AGRIS - 

2018

Rakut'ko, S.A., Institute of Agroengineering and Ecological Problems of Agricultural Production, St. Petersburg

The research purpose is too develop a conceptual framework of the energy-and-ecology of horticulture. The object of EEH research is an artificial bioenergetic system of horticulture (ABSH), i.e. a combination of living organisms and technological equipment in a plant growing facility. A mathematical description of the regularities of transferring a substance in horticulture is produced on the basis of a hierarchical model of ABSH. The subject of the EEH study is the regularities of the transformation of matter and energy flows in ABSH. There have been determined some specific indicators of energy-ecological compatibility. An expression for determining the energy-ecological coefficient of horticulture through its technological indicators has been obtained. Proposed is an interpretation of the term "energy-and-ecology of horticulture" as a property of the technological process of plant growing in artificial conditions to meet the requirements of energy efficiency and environmental friendliness. It is shown that an approach based on the concept of best available technologies (BAT) can be applied to the indoor plant lighting. An expression for the quantitative assessment of the energy-ecological parameter in terms of the proximity of the development trajectories of ABSH in a state-space has been obtained. Proposed is an algorithm for BAT forming to be applied in indoor plant lighting. For the first time, there was raised a question about the development of structural elements of the BAT formation algorithm in photoculture in terms of energy-ecological indicators as an integrative optimality criterion of the system. There have been developed energy audit techniques to optimize the process of plant growing according to the criterion of minimal deviations of energy-ecological performance by varying the lighting parameters, environmental conditions and other factors. Complex implementation of energy- and ecological technologies of indoor plant lighting will allow increasing the efficiency of the production process, reducing the energy intensity while improving the quality of products and ensuring the environmental friendliness of production. | Цель исследования - разработать концептуальные основы энергоэкологии светокультуры как отдельного научного направления. Объектом исследования служила искусственная биоэнергетическая система светокультуры, то есть совокупность живых организмов и технологического оборудования в культивационном сооружении. Математическое описание закономерностей переноса субстанции в светокультуре провели на основе иерархической модели искусственной биоэнергетической системы светокультуры. Предметом изучения энергоэкологии светокультуры стали закономерности преобразования потоков вещества и энергии. Определили частные показатели энергоэкологичности. Получили выражение для определения коэффициента энергоэкологичности светокультуры через ее технологические показатели. Предложили трактовку термина "энергоэкологичность светокультуры" как свойство технологического процесса выращивания растений в искусственно созданных условиях соответствовать требованиям энергоэффективности и экологичности. Показали, что к светокультуре может быть применен подход, опирающийся на концепцию наилучших доступных технологий. Получили выражение для количественной оценки свойства энергоэкологичности по степени близости траекторий развития искусственной биоэнергетической системы светокультуры в пространстве состояний. Предложили алгоритм формирования наилучших доступных технологий светокультуры. Впервые поставили вопрос о разработке структурных элементов алгоритма формирования доступных технологий светокультуры по энергоэкологичности как системному интегративному критерию оптимальности. Разработали методики энергоаудита для оптимизации процесса выращивания растений по критерию минимальных отклонений энергоэкологичности путем варьирования параметров облучения, условий окружающей среды и других факторов. Комплексная реализация энергоэкологичных технологий светокультуры позволит увеличить эффективность, повысить качество продукции, снизить энергоемкость и обеспечить экологичность производства.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Vodyannikov, V.T., Russian State Agrarian Univ., Moscow

Problems of energy-supply in AIC are considered in conditions of innovative development in economics. Production and consumption of energy resources are evaluated in developed countries and agrarian sector in Russia. Renewable sources of power (RSP) are expected to be used wider in the nearest future. In most countries, where RSP is used, the results are successful because of active government subsidy on produced energy. The article proves that on RSP basis the cost of electricity reduces, but on traditional electro stations it increases because of improving cost of primary sources, raising the price of technologies and tightening ecological demands. The remarkable decrease of production cost 1kw*h of electric power on wind-driven electric power station and other RSP stations in this sphere with processes and technology development. Preference of RSP solves environmental problems, climate change on the planet, as traditional energetic impinges environment. Local power sources are advised to use, renewable sources should be involved in economic circulation, and also fast restoration and further improvement of centralized energy systems should be produced. Approved method of bioenergetics potential assessment of agricultural wastes proves the modernization priority in country energetic using RSP expansion. Examples of a successful solution of the problem of energy-supply by some Russian agricultural organizations are given. In particular, construction of the power complex that uses natural gas in the Tver region paid off in 3,5 years. Wastes of agricultural production can also be successfully processed into biogas; similar technologies are applied in a number of farms. | Рассмотрены проблемы энергообеспечения предприятий АПК в условиях инновационного развития экономики. Оценивается производство и потребление энергоресурсов в развитых странах и аграрном секторе России. В ближайшей перспективе ожидается расширение использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В большинстве стран мира, где используется ВИЭ, результаты успешны благодаря активному государственному субсидированию или дотациям на производимую энергию. Доказывается, что на основе ВИЭ стоимость электроэнергии снижается, а на традиционных электростанциях растет из-за повышения цен на первичные источники энергии, удорожания технологий и ужесточения экологических требований. С развитием техники и технологии в этой сфере происходит существенное снижение стоимости производства 1 кВт*ч электроэнергии на ветроэлектростанциях и других установках ВИЭ. Предпочтительность ВИЭ решает проблемы охраны окружающей среды, изменения климата на планете, т.к. традиционная энергетика негативно влияет на природную среду. Предлагается использовать местные источники энергии, вовлекать в хозяйственный оборот возобновляемые источники, а также производить ускоренное восстановление и дальнейшее совершенствование централизованных систем энергообеспечения. Апробированная методика оценки биоэнергетического потенциала отходов аграрного производства подтверждает приоритетность модернизации сельской энергетики за счет расширения использования ВИЭ. Приводятся примеры успешного решения проблемы энергообеспечения некоторыми российскими с.-х. организациями. В частности, строительство в Тверской области энергокомплекса, работающего на природном газе, окупилось за 3,5 года. Отходы с.-х. производства также могут быть успешно переработаны в биогаз; подобные технологии внедряются в ряде хозяйств.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Kryukov, A.N. | Naumkin, V.N., Belgorod State Agrarian Univ.

Data about the effect of tillage practices, mineral fertilizers and growth regulators on chernozem characteristics, maze productivity and potential for grain production is shown. The study was done as a long-term field experiment (2005-2008) in a cultivated crop rotation, the predecessor was spring barley. Maze hybrid Prognoz 152 SV performed as the object of study. The experiment included two variants of tillage: plowing and nonmoldboard loosening to a depth of 25-27 cm. Four variants of treatment with mineral fertilizers (control, N60Р60К60, N90Р90К90, N120Р120К120) and four variants of growth regulators usage together with pesticides (control - seed treatment with "TMTD" + herbicide "Kharnes" 3 l/ha (before seeding) + herbicide "Titus" 0.05 kg/ha (at a time of 3-4 leaves); control + treatment with "Agrostim U" 150 ml/ha (at a time of 4-6 leaves); control + treatment with "Gumat kaliya" 150 ml/ha and control + treatment with "Biosil" 30 ml/ha) were used with tillage. Mineral fertilizers were applied before tillage as NPK (16:16:16). Conventional plowing at the depth of 25-27 cm can be substituted by nonmoldboard loosening to the same depth. N90P90K90 should be used in combination with "Gumat kaliya" and "Biosil" to provide optimal soil parameters, high grain productivity (8.0–8.2 t/ha of grain) and bioenergetic efficiency of maze cultivation (net energy increase of 74.3–75.6 GJ/ha when bioenergetic coefficient is 2.92–2.97) under conditions of southwestern part of Central Chernozem region. | Приведены результаты полевых исследований влияния приемов основной обработки почвы, минеральных удобрений и регуляторов роста растений на плотность сложения, скважность, запасы продуктивной влаги чернозема типичного, урожайность и эффективность возделывания кукурузы на зерно. Исследования проводили в многолетнем полевом опыте (2005–2008 гг.) в зернопаропропашном севообороте, предшественник - яровой ячмень. Объектом исследования служил среднеранний гибрид кукурузы Прогноз 152 СВ универсального типа использования. В опыте использовали метод расщепленных делянок с 2 вариантами основной обработки почвы: вспашкой на глубину 25–27 см и безотвальным рыхлением на 25–27 см. На приемы основной обработки почвы наложены 4 варианта удобрений (контроль без удобрений, N60Р60К60, N90Р90К90, N120Р120К120) и 4 варианта применения регуляторов роста растений и удобрения на основе гуминовых кислот в комплексе со средствами защиты растений (протравливание семян "ТМТД" + почвенный гербицид "Харнес" 3 л/га (до посева) + гербицид по вегетации "Титус" 0,05 кг/га (в фазу 3–4 листьев) - контроль (фон); фон + обработка посевов "Агростимом У" 150 мл/га (в фазу 4–6 листьев); фон + обработка посевов "Гуматом калия" 150 мл/га и фон + обработки посевов "Биосилом" 30 мл/га). Минеральные удобрения вносили под основную обработку почвы в виде нитроаммофоски (16:16:16). Полученные данные показали, что при возделывании кукурузы на зерно на черноземе типичном традиционную вспашку на 25–27 см можно заменить на безотвальную обработку почвы на такую же глубину, минеральные удобрения в дозе N90P90K90 следует применять в сочетании с регуляторами роста "Гумат калия" и "Биосил", что обеспечивает оптимальную плотность сложения, скважность и влажность почвы, высокую урожайность (8,0–8,2 т/га зерна) и биоэнергетическую эффективность возделывания кукурузы (прирост чистой энергии 74,3–75,6 ГДж/га при биоэнергетическом коэффициенте 2,92–2,97) в условиях юго-западной части Центрального Черноземного региона.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Khodyakov, E.A., Volgograd State Agrarian Univ.

Our scientific research in 2012-2014 showed that in the light-brown soils of Volga-Don interfluve in the climatic conditions of southern Russia It can obtain the planned yield of courgettes from 60 to 80 t/ha under drip irrigation. Our field experiments were carried out at 3 irrigation regimes with Soil Pre-Irrigation Moisture (SPIM) 75, 75-85-75 and 85 % of Full Moisture Capacity (FMC) in the background introduction of three doses of mineral fertilizers: N180P75K82, N210P87K96 and N240P99K110 kpn/ha. The comparison of irrigation rates, total water consumptions, water consumption coefficients, costs of irrigation water and bioenergy indicators has shown that there are 2 the most effective variants of obtaining the marrow yields 60 and 70 t/ha. Either you need to ensure the optimal irrigation regime 75-85-75% of FMC simultaneously with the introduction into the soil the dose of mineral fertilizers N180P75K82 and N210P87K96 calculated for this yields or It necessary to support the lowest intensity of irrigation mode 75% of FMC at the same time with the introduction of the higher dose of fertilizer N210P87K96 and N240P99K110 respectively. There is only one the most effective option for getting the planned marrow yield 80 t/ha. It is necessary to maintain an optimal irrigation regime 75-85-75% of FMC simultaneously with the introduction of the highest dose of fertilizers N240P99K110 kpn/ha. | Представлены результаты исследований 2012-2014 гг., позволившие установить, что на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья в климатических условиях юга России можно получать планируемую урожайность кабачков 60-80 т/га при капельном поливе. Полевые опыты проводили при 3 режимах орошения с предполивным порогом влажности 75, 75-85-75 и 85 % НВ на фоне внесения трёх доз минеральных удобрений: N180P75K82, N210P87K96 и N240P99K110 кг д.в/га. Сравнение оросительной нормы, суммарного водопотребления, коэффициентов водопотребления, затрат оросительной воды и показателей биоэнергетической эффективности показало, что существуют 2 наиболее эффективных вариантов получения планируемой урожайности кабачков 60 и 70 т/га. Либо нужно обеспечить оптимальный режим орошения с дифференцированным предполивным порогом влажности 75-85-75% НВ одновременно с внесением рассчитанных под эту урожайность доз удобрений N180P75K82 и N210P87K96, либо поддерживать самый низкий по интенсивности режим орошения с предполивным порогом влажности 75 % НВ на фоне внесения более высоких доз удобрений соответственно равных N210P87K96 и N240P99K110. Для получения урожайности кабачков 80 т/га при капельном поливе самым эффективным вариантом является обеспечение оптимального режима орошения с предполивным порогом влажности 75-85-75% НВ на фоне внесения рассчитанной под эту урожайность дозы минеральных удобрений N240P99K110.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation