растительные остатки и превращающих их в неорганические соединения. Кроме ускорения разложения растительных остатков, деструкторы обладают способностью подавлять рост некоторых возбудителей болезней растений, т.е. оказывают биофунгицидный эффект на почву и растения, препятствуя их инфицированию.
Заделывают солому и растительные остатки в почву на глубину до 10 см с помощью дисковых орудий. Неглубокое размещение растительных остатков в аэрируемый слой почвы создаёт благоприятные условия для активизации деятельности микроорганизмов.
Ускоряет процесс минерализации растительных остатков использование технологии, в которой последовательно выполняют следующие технологические операции: солому измельчают и разбрасывают комбайном по поверхности поля; обрабатывают растительные остатки деструкторами; вносят жидкие минеральные удобрения; заделывают растительные остатки, обработанные деструкторами и жидкими минеральными удобрениями, в верхний слой почвы; проводят посев сидератов и прикатывание посевов. При этом, кроме измельчения и равномерного разбрасывания соломы по поверхности поля, остальные операции должны быть проведены за один проход комбинированного агрегата. Авторами разработано несколько таких агрегатов, различающихся между собой оснащённостью орудиями и приборами (Патент на полезную модель RU 162755 U1, 2016; Патент на изобретение № 2759571С2, 2021; Патент на изобретение № 2762402 С2, 2021).
Для реализации этого необходима биологизация земледелия, которая представляет собой эволюционный шаг в представлении о системах земледелия, она направлена на использование биологических процессов для получения планируемых урожаев с заданными параметрами качества продукции и расширенного воспроизводства плодородия почв в агроэкосистемах. Основными элементами биологизации земледелия являются размещение севооборотов в зависимости от особенностей рельефа местности и почвенного покрова, совершенствование структуры посевных площадей, использование противоэрозионных мероприятий, проведение химической мелиорации почв, применение органических удобрений и расширение посевов сидератов, максимальное вовлечение в круговорот питательных элементов нетоварной части продукции, применение ресурсосберегающих технологий обработки почвы и производства сельскохозяйственной продукции (Алдошин, 1986; 2013; Лукин, 2016).
Поэтому биологизация земледелия — это направление развития земледелия, в котором будет максимально использован потенциал растений, учтены особенности взаимодействия растений с микробным сообществом, найдут применение технологии, позволяющие сократить эмиссию углерода, адаптированные к ландшафтам и почвенно-климатическим условиям ведения сельскохозяйственного производства. В таких технологиях сокращено число проходов по полю сельскохозяйственных машин, используются комбинированные агрегаты, которые выполняют за один проход несколько технологических операций.
В связи с этим необходимо применение приёмов активизации жизненно важных процессов для растений, уменьшения энергозатрат и использование с этой целью биологических средств и методов. Оптимизация севооборотов с учётом особенностей ведения сельскохозяйственного производства на эродированных и эрозионно-опасных почвах, расширение разнообразия возделываемых культур, снижение уровня поражения растений болезнями и вредителями, использование сидератов с целью расширенного воспроизводства плодородия почвы и её обогащения органическим веществом дают возможность устойчиво получать сельскохозяйственную продукцию с заданными параметрами качества, управлять процессом производства в период вегетации растений (Косолапов, Фицев, Гаганов, Мамаев, 2009; Косолапов, Трофимов, 2011; Зверев, Косолапов, Зайцев и др., 2020), а при необходимости улучшать полученное сырьё при его переработке (Перов, Зверев, Цыгуткин, 2014; Андрианова, Егоров, Григорьева и др., 2019; Зверев, Ставцев, Цыгуткин, 2019).
Для этого необходимы новые подходы к инженерному обеспечению биологизации земледелия. Возникает достаточно большой круг вопросов, решение которых направлено на обоснование и создание технических средств механизации возделывания сельскохозяйственных культур.
Цель исследования — определить агрономические требования к разработке комбинированного агрегата, используемого для повышения плодородия почв и разложения растительных остатков после уборки сельскохозяйственных культур, внесения жидких минеральных удобрений, возделывания сидератов при сокращении материальных и трудовых затрат.
Результаты исследований. Перед конструированием необходимо определить, какие технологические операции должен выполнить комбинированный агрегат при работе в период между возделыванием двух культур севооборота. Необходимо разложить растительные остатки и заправить почву питательными элементами в достаточном количестве для следующей после сидератов культуры. Для достижения главной цели необходимо сформулировать цели более низкого уровня, которые можно выстроить в следующей последовательности:
1. нанести на поверхность растительных остатков деструкторы;
2. заделать растительные остатки с нанесёнными на них микроорганизмами в верхний слой почвы;
3. закрыть поверхность почвы растениями (сидератами) для формирования условий, которые благоприятны для активизации деятельности микроорганизмов;
4. обеспечить растения, которые используются как сидераты, питательными элементами, внести жидкие минеральные удобрения для формирования большей растительной массы;
5. прикатать обработанную комбинированным агрегатом поверхность поля, что снизит площадь, с которой испаряется влага.
Вышеназванных целей можно достигнуть созданием нового комбинированного орудия, в состав которого входят:
– штанговый опрыскиватель для внесения деструктора, монтируемый на переднюю навесную систему трактора, при этом привод насоса может работать от переднего вала отбора мощности или от гидросистемы трактора;
– навесные баки для жидких минеральных удобрений, монтируемые на остов трактора, насос с приводом от заднего вала отбора мощности или гидросистемы трактора и система шлангов с наконечниками;
– дисковая борона с катком;
– пневматическая сеялка, монтируемая на раму дисковой бороны, с приводом высевающего аппарата и вентилятор пневматической системы от электросети трактора или от гидросистемы трактора.
Технологическая схема агрегата показана на рис.
Рис. Компоновочная схема комбинированного агрегата для повышения плодородия почвы:
1 — мобильное энергетическое средство; 2, 3 — соответственно передняя и задняя навесные системы; 4 — штанговый опрыскиватель; 5 — бак для деструктора; 6 — штанга с распылителями; 7 — баки для удобрений; 8 — насос; 9 — дисковая борона; 10 — передняя и задняя секции дисков; 11 — рама; 12 — каток; 13 — штанги с наконечниками; 14 — сеялка; 15 — семенной ящик; 16 — семяпроводы
Предлагаемое устройство состоит из тягово-энергетического средства 1, снабжённого передней 2 и задней 3 навесными системами. На передней навесной системе 2 установлен штанговый опрыскиватель 4 с баком 5, насосом (не изображён) и штангой 6 с распылителями. К лонжеронам рамы (не изображены) 1 крепятся баки 7 для жидких минеральных удобрений. На задний вал отбора мощности (не изображён) тягово-энергетического средства 1 монтируется насос 8. Сзади трактора расположена дисковая борона 9 с секциями дисков 10, рамой 11 и опорным катком 12. На раме 11 дисковой бороны 9 за каждой секцией дисков 10 смонтированы штанги с наконечниками 13. Также на раме 11 дисковой бороны 9 смонтирована сеялка 14 для сидератов, с бункером 15 для семян, высевающими аппаратами (не изображены) и семяпроводами 16.
Технологический процесс агрегата протекает следующим образом. При движении тягово-энергетического средства 1 раствор деструктора поступает из бака 5 опрыскивателя 4 к штанге 6 с распылителями и таким образом наносится на пожнивные остатки зерновой культуры на поверхности поля. Секции 10 дисковой бороны 9 производят рыхление верхнего слоя почвы, измельчение обработанных деструктором растительных остатков и их заделку в почву. Одновременно с этим из баков 7 жидкие минеральные удобрения нагнетаются насосом 8 в штанги с наконечниками 13 и вносятся в почву в пространство под секции дисков 10. Поступающие из бункера 15 сеялки 14 семена сидеральной культуры через семяпроводы 16 подаются в область между дисковыми секциями 10 и опорным катком 12. Опорный каток 12 уплотняет посевы сидеральной культуры.
Ширина штанги опрыскивателя для внесения деструктора и рабочая ширина сеялки для посева сидератов соответствуют ширине захвата дисковой бороны и катка. Шланговые системы для внесения жидких минеральных удобрений выведены к стойкам дисков бороны. Такая конструкция комбинированного агрегата позволяет наносить раствор деструктора на растительные остатки, сразу их заделывать в почву, а жидкие минеральные удобрения вносить внутрипочвенно, при этом осуществляется также высев сидеральной культуры за один проход агрегата.
Каждый из элементов комбинированного агрегата имеет определённое назначение. Посев сидеральных культур направлен на:
1. повышение плодородия почвы;
2. предотвращение и предохранение почвы от водной и ветровой эрозии и сокращение потери питательных элементов из пахотного слоя почвы;
3. повышение использования солнечной энергии;
4. улучшение агрономически ценных свойств почвы;
5. обогащение почвы органическим веществом;
6. перераспределение питательных элементов по профилю почвы из нижних слоёв в верхний корнеобитаемый слой;
7. фитомелиорацию загрязнённых почв;
8. сокращение эмиссии углерода;
9. биологическое закрепление минерального азота и предотвращение его потери из почвы;
10. оптимизацию водного режима почвы и сокращение потери влаги из почвы;
11. активизацию микрофлоры почвы и создание для этого оптимальных режимов;
12. сокращение пестицидной нагрузки на почву и её микрофлору;
13. обеспечение следующей после сидератов культуры питательными элементами, в т.ч. находящимися в недоступной форме для питания большинства растений;
14. повышение биоразнообразия используемых в севооборотах сельскохозяйственных культур;
15. повышение коэффициента использования питательных элементов из почвы и удобрений;
16. борьбу с сорным компонентом агроценоза;
17. повышение урожаев и улучшение качества продукции сельскохозяйственных культур;
18. повышение устойчивости агроэкосистемы;
19. активизацию процессов минерализации свежевнесённого органического вещества;
20. снижение температуры на поверхности почвы для сохранения биоразнообразия почвы.
Прикатывание посевов комбинированным агрегатом выполняет следующие задачи:
1. уменьшение испаряющей поверхности почвы для сохранения влаги, необходимой как для роста и развития растений, так и для разложения растительных остатков микроорганизмами;
2. улучшение сцепления почвы и семян сидеральных культур для скорейшего их прорастания.
Внесение жидких минеральных удобрений под сидеральную культуру позволяет:
1. обеспечить питательными элементами сидеральные культуры на период их роста и развития, а также следующую после сидератов сельскохозяйственную культуру;
2. использовать преминг-эффект при внесении азота удобрений как дополнительного источника для оптимизации азотного питания растений;
3. повысить коэффициент использования питательных элементов из минеральных удобрений;
4. более равномерно распределить минеральные удобрения по поверхности поля;
5. ускорить разложение растительных остатков и сидератов после заделки их в почву;
6. увеличить вегетативную массу сидеральных культур и накопление питательных элементов из нижележащих слоёв почвы, в т.ч. находящихся в форме, недоступной для питания большинства растений.
Необходимо отметить, что кроме макроэлементов можно вносить и микроэлементы, которые необходимы для формирования урожаев, в т.ч. в тех случаях, когда подвижность питательных элементов снижена в результате проведения химической мелиорации почв или повышения содержания органического вещества в почве (Алдошин, Дидманидзе, 2012; Андрианова, Кривопишина, Чванова и др., 2015; Серёгина, Шумилин, Вигилянский и др., 2018; Тютюнов, Соловиченко, Цыгуткин и др., 2020).
Внесение деструктора позволяет:
1. нанести на поверхность растительных остатков микроорганизмы, разлагающие растительные остатки;
2. провести заражение почвы микрофлорой, которая через 1–1,5 месяца будет способствовать разложению сидератов, заделанных в почву;
3. активизировать процессы минерализации органического вещества.
Дисковая борона (дискатор) является носителем не только своих рабочих органов. На ней крепится пневмосеялка для посева сидератов, располагаются трубопроводы и распылители для жидких минеральных удобрений и деструкторов, прикреплены катки. С помощью дисков заделывают в почву растительные остатки с нанесёнными на них микроорганизмами, жидкие минеральные удобрения, т.к. при оставлении их на поверхности почвы произойдёт потеря питательных элементов, находящихся в жидкой форме, при переходе их в газообразную форму.
Быстрая заделка растительных остатков, обработанных деструктором, предотвращает гибель микроорганизмов деструктора от действия солнечных лучей. Внесение жидких минеральных удобрений, заделка и перемешивание растительных остатков в слое почвы до 10 см создаёт благоприятные условия для их разложения и позволяет равномерно распределить их по всей глубине обрабатываемой поверхности поля.
Посев сидератов, последующая их заделка в почву и прикатывание посевов позволяют разложить ранее внесённые в почву растительные остатки и дополнительно внести органическое вещество, создавая в почве условия для работы разнородных групп микроорганизмов. Таким образом, плодородие почвы повышается за счёт минерализации растительных остатков, заделки сидератов и внесения в почву жидких минеральных удобрений.
Заключение. Знание процессов, происходящих в почве, позволяет сформулировать требования к машинам и механизмам, которые смогут создать условия для оптимизации разложения растительных остатков, повышения плодородия почв и подготовки поля для возделывания следующей культуры севооборота. Предлагаемый комбинированный агрегат даёт возможность решить проблему разложения соломы и пожнивных остатков с применением агрохимических средств и микробиологических препаратов на основе использования новых инженерных решений. Повышение плодородия почвы происходит за счёт быстрого разложения растительных остатков, использования зелёной массы сидеральной культуры, применения жидких минеральных удобрений.
Такой подход позволяет разработать экономически выгодные экологически безопасные ресурсосберегающие технологии, позволяющие повысить коэффициент использования питательных элементов из минеральных и органических удобрений, из почвы, сокращающие материальные и трудовые затраты, направленные на повышение плодородия почв и обеспечение сельскохозяйственных культур питательными элементами.
Литература
1. Алдошин Н. В. Индустриальная технология производства кормов / Н. В. Алдошин. — М.: Агропромиздат, 1986. — 175 с.
2. Выбывшая из эксплуатации техника — источник вторичных ресурсов / Н. В. Алдошин, Г. Е. Митягин, В. В. Кулдошина, Л. М. Джабраилов // Техника и оборудование для села. — 2008. — № 5. — С.42–43.
3. Алдошин Н. В. Управление процессами кормопроизводства с неопределённым временем выполнения работ / Н. В. Алдошин, Р. Н. Дидманидзе // Международный технико-экономический журнал. — 2012. — № 1. — С.65–70.
4. Алдошин Н. В. Моделирование качества выполнения механизированных работ / Н. В. Алдошин // В сб.: Горячкинские чтения: сборник докладов 1-й международной научно-практической конференции, 2013. — С.6–13.
5. Природный источник марганца — белый люпин / Е. Н. Андрианова, Л. В. Кривопишина, О. А. Чванова и др. // Птица и птицепродукты. — 2015. — № 5. — С.47–49.
6. Люпин в кормлении сельскохозяйственной птицы / Е. Н. Андрианова, И. А. Егоров, Е. Н. Григорьева и др. // Птицеводство. — 2019. — № 11–12. — С.31–36.
7. Зверев С. В. Проблемы развития импортозамещения в сельском хозяйстве России / С. В. Зверев, А. С. Цыгуткин, Л. В. Постникова // Бухучёт в сельском хозяйстве. — 2015. — № 9. — С.7–12.
8. Зверев С. В. Белый люпин: обрушение и термообработка зерна / С. В. Зверев, А. Э. Ставцев, А. С. Цыгуткин. — М.: Сам Полиграфист, 2019. — 128 с.
9. Использование метода спектрофотометрии для идентификации высокоалкалоидных семян белого люпина / С. В. Зверев, В. М. Косолапов, В. Б. Зайцев и др. // Кормопроизводство. — 2020. — № 10. — С.25–28.
10. Иванова Т. И. Изучение влияния доз и сроков внесения азотных удобрений на урожай зерна озимой пшеницы на основе постановки опыта по неполной факториальной схеме / Т. И. Иванова, А. С. Цыгуткин, Л. П. Костина // Агрохимия. — 1999. — № 4. — С.56–60.
11. Горох, люпин, вика, бобы: оценка и использование в кормлении сельскохозяйственных животных / В. М. Косолапов, А. И. Фицев, А. П. Гаганов, М. В. Мамаев. — М.: ООО «Угрешская типография», 2009. — 374 с.
12. Косолапов В. М. Всероссийский НИИ кормов: итоги научной деятельности за 2010 и 2006–2010 годы / В. М. Косолапов, И. А. Трофимов // Кормопроизводство. — 2011. — № 1. — С.3–4.
13. Лукин С. В. Биологизация земледелия в Белгородской области: итоги и перспективы / С. В. Лукин // Достижения науки и техники АПК. — 2016. — № 7. — С.20–23.
14. Лыков А. М. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья (актуальность и состояние проблемы, рабочие гипотезы исследований, сопряжённость агрономической и экологической функций, динамика в агроценозах, принципы моделирования и технологии воспроизводства / А. М. Лыков, А. И. Еськов, М. Н. Новиков. — М.: Россельхозакадемия, 2004. — 630 с.
15. Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии. — М.: РАСХН, 2000. — 82 с.
16. Перов А. А. Белый люпин: дробление, шелушение и сепарация / А. А. Перов, С. В. Зверев, А. С. Цыгуткин // Комбикорма. — 2014. — № 6. — С.41–46.
17. Русакова И. В. Теоретические основы и методы управления плодородием почв при использовании растительных остатков в земледелии / И. В. Русакова. — Иваново: Издательско-полиграфический комплекс «ПрессСто», 2016. — 131 с.
18. Формирование урожайности зерна и показатели качества люпина белого (Lupinus albus L.) при применении селена натрия / И. И. Серегина, А. О. Шумилин, Ю. М. Вигилянский и др. // Агрохимия. — 2018. — № 7. — С.73–80.
19. Система биологизации земледелия в Нечернозёмной зоне: научно-практические рекомендации на примере Владимирской области. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. — 296 с.
20. Сычёв В. Г. Продовольственная безопасность страны и мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения / В. Г.Сычёв, А. С. Цыгуткин // Плодородие. — 2003. — № 5. — С.6–9.
21. Влияние способов обработки почвы, минеральных и органических удобрений в различных севооборотах на содержание гумуса в чернозёме типичном / С. И. Тютюнов, В. Д. Соловиченко, А. С. Цыгуткин и др. // Достижения науки и техники АПК. — 2020. — № 5. — С.7–12.
22. Классификация и терминология сидератов / А. С. Цыгуткин, А. И. Еськов, М. Н. Новиков, С. И. Тарасов // Агрохимический вестник. — 2005. — № 6. — С.25–26.
23. Цыгуткин А. С. Изучение влияния сельскохозяйственных культур и почвы как саморазвивающейся системы на содержание гумуса / А. С. Цыгуткин, А. В. Азаров // Достижения науки и техники АПК. — 2021. — № 6. — С.44–49.
24. Влияние новых изолятов клубеньковых бактерий на рост и развитие белого люпина сорта Детер 1 / Чандраабал Зулцэцэг, О. В. Селицкая, А. С. Цыгуткин и др. // Достижения науки и техники АПК. — 2015. — № 11. — С.78–80.
25. Агрегат для внесения деструктора и посева сидератов. Авторы: Лукомец В. М., Алдошин Н. В., Золотов А. А., Цыгуткин А. С., Лылин Н. А., Панов А. И., Манохина А. А. Патент на полезную модель RU 162755 U1, 27.06.2016. Заявка № 2016101658/13 от 20.01.2016.
26. Способ повышения плодородия почвы. Авторы: Алдошин Н. В., Цыгуткин А. С., Ставцев А. Э., Лылин Н. А. Патент на изобретение № 2759571С2, 15.11.2021. Заявка № 2019145001 от 30.12.2019.
27. Способ повышения плодородия почвы. Авторы: Алдошин Н. В., Лылин Н. А., Ставцев А. Э., Тютюнов С. И., Цыгуткин А. С. Патент на изобретение № 2762402 С2, 21.12.2021. Заявка № 2020108302 от 26.02.2020.
Mechanized Agronomy as means for Arable farming biologization
Kosolapov V. M.1, academician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Agr. Sc.
Tsygutkin A. S.1, PhD Biol. Sc.
Aldoshin N. V.2, Dr. Techn. Sc.
Lylin N. A.2, PhD Techn. Sc.
1Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology
141055, Russia, the Moscow region, Lobnya, Science Town, 1
E-mail: vik_lugovod@bk.ru
2Russian Timiryazev State Agrarian University
127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49
E-mail: priem@rgau-msha.ru
Biologization of Arable Farming involves application of biological processes to obtain expected yield of high quality and to maintain soil fertility. To keep soil fertility at a high level, green manure crops are often used as well as chemical preparations and appropriate tillage practices accelerating straw and plant residue decomposition. Awareness of soil chemistry and physics gives valuable information on what equipment is best suited to optimize plant decay, enrich soil nutrient resources and prepare field for the next crop. Certain bacteria and fungi can significantly increase the speed of plant residue decomposition. The critical factor affecting the decomposition time is nitrogen-to-carbon ratio in soil (C:N). Therefore, faster straw decay requires extra nitrogen in soil. To mechanize such processes a multiple-purpose device was designed that is able to improve soil chemistry, accelerate plant residue decomposition after harvesting, apply liquid mineral fertilizers, and reduce production costs when cultivating green manure crops. Such an equipment processes straw and plows it under the soil (up to 10 cm) as well as spread liquid nitrogen fertilizers and roll green manure crops. The device optimizes soil fertility due to faster decay of plant parts and application of green manure crops.
Keywords: soil fertility, organic matter, humus, multiple-purpose device, green manure crop, liquid mineral fertilizers.
References
1. Aldoshin N. V. Industrialnaya tekhnologiya proizvodstva kormov / N. V. Aldoshin. — Moscow: Agropromizdat, 1986. — 175 p.
2. Vybyvshaya iz ekspluatatsii tekhnika — istochnik vtorichnykh resursov / N. V. Aldoshin, G. E. Mityagin, V. V. Kuldoshina, L. M. Dzhabrailov // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. — 2008. — No. 5. — P.42–43.
3. Aldoshin N. V. Upravlenie protsessami kormoproizvodstva s neopredelennym vremenem vypolneniya rabot / N. V. Aldoshin, R. N. Didmanidze // Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal. — 2012. — No. 1. — P.65–70.
4. Aldoshin N. V. Modelirovanie kachestva vypolneniya mekhanizirovannykh rabot / N. V. Aldoshin // V sb.: Goryachkinskie chteniya: sbornik dokladov 1-y mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, 2013. — P.6–13.
5. Prirodnyy istochnik margantsa — belyy lyupin / E. N. Andrianova, L. V. Krivopishina, O. A. Chvanova et al. // Ptitsa i ptitseprodukty. — 2015. — No. 5. — P.47–49.
6. Lyupin v kormlenii selskokhozyaystvennoy ptitsy / E. N. Andrianova, I. A. Egorov, E. N. Grigoreva et al. // Ptitsevodstvo. — 2019. — No. 11–12. — P.31–36.
7. Zverev S. V. Problemy razvitiya importozameshcheniya v selskom khozyaystve Rossii / S. V. Zverev, A. S. Tsygutkin, L. V. Postnikova // Bukhuchet v selskom khozyaystve. — 2015. — No. 9. — P.7–12.
8. Zverev S. V. Belyy lyupin: obrushenie i termoobrabotka zerna / S. V. Zverev, A. E. Stavtsev, A. S. Tsygutkin. — Moscow: Sam Poligrafist, 2019. — 128 p.
9. Ispolzovanie metoda spektrofotometrii dlya identifikatsii vysokoalkaloidnykh semyan belogo lyupina / S. V. Zverev, V. M. Kosolapov, V. B. Zaytsev et al. // Kormoproizvodstvo. — 2020. — No. 10. — P.25–28.
10. Ivanova T. I. Izuchenie vliyaniya doz i srokov vneseniya azotnykh udobreniy na urozhay zerna ozimoy pshenitsy na osnove postanovki opyta po nepolnoy faktorialnoy skheme / T. I. Ivanova, A. S. Tsygutkin, L. P. Kostina // Agrokhimiya. — 1999. — No. 4. — P.56–60.
11. Gorokh, lyupin, vika, boby: otsenka i ispolzovanie v kormlenii selskokhozyaystvennykh zhivotnykh / V. M. Kosolapov, A. I. Fitsev, A. P. Gaganov, M. V. Mamaev. — Moscow: OOO “Ugreshskaya tipografiya”, 2009. — 374 p.
12. Kosolapov V. M. Vserossiyskiy NII kormov: itogi nauchnoy deyatelnosti za 2010 i 2006–2010 gody / V. M. Kosolapov, I. A. Trofimov // Kormoproizvodstvo. — 2011. — No. 1. — P.3–4.
13. Lukin S. V. Biologizatsiya zemledeliya v Belgorodskoy oblasti: itogi i perspektivy / S. V. Lukin // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2016. — No. 7. — P.20–23.
14. Lykov A. M. Organicheskoe veshchestvo pakhotnykh pochv Nechernozemya (aktualnost i sostoyanie problemy, rabochie gipotezy issledovaniy, sopryazhennost agronomicheskoy i ekologicheskoy funktsiy, dinamika v agrotsenozakh, printsipy modelirovaniya i tekhnologii vosproizvodstva / A. M. Lykov, A. I. Eskov, M. N. Novikov. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 2004. — 630 p.
15. Otsenka effektivnosti mikrobnykh preparatov v zemledelii. — Moscow: RASKhN, 2000. — 82 p.
16. Perov A. A. Belyy lyupin: droblenie, shelushenie i separatsiya / A. A. Perov, S. V. Zverev, A. S. Tsygutkin // Kombikorma. — 2014. — No. 6. — P.41–46.
17. Rusakova I. V. Teoreticheskie osnovy i metody upravleniya plodorodiem pochv pri ispolzovanii rastitelnykh ostatkov v zemledelii / I. V. Rusakova. — Ivanovo: Izdatelsko-poligraficheskiy kompleks “PressSto”, 2016. — 131 p.
18. Formirovanie urozhaynosti zerna i pokazateli kachestva lyupina belogo (Lupinus albus L.) pri primenenii selena natriya / I. I. Seregina, A. O. Shumilin, Yu. M. Vigilyanskiy et al. // Agrokhimiya. — 2018. — No. 7. — P.73–80.
19. Sistema biologizatsii zemledeliya v Nechernozemnoy zone: nauchno-prakticheskie rekomendatsii na primere Vladimirskoy oblasti. — Moscow: FGNU “Rosinformagrotekh”, 2007. — 296 p.
20. Sychev V. G. Prodovolstvennaya bezopasnost strany i monitoring plodorodiya zemel selskokhozyaystvennogo naznacheniya / V. G.Sychev, A. S. Tsygutkin // Plodorodie. — 2003. — No. 5. — P.6–9.
21. Vliyanie sposobov obrabotki pochvy, mineralnykh i organicheskikh udobreniy v razlichnykh sevooborotakh na soderzhanie gumusa v chernozeme tipichnom / S. I. Tyutyunov, V. D. Solovichenko, A. S. Tsygutkin et al. // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2020. — No. 5. — P.7–12.
22. Klassifikatsiya i terminologiya sideratov / A. S. Tsygutkin, A. I. Eskov, M. N. Novikov, S. I. Tarasov // Agrokhimicheskiy vestnik. — 2005. — No. 6. — P.25–26.
23. Tsygutkin A. S. Izuchenie vliyaniya selskokhozyaystvennykh kultur i pochvy kak samorazvivayushcheysya sistemy na soderzhanie gumusa / A. S. Tsygutkin, A. V. Azarov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2021. — No. 6. — P.44–49.
24. Vliyanie novykh izolyatov klubenkovykh bakteriy na rost i razvitie belogo lyupina sorta Deter 1 / Chandraabal Zultsetseg, O. V. Selitskaya, A. S. Tsygutkin et al. // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2015. — No. 11. — P.78–80.
25. Agregat dlya vneseniya destruktora i poseva sideratov. Avtory: Lukomets V. M., Aldoshin N. V., Zolotov A. A., Tsygutkin A. S., Lylin N. A., Panov A. I., Manokhina A. A. Patent na poleznuyu model RU 162755 U1, 27.06.2016. Zayavka No. 2016101658/13 ot 20.01.2016.
26. Sposob povysheniya plodorodiya pochvy. Avtory: Aldoshin N. V., Tsygutkin A. S., Stavtsev A. E., Lylin N. A. Patent na izobretenie No. 2759571S2, 15.11.2021. Zayavka No. 2019145001 ot 30.12.2019.
27. Sposob povysheniya plodorodiya pochvy. Avtory: Aldoshin N. V., Lylin N. A., Stavtsev A. E., Tyutyunov S. I., Tsygutkin A. S. Patent na izobretenie No. 2762402 S2, 21.12.2021. Zayavka No. 2020108302 ot 26.02.2020.