AGRIS - 

2023

Apazhev, A.K. | Shekikhachev, Yu.A. | Khazhmetov, L.M. | Shekikhacheva, L.Z.

A possibility to reduce erosion processes accompanying crop sprinkling is considered. It is supposed that there is a maximum permissible amount of one-time precipitation for each soil type, at which breaks in sprinkling lead to an increase in the irrigation rate compared to positional continuous sprinkling. The most effective is synchronous pulse sprinkling, the principle of which is to accumulate a certain volume of water in the hydraulic accumulators of pulse sprinklers and then release it under the pressure of compressed air. To reduce erosion processes that can develop during sprinkling, it is necessary to study the kinematic parameters of artificial rain drops. Objects of research are the soils of the Kabardino-Balkarian Republic and sprinkling facility. The research grounds are the analysis results of the soil ecological state assessing methods, the results of agro-ecomonitoring based on the study and generalization of statistical materials. The studies were carried out on filtration sites in field and laboratory conditions. Pressure arises due to air resistance when a water drop is movimg in the air. The pressure acts only on the frontal surface of the moving drop and, according to Pascal's law, deformation (flattening) of the drop occurs up to its division. As the research result, an expression was obtained for calculating the maximum diameter of an artificial rain drop. Calculations have shown that with a surface tension coefficient of 0.07286 N/m and a volumetric weight of water of 9810 N/m3, it will be equal to 6.67 mm, which is consistent with the experimental data (6-7 mm). The dependence of the critical speed of raindrops on the drop diameter and the drop movement resistance coefficient, as well as the permissible rain intensity at various slope grades and for various crops has been established. | Рассмотрена возможность снижения эрозионных процессов при проведении дождевания с.-х. культур. Предполагается, что для каждой почвы существует предельно допустимая величина разового слоя осадков, при которой перерывы в дождевании приводят к увеличению поливной нормы по сравнению с позиционным непрерывным дождеванием. Наиболее эффективно синхронное импульсное дождевание, принцип которого заключается в накоплении в гидроаккумуляторах импульсных дождевателей определенного объема воды и последующего выброса его под действием сжатого воздуха. Для снижения эрозионных процессов, которые могут развиться при проведении дождевания, необходимо исследовать кинематические параметры капель искусственного дождя. Объекты исследования – почвы Кабардино-Балкарской Республики, технические средства для дождевания. Исследования базируются на результатах анализа методов оценки экологического состояния почв, результатов агроэкомониторинга на основе изучения и обобщения статистических материалов. Исследования проведены на фильтрационных площадках в полевых и лабораторных условиях. При движении капли воды в воздушной среде под влиянием сопротивления воздуха возникает давление, которое действует только на лобовую поверхность движущейся капли и, согласно закону Паскаля, происходит деформация (расплющивание) капли вплоть до ее разделения. В результате исследований получено выражение для расчета максимального диаметра капли искусственного дождя. Расчеты показали, что при коэффициенте поверхностного натяжения 0,07286 Н/м и объемном весе воды 9810 Н/м3 он будет равен 6,67 мм, что согласуется с опытными данными (6-7 мм). Установлена зависимость критической скорости капель дождя от диаметра капли и коэффициента сопротивления движению капли, а также допустимая интенсивность дождя при различных уклонах и для различных с.-х. культур.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Sutyagin, S.A. | Ageev, P.S. | Karpenko, G.V. | Pavlushin, A.A. | Kurdyumov, V.I.

In agricultural production, the grain drying technology requires modernizing and introducing new technical solutions. There has been developed a physical model of a grain dryer equipped with a slatted screw conveyor. It was studied in laboratory conditions according to the State standard, GOST R 55262-2012. As an optimization parameter, the specific energy consumption, kJ/kg, were taken. The developed installation was tested during barley drying. Based on the experimental work performed, statistically significant results were obtained. After the data processing, an adequate regression equation was obtained that reliably describe the nature of the influence of independent acting factors on the optimization criterion adopted in the studies. As a result of laboratory studies of a grain dryer equipped with a slatted screw conveyor, the following optimal operation parameters were determined: the grain transporting auger conveyor temperature of 53.1 deg. C and grain thermal treatment time of 88 s. Under such conditions, it is possible to obtain dried grain of the required quality with a single moisture removal of 2.49%, total specific energy consumption for the drying process of 3964 kJ/kg; an average value of the installation performance will be of 350 kg/h. | В аграрном производстве технология сушки зерна требует модернизации и внедрения новых технических решений. Разработана физическая модель зерносушилки с планчато-шнековым транспортёром, которую исследовали в лабораторных условиях по ГОСТу Р 55262-2012. В качестве параметра оптимизации приняли удельные затраты энергии, кДж/кг. Разработанную установку исследовали при сушке зерна ячменя. По итогам выполненных экспериментальных работ были получены статистически значимые результаты, после обработки которых получено адекватное уравнение регрессии, достоверно описывающее характер влияния независимых действующих факторов на принятый в исследованиях критерий оптимизации. В результате лабораторных исследований зерносушилки с планчато-шнековым транспортёром получены следующие оптимальные параметры её работы: температура шнека, транспортирующего зерно t = 53,1 град. C, продолжительность тепловой обработки зерна 88 с. Соблюдение этих условий позволяет высушить зерно с разовым влагосъёмом 2,49% при требуемом качестве и суммарных удельных затратах энергии на процесс сушки 3964 кДж/кг, со средним значением пропускной способности установки - 350 кг/ч.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Koshelev, V.M. | Vorozhtsova, L.V. | Aleksanov, D.S. | Chekmareva, N.V.

On the example of Karelia, the state of the bakery sector of a remote subsidized region was analyzed, and proposals were made to optimize the volume of construction and localization of bakery enterprises and infrastructure facilities. It is shown that from 2006 to 2020, the consumption of bread and bakery products in the region decreased from 83.1 to 73.7, and production – from 34.7 to 18.1 thousand tons. In the republic, the bread production capacities are placed extremely unevenly. In most areas, there is a significant shortage of own-made products (from 281 to 1729 tons). For the compensation, it is necessary to transport bread and bakery products from other regions; it leads to an increase in prices for these products. An economic and mathematical model is proposed that allows for optimal placement of bakery production entities across the region, with reference to the production capacities of existing enterprises, distances between settlements, and the needs of the population in bakery products, which will minimize current and capital costs. Implementation of the proposed model will also ensure the optimal placement of infrastructure facilities (raw material distribution centers) throughout the region, in view of the needs of bakeries for raw materials and materials, ensuring cost reduction. The optimal distribution of income from the implementation of the project will be ensured by accurately accounting for the size of contributions of each of the investors, as well as by taking into account the individual opportunity cost of their capital. It is concluded that the proposed method of combined application of methods of economic and mathematical modeling and tools of analyzing investment projects will make it possible to prepare justified decisions for the integrated development of the bakery sector at the regional level. | На примере Карелии проанализировано состояние хлебопекарного сектора удаленного дотационного региона, внесены предложения по оптимизации объемов строительства и локализации хлебопекарных предприятий и инфраструктурных объектов. Показано, что с 2006 г. по 2020 г. потребление хлеба и хлебобулочных изделий в регионе сократилось с 83,1 до 73,7, а производство – с 34,7 до 18,1 тыс. т. В республике мощности по производству хлеба размещены крайне неравномерно. В большинстве районов отмечен существенный недостаток продукции собственного производства (от 281 до 1729 т). Для его компенсации приходится осуществлять перевозки хлеба и хлебобулочных изделий из др. регионов, что приводит к повышению цен на данную продукцию. Предложена экономико-математическая модель, позволяющая осуществить оптимальное размещение субъектов хлебопекарного производства по территории региона с учетом производственных мощностей действующих предприятий, расстояний между населенными пунктами, потребностями населения в хлебобулочных изделиях, что обеспечит минимизацию текущих и капитальных затрат. Реализация предлагаемой модели обеспечит также оптимальное размещение инфраструктурных объектов (сырьевых распределительных центров) по территории региона с учетом потребности пекарен в сырье и материалах, обеспечивающее снижение издержек. Оптимальное распределение доходов от реализации проекта будет обеспечено за счет точного учета размеров вкладов каждого из вкладчиков, а также за счет учета индивидуальной альтернативной стоимости их капитала. Сделан вывод, что предлагаемая методика комбинированного применения методов экономико-математического моделирования и инструментов анализа инвестиционных проектов позволит готовить обоснованные решения комплексного развития хлебопекарного сектора на региональном уровне.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Medvedev, A.V.

The economic justification of the development of small business in rural areas and small towns for the development of aquaculture (AC) is presented. The motivators of the organization of production of microalgae products are indicated. The most promising areas of the national economy for the consumption of microalgae products (crop production, animal husbandry, poultry farming, fish farming, medicine, cosmetology and the improvement of natural reservoirs) are presented. With the use of economic and mathematical modeling, the efficiency of the production of AC products and the algoproduct release is shown. The integrated capacity of entrepreneurial potential at the level of 7.63% indicates poor awareness and interest of rural entrepreneurs in the development of pond business, the release of microalgae products. A cognitive cluster model for the vector is proposed - "the potential of the production of AC products", which allows regional authorities to justify the tools for supporting and stimulating small businesses to produce innovative products. Surveys of the residents of the Volgograd region have shown that 76% of respondents would like to use in animal husbandry and fish farming products from microalgae Chlorella vulgaris and Spirulina platensis as producers of valuable metabolites, as well as to use the cultivation of Chlorella vulgaris strain IGF No. C-111 in fishing ponds in order to activate the food chains and to improve the health of natural reservoirs. It has been concluded that the development of regional markets for the AC production will increase the income level of rural areas, but for this it is necessary to develop and to use of state support tools. | Представлено экономическое обоснование развития малого предпринимательства на сельских территориях и малых городах по развитию аквакультуры (АК). Обозначены мотиваторы организации производства по выпуску продуктов из микроводорослей. Представлены наиболее перспективные области национальной экономики по потреблению продуктов из микроводорослей (растениеводство, животноводство, птицеводство, рыбоводство, медицина, косметология и оздоровление природных водоемов). С применением экономико-математического моделирования показана эффективность производства продуктов АК и выпуску альгопродуктов. Интегрированная емкость предпринимательского потенциала на уровне 7,63% свидетельствует о слабой информированности и заинтересованности сельских предпринимателей в развитии прудового бизнеса, выпуске продуктов из микроводорослей. Предложена когнитивно-кластерная модель по вектору – "потенциал производства продуктов АК", позволяющая органам управления регионов обосновывать инструментарий поддержки и стимулирования малого бизнеса по выпуску инновационных продуктов. Опросы жителей Волгоградской обл. показали, что 76% респондентов хотели бы применять в животноводстве и рыбоводстве продукты из микроводорослей Chlorella vulgaris и Spirulina platensis в качестве продуцентов ценных метаболитов, а также использовать культивирование Chlorella vulgaris штамма ИФР № C-111 в рыбопромысловых прудах с целью активизации пищевых цепочек и оздоровлении природных водоемов. Сделан вывод, что развитие региональных рынков производства продуктов АК позволит повысить уровень доходов сельских территорий, но для этого необходима разработка и применение инструментария государственной поддержки.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Rodimtsev, S.A. | Pavlovskaya, N.E. | Vershinin, S.V. | Zelyukin, V.I. | Gor'kova, I.V.

В настоящее время одним из важных инструментов увеличения производства растениеводческой продукции становится внедрение систем точного земледелия. Получали модели, прогнозирующие состояние процесса вегетации зерновых культур при влиянии действующих условий на основе сравнения среднемноголетних показателей вегетационного индекса NDVI с его текущими сезонными значениями. Исследования проводили в Орловской области. Посевы озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Московская 39 занимали площадь 48,1 га, ярового ячменя (Hordeum vulgare L. sensu lato) сорта Раушан - 17,4 га. Данные по значениям NDVI получали на геопортале КосмосАгро, а также с применением беспилотного летательного аппарата Агрофлай Квадро 4/17 (Agrofly International, Россия). Компенсация зашумленности данных выполнялась посредством аппроксимации временных рядов функцией Гаусса-Лапласа. В результате были получены временные ряды среднего индекса NDVI для изучаемых культур по данным многолетних наблюдений и рассчитаны текущие значения NDVI вегетационного сезона 2021 года. Установлен близкий к нормальному характер распределения временных рядов вегетационного индекса. Определены максимальные (пиковые) значения NDVI, составляющие 0,71 для озимой пшеницы и 0,54 - для ярового ячменя и приходящиеся на июнь, независимо от культуры. Цели выравнивания зашумленных временных рядов NDVI сельскохозяйственных культур в период вегетации наиболее полно удовлетворяет ассиметричная функция Гаусса-Лапласа, где в качестве математического ожидания применено среднее значение наибольших показателей NDVI вегетационного периода культуры. На основе показателя аномалий NDVI получены математические модели, описывающие влияние фотосинтетических, метеорологических и почвенно-климатических факторов на состояние культур в период конкретной фенофазы. | Currently, one of the important tools for increasing crop production is the introduction of precision farming systems. The research goal was to develop predictive models of the vegetation process of grain crops, based on a comparison of the average long-term indicators of NDVI with its current seasonal values. The influence of actual conditions was taken into account. The research was carried out in the Oryol region. In 2021, winter wheat (Triticum aestivum L.) 'Moskovskaya 39' occupied an area of 48.1 ha, spring barley (Hordeum vulgare L. sensu lato) 'Raushan' - 17.4 ha. Data for calculation of NDVI values were obtained from the CosmosAgro geoportal, as well as using an Agrofly Quadro 4/17 unmanned aerial vehicle (Agrofly International, Russia). Data noise compensation was performed by approximating time series with the Gauss-Laplace function. As a result, time series of the average NDVI value for the studied crops were obtained based on long-term observations, and the current NDVI values in the growing season 2021 were calculated. The distribution of time series of the vegetation index has been established. It was close to normal one. The maximum (peak) values of NDVI are determined. They amounted to 0.71 for winter wheat and 0.54 for spring barley and fell in June, regardless of the crop. The purpose of leveling the noisy NDVI time series of crops during the growing season is most fully satisfied by the asymmetric Gauss-Laplace function. As a mathematical expectation, the average value of the highest NDVIs for the crop vegetation period was used. Mathematical models were obtained based on the NDVI anomaly index. These models describe the influence of photosynthetic, meteorological, soil, and climatic factors on the crop state during a particular phenophase.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kolesnikov, L.E. | Kolesnikov, E.K. | Pavlyushin, V.A. | Chernov, S.V. | Kolesnikova, Yu.R.

Исследование проводили с целью анализа фенотипической изменчивости пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине, выявления факторов, определяющих развитие возбудителя, уточнения показателей оценки количественных взаимоотношений в системе патоген-хозяин-среда и построения имитационной модели патогенеза. Наибольшей устойчивостью к болезни обладали высокорослые сорта пшеницы, характеризующиеся вертикальным (менее 15 град.), отклоняющимся (15…45 град.) и горизонтальным (46…90 град.) расположением флагового листа, сильным восковым налетом (9 баллов), листьями с плотностью опушения 941,7±63,8 трихом на 1 см2 и длиной трихом 2,2±0,1 мм. В основе предложенной системы метеопатологического прогноза бурой ржавчины лежало определение корреляционных взаимосвязей между числом пустул, площадью пустулы возбудителя, метеорологическими факторами, солнечной активностью. Построена факторная модель, описывающая сопряжённость развития бурой ржавчины и возбудителей смешанной инфекции листьев на сорте Ленинградская 6, фитометрических характеристик посевов, продуктивности, метеорологических факторов, солнечной активности. Она дает возможность проводить системный анализ изменения указанных показателей в зависимости от факторов окружающей среды. В частности, с ее использованием установлено, что развитие бурой ржавчины усиливается с ростом суммы осадков в июне и зависит от суммы температур мая выше 10 град. С. Усиление поражения флаговых листьев пшеницы септориозом и мучнистой росой приводит к снижению развития бурой ржавчины. Имитационная модель развития бурой ржавчины пшеницы основана на решении системы дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом (ДУЗА) и реализована в расчетной программе с применением комплекса DIFSUBDEL. Ее можно использовать при создании современных экспертных систем прогнозирования и диагностики болезней растений. | The study was conducted to analyze the wheat phenotypic variability of resistance to brown rust, to identify factors determining the pathogen development, to clarify indicators for quantitative relationships assessing in the pathogen-host-environment system and to construct the pathogenesis simulation model. The highest resistance to the disease was found in tall wheat cultivars characterized by a vertical (less than 15 deg.), deviating (15-45 deg.) and horizontal (46-90 deg.) arrangement of the flag leaf, a strong waxy coating (9 score), leaves with a certain density of 941.7 ± 63.8 trichomes per 1 cm2 and trichome length of 2.2 ± 0.1 mm. The proposed system of meteoropathological prediction of brown rust development was based on the revealing of correlations between the number of pustules, the pustule area and meteorological factors, solar activity. A factor model describing the interrelations of the brown rust and pathogens of mixed leaf infection development on the 'Leningradskaya 6' cultivar, phytometric characteristics of crops, productivity, meteorological factors, solar activity was constructed. It allows for a systematic analysis of changes in these indicators depending on environmental factors. In particular, it was revealed, that the development of brown rust was intensified with an increase in the precipitation amount in June and depended on the sum of temperatures above 10 deg. C in May. Increased septoria and powdery mildew development on the wheat flag leaves led to a decrease in the development of brown rust. The simulation model of the wheat brown rust development is based on the solution of the system of differential equations with lagging argument and is implemented in a calculation program using the DIFSUBDEL complex. It can be used to create modern expert systems for plant diseases forecasting and diagnosing.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Revenko, V.Yu. | Frolov, S.S. | Rakhuba, I.A. | Demurin, Ya.N.

С целью изучения исходного селекционного материала для создания гибридных комбинаций крупноплодного подсолнечника кондитерского направления были изучены размерные параметры семянок различных сортов и гибридов подсолнечника селекции Всероссийского НИИ масличных культур. Исследовали партии семянок различных размеров и форм, начиная с мелких – типа линии ВА-337, и заканчивая крупноплодными сортами Крупняк и Калибр. Каждая партия семян определенного генотипа состояла из 100 образцов. В результате предложена математическая модель, позволяющая с относительно высокой точностью определять объемы семянок по известным габаритам: длине, ширине и толщине. В основе моделирования лежит допущение о представлении семянки в виде суммы двух геометрических тел: полуэллипсоида и конуса. Оценка адекватности модели по критерию эффективности моделирования Неша-Сатклиффа (NSE = 0,959) выявила её достаточную для практического использования степень достоверности и возможность широкого применения для вычисления объёмных параметров семянок подсолнечника самых разнообразных форм и размеров. | Seed size parameters of different sunflower varieties and hybrids bred at the All-Russian Research Institute of Oil Crops were studied to select the initial breeding material for the development of hybrid combinations of large-seeded confectionery sunflower. Batches of achenes of various sizes and shapes were studied, starting with small ones, such as the VA-337 line, and ending with large-fruited varieties Krupnyak and Kalibr. Each batch of seeds of a certain genotype consisted of 100 samples. As a result, a mathematical model was proposed that allows a relatively high accuracy determining the volume of achenes according to the known dimensions: length, width and thickness. The simulation is based on the assumption of an achene representation as a sum of two geometric bodies: a semi-ellipsoid and a cone. Evaluation of the model adequacy according to the Nesh-Sutcliffe criterion of modeling efficiency (NSE = 0.959) revealed its sufficient degree of reliability for practical use and the possibility of its wide application for calculation of volumetric parameters of sunflower achenes of different shapes and sizes.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Efimenko, S.G. | Efimenko, S.K.

Near-infrared spectroscopy (NIRS) was used to estimate biochemical traits in turnip rape seeds. The purpose of the research is to develop graduating models for an IR-analyzer MATRIX-I for determination of oil fraction, contents of oleic, linoleic, and linolenic fatty acids in oil in unbroken seeds of turnip rape. The research was conducted in the biochemistry laboratory of the All-Russian Research Institute of Oil Crops on samples of turnip rape seeds cultivated in 2019–2021 in the central zone of the Krasnodar region and in the southern forest-steppe of the Western Siberia. The oil content was determined with NMR-analyzer AMV 1006М (Russia). Contents of oleic, linoleic, and linolenic fatty acids in oil were calculated by a method of percentage normalization of chromatographic analysis using gas chromatograph "Chromatek-Kristall 5000" on a capillary column SolGelWax 30 m x 0.25 mm x 0.25 nicroM with automatic dripper of liquid samples. There were obtained the best results of quality of the graduating models (root mean square error of prediction, R determination, and a value of a residual deviation of prediction for a rank reflected on a diagram) on the determination of oil content (RMSEP = 0.25%, R squared = 98.5, and RPD = 8.2), contents of oleic (RMSEP =0.59%, R squared = 98.9, and RPD = 9.7), linolic (RMSEP = 0.66%, R squared = 95.4, and RPD = 4.7), and linolenic (RMSEP = 0.37%, R squared = 98.0, and RPD = 7.1) fatty acids. The methodic "Turnip rape 51" for mass studying based on the developed graduating models for determination of oil fraction, contents of oleic, linoleic, and linolenic fatty acids of oil in unbroken turnip rape seeds for IR-spectrometry in an average sample (9–20 g) in a cuvette with diameter of 51 mm was obtained in a program OPUS LAB. This method allows conducting an express-estimation of breeding material in turnip rape seeds with a capacity of more than 100 samples per an operating shift. | Спектроскопия ближнего инфракрасного отражения (NIRS) была использована для оценки биохимических показателей в семенах сурепицы. Цель исследований - разработка градуировочных моделей для ИК-анализатора MATRIX-I по определению в целых семенах сурепицы (озимой и яровой) массовой доли масла, содержания олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот в масле семян. Исследования проводили в лаборатории биохимии Всероссийского НИИ масличных культур на образцах сурепицы, выращенных в 2019–2021 гг. в условиях центральной зоны Краснодарского края и южной лесостепи Западной Сибири. Масличность определяли на ЯМР-анализаторе АМВ 1006М (Россия). Содержание олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот в масле рассчитывали методом процентной нормализации хроматографического анализа на газовом хроматографе "Хроматэк-Кристалл 5000" на капиллярной колонке SolGelWax 30 м x 0,25 мм x 0,25 мкм с автоматическим дозатором жидких проб. Были получены наилучшие показатели качества градуировочных моделей (среднеквадратичная ошибка прогноза, коэффициент детерминации и значение остаточного отклонения предсказания для ранга, отображаемого на графике) по определению масличности (RMSEP = 0,25%, R в квадрате = 98,5 и RPD = 8,2), по содержанию олеиновой (RMSEP = 0,59%, R в квадрате = 98,9 и RPD = 9,7), линолевой (RMSEP = 0,66%, R в квадрате = 95,4 и RPD = 4,7) и линоленовой (RMSEP = 0,37%, R в квадрате = 98,0 и RPD = 7,1) жирных кислот. В программе OPUS LAB получена методика "Сурепица 51" для массового исследования на основе разработанных градуировочных моделей по определению массовой доли масла, содержания олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот масла в целых семенах сурепицы для ИК-спектрометрии в средней пробе (9–20 г) в кювете диаметром 51 мм. Эта методика позволяет проводить экспресс-оценку селекционного материала в семенах сурепицы с производительностью более 100 образцов за рабочую смену.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Shchedrin, V.N. | Korzhov, V.I. | Kozhanov, А.L. | Cheremisova, V.B.

The purpose of the research is to develop an algorithm for soil water regime modeling on reclaimed fields of double regulation reclamation systems (drainage-humidification, drainage-irrigation) further to develop information and software tools ensuring rapid soil water management regimes on reclaimed agricultural fields in various regions of the Russian Federation. The methodological and informational basis was formed by methods of collecting and processing information, methods of systematization, regulatory-technical documents, information technology methodology, as well as existing means of information technology support to land reclamation problems. The simulation algorithm includes 3 stages: preparation for simulation, simulation itself, simulation results evaluation. At the modeling stage, the water supply mode to the object (reclaimed field) by the surface method (sprinkling) and (or) by moistening (feeding) with groundwater was set, and then the moisture content at the object was calculated. At the stage of evaluating the modeling results, the terms, discharges and volumes supplied to the object by the surface method and by moistening the soil with groundwater were determined. The data on the results of the modeling were formed. To display the results visually, the main screen form of the water regime modeling program in "Water consumer" control loop was developed. As a result of the research, the water regime modeling algorithm in "Water consumer" control loop (reclaimed field) was developed. The developed algorithm makes it possible to adjust quickly the moisture storage in soil for given crop irrigation regimes due to sprinkling and (or) raising the groundwater level. | Цель исследований - разработка алгоритма моделирования водного режима почв на мелиорируемых полях мелиоративных систем двойного регулирования (осушительно-увлажнительных, осушительно-оросительных) для последующей разработки информационных и программных средств, обеспечивающих возможность оперативного регулирования водных режимов почв на мелиорируемых полях с.-х. культур в различных областях и регионах РФ. Методологическую и информационную основу составили методы сбора и обработки информации, методы систематизации, нормативно-технические документы, положения по разработке информационных технологий, а также существующие средства информационно-технологической поддержки задач в мелиорации. Алгоритм моделирования включает в себя 3 стадии: подготовка к моделированию, непосредственно моделирование, оценка результатов моделирования. На стадии моделирования задавался режим подачи воды на объект (мелиорируемое поле) поверхностным способом (дождевание) и (или) путем увлажнения (подпитки) грунтовыми водами и далее рассчитывались влагозапасы на объекте. На стадии оценки результатов моделирования определялись сроки, расходы и объемы, подаваемые на объект поверхностным способом и путем увлажнения почвы грунтовыми водами, формировались данные о результатах моделирования. Для визуального отображения результатов разработана главная экранная форма программы моделирования водных режимов в контуре регулирования "Водопотребитель". В результате исследований разработан алгоритм моделирования водных режимов в контуре регулирования "Водопотребитель" (мелиорируемое поле). Разработанный алгоритм позволяет оперативно проводить регулирование влагозапасов в почве для заданных режимов орошения культур за счет дождевания и (или) поднятия уровня грунтовых вод.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kas'yanov, A.E. | Ismail, Kheba

The purpose of the study is to improve the design of the installation through the use of soil moisture concentration sensors and digital LCR meter XJW01.The digitalization of hydrotechnical melioration of agricultural lands in the Russian Federation requires the active use of mathematical models for the movement of moisture flows, nutrients, air, and heat in the soil profile. The parameters of these flows in laboratory conditions are determined by the methods of physical modeling. Improving the design of installations for the physical modeling of soil processes increases the accuracy of measurements and reduces the labor intensity of work. The modernized facility for physical modeling of saline soils includes electrical sensors for measuring the soil moisture concentration. The sensors are equipped with conductive plates and conductive windings. Digital LCR meter XJW01 automatically detects the sensor as an electrical oscillatory circuit and fixes its quality factor. The quality factor of the sensor depends on the concentration of soil moisture that fills its body. The operating prototype of the installation was tested. In the concentration range of NaHCO3 solution from 0 to 350 mmol/dm3, the quality factor of sensors varies from 282±2.1 to 221±2.7 (significance level P = 0.99, number of freedom degrees k = 4, and Student's test t = 4.60). | Цель исследования – совершенствование конструкции установки за счет применения датчиков концентрации почвенной влаги и цифрового LCR-метра XJW01. Цифровизация гидротехнических мелиораций с.-х. земель Российской Федерации требует активного применения математических моделей движения потоков влаги, элементов питания, воздуха, тепла в почвенном профиле. Параметры этих потоков в лабораторных условиях определяют методами физического моделирования. Совершенствование конструкции установок для физического моделирования почвенных процессов повышает точность измерений и снижает трудоемкость работ. Модернизированная установка для физического моделирования промывки засоленных почв включает в себя датчики концентрации почвенной влаги. Датчики снабжены токопроводящими обкладками и токопроводящими обмотками. Цифровой LCR-метр XJW01 автоматически определяет датчик как электрический колебательный контур и фиксирует его добротность. Добротность датчика зависит от концентрации почвенной влаги, которая заполняет его корпус. Испытан действующий прототип установки. В интервале концентрации раствора NaHCO3 от 0 до 350 ммоль/дм3 добротность датчиков изменяется от 282±2.1 до 221±2.7 (уровень значимости Р = 0.99, число степеней свободы k = 4, критерии Стьюдента t = 4.60).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation