№ 5 (2024)

Исследования проводили с целью оценки резервов увеличения урожайности яровой мягкой пшеницы, овса и подсолнечника на каштановых почвах сухой степи юга Западной Сибири для повышения продуктивности пашни. Работу выполняли в 2016‒2023 гг. в длительном стационарном полевом опыте в Западно-Кулундинской подзоне Алтайского края. Схема эксперимента предусматривала сравнительное изучение эффективности полевых севооборотов с различным насыщением пшеницей и подсолнечником на неудобренном и удобренном (N₃₀) фонах. На каштановых почвах сухой степи влияние азотных удобрений на изменение урожайности пшеницы по чистому пару было определяющим (доля вклада фактора 87,4 %), овса и подсолнечника – сильным (соответственно 68,2 и 57,5 %), пшеницы по непаровым предшественникам – значительным (36,8 %), продуктивности пашни – существенным (24,2 %). Влияние севооборота на изменение продуктивности пашни было определяющим (74,2 %), урожайности пшеницы по непаровым предшественникам – сильным (62,5 %), подсолнечника и овса – значительным (соответственно 41,4 % и 31,5 %), пшеницы по пару – слабым (11,7 %). Наиболее благоприятные в опыте условия для пшеницы и подсолнечника складывались после пара, для пшеницы по непаровым предшественникам ‒ при размещении после овса, для овса – после пшеницы в зернопаропропашных севооборотах с одним полем подсолнечника. Продуктивность пашни была минимальной в опыте в севооборотах без подсолнечника (0,46…0,57 тыс. зерн. ед./га). При доле подсолнечника 16,7…25 % величина этого показателя возрастала по отношению к зернопаровому севообороту и бессменной пшенице на 0,16…0,28 тыс. зерн. ед./га (28,1…60,9 %), а при 50 % ‒ на 0,31…0,42 тыс. зерн. ед./га (54,4…91,3 %). Внесение азотных удобрений под культуры в зернопаропропашных и зернопропашных севооборотах обеспечивало увеличение продуктивности пашни на 0,15…0,25 тыс. зерн. ед./га (20,5…28,4 %) по отношению к неудобренному фону при окупаемости 1 кг азота до 8,33 зерн. ед.

Исследования проводили с целью оценки уровня накопления горохом меди, цинка, марганца, кобальта и железа при использовании различных технологий его возделывания. Работу выполняли в 2020–2023 гг. на черноземе типичном в Курской области. Изучали четыре агротехнологии возделывания гороха, основанные на различных способах основной обработки почвы: традиционную, дифференцированную, минимальную, прямого посева. Содержание меди было наибольшим в корнях при минимальной технологии (13,37 мг/кг), в соломе и семенах – при прямом посеве (6,16 и 5,74 мг/кг). Максимальное в опыте количество цинка в корнях обеспечивали традиционная технология и прямой посев (34,10 и 34,63 мг/кг), в соломе – дифференцированная (13,35 мг/кг), в семенах ‒ традиционная и дифференцированная (28,06 и 28,86 мг/кг) технологии. Наиболее высокое содержание марганца в корнях отмечали при дифференцированной технологии (369,95 мг/кг), в соломе и семенах – при прямом посеве (68,11 и 55,30 мг/кг). Максимальное в опыте количество кобальта в корнях зафиксировано при прямом посеве (7,05 мг/кг), в соломе – при дифференцированной технологии (4,44 мг/кг), в семенах – при минимальной технологии и прямом посеве (3,51 мг/кг). Содержание железа в корнях при традиционной и минимальной технологиях, а также при прямом посеве существенно не различалось, при дифференцированной ‒ снижалось на 16,3…26,0 мг/кг. В соломе гороха наименьшее количество железа было при дифференцированной технологии (270,27 мг/кг). При прямом посеве отмечена наибольшая концентрация железа в зерне (135,7 мг/кг). Коэффициент биологического накопления микроэлементов в семенах был выше, чем в корнях и соломе. Наиболее высокие величины этого показателя в семенах для меди (24,33), марганца (27,68), кобальта (12,14) и железа (9,19) зафиксированы при прямом посеве, для цинка – при дифференцированной (28,36) и минимальной (28,31) технологиях.

Исследования проводили с целью сравнения влиянии различных систем защиты растений на количественный состав почвенных микромицетов при выращивании картофеля в условиях Нижнего Поволжья. Работу выполняли в 2021–2023 гг. в Волгоградской области на светло-каштановых тяжелосуглинистых почвах при орошении дождеванием в посадках сорта Гулливер. Оценивали степень заражения клубней картофеля при трех вариантах системах защиты: I – биологическая; II – химическая (контроль); III – интегрированная. В почвенных образцах перед посадкой количество сапрофитных миркомицетов составляло 71,93…91,8 %, среди которых наиболее распространенными были грибы рода Penicillinum sp. (33,6…44,2 тыс. КОЕ/г). Кроме них, были отмечены представители родов Thrichoderma sp. (0…2,5 тыс. КОЕ/г), Aspergillus sp. (1,24…19,7 тыс. КОЕ/г) и Rhizopus sp. (0…8,1 тыс. КОЕ/г), а также патогенные грибы рода Fusarium sp. (5,8…9,92 тыс. КОЕ/г). После применения биологических средств защиты растений в почвенных образцах зафиксирована более высокая доля сапрофитных (Penicillinum sp., Thrichoderma sp. Aspergillus sp., Rhizopus sp.) микромицетов (73,9 %), чем после использования химических средств (61 %) и интегрированной системы (59,6 %). В том числе представителей рода Penicillinum sp. в варианте с биологическими средствами защиты растений было больше, чем при применении химических препаратов, на 15,6 %, Thrichoderma sp. – на 70 %, Aspergillus sp. – на 77,8 %. Количество патогенных микромицетов (Fusarium sp.) в почвенных образцах после использования биологических соединений составляло 26,1 %, химических препаратов – 38,9 %, интегрированной системы – 40,3 %. Использование биологических средств защиты растений при выращивании картофеля в условиях Нижнего Поволжья при орошении можно считать перспективным приемом для повышения сапрофитности и уменьшения патогенности почвенной микрофлоры.

Исследование проводили с целью изучения влияния различных доз азотного удобрения и биопрепаратов на функционирование агроэкосистемы яровой пшеницы на темно-серой лесной почве. Работу выполняли в двух закладках микрополевого опыта в 2020‒2021 гг., схема которого предполагала изучение следующих вариантов: N₄₅Р₄₅К₄₅ (фон), фон + Экстрасол на основе штамма Ч-13 (стандарт), фон + эндофитный штамм V 167, фон + эндофитный штамм 417, N₉₀Р₄₅К₄₅. Биопрепараты на основе исследуемых микроорганизмов применяли путем инокуляции семян яровой пшеницы в день посева. При внесении N₄₅ и N₉₀ на фоне РК растения потребляют соответственно от 46 и 42 % меченого удобрения для формирования урожая. Применение биопрепаратов на фоне N₄₅ повышает использование N-удобрения до 51…53 %. В почве закрепляется 33…36 % от внесенной дозы ¹⁵N, при инокуляции биопрепаратами величина этого показателя снижается до 30 %. При внесении аммиачной селитры теряется 33…36 % ¹⁵N, инокуляция семян биопрепаратами сокращает потери до 16…18 %. Использование биопрепаратов приводит к тому, что после уборки яровой пшеницы в почве остается на 0,47…0,51 г/м² минерального азота меньше, что свидетельствует о лучшем его использовании растениями. По отношению реиммобилизованного азота к мобилизованному (РИ: М = 25…31 %) агроценоз яровой пшеницы при внесении азотного удобрения и инокуляции семян биопрепаратами функционирует в режиме резистентности, а уровень воздействия характеризуется как предельно допустимый. По критерию нормирования, который оценивается по отношению нетто-минерализованного азота к реиммобилизованному (Н-М: М = 2,24…2,98), агроценоз яровой пшеницы находится в режиме стресса или резистентности. Применение эндофитного биопрепарата на основе штамма V 417 приводит к тому, что агроценоз яровой пшеницы функционирует в режиме резистентности при допустимом уровне воздействия.

Загрязнение почв и водных источников тяжелыми металлами приводит к негативным последствиям для окружающей среды, связанным с нарушением экосистемного равновесия, нанесением вреда для здоровья живых организмов и человека. Для решения этой проблемы были синтезированы металлоорганические каркасные сорбенты, способные эффективно извлекать ионы тяжелых металлов из водных растворов. Изучали закономерности процесса адсорбции ионов кадмия, свинца, меди, кобальта и никеля с использованием синтезированных каркасных сорбентов на основе бензол-1,3,5-трикарбоксилатов (MBTC) и бензол-1,4-дикарбоксилатов (MBDC). Проведенный идентификационный анализ по дифрактограммам порошков CoBTC и NiBTC показал наличие структур [Co₃(BTC)₂·12H₂O] и [Ni₃(BTC)₂·12H₂O]. В отличие от NiBTC дикарбоксилат NiBDC кристаллизуется в триклинной сингонии (пространственная группа P$\overline{1}$, Z = 1) и соответствует кристаллической структуре [Ni₃(OH)₂(BDC)_2·4H₂O], образец соединения CuBTC кристаллизуется в кубической сингонии с пространственной группой Fm$\overline{3}$m (Z = 16) и соответствует кристаллической структуре [Cu₃(BTC)₂·3H₂O], а соединение CuBDC имеет структуру, принадлежащую к моноклинной сингонии. Результаты анализа изотерм низкотемпературной адсорбции азота с использованием синтезированных MOFs позволили определить важные текстурные характеристики сорбентов. Величина удельной поверхности у синтезированных сорбентов, рассчитанная методом Бруннауэра – Эммета – Теллера (БЭТ), варьирует в широких пределах. Для соединений CoBTC и NiBTC она составила соответственно 276,0 и 9,0 м²/г. Отмеченные различия связаны с наличием большого количества микропор у сорбента CoBTC. В большинстве случаев кинетические закономерности процессов адсорбции ионов тяжелых металлов можно описать уравнением псевдовторого порядка. Единственный пример протекания процесса, согласно кинетическому уравнению псевдопервого порядка, – адсорбция ионов меди на сорбенте NiBDC. Ионы кобальта, никеля и меди лучше поглощаются сорбентами, содержащими соответствующие одноименные ионы согласно правилу Панета – Фаянса. Найденная линейная зависимость между сорбционной емкостью и логарифмом отношения радиуса ионов к их электроотрицательности подразумевает, что механизм адсорбции ионов металлов на MOFs определяется физико-химическими свойствами самих ионов. Разработанные металлорганические каркасные соединения могут быть эффективно использованы в технологиях очистки водных ресурсов от токсичных ионов тяжелых металлов.

Актуальность работы обусловлена необходимостью увеличения эффективности овцеводства в условиях южных регионов России для повышения продовольственной безопасности и производства высококачественного мяса. Цель исследования – оценить влияние скрещивания овцематок эдильбаевской породы с баранами породы дорпер на продуктивные и биохимические показатели молодняка в условиях южных регионов России. Для проведения эксперимента сформировали три группы животных: чистопородные баранчики эдильбаевской породы (контрольная), помесный молодняк с равной долей кровности (½ эдильбаевская × ½ дорпер, вторая группа) и молодняк с большей долей кровности дорпер (½ эдильбаевская × ¾ дорпер, третья группа). Молодняк второй группы отличался наибольшими показателями живой массы и улучшенными биохимическими характеристиками. Живая масса баранчиков этой группы была выше, чем в контрольной, на 10,3 % (p<0,05). Уровень общего белка в крови особей второй группы составил 110,89±10,86 г/л, что превышало величину этого показателя в контрольной (105,68±5,33 г/л) на 4,9 % (p<0,05). Содержание кальция в сыворотке крови животных второй группы было больше, чем в первой, на 84,3 % (p<0,001), что свидетельствует об улучшении минерального обмена. Скрещивание с породой дорпер способствует улучшению продуктивных и физиологических показателей молодняка благодаря выраженному эффекту гетерозиса, особенно при использовании полукровных животных.

Исследования проводили с целью выявления преимуществ «бестракторного земледелия» как межотраслевой сквозной технологии на примере промышленного садоводства и питомниководства. Парадигма «бестракторного земледелия» декларирует отказ от применения классических тракторов тяговой и тягово-энергетической концепции и определяет переход к мобильным энергетическим модулям-трансформерам энергетической концепции. Принципы энергетической концепции определяют максимально возможное использование мощности двигателя для полезного перемещения и выполнения рабочих процессов, что обеспечивает высокую эффективность «бестракторного земледелия». Использование вместо тракторов наборов мобильных энергетических модулей-трансформеров электроприводного типа в комплекте с технологическими модулями обеспечивает максимальное технико-технологического оснащение отраслей сельского хозяйства для любых условий и различных технологических операций, что особенно востребовано в отрасли промышленного садоводства и питомниководства. Межотраслевой характер нового технологического направления позволяет эффективно использовать изделия «бестракторного земледелия» и в других отраслях сельского хозяйства (овощеводство, селекция и семеноводство), а также в коммунальной и городской логистике. Примером практической реализации отдельных элементов «бестракторного земледелия» в промышленном садоводстве может служить действующий макет-демонстратор садового е-Дрона с пилотным названием «Русский челнок», созданный в Инжиниринговом центре ИнТех ФГБОУ ВО Мичуринского государственного аграрного университета. Это изделие с грузоподъемностью до 1000 кг и рабочей скоростью от 0 до 30 км/ч предназначено для сбора и транспортировки плодов. Отличительная особенность садового е-Дрона «Русский челнок» – использование 2 лектроприводных мостов массового производства мощностью 1,2 кВт, что значительно снижает его стоимость (в 10 раз) по сравнению с существующими зарубежными самоходными садовыми платформами.

В связи с изменениями размеров и геометрической формы рабочих органов почвообрабатывающих машин, эксплуатируемых в условиях абразивной среды, возникает необходимость разработки технологий восстановления и упрочнения их деталей. Цель исследования – определение рациональных режимных параметров лазерной наплавки для формирования оптимальной микроструктуры износостойких покрытий. Лазерные слои, нанесенные наплавкой, исследовали на предмет формирующейся структуры и получившейся твердости. Всего был рассмотрен 121 образец, с использованием которых были проведены эксперименты со следующими комбинациями параметров: мощность лазерного излучения – 2100… 2900 Вт с шагом 200 Вт; скорость перемещения оптической головки (скорость наплавки) – 5…11 мм/с с шагом 2 мм/с; содержание карбида вольфрама в смеси – 45…55 % с шагом 2 %. В качестве износостойкого материала использовали смесь порошков, включающую 43…53 % железной основы, в виде порошка ПГ-С27 «Сормайт», с частицами размером 80 мкм, 45…55 % упрочняющей фазы в виде карбида вольфрама c частицами размером 15 мкм и 2 % нанопорошка оксида алюминия Al₂O₃ с частицами размером 70 нм. Для формирования необходимой дендритно-ячеистой структуры наплавленного износостойкого покрытия ледебуритного типа необходимо соблюдать следующие параметры: мощность лазерного излучения – 2500…2700 Вт, скорость наплавки – 7…9 мм/с, содержание карбида вольфрама – 49…53 % от объема смеси порошков. Рациональные режимные параметры для получения покрытий с повышенной твердостью: скорость наплавки – 7 мм/с; содержание карбида вольфрама в порошковой смеси – 51 %; мощность лазерного излучения – 2700 Вт.

Сто лет назад на заводе «Красный Путиловец» в Ленинграде началось серийное производство колесного трактора «Фордзон-Путиловец», что стало знаменательным событием в истории машиностроения СССР. Началу производства предшествовала работа тракторной комиссии Госплана, которая была призвана определить образец трактора и предприятие для его воспроизводства. Цель исследования – выявить обстоятельства выбора объекта и места серийного производства трактора, изучить вклад ученых в работу тракторной комиссии; отразить значение серийного производства в отечественном машиностроении. Использовали источники, отражающие становление тракторостроения, архивные материалы Музея имени В. П. Горячкина. Проводили исследования в соответствии с принципами историзма, научной объективности и достоверности. Процесс начальной тракторизации страны, помимо закупок за рубежом и полукустарного производства самобытных конструкций, характеризовался еще и серийным производством тракторов по зарубежным образцам. Трактор «Фордзон» рекомендовала для серийного производства тракторная комиссия Госплана. В. П. Горячкин и П. М. Белянчиков организовали испытания американского трактора и определили его технические и эксплуатационные характеристики. Местом серийного производства был выбран завод «Красный Путиловец». Производство трактора «Фордзон-Путиловец» способствовало насыщению сельского хозяйства тяговыми машинами, а целенаправленная работа по освоению серийного выпуска тракторной техники на заводе «Красный Путиловец» ознаменовала создание тракторостроительной отрасли в машиностроении СССР.