Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация продукционного процесса в агроэкосистемах

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация продукционного процесса в агроэкосистемах"



На правах рукописи

КОБОЗЕВ Илья Васильевич Кандидат сельскохозяйственных наук

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА В АГРОЭКОСИСТЕМАХ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1997

Работа выполнена и Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

ь

Научный консультант — член-кор РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Тюльдюков.

Официа ЛЬНЫС ОЧПОКеНТЫ Л К ЛД6МИх\ РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. С. Шатилов; доктор сельскохозяйственных на\ к, профессор Г. В. Благовещенский; доктор сельскохозяйственных наук Р. А. Афанасьев.

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследова-тельскии инсптт кормов им В Р Внльямса

Защита диссертации состоится . 1997 г

в часов на заседании диссертационного совета

Д 120 35 04 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева по адресу 127530, Москва, ул. Тимирязевская, 49 Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . . 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент ^ ~ Усманов

I. Общая характеристика работы

Актуальнодть_проблемы. Угрозу экологического коллапса и голода можно предотвратить только усилением и стабилизацией продукционного процесса в каждой точке биосферы (Федоров Н.Ф., 1982; Вернадский В.И.,.1988; Печчеи А., 1981; Медоуз Д.Х. с соавт., 1994), Актуальность решения.этих задач в связи с ростом напряженности отношений между человеком и остальной частью биосферы будет увеличиваться из года в год, и она не может исчерпаться каким-то одним направлением и тем более одним исследованием, в том числе представленным данной работой. Указанные проблемы должны решаться каждодневно на всех уровнях науки и практической деятельности человека (Яблоков A.B., Остроумов С.А., 1985).

Главная цель исследований - разработка безопасных для окружающей среды энерго- ресурсосберегающих технологий и средств интенсификации и стабилизации продукционного процесса в агро-экосистемах и проверка их на практике.

Основные задачи исследований:

- обосновать и реализовать в практической деятельности аг-роэкосистем возможность ускоренной разработки и внедрения безопасных энерго- ресурсосберегающих технологий и средств для интенсификации и стабилизации растениеводства', используя принципы информационно-энергетического' единства и мозаичности явлений в агробиогеоценозах;

- предложить концептуальные модели адаптивного кормопроизводства в рамках систем зонально-лавдшафтного земледелия на основе оптимального природопользования и проверить их на практике; ' .

• - изучить баланс энергии и минеральных питательных веществ в .системе "антропогенный фактор - почва - фитоценоз -корм - животное - органические удобрения - почва - фитоценоз -корм" или в отдельных ее звеньях, изучить.на этой основе явление гомеостаза в разных агробиогеоценозах с целью экологизации растениеводства и кормопроизводства в частности, в том чис-. ле с учетом влияния агроприемов на биологическую азотфиксацию;

-исследовать биогеоценотические,»в том числе географиче- : ские закономерности формирования биохимического состава расте-

ЦЁпТРАЛЬНАЯ ! 1АУЧНЛЯ БИБЛИОТЕКА ' '"ос ' - - а'.адамии

. инв'.ыяАШЗЪ^

ний, а также качества продукции, и на основе этого разработать ноше ресурсосберегающие технологии и средства для ее заготовки, транспортировки, хранения;

- используя учение В.И.Вернадского о биогеохимических циклах и закон А.Л.Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях, дать методологии формирования страховых фондов в кормопроизводстве и способов уменьшения их путем обеспечения мозаичности агроэкосистем и технологий по повышению и стабилизации их продуктивности, а также на основе рационального использования основных и оборотных средств производства.

следований заключается в том, что сформулированы и математически обоснованы информационно-энергетические подходы к созданию технологий и средств по оптимизации продукционного процесса в агроэкослстемах на разработанных В.И.Вернадским, А.Л.Чижевским и их последователями экологических принципах обеспечения устойчивости и энергетической эффективности деятельности биогеоценозов. Пр.* этом математически и экспериментально подтвержден принцип благополучной эволюции агроэкосистем на основе опережающего роста информации и увеличения энергетических затрат на ее развит/е в структуре антропогенной (техногенной) энергии. Дано физико-математическое описание взаимосвязи энергетических и информационных потеков в агроэкосистемах, подтверждающее принцип эволюции последних на основе единства фрактальности, мозаичности, параллельности этих потоков и усложнения структуры и функций. Определенную новизну представляют данные по методологии формирования страховых фондов, по изучению баланса энергии и вещества в агроэкосистемах, а также томеостаза последних.

Изучено действие в агроэкосистемах закона А.Л.Чижевского о количественной компенсации, а также основных правил В.И.Вернадского формирования устойчивости биогеоценозов, дано физико-математическое и экспериментальное обоснование их применения для стабилизации и увеличения энергетической эффективности растениеводства за счет оптимизации севооборотов, набора культур и сортов, разнообразия элементов рельефа, других видов функционально-структурной мозаичности, а также путем ускорения и обеспечения замкнутости производственных и биогеохимических циклов.

Получены новые результаты по адаптивному синтезу органических веществ в растительных тканях и динамике их биохимического состава в процессе их старения. При этом показана целесообразность создания лечебно-профилактического кормопроизводства, исследован биохимический состав некоторых дикорастущих трав. Разработаны основные положения синтетических систем адаптивного полевого и лугового кормопроизводства, сочетающие в себе модели интенсификации, ресурсосбережения и природоохраны. Предложены ноше концепции экологически безопасного орошаемого земледелия, противоэрозионной обработки почвы, улучшения сенокосов и пастбищ, заготовки, транспортировки и хранения кормов и другой продукции, причем с разработкой новых эффективных средств для их реализации, -копирующих природные явления. Разработаны формулы для прогнозирования эффективности мероприятий по улучшению сенокосов и пастбищ с учетом не только природных факторов, но и социально-экономических. Получены ноше данные по росту и развитию многолетних трав, устойчивости их к неблагоприятным условиям, по фитоценотическим взаимоотношениям в травостоях, а также по географической изменчивости влияния на них и азотфиксации антропогенных факторов, на основе этого разработаны травосмеси, способы размещения в них видов, эффективные технологии внесения удобрений, борьбы с засолением и эрозией почв, аридизацией земель, деградацией фитоценозов. Усовершенствован ряд методик по определению биохимического состава растений. Названные выше технологии и устройства защищены более чем 250 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения, что доказывает эффективность использования принципов их-разработки .

Практот§ская_ценность_работа. Разработаны и проверены в производстве укороченные севообороты, совмещенные посевы и по- " садки сельскохозяйственных культур, а также травосмеси, позволяющие снизить затраты удобрений и энергии и стабилизировать плодородие почвы. Созданы и внедрены новые экологически безо- ' пасные технологии орошения сельскохозяйственных угодий, в том. числе со сложной моэаичностыо рельефа и фитоценозов, а также универсальные быстросборныв передвижные оросительные комплекты

с уникальной водорегулирующей арматурой и принципиально новой дождевальной техникой (двухиозициояше шлейфа с карусельными дождевателями ШД-25/300А, ЩДК-Ю/300БС "Фермер" и ШДК-20/600 и имеющие в 2 раза меньшую металлоемкость и обеспечиваю-

щие прибавку ураган на 25-30 % больше, чем лучшие аналоги. Предложены технологии и орудия по объемной противоэрозионной обработке почвы, сокращающие затраты металла в 2-7 раз. Внедрены в производство новые приемы, консерванты и устройства для заготовки и хранения сена, силоса, травяной муки, сокращающие потери белка и других питательных веществ в 1,25-2,50 раза и снижающие расход пленки и препаратов в 1,5-2,0 раза. Внедрены в ' производство ноше 3кологически безопасные технологии и рецептуры получения и применения карбамидоформальдегидного пенопласта для укрытия растительной продукции, а также для сельскохо зяйственного и водного строительства. Проверены в производственных условиях технологии и устройства по созданию и эксплуатации культурных сенокосов и пастбищ, обеспечивающие сбор с I га 6000-15000 корм.ед., 1,5-3,0 сырого белка, при коэффициенте варьирования по годам менее 5 % с высокой энергетической окупаемостью (400-800 %). Разработаны и утверждены нормативы и рекомендации по проведению работ по коренному и поверхностному улучшению лугов, по проектированию, строительству и эксплуатации мелиоративных систем. Предложены и испытаны ноше экологически безвредные технологии и дождевальные машины для внесения животноводческих стоков, насосы и дождевальные агрегаты с гибкими трубопроводами из капроновой ткани, которые используются в производстве. Выпущена и успешно испытана опытная партия и подготовлен серийный выпуск (совместно с МолдНИИГиМ) широкозахватных эрозионно-безопасных машин на базе ДФ-120 "Днепр". Основные принципы по стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах проверены в производственных условиях. Разработаны и пострены маломатериалоемкие быстросборные энергосберегающие хранилища для сельскохозяйственных продуктов, а также технологии утепления животноводческих помещений с помощью заливочного пенопласта, позволяющие уменьшить затраты кормов в зимний период в 1,15-1,32 раза. Предложены быстросборные

малометаллоемкие контейнеры, , способы хранения и.транспортировки сочной продукции, позволяющие в 2-3 раза снизить потери. Предложены новые технологии и средства для хранения, сушки и охлаж-жения продукции," позволяющие эффективно использовать энергию солнца и ветра, перепады сезонных и суточных температур и разницу их в пространстве, а также тепло, выделяемое сырьем.

Результаты оформлены в виде рекомевдаций производству, комплектов технической документации на серийное и опытное производство, подтверждены актами внедрения, протоколами Государственных, межведомственных, ведомственных приемочных и сдаточ-шх испытаний.

Экономический эффект в 1988 г. от внедрения НИОКР с учетом долевого участия автора только по подтверзеденным неполным данным ЦСУ СССР и Госкомизобретений по форме 4-нт (перечень) и 2-нт составил более 2,2 млн.руб. В производство внедрено 42 изобретения, защищенных авторскими свидетельствами и патентами.

П^бликация_и_апробация_результатов_ис Резуль-

таты исследований докладывались на научных конференциях ТСХА (1974-1995 гг.), на республиканских семинарах (1983-1994 гг.), на ВДИ СССР (1983-1991 гг.), на Всесоюзных межведомственных совещаниях и советах по разработке" и внедрению новой техники (1987-1991 гг.), на региональных научно-производственных конференциях Северного Зауралья, I и П международных конгрессах "Растительные ресурсы" (1991 и 1993'гг.), на УШ Всероссийском • симпозиуме по новым кормовым культурам (Сыктывкар, 1993), на совместных сессиях отделений РАСХН кормопроизводства и нечерноземной зоны (1993, 1994). С 1982 г. результаты НИОКР постоянно демонстрируются на ВДНХ.СССР и ВВЦ РФ.

Автор отмечен 2 золотыми, б серебряными и I бронзовой медалью, дипломом ВДНХ СССР, I медалью ВВЦ РФ, а также премией Ленинского комсомола, I и Ш премиями ВСНТО, 1-й премией ЦП НТО • сельского хозяйства, 1-й премией НТО Тюменской области, 1-й премией МТС ВОИР за лучшее изобретение в конкурсе среди НИИ АН СССР и вузов г.Москвы, 1-ми премиями ТСХА в конкурсах на луч- . шую студенческую научно-исследовательскую работу (1968 и 1972

гг.) и по изобретательской деятельности (1988-1992 гг.), нагрудными знаками "Изобретатель СССР", "За заслуги в изобретательстве", "Отличник изобретательства и рационализации", дипломом Госкомитета РФ по высшему образованию (1995 г.).

Результаты исследований используются в учебном процессе и проектных работах по кормопроизводству, мелиорации и экологии и опуьликованы в 4-х монографиях, 13 рекомендациях и брошюрах, а также в каталогах ВДОС СССР научно-технических достижений, рекомендованных к внедрению в сельскохозяйственное производство, мелиорацию и водное хозяйство, более чем в 120 научных статьях в ведущих научных и научно-производственных журналах страны по сельскому хозяйству и биологии. Общий объем публикаций около 200 п.л., не считая описаний изобретений к патентам и авторским свидетельствам. Совместно с З.И.Метель-ским создан учебный фильм "Дождевальные шлейфы" в 2-х частях. На научные статьи получены запросы ученых ОНА, Швеции, Германии, .Франции, Польши, Югославии, Индии, Сирии, Болгарии, ОАР, МНР, Австралии, Новой Зеландии, Чехословакии.

Объем диссертации. Диссертация изложена на 431 стр., состоит из 7 глав, выводов и предложений производству, включает 64 табл., 38 рис., 165 математических уравнения и формул с их обоснованием, список основных использованных работ (439 наименований) и перечень основных трудов автора, опубликованных по теме (257).

Условия_и_мето£ика_исследований. Теоретическое и экспериментальные исследования сочетались с одновременной постановкой производственных опытов в разных регионах степной, лесостепной и лесолуговой зон нашей страны. Исследования проведены в 19681995 гг. Основу их составляют 3 полевых опыта длительностью по 12 лет, 4 - по 7-8 лет и несколько 3-х - 5-тилетних полевых опытов, а также обобщение 10-15-летних производственных данных ряда хозяйств и геоботаническое обследование естественных лугов, в т.ч. 27-летние наблодения в поймах и на водосборах рек Рессета и Белья, Дон и Тихая.

В исследованиях использовались общепринятые современные методики, в т.ч. по математическому моделированию и системному анализу.

Основные результаты исследований

2. Анализ научной литературы и теоретическое - обоснование путей стабилизации и интенси-

фикации продукционного процесса в агроэко-системах

В этой главе с использованием графических и математических моделей дан анализ работ Н.Ф.Федорова (1982), К.Э.Циолковского (1952,1954,1960), В.И.Вернадского (1940,1989,1994,1984), О.Шпенглера (1923), М.М.Камшилова (1967,1974,1977), А.Печчеи (1981), Д.Х.Медоуза с соавт. (1994), Б.Небела (1993) и других авторов, на основе которого предложено уточненное определение биосферы, агроэкосистемы, ноогенеза, "автотрофности человека"; При этом сделан вывод, что без оптимизации продукционного процесса в агроэкосистемах невозможно решить вопросы сохранения биосферы, пригодной для существования человека.

В этой главе диссертации показано, что агроэкосистемы, образуя в совокупности с естественными биогеоценозами биосферу, повторяют ее по своему строению и функционированию, причем потоки энергии и вещества в них управляются человеком в его интересах, которые при товарном производстве решаются через получение финансовой прибыли, которая из-за искажения информационных связей в системе "личность (коллективсоциум xi-окружающая среда" не всегда определяется энергетической прибавкой,'., что обусловливает взаимосвязь экологического и социально-экономического экстремизма, ведущего к разрушению агроэкосистем, одной из предпосылок предотвращения которого является одновременное осуществление интенсификации и стабилизации продукционного процесса в последних, а также развитие уровня экологического сознания и реализация его в технологиях.

Усиление и стабилизация продукционного процесса в агроэкосистемах достигается за счет роста энергетического выигрыша, получаемого путем повышения их адаптивного потенциала, в том числе эксплуативного, увеличения биоэнергетической эффектов- , ности (g ) и снижения экологических последствий ($ ) использования продуцентами внешней техногенной энергии Еу на основе опережающего развития информации что выражается равенст-

вом I: л В - + где ¿~ - количество цик-

лов действия информации или соотношение эндогенного и экзогенного времени.

Вышеприведенное уравнение, имея несколько решений, подтверждает принцип фрактальноети, многосвязности и нелинейности,дискретности и в то же время непрерывности, а также многовариантный и все же закономерный (направленный) синусоидально-квантовый характер развития (агро)экосистем, энергетический выигрыш деятельности которое, являющийся основой их расширения в пространстве и продления во времени, определяется только развитием информации (в агроэкосистемах в основном мысли и труда человека). При этом получено, что для увеличения эффективности деятельности агроэкосистем и благополучной их эволюции нужно уменьшить прямое сдигание и диссипацию (/ +1) энергии в физических процессах - то есть ^ ^физТл<л » повысить наукоемкость технологий ) и коэффициент ее окупаемости¿и , увеличив долю расходов физической энергии непосредственно на развитие мысли и труда человека.

Формула I подтверждает, что экологические трудности ^ использования внешней энергии ставит ту или иную систему на грань гибели, снижая прибавку энергии, т.к. й Е однако

они же вынуждают развивать информацию 3 , увеличивая ее эффек

, что и является причиной эволюции живых систем по принципу адаптивной радиации, суть которой описывается формулой 2:ьЕ=4 , т.к./-/Т/^-^г . По такому же правилу должна строиться деятельность агроэкосистем. В работе дан анализ и графическое изображение принципа адаптивной радиации, описанного в трудах М.М.Камшилова (1974,1979).

В /агро)экосистемах, с одной стороны, время - фактор роста! с другой - торможедия ¿Е ~ • Ускорить эндогенное время в агроэкосистемах и увеличить информационно-энергетический выигрыш в них можно, во-первых, за счет создания биологического и технологического многообразия; во-вторых, путем ускорения биогеохимических и производственных циклов; в-третьих, путем эволюции функциональной структуры агроэкосистем на принципах фрактальной мозаичности и адаптивной радиации, т.е. роста информации. Все это в конечном счете созда-

ет предпосылки для бескризисной датенсификации продукционного процесса, повышая баланс между адсорбцией и диссипацией информации и энергии.

Через разные варианты решения уравнения I (когда Ь О f-^r+oo^¿^.-oej^a-^ У показано, почему "волна жизни" во фрактальных системах, к которым можно отнести и биогеоценозы, всегда гонится вперед за счет информационно-энергетического взрыва при -¿¡L ; почему увеличение информации, энергии и ускорение эндогенного времени t в биосферных образованиях идет не по пути образования единого жесткого зацентрализованного глобального организма, а через попарное скрещиваний информации (генотипов, технологий) и сохранение многообразия, почему последнее все же связано не с разрушением, а увеличением много-связности и сложности систем.

В указанной главе дано физико-математическое обоснование, почему при разрушении сложной системы, в т.ч. севооборота, ассимиляционная способность каждого элемента уменьшается, а диссипация энергии в целом возрастает на величину где 5Тф0бщ. - внешняя энергия, подводимая к каждому элементу независимо от того, функционирует он в системе или вне ее; 4 -количество элементов в системе. ' .

При этом получено, что коэффициенты энергетической эффективности и стабильности Кст>сист^ продукциинного процесса в ¿ложных многоевязных^системах Дольше средних значений этих показателей в среднем по разрозненным элементам (Кст^инд )', т.е. получено неравенство 4: г^О^ст.сист^ ^ Кст.инд] .ток от разрушения систелы тем больше, чем выше экологические (или экономические) трудности -fi , что было подтверждено опытом хозяйств и 12-летними полевыми исследованиями с-монокультурами и севооборотами.

Анализ работ Ф.Рамада (1981), Б.Небела (1993), Д.Х.Медоу-за с соавт. (1994) показал, что Еэп экологических последствий (ЭП) антропогенной деятельности в агроэкосистемах можно описать равенством 5: ЕэП ~ - гг[» -1

где ЧН - численность населения, УЭ - удельное (энерго)потребление, 56 - средний уровень продукционного процесса, (T(tr> -среднее отрицательное отклонение продуктивности от об за время деятельности населения в агроэкосистеме, - коэффициент полез-

ного использования энергии, ассимилированной продуцентами.

Указанная выше формула 5 преобразуется в уравнение б:

которое показывает, что экологические последствия можно уменьшить благодаря росту - коэффициента полезного использования урожая и £ - эффективности использования техногенной энергии и его эк0л0гичн0сти (т.е. за счет снижения $ ) и повышение Еу -затрат на развитие информации, а также путем ускорения производственных циклов, т.е. через увеличение так, чтобы новая информация действовала не меньше I цикла, в противном случае

т.е. вся деятельность человека превращается в экологическое загрязнение.

В каждой конкретной агроэкосистеме прибавка энергии ^Е определяется формулой 7: д£" =¿£47 '

где - средняя начальная продуктивность агроэкосистемы, ег-

уровень совокупных затрат техногенной энергии на единицу площади,^ и - конечная и начальная площадь агроэкосистемы.

Экстенсивное пролзводство характеризуется равенством 8: А£<р. о )» и оно Д0ЛжН° основываться на рациональном ис-

пользовании естественного потенциала агроэкосистем. Этот путь при увеличении антропогенной нагрузки на агроэкосистему приводит ее к деградации. Восстановление ее возможно либо при отсутствии антропогенного давления, либо при оптимизации информационно-энергетической подпитки этого процесса со стороны человека, т.е. при переходе на интенсивный путь развития производства, описываемый равенством 9: д Е Ж—-/) ёт'^к который наиболее перспективен, но связан с опасностью отрицательных экологических последствий, перегрева системы и выхода ее за пределы роста, так как £ уменьшается при увеличении «г -доз техногенной подпитки ) , что требует протекания

эволюции агроэкосистемы а сторону повышения ее эксплуативного адаптивного потенциала и совершенствования качества, количества и технологии введения в нее антропогенной энергии, такого правильного ее распределения во времени и пространстве, которое в каждом фитоценозе обеспечивало бы максимум адсорбции (£ ) энергии и минимум (^+1) - диссипации,

На основе решения уравнений.5-9 показано, что экстенсивное производство рано или поздно приводит к исчерпанию возможностей биогеоценоза, к обнищанию этноса и усилению его экологического й политического экстремизма, причем последний становится перманентным. Более того, Езп т.е. при равных условиях экологические последствия деятельность человека _будут там меньше, где производство будет давать большую экономическую прибыль (Пр).

Так как £ " -г^т'^^**^* уравнение 9 превращает-

ся в конечном счете в равенство 10.

Уравнение 10 свидетельствует, что при ! т.е.

когда увеличение затрат на развитие духовной, научной и технической мыели^в обществе опережает рост потребления физической Гер^) энергии, тогда можно достичь усиления продукционного процесса в агроэкосистемах.

В указанной главе рассмотреш основше принципы и способы получения энергетической прибавки энергии-в агроэкосистемах с учетом соблюдения правила Ле Шателье, при этом показано, что "темпы потребления возобновляемых ресурсов не должны превышать темпов их восстановления" (А> ¿у. И, , 1971,1991), однако не использовать.их нельзя, т.к. в этом случае ¥ = О, а-результаты продукционного процесса „либо будут потребляться . другими консументами, а не человеком, либо превращаться в эко- • логические загрязнения, частично откладываясь в геологическом цикле, что приводит к снижению продуктивности фитоценозу. • В работе дано математическое описание коренного и поверхностного улучшения лугов и уэеличения продукционного процесса, при этом показано, что оно должно начинаться в периоды максимального его развития.

Общеизвестно, что в каждой агроэкосистеме имеют место эн- •. догенные и экзогенные ритмы, обусловливающие колебания ее продуктивности. Однако в агроэкосистемах, как и во всей биосфере, действует закон А.Л.Чижевского о количественной компенсации колебаний в биосферных функциях. Исследования показали, что.чем крупнее агроэкосистеш, чем сложнее их функциональная структура, чем дольше они существуют, тем эффективнее проявляется в

них закон АЛ.Чижевского. Однако формирование страховых фондов -один из основных путей предотвращения критических ситуаций в агроэкосистемах, эволюция которых идет по пути расширенного воспроизводства основных (¿кап) и оборотных (Етек) средств производства. При этом необходимо соблюдать правильное соотношение -кап- Етек, обеспечиваемое развитием информации. При ^тё*?""®» %ап пРевРаЧается в экологические загрязнения и подвергается диссипации, о чем свидетельствует современное состояние мелиоративных систем в России.

В работе предложены основные правила введения техногенных ритмов в агроэкосистемы с целью стабилизации их продуктивности.

При одинаковой нелетальной дозе длительно действующий стресс меньшей мощности наносит системе гораздо больше повреждений, чем отрицательные, более мощные, но кратковременное воздействия, что описывается формулой 12:2? П-{// - мощность стресс-фактора, £" - время его воздействия на систему, К - коэффициент устойчивости системы к стресс-фактору, у- плотность размещения элементов в в системе, £ - фактор пространства, на котором действует стресс). Ликвидацию негативных экологических последствий следует проводить своевременно, с учетом того, что энергия, направленная на их тушение, может превращаться в экологическое загрязнение, при этом часто имеет место буфиркация - "неожиданное" усиление цепной реакции разрушения, иногда даже в другом месте или времени.

В работе сделана попытка дать классификацию стрессов и загрязнений в агроэкосистемах. Предотвращение кризисов в них, базируясь на определенных правилах (приведены в диссертации) стабилизации и интенсификации продукционного процесса, требует прежде всего совершенствования прямых и обратных информационно-энергетических связей в системе "окружающая среда^е человек", которое основывается на предотвращении информационно-психотронного загрязнения. социума, что обеспечивается развитием производства полезной продукции в агроэкосистемах.

В своей работе мы пришли к выводу о необходимости экологического страхования, о которой писал Б.М.Миркин (1992). Впервые нами предложена формула для его осуществления.

3. Экспериментальное обоснование основных способов стабилизации и интенсификации деятельности агроэкосистем

На основе анализа закона А.Л.Чижевского и данных полевых опытов предложены формулы для определения размера страховых фондов. Коэффициент (1^) варьирования того или иного параметра продукционного процесса агроэкосистемы определяется равенством 12: [¿Усе) | т,е* для стабилизации продуктивности агроэкосистемы необходимо увеличить ее среднюю величину У, снизить колебания а Уду, » продлить £ - про. дуктивное долголетие системы или ускорить производственные циклы, что достигается оптимизацией ее функциональной структуры и ' внешних условий, которая обеспечивается через многообразие и мозаичность биотопов, биотипов и адаптированных к ним технологий. Формула II показывает, что стабилизация продукционного процесса достигается через его интенсификацию, причем постоянную.

•Для стабилизации энергетической эффективности использова-. ния того или иного техногенного фактора интенсификации расте-' ниеводства необходимо дозу последнего оптимизировать к ритмам окружающей среды и свойствам продуцентов, руководствуясь равенством- 12: и = Т\ .

' . Я,?.*:"?

где - коэффициент варьирования, ¿Р^ - коэффициент энергети- ' ческой эффективности техногенных факторов в каждом .конкретном году, £ - средняя его величина за £ лет. Это осуществляется на основе формирования страховых фоцдов результатов деятельности агроэкосистемы, т.е. в условиях рискованного земледелия необходимы запасы сельскохозяйственной продукции, обеспечивающие рациональное использование средств интенсификации и стабилизации сельскохозяйственного производства путем применения их в года, благоприятные для их действия.

Исследования (табл.1) свидетельствуют, что мозаичность агроэкосистеш повышает ее адаптивный потенциал. Стабилизация ' производства достигается не только орошением и внесением удоб-

рений, но и путем подбора культур в севообороте. Исследования показали, что система, состоящая из трех хозяйств, имела коэффициент неравномерности (И^) урожайности по годам в 1,36-1,60 раз меньше, чем в среднем отдельное хозяйство. Эффективность расширения пространства и увеличения биогеоценотического разнообразия при орошении была меньше, чем без него, т.е. разрыв потоков энергии и вещества между регионами и агробиогеоценоза-ми особенно вреден в условиях экстенсивного ведения хозяйства и неблагоприятных условий. Колебания урожайности одной и той же культуры нивелировались при расширении пространства, поскольку ее максимумы или минимумы по географическим зонам и элементам агролавдшафта не совпадают.

Таблица I

Коэффициент варьирования (Кн,£) и величина (У,т/га) продуктивности разных агроэкосистем (числитель - без орошения,знаменатель - с орошннием, 1982-1992 гг.)

Культура:ГПЗ "Заря :А0 "50 лет:АО "Ок- :В среднем :Уменьше-:Подмоско- :0ктября", :тябрьм,Ук-:по системе:ние Кн :вья" :Ставропо- :раина :из 3 хоз. :от расши-: :лья : : :рения си-:~У Т~Кн~~: У~:~Кн 7 У~7~Кн Т~У Т~Кн :стем______

По~севоо-51л8 За9 23^1 10~3 42^8 5Л5~ 39^3 ~4Л2 ~~1А60

0§?ГДд/га™»° "^.2 78,9 5,1 82,3 ~4,5 80,5 ~2,9 1,36

в т.ч.оз.4А12 2а9 2а05 16х7 4а96 4а8 3А38 4х7 1д30

пшеница 4^75 ¿,2 3,65 5,7 - 4,28 2,1 1,90

Кукуру- 31¿80 12а5 17а0 18аЗ 27^2 12±? 25,3 6А6 2Х00

сил£с 42.° Й.5 1 - 53,2 1,4 1,65

одн.тра- 20а7 Пх5 1бА5 19А7 16*8 19д4 18А0 7А2 2Х34

вы э.м. 17,6 "4,5 28,5 9,3 28,5 ~6,8 27,5 1,9 1,14

мн.тра- 21А9 6дЗ 17л5 17,5 21л5 10д5 20л3 _4Л3 2,66

ш З'м' 31,6 "3,7 ' 46,8 6,9 56,5 "б,2 44,8 ~2,2 2,58

Уменьшение 2410 - 1А84 1Х69 - 1х33

ро!"""- 1,55 1,29

та

• По сравнению с севооборотом при монокультуре возникает необходимость укрупнения страховых фондов и повышения уровня интенсификации хозяйства. Однако чем интенсивнее антропогенный допинг, тем меньше коэффициент его энергетической эффективности (р > и сильнее отрицательные экологическое последствия ). При этом чем больше последние, тем выше проигрыш от разрушения севооборота (или многоотраслевого производства) и превращения его в монокультуру; возникает цепная реакция снижения энергетической эффективности и стабильности производства:

Выявлено, что разные культуры и их сорта имеют неодинаковые стабильность продуктивности и реакцию на тот или иной антропогенный фактор, которые зависят от условий произрастания, в т.ч. от места расположения в агроландшафте и погоды. В свою очередь, антропогенные факторы изменяют реакцию растений на ритмы окружающей среда. Наиболее стабильную продуктивность имеют многолетние травостои. Этот показатель, как у отдельных культур, так и у всего севооборота резко уменьшается при дестабилизации экономической ситуации, что особенно заметно на продуктивности растений интенсивного типа (кукуруза, корнеплоды). В. условиях кризиса использование сёвооборота, возделывание многолетних трав, правильная эксплуатация естественных сенокосов является важным средством стабилизации кормопроизводства.

Коэффициент варьирования.продуктивности всего сложного . лаццшафта в 1,65 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов. Для стабилизации и ускорения продукционного, процесса в агроэкосистеме состав-агрофитоценозов, входящих в нее, должен быть адаптирован ..к рельефу. Даны конкретные рекомендации по формированию агрофитоценозов на разных элементах рельефа.

12-летний полевой опыт показал, что урожайность каждой сельскохозяйственной культуры в севообороте выше и стабильнее, чем при возделывании их вне севооборота. К мнокультуре наибо/ лее терпиш многолетние и однолетние травостои, обладающие определенной мозаичностью, а при внесении удобрений - и Кукуруза. Наибольшую роль в обеспечении стабильности продукционного процесса в агроэкосистеме играет севооборот. Коэффициент варьи-

рования продуктивности всего севоооорота за 12 лет без удобрений равен 4,5 с удобрениями 3,8 В среднем по отдельной культуре, выращиваемой в севообороте, соответственно 8,2; 7,9%. Коэффициент варьирования продуктивности мозаичной агрозкоси-стемы, состоящей из набора бессменных культур без внесения удобрений, составил 7,3, а при внесении удобрений 6,3 Коэффициент варьирования продуктивности в среднем по монокультуре составлял без удобрений 10,9 %, с удобрениями 9,5 %. В первом случае особенно велики колебания урожайности культуры на си-слос (14,8-16,9 %) и озимой пшеницы (8,8-15,9 %). Таким образом, для стабилизации производства растениеводческой продукции необходимы и севооборот, и внесение удобрений, а также другие приемы интенсификации. Менее эффективен набор бессменных посевов культур (простая мозаика) и еще хуже - монокультуры (возделывание одной культуры в кавдом отдельном хозяйстве).

В работе показано, что следует шире использовать разные типы совмещенных посевов культур и сложные фитоценозы с разными жизненными формами растений.

На основе принципа мозаичности нами разработаны уникальные экологически безвредные оросительные системы - дождевальные шлейфы, позволяющие производить дифференцированный полив на очень сложном рельефе с наличием деревьев, древесно-кустар-никовых куртин, блюдцеобразных переувлажненных понижений с естественной растительностью.

Предложена система мозаичного чересполосного перекрестного улучшения Сенокосов и пастбищ, которая особенно эффективна на пойменных землях и участках, подверженных опасности эрозии.

Уничтожение мозаичности агроэкосистем путем выпрямления контуров полей, вырубки древесно-кустарниковых куртин, грив, колок, засыпки блодцеобразных понижений с естественной растительностью есть не что иное, как трата огромных ресурсов с целью выполнения абсурдной задачи: приспособить живую природу с ее многообразием к однообразию тяжелой широкозахватной техники. Ландшафт обладает своеобразным гомеостазом и "сопротивляется" такому улучшению. Особенно опасно техногенное вмешательство на стыках сегментов ландшафта (склонах, изгибах рельефа).

Огромный интерес представляют процессы обмена энергии и вещества между естественными и антропогенными биогеоценозами, взаимоотношения между лесом, пашней, лугами (травостоями) и животными. При строительстве ферм-гигантов ухудшается использование лугов, особенно мелкоконтурных участков, разрушается цепочка "трава - животные - навоз - пашня", во многом решающая проблему удобрений и гумуса и задачу обеспечения населения не только животноводческой продукцией, но и растительной. Пастбищное содержание животных обеспечивает наилучшее соотношение между двумя подсистемами: животными и фитоценозами. Однако оно ускоряет выпадение высокопродуктивных верховых видов, особенно бобовых. В связи с этим нами разработан новый способ использования культурных пастбищ, по которому в их травостой включают, в основном, смеси из верховых вЬбовых и злаковых трав, в фазу выхода в трубку его скашивают опреде-ленным образом в валки и скармливают животным.- Экономия энергии с учетом изменения поедаемости корма и продуктивности животных составляет около 40 %, Одновременно предотвращается уплотнение почвы тяжелой транспортно-уборочной техникой. Благодаря такому способу использования культурных пастбищ в травостое сохраняются бобовые и верховые травы, а в почве поддерживаются условия, обеспечивающие максимальную биологическую азотфиксацию.

На крупных откормочных комплексах возникает проблема утилизации навозных стоков, в какой-то степени решаемая путем • использования их для удобрения кормовых угодий, которое позволяет увеличить урожайность в 1,5-3,5 раза. В то же время обеспечение периферийных полей такого рода удобрениями зятрудня-ется из-за удорожания транспорта. Нами разработана и испытана технология внесения неосветленшх животноводческих стоков, повышающих буферные свойства почвы. Удобрения подаются погружной навесной станцией с "^-образным измельчителем в гибкие мелиоративные капроновые трубопроводы-оросители ДЩ-?0(100) или в трубы РТ-100 и дождевальные шлейфы с модифицированными аппаратами КД-10 "Тимирязевец". Затраты на разжижение и перекачивание навоза к полям по трубам в 3-4 раза ниже, чем на'перевозку того же количества навоза колесным транспортом.

Особый интерес для внесения сточных вод представляют разработанные нами оросительные передвижные комплекты, модули которых расположены по координатной шахматной схеме. После орошения, проводимого в течение 1-3 лет, каждый модуль за несколько рабочих смен без разборки передвигают на соседний участок, благодаря чему не допускается загрязнения почвенного покрова и грунтовых вод, сокращаются совокупные затраты. Таким обра зом, мы имеем мозаику из полей, удобряемых стоками и находящихся на "отдахе", который позволяет соблюсти принцип соответствия поступления стоков поглотительной способности экосистемы, не выводя ее за пределы роста интенсификации продукционного процесса.

Нами разработаны экологически безопасный способ применения стоков и соответствующая машина. По этой технологии перед поливом стоками и после него травостой орошается чистой водой. Над дождем из стоков распыляется чистая вода. Контур осадков из воды больше контура дождя из стоков. Разбавление последних происходит в машине. По периферии участка машина подает дождь только из чистой воды. Но самое главное, что все перечисленные операции машина осуществляет синхронно за один проход.

При таком поливе предотвращается проскальзывание стоков по трещинам в почве. Они разбавляются и смываются с травы. Улетучивание газов, в том числе азотных, подавляется распыляемым над стоками дождем из чистой воды. В данном случае мозаичность технологий сочетается с совмещением их в пространстве и времени. В результате за счет новой технологии урожайность многолетних трав увеличилась на 2,67 т сух.в-ва, сбор сырого белка -на 428 кг/га, вынос Л/ урожаем возрос на 68,4 кг/га, а чистая продуктивность биологической азотфиксации (баланс а ^Л повысилась на 106,6 кг/га, удельше расходы на утилизацию стоков снизились в 3,2 раза.

В агроэкосистемах имеет место скрытая диссипация биосферных ресурсов, выраженная в экологических последствиях, которые при оптимальных дозах и структуре антропогенной энергии могут стать положительными, вызывая улучшение окружающей среды, повышение плодородия почвы и т.д. Существует переход адсорбция^гг диссипация, что следует учитывать при формировании баланса энергии и вещества в агроэкосистемах, а также прямых и косвеншх

(экологических) дотаций сельскохозяйственному производству.

Полевые опыты показали, что агроэкосистемы обладают определенным гомеостазом, благодаря чему в почве поддерживается относительное равновесие между разными формами питательных веществ и их потреблением растениями. По этой причине увеличение выноса того или иного элемента из почвы не ведет к равнозначному снижению его содержания в почве, что объясняется усилением адсорбционных процессов. Введение в агроэкосистему антропогенной энергии и вещества (Е^,) способствует увеличению выноса их с урожаем (Е^р), переходу в формы, неусвояеше продуцентами, и повышению потерь, благодаря чему уменьшается баланс ( дЕ) в системе "антропогенный фактор - почва - урожай", определяемый по формуле 17: = Еур+ (Е^^- - Ет,

где Еп - Еп^н - содержание энергии или вещества в почве после и до изъятия их с урожаем.

Гомеостатические свойства агроэкосистем направлены на поддержание постоянства и улучшение местообитания продуцентов. Однако гомеостаз имеет пределы, определявшие способностью системы поглощать и нейтрализовать те или иные потоки энергии и вещества в продукционном процессе. От этого зависит, является энергия и вещество стимулятором последнего, или экологическим загрязнением. На основе полевых опытов был изучен пищевой режим почв и трансформация питательных веществ в системе '"удобрения-почва-урожай", предложены способы улучшения их использования растениями, а также приеш повышения азотфик-' " сации и снижения влияния на нее азотных удобрений г]утем локального дифференцированного по слоям внесения НРК , оптимизации водно-воздушного режима и подбора состава травостоя.

, Введение в севооборот бобовых культур способствует усилению продукционного процесса у зерновых. В укороченном плодосмене с конскими бобами урожайность зерна сорта "Мироновская 808" была на 6-9 ц/га, а у сорта "Щедрая Полесья" на 7-14 ц больше, чем приг монокультуре. В свою очередь интенсивные сор- ' та злаков по сравнению с экстенсивными, обладая более глубо- . ким потреблением азота, увеличивают азотфиксирующую способность последующих бобовых культур и свободноживутцей микрофлоры. При этом преимущество сорта "Щедрая Полесья" перед Мироновской 808"

Таблица 2

Среднегодовой баланс энергии (ГДж/га) и азота (кг/га) в системе "антропогенный фактор (удобрение) - почва -уро <аЛ" при возделывании сельскохозяйственных культур в севсооороте и бессменных посевах за 1984-1995 гг. (в ч/слителе-без удобрений,в знаменателе-с удобрениями

Показатели Сезо- -Монокультуры^

осорот:ячмень:мн. :оз. :кукуру ТоднТ" 7 в сред-

:травы :пшени-:ца -:за на : силос :травы нем

С^ор с урочаем С<? Г^ч/га 71а5 о9л2 67^4 53л8 64х6 74 А1 65А6

90,4 83,3 93,8 64,6 91,8 91,6 85,0

Затвяты энергии (Аг'.Г^м/га 17^5 23а3 25,4 ЗІЛ 33А6 2§х7

29,6 34,4 26,7 44,2 49,8 48,8 40,8

Видная приоавка ¿нергли ГГ^/га -54^0 -45А9 -52А4 +28а4 -33 а5 -40А5 -39а?

-60,8 -48,9 -67,1 +20,4 +42,0 +42,8 +44,2

Коэффлцлент вид- ноЛ энергетической 5 т сффективнооти про- ' 3^.0 2,4 3,5 1,5 2*1 1,8 2х? 1,9 2а6 2,1

иззодства

Среднегодовое из- 0,000 -5x0350

менение содержа- ОдООО -0,0057-0.0267 -0^0025

нля в почве: п~0057 гузиуса, -0,0075+0,0433-0,003 -0,0321 +0,0075

уА/кг/га _-29_ _-30_ -II _-32_ _+12_

"+14~ ~-5 ~-23~ ~-22~ +9 ~+26~

Р2°5' кг/га __-5_ __-7_

"+1о~ "її" ~ +8~ +16 -5~ +4~

К^О, кг/га -13. -10 _-21_ -9

-16 -20 " +5 ~-23~ +9~ "+Ї0

ирибавка по энер- гі*§ -32д8 -43А7 +3^7

гетической оценке плодородия,Гдж/га -9,6 -8,6 -53,6 -0,3 -34,7 +П~5

Баланс энергии -52А6 -34^8 -85х2 г?§х§ -10^2 -44а2 +З645

бИОСф.}В СИ- й стеме,Гдж/га » -58,5 - 120,7 -20,1 -5,3 +54,3 +51,8

Вынос с урожа-эм, кг/га Л/ур _7§_ 64 _§§ 61 _59 _71 _§9

147~ 106 179 121 144 147 119

Заланс^А ^кг/гл- -64 -35 +118 +50 +27 +83 +52

-43 -87 -12 -15 +35 -23

Коэффициент исполь- 39 51 55 48

зования удобре- 64 62 79

ний, %

Наиболее четко проявилась в варианте Р9о%0^120- ^ первого урожайность в монокультуре составила 4,6 т/га.зерна, а при плодосмене 6,2 т/га, а у второге сорта соответственно 3,2 и 3,4 í/га. Без внесения удобрений в монокультуре "Цедрая Полесья" имела урожайность только на 1-2 ц/га, а при РК в плодосмене на 8 ц/га больше, чем "Мироновская 808". Оптимальный вариант для 1-го сорта в монокультуре Рдо^до^Ш' а в плодосмене PK^gQÍ для "Мироновской 808" соответственно Рдо^до^хго и рк^б0* ПРИ высоких дозах "Мироновская 808" сильно полегала.

Таким образом, доза антропогенной подпитки должна соответствовать способности агроэкосистемы использовать ее для усиления продукционного процесса.

. Мозаичность агрозкосистем и севообороты позволяют уменьшить диссипацию энергии и вещества. Например, коэффициент использования У-удобрений в севообороте был в 1,33 раза больше, чем в среднем по набору тех же культур, возделываемых бессменно. Баланс азота, то есть чистая прибавка за счет азотфиксации в севообороте был в'1,4-2,2 раза больше, чем в среднем по монокультуре. Кроме того, баланс энергии в системе "антропогенная энергия-почва-урожай" в среднем по культуре без удобрений был в 1,45 раза (на 16,2 ГДж/га), а цри Л/Мв 1,36 раза (на 18,6 ГДж/га) меньше, чем при возделывании тех же культур в севообороте. В среднем коэффициенты энергетической эффективности производства в севообороте был в 1,5-1^6 раза больше и стабильнее, чем по монокультуре. Кроме того, азотные удобрения уменьшали чистую продуктивность азотфиксации в севообороте только в 1,28 раза, а в среднем по монокультуре - в 2,26 раза. Исследования показали, что возделывание-многолетних и однолетних трав, особенно бобовых, является одним из основных приемов замедления диссипационных явлений в агроэкосистемах и усиления адсорбции энергии и вещества. Накопленное травами плодородие почш используется последующими культурами.(Табл.2).

Важным моментом улучшения использования факторов интенси- , фикации продукционного процесса является обеспечение замкнутости биогеохимических и производственных циклов.

Несмотря на потери азота при хранении навоза за счет замкнутости цикла можно при внесении минерального азота ^qq и по-

лученных органических удобрений производство баранины увеличить со 197 кг/га (на фоне РК) до 390 кг/га, т.е. на 10 % больше, чем без внесения навоза, и повысить в 1,3-1,4 раза коэффициент использования азота, внесенного с минеральными удобрениями.

В условиях дефицита техногенных средств необходимо обеспечить повышение урожайности за счет совершенствования структуры агроэкосистем, например, путем подсева бобовых трав и усиления их азотфиксирующей способности (табл.3).

Таблица 3

Баланс энергии, азота, подвижного и обменного К^О в системе "антропогенный фактор-почва-урожай" (дерново-подзолистая почва,клеверо-тимофеечная смесь, 1990-1994 гг.)

Показатели

_Варианты_

Контроль :Подсев :рйпкол • • :РК+под- :сев « :^ба в :1994 г

+79 +128 +154 +165 +100

+5 +6 -2 ' 0 -I

+58 +74 +65 70 +61

139,4 152,8 148,0 159,6 172,0

19,7 22,9 22,9 25,4 39,7

119,7 129,9 125,1 134,7 132,3

-13,7 +1,2 +16,5 -16,4 -2,4

.106,0 131,1 141,6 150,8 129,9

- 25,1 35,6 44,8 23,9

_ 13,2 14,8 10,2 1,6

Среднегодовой баланс кг/га: Л/

Р2°5

и£о

Сбор ОЭ, ГДж/га

Затрата энергии, ГД»Уга

Прибавка ОЭ с урожаем, га

Накопление энергии в почве, ГДж/га

Всего прибавка энергии в агроэкосистеме,Гдж/га

Доп.прибавка»ГДж/га

Коэффициент энергетической эффективности приемов

Исследования показали, что подсев клевера наиболее эффективен при достаточной влажности почвы после 1-го укоса л на

фоне РК при содержании этого вида в травостое менее 25 %.

4. Разработка концептуальной модели кормопроизводства в системе ландшафтно-зонального земледелия

Идея об адаптивном ведении сельского хозяйства в современном понимании в неоформленном виде является его ровесницей. Концептуальные основы адаптивного лавдшафтно-зонального земледелия в нашей стране изложены в трудах А.А.Кученко (1985, 1990,1993,1994), В.И.Кирюшина (1993,1996) и др.

Нами разработана концептуальная модель оптимизации функционирования агроэкосистеш на основе учета всей совокупности природных и социально-экономических факторов и ограничений, а также прогноза дальних экологических последствий. Подчеркнута особая роль блока планирования и.осуществления своевременной трансформации и оптимизации структуры агроэкосистеш (хозяйства).

При этом предложено классифицировать адаптивные системы (модели) ведения сельского хозяйства по решаемым задачам, т.е. по основной цели: I - интенсивная с обеспечением оптимального природопользования, ресурсосбережения и рекреации биосферных ресурсов; 2 - природоохранная и рекреационная с элементами интенсификации продукционного процесса и ресурсосбережения; 3 -ресурсосберегающая, обеспечивающая охрану природы и по возможности интенсификацию производства. В одном и том же хозяйстве должна быть мозаика указанных моделей. Информационно-консультативные системы и модели'продукционного процесса реализованы в ГПЗ "Заря Подмосковья" при эксплуатации культурных сенокосов и пастбйщ.

Нами шведена формула и определены коэффициенты для прогнозирования экономической и энергетической целесообразности улучшения лугов, учитывающая природные и социально-экономические факторы. .'

.. Показано комплексное значение многолетних фитоценозов в природе и в сельскохозяйственном производстве, объяснен механизм их благоприятного воздействия на агроэкосистеш.

Многолетние травостои - "буфер или полупроницаемая мембра-

на" з системе "человек-природа", поглощающая и нейтрализующая отрицательные и усиливающие их положительные воздействия друг на друга. Б работе приведены результаты исследований, подтверждавшее что травы и древесно-кустарниковая растительность является мощным средством предотвращения и засоления почвы,уменьшения размера и загрязненности поверхностного и внутрипочвен-ного стока, улучшения экологичности продукции. Орошение, известкование, внесение А>РК , микроэлементов, щелевание л др. агромелиоративные приемы, увеличивая почвозащитную и положительную экологическую роль лугов и сеяных травостоев, позволяют даже в Нечерноземной зоье получать 10 т/га сухого в-ва при низкой себестоимости корма, высоком его качестве (16-22 % сырого белка), уменьшая содержание в нем нитратов, свинца и кадмия. При этом выявлено, что распределение загрязнений, в т.ч. Р€ и (У , в фитоценозах и ландшафтах, носит закономерно пятнистый характер, который во многом объясняется явлением термофореза и термоосмоса.

На основе анализа производственной деятельности хозяйств приведены наиболее эффективные системы кормопроизводства и содержания молочного скота в зависимости от размеров его стада и продуктивности.

5. Разработка экологически безопасных технологий стабилизации и повышения продуктивности агро-экосистем на основе концепции предотвращения в них кризисных ситуаций.

Проведено изучение зонально-лавдшафтных особенностей влияния разных форм, видов, доз и сроков внесения удобрений, интенсивности и способа использования, режима орошения, длительно-стй и срока затопления и других факторов на состояние естествен« дах биогеоценозов, их флористический состав, пищевой режим, окислительно-восстановительные и другие агрохимические свойства почвы, эрозионные процессы, качество корма. Ка основе этого были предложены экологически безопасные технологии увеличения продуктивности естественных сенокосов и пастбищ с обеспечением сохранности плодородия почв, ценных флористических образований, усиления инвазии в травостой лекарственных, бобо-

вых и других ценных видов, снижения абразии берегов и террас, предотвращения эвтрофикации водоемов и летних паводков, веду щих к деградации лугов.

Причинами летних паводков, как показали исследования,проведенные в поймах р.Велья, Рессета, Тихая, Дон и др., являются быстрый сток ливневых осадков с водосборов из-за уничтожения на них луговой и древесно-кустарниковой растительности, обмеление рек и внеплановые сбросы вода из хранилищ.

Летние паводки приводят к деградации пойменных лугов и полному уничтожению результатов их перезалужения. Испытания 17 основных ценных видов трав показали, что их устойчивость к весеннему затоплению при повышении температуры вода в 0-5°С до +5-Ю°С уменьшается в 2-3 раза. Этот показатель в летний период перед 1-м укосом при температуре вода +14-16° даже у злаковых трав не превышает 4-8 суток (исключение - пырей ползучий - 12-15) и уменьшается в 1,5-2,0 раза на удобренных (^ ) участках. Наиболее устойчивы к затоплению пырей ползучий, бек-мания обыкновенная, двукисточник тростниковый, лисохвост луговой и кострец безостый.

Для уменьшения последствий летних паводков можно исЛС>№30 — вать разработанные в ТСХА мобильные, малометаллоемкие передвижные навесные насосные станции с производительностью 800-1000 л/с, снабженные рыбозащитными и противоэрозионными устройствами. Однако наиболее эффективным путем является предотвращение паводков путам оптимизации потоков энергии и вещества в системе "верхняя часть, водосбора—»-пойма—*-река"

Несмотря на азональность пойменных лугов существуют в каждой зоне свои особенности в технологиях их улучшения, которые в наибольшей степени проявляются на материковых угодьях. В опытах, поставленных в лесолуговой зоне (Калужская, Московская обл.), эффективность коренного и поверхностного улучшения луга определялась применением удобрений. Вместе с тем внесение высоких доз кислых форм удобрений без известкования вызывало ускорение вырождения луга, ухудшение агрохимических и биологических свойств почвы.

В степной зоне (Ростовская обл.) распашка пойменного луга под овощные культуры приводила к засолению почвы и за 8 лет уменьшила содержание гумуса с 4,90 до 2,95 Й, емкость поглоще-

ния с 56 до 46 мг-экв/100 г, увеличивая рИВ0 с 7,5 до 8,7, плотдай осадок - в 2, а обменный натрий - в 1,6 раза. Степень засоленности возрастает при изреживании травостоя и уплотнения почв. Наиболее эффективаш способом повышения продуктивности пойменного луга в этом случае явилось сочетание внесения на луге кислых форм ^РК с орошением при нижнем пределе влажности 70 % НВ в слое 0-50 см, увеличившее сбор корм.ед. с 2,5 до 6,5 т/га. Без орошения внесение удобрений после 1-го укоса не целесообразно. Перезалужение длительно затопляемых участков обычными способами в этих условиях часто не удается.

В условиях южной части лесостепной зоны (Кировоградская обл.) после проведения осушения луга при наличии в фитоценозе корневых видов перепашка с дискованием и внесением Рбо%(^8 даже без подсева трав, улучшая агрохимические и биологические свойства почвы, повысило сбор сухого вещества поедаешх видов с 0,65 т/га до 4,14 т/га, а содержания сырого.белка в нем - ' с 10,4 до 14 %.

Исследования на основе полевых и производственных опытов, проведенные в 1973-1995 гг1, позволили сделать вывод о том, что влияние минеральных азотных удобрений на биологическую азотфиксацию и взаимоотношения между бобовыми и небобовыми видами определяется комплексом геобиоценотических и антропоген; ных факторов. Отмечена общая тенденция увеличения отрицательного влияния азотных удобрений на деятельность симбиотическо-го аппарата бобовых растений при повышении содержания в травостое злаковых трав и других небобовых видов, особенно.пырея ползучего, амброзии полынолистной, полыней. Растения, содержащие в надэмшх и особенно подземшх органах дубильные вещества, глюкозиды и эфирные масла, сильнее подавляют развитие клубеньков и образование в них леггемоглобина. Однако такое влияние этих веществ нейтрализуется оптимизацией водно-воздушного и пищевого режима почвы. . .

Проведено изучение зонально-лавдшафтных особенностей влияния состава травосмесей, подсева бобовых, режимов орошения» . обработки почвы, известкования, способов, сроков, доз внесения видов и форм удобрений, режимов использования на формирование

агрофитоценозов, их продуктивность, качество корма, симбиотиче-ский аппарат бобовых, биологическую азотфиксацию, рост и развитие надземных и подземных органов растений. Кроме того, изучено действие указанных факторов на агрохимические свойства, микробиологическую активность почш, газообмен в травостоях, а также на баланс энергии и питательных веществ в системе "антропогенный фактор-почва-растения-урожай". На основе этого даны рекомендации по предотвращению разных видов деградации почв, рациональному подбору состава травостоев и продлению их продуктивного долголетия, эффективному использованию удобрений, орошения и других сельскохозяйственных приемов. Указанные технологии позволяют получать в нечерноземной зоне 8000-10000, а в степной более 15000 кормовых единиц с I га, при коэффициенте варьирования менее 5 £ и энергетической эффективности производства более 300 ',о% последнее является свидетельством его относительной экологичности.

В исследованиях получено, что для нечерноземной зоны наиболее универсальными остаются клеверо-тимофеечные смеси. При внесении ЫРК высокую урожайность дают 1-3-компонентные злаковые смеси на основе ежи сборной, тимофеевки луговой, костреца безостого и овсяницы тростниковой (до 10 т/га сух.в-ва). Включение в травосмеси бобовых ведов позволяет снизить в первые 2 года затраты азотных удобрений (на 200-360 кг/га V 0.

Для лесостепной и степной зоны наиболее эффективно возделывание люцерны синегибридной в чистом виде или в смеси с кострецом безостым, с содержанием последнего на уровне 25 при расположении рядков последнего через 2-3 рядка люцерны. При этом выявлено, что при неудачном подборе состава урожайность люцерно-злаковой может снижаться под действием орошения и внесения Ы -удобрения.

Оптимизация водно-воздушного и пищевого режима во всех случаях активизировала формирование и деятельность симбиотическо-го аппарата бобовых, а частое скашивание и повреждение листьев действует противоположно. Внесение же азотных удобрений, как правило, подавляет биологическую азотфиксац/.ю, но эффективность их применения определяется зонально-ландшафтными ^сгови-ямл. Вероятность шеокой энергетической эффективности 1Л/Н9раль-

ного азота увеличивается от лесостепной зоны на север и юг, а также в восточном направлении. В условиях степной зоны, особенно на солонцеватых почвах (рН Д 7,2), внесение на фосфорном фоне под каждый укос кислых форм //^ед при орошении и 4-6-крат- ,. ном скашивании люцерны практически не оказывало отрицательного влияния на азотфиксацию, резко увеличивая выход обменной энергии. В этом случае внесение ^-удобрений при многоукосном использовании травостоя в фазу бутонизации повышает энергетическую эффективность орошения. Энергетическая окупаемость //-удобрений - более 300 %. В данных условиях внесение ^ и орошение было эффективней на люцерне, чем на лщерно-злаковых травостоях. Внесение азотных удобрений оправдано в том случае, если отсутствуют условия для активной биологической азотфиксации, или последняя не позволяет реализовать в полной мере ассимиляционный потенциал культуры или другие агромелиоративные приемы. В условиях плохого формирования клубеньков фН^ 5,б)внесение' щелочных уорм азотных удобрений может дать существенную прибавку урожая, особенно у новых для данной местности сортов дву-укосного клевера, сильно изреживагацегося ко 2-му году пользова- " ния. Однако наиболее экологически безвредным приемом увеличения продуктивности бобовых в этом случав явилось известкование, улучшение фосфорно-калийного питания, применение, микроэлементов и внесение бактериального препарата с семенами покровной куль- . туры. Эффективность бобово-ризобиального симбиоза - один из важнейших показателей благополучия почвенных процессов и культуры земледелия. . ■ * •

На основании изучения биологических особенностей развития люцерны и клевера, лугового разработаны приемы повышения их семенной продуктивности до 400-600 кг/га, в т.ч. за счет усиления атрагирующей способности генеративных органов, оптимизации водного и пищевого режима, способа посева и использования травостоя.

Одним из существенных факторов стабилизации агроэкосис-тем является ускорение продукционного процесса, путем возделывания промежуточных культур при сокращении сроков на уборку урожая, подготовку почвы и посев, в т.ч. за счет минимали-зации обработки почвы. Многоукосное использование травостоев,

выращивание промежуточных культур - основа эффективности ороша емого земледелия.

Нами предложена новая концепция конструирования дождевальных аппаратов и поливной техники, учитывающая конечную эффективность и экологические последствия. Определены экологически допустимые поливные нормы мощности, структуры, интенсивности, продолжительности дождя, способы и режимы орошения в зависимости от рельефа, почвы, растительности и зональных особенностей

Для орошения пойменных земель, склонов, участков со сложным рельефом, крупных и мелкоконтурных массивов, для рациональ ного использования местного стока, экологически безопасного применения сточных вод, борьбы с аридизацией при переложном бахчеводстве, осуществления фитосанитарных, противозамороэко-вых, освежительных, вегетационных и промывочных поливов, дождевания участков с древесно-кустарниковой растительностью и слабоводопроницаемой почвой разработаны оросительные передвижные комплекты с оригинальной водорегулирующей арматурой и двух позиционными дождевальными шлейфами (1цД-25/300А, ВДК-2П-20/600 ПЩК 2П-10/300ВС "Фермер" и др.), которые позволяют производить полив даже при уклонах 0,1. При этом удельная металлоемкость составляет 250-500 кг/га, средняя интенсивность дождя -0,05 мм/мин., диаметр капель 1,1 мм. Применение дождевальных шлейфов позволяет при такой же производительности снизить удельные расходы воды на 25-30 увеличить урожайность у пропашных и овощных культур на 20-30 %, уменьшить степень уплотнения почвыгод действием дождя в 2-4 раза и толщину кольмати-рованной почвенной корки в 1,3-2,0 раза, массу разбрызганной почвы - в 5-9 раз по сравнению с "Фрегат", благодаря чему уменьшается необходимость послеполивной культивации, достигается возможность полива любых культур от всходов и цветения до плодоношения, без повреждений и загрязнения землей проростков и плодов, что подтвердило серийное использование указанных комплектов.

Выявлена высокая эффективность систем прерывистого и поочередного орошения, медленного дождевания, в т.ч. для борьбы с водной эрозией. На основании этого разработаны оптималь-

ше технологии эксплуатации дождевальных систем, позволившие ■ увеличить эффективность орошения в 1,2-1,3 раза, снизив при этом затраты труда в 1,5-2,5 раза. Показано большое значение вечерне-ночных поливов, не. нарушающих эндогенные ритш фито-ценозов, разработаны пути оптимизации поливных режимов с учетом параметров поливной вода и окружающей среда; Показано, когда эффективно внесение удобрений с поливной водой, а в каких условиях вредно. Кроме того, представлены технологии и устройства по комбинированным способам орошения, сочетающие по- . верхностшй полив и дождевание, капельное и надкроновое мелкодисперсное дозвдевание; разработаны рекомендации, устройства по противозаморозковому, освежительному, влагозарядковым, про-швочным и другим видам полива.

В работе предложены новые комплексные технологии и средства по борьбе с аридизацией, засолением, ветровой и водной эрозией почв на основе применения быстросборных оросительных передвижных комплектов, явления электроосмоса и ускорения отда- ; чи солей почвой при обработке ее током,более совершенных режимов орошения и фитомелиорации, а также использования мембранных способов, гелиоветровых станций для выпаривания солей и получения опресненной вода.

Особое внимание уделено созданию систем экологически безопасного, ресурсосберегающего, передвижного орошаемого земледелия на местном стоке.

На основе исследований потоков энергии и вещества в зонах водохранилищ, крупных оросительных систем и .каналов представ- -лены новые концепции и технологии уменьшения их отрицательного влияния на 'окружающую среду. -При этом рекомендовано каналы' строить нё по командным точкам рельефа, а в тальвегах.

Все указанные технологии и устройства созданы на биосферных принципах гомологичности рабочих органов, дублирования систем надежности, многофункциональности, мозаичности структуры,-Причем устройства сконструированы тек, что из одних и тех же уалов можно собрать огромное количество марок и типо-размерой доадевальных систем.'

На этих же принципах были предложены ноше способы и орудия для комбинированной (с поделкой прерывистых щелей, крото-

- ЗІ -

вин, гребней и т.д.) обработки почвы, основанные на объемном противоэрозионном дифференцированном рыхлении с помощью воздуха и активных рабочих вибрирующих органов, выполненных в виде гибких струн, штанг, пластин, многожильных тяг. Указанные технологии позволяют смоделировать естественные процессы рыхления почвы, избежать образования подпахотного плотного слоя и сократить энергетические затраты в 2,5-7,0 раз. Предложенные устройства отличаются малой материалоемкостью и позволяют проводить сразу несколько операций и подготовить почву к посеву за один проход. При этом в определенной степени оптимизированы сроки, глубина и способы обработки почвы, особенно под промежуточные культурі в условиях достаточного увлажнения и его дефицита.

6. Снижение потерь результатов продукционного процесса в агроэкосистемах и исследования биохимического состава растений и продукции

В диссертации сформулированы и математически обоснованы энергетические принципы снижения потерь при заготовке и хранении сельскохозяйственной продукции.

Выявлены следующие закономерности. Во-первых, оводнен-ность растений, а также концентрация в их сухом веществе биологически активных веществ (каротина, витаминов, Е,С,РР, дубильно-красящих соединений, флавоноидов, терпеноидов, стероидов, незаменимых аминокислот и т.д.), сырого белка, липидов, простых углеводов, достигая максимума, при старении растительных тканей уменьшается. При этом возрастает концентрация сырой клетчатки и ее лигнинизация, усиливается образование неперевари-мых меланинов и меланоидов в результате окисления и взаимодействия аминокислот, белков, простых углеводов и фенольных соединений. Во-вторых, старение (созревание) растений и изменение их биохимического состава ускоряются при воздействии на них стресс-факторов: УФ-лучи, резкий перепад суточных температур, заморозки, слишком высокие температуры воздуха, дефицит влаги, механические повреждения, повышенное содержание в окружающей среде ацетилена, паров эфиров, спиртов, кислот, кислорода, осо-

бенно озона, окислов азота и серы, серводорода, хлора, брома; сам процесс старения мы связываем с разрушением клеточных- мембран, которое при расходовании антиоксидантов (витаминов А,Е, С, антоцианов и др.) приобретает цепной характер. В-третьих, в качестве защитной или ответной реакции на неблагоприятные условия произрастания в растительных тканях усиливается синтез тех или иных веществ, при этом формируются популяции с повышенной способностью к такому синтезу, которая закрепляется генетически.

Исследованиями, .часть которых проведена совместно с академиком, директором Института хтчйгц1 вице-президентом .'.АН МНР Д.Бадгаа, выявлено, что при резких колебаниях температуры воздуха, высокой вероятности засухи, весенних и осенних, заморозках повышенной солнечной активности в области УФ-лучей наблюдается большая концентрация фенольных, непредельных, цикличных и гетероцикличных соединений (антоцианов, флавоноидов, тер-пеноидов, стероидов, эфирных масел), незаменимых аминокислот, низкомолекулярных органических кислот, сложных углеводов (пектинов, инулина, гемицеллюлозы), причем гидролиз последних и синтез простых углеводов сдвигается в сторону образования моносахаров, преимущественно плохокристаллизующихся, наиболее физиологически активных кетоэ, в частности фруктозы. При внесении удобрений, особенно азотных, и орошении концентрация этих веществ снижается.

В условиях недостаточной аэрации на почвах с преобладанием восстановительных процессов в течение длительного периода формируются популяции растений, у которых понижена активность , редуктаз, а способность потреблять восстановление формы питательных веществ выражена ярко. И наоборот, в местах, где почвы хорошо аэрируются и обладают высоким ОВ-потенциалом, формируются популяции растений с повышенной интенсивностью редуктаз, однако последняя зависит в сильной степени от внешних факторов.

Зимостойкость растений формируется не только за счет углеводного обмена и образования фруктозы в системе "олигосаха-разг- моносахара", но и за счет синтеза фенольных соединений.

При этом указанные вещества лучше всего накапливаются, когда ночные пониженные температуры сочетаются с солнечной погодой днем. Концентрация фенольных соединений в растениях снижается при внесении азотных удобрений, улучшении влагообеспеченности, а также в результате смены заморозков оттепелями. Это особенно четко проявляется у менее устойчивых к неблагоприятным условиям видов и сортов.

Многие из указанных веществ являются не только прекрасными антифризами или хорошими адсорбентами свободной влаги, предотвращая тем самым образование льда в межклеточниках и вакуолях, или их иссушение, но регуляторами биоэнергетических процессов. Более того, некоторые иэ них, инкрустируя клеточные оболочки, придают им гидрофобность или, являясь антиоксидантами, сохраняют мембраны. Вероятно, наличие гидрофобного слоя у последних способствует тому, что вода в клетки ассимилирующего аппарата и ее структуры поступает не в форме "тяжей и капель", а в виде отдельных или небольших ассоциаций молекул (в виде пара), которые конденсируются на гидрофильных молекулах. При этом выделяется энергия, используемая тканями в биологических процессах. Избыток воды передается от клетки к клетке как в виде пара, так и в результате выравнивания градиента "насыщенности" ею гидрофильных молекул и структур цитоплазмы. По крайней мере, это наиболее экономный, с точки Зрения энергетики, способ использования воды растениями.

На основе исследований биохимического состава растений и растительного сырья нами уточнена технология переработки пло-довоягодных выжимок на корм и пищеше культуры, при этом для ее реализации предложена поточная безотходная линия с замкнутым циклом использования тепла и растворителей. Кроме того, показана роль антициановых пигментов и др. биологически активных веществ в стабилизации биохимического состава растительного сырья. На основе этого разработаны принципиально ноше устройства и способы заготовки, хранения и транспортировки кормов и сочного сырья. Кроме того, предложена концепция развития лечебно-профилактического кормопроизводства.

Исследования, проведенные в 1570-1995 гг., показали, что улучшение водно-воздушного и пищевого режимов многолетних трав

способствует увеличению концентрации в их сухом веществе сырого протеина (сП), незаменимых аминокислот, каротина, обменной энергии (03), снижению содержания сырой клетчатки (сК), лигнина, коэффициента одревеснения и повышению переваримости всех питательных веществ.

Внесение А/РК и орошение увеличивают отношение К : Mr , Са : Р, Са : , особенно в люцерно-злаковой травосмеси. Орошение и NPK , снижая ОВ-потенциал почвы, повышают доступность железа растениям, обогащают корм этим элементом. •

Внесение азотных удобрений при неблагоприятных условиях (засуха, дефицит тепла, высокая температура воздуха - более 30°С) в растительных тканях повышает содержание амидов (глута-мин и аспарагин) и нитратов, особенно на ранних этапах развития растений. Указанные вещества являются своего рода запасом (депо) азота, невовлеченным из-за недостатка АТР и углеводов в белковый обмен, который улучшается при внесении микроэлементов и оптимизации других факторов.

Агромелиоративные приемы способствуют стабилизации качества продукции, что очень важно для производства. Однако,эффективность, например, орошения и внесения удобрений, резко падает при запаздавании с уборкой травостоев и при неправильном хранении продукции. Поэтому в ряде хозяйств была организована производственная проверка технологий заготовки и хранения кормов. Созданы новые способы консервирования сена, сенажа, силоса, травяной муки в газовой среде, получаемой за счет гидролиза и реакции карбонатных и аммиачных солей, укрытия разными видами пленок, в т.ч. напыляемых из КФ-пенопласта и КФ-смолы,, по экологически безвредным технологиям. Предложены новые способы укрытия и закладки кормов на хранение, а также сушки тра вы с воздействием электрических токов, электромагнитных полей и с помощью сенных сараев и сушилок, позволяющих использовать энергию солнца, ветра, потоки пара, воздуха и тепла, создаваемые сырьем и пространственно-временным перепадом параметров окружающей среда. •

. Нами предложены и экспериментально проверены быстросбор-ные хранилища-холодильники,- работающие за счет энергии солнца, ветра и перепада температур воздуха в пространстве и времени,

а также тепла, выделяемого сырьем. В качестве теплоизоляционных оболочекпредложены оригинальные покрытия из армированного пенопласта, панели, стены, пенобетоны с пенопластовым наполнителем. Расход стеновых материалов уменьшен на 30-60 %.

Предложены (на уровне изобретений) оригинальные быстро-сборные, малометаллоемкие складные контейнеры и теплоизоляционные камеры, а также емкости из армированного пенопласта как для сочных, так и жидких продуктов.

Рекомендованные нами приемы интенсификации и стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах прошли экономическую, экологическую и энергетическую оценку, а также производственную проверку.

основные швода

I. Математическое моделирование, теоретические и экспериментальные исследования свидетельствуют, что деятельность аг-роэкосистем может быть оптимизирована на основе соблюдения принципов устойчивости и эволюции биосферы, разработанных В.И. Вернадским и его последователями, и закона А.Л.Чижевского о количественной компенсации колебаний в биосферных функциях.При этом благополучная эволюция агроэкосистем достигается только через постоянное совершенствование их мозаичной функциональной структуры на указанных принципах"и адаптированную к ней интенсификацию продукционного процесса, направленную на повышение его энергетической эффективности и осуществляемую на базе опережающего информационного развития, т.е. путем увеличения в структуре антропогенных энергетических затрат доли энергии, затрачиваемой на получение информации, а также за счет ускорения информационно-энергетических потоков, производственных, биогеохимических циклов и обеспечения их замкнутости, что тоже совершается на основе роста наукоемкости сельскохозяйственного производства. Таким же образом можно достигать постоянного расширения пределов интенсификации, а также ускоренного создания экологически безопасных энергосберегающих технологий и средств для ее обеспечения.

2. Одним из важнейших условий благополучного развития аг-роэкосистеш является превышение энергетической прибавки, получаемой в результате интенсификации продукционного процесса, , над техногенными затратами энергии с учетом компенсации биосфера« запасов, т.е.*замкнутости биогеохимических циклов, и ликвидации отрицательных экологических последствий антропогенной деятельности. В связи с этим условно об экологической безопасности растениеводства, а также того или иного агроприема можно говорить в том случае, если коэффициент их энергетической эффективности превышает 200 %. В современных условиях . снижение экологических последствий антропогенной деятельности в агроэкосистемах можно достичь преимущественно путем стабилизации и увеличения их продуктивности и повышения коэффициента полезного использования продуктов фотосинтеза, учитывающего и затраты на их транспортировку, хранение, переработку и реализацию. . : . 3. Системы технологий в кормопроизводстве, разработанные с учетом балансов и потоков энергии и вещества в агроэкосистемах, позволяют не только сохранять, но и увеличивать плодородие почвы, снижать на 30 % и более удельные затраты минеральных удобрений, консервантов, гербицидов, энергии, поливной вода и других средств, уменьшать отрицательные экологические.последствия антропогенной деятельности, обеспечивая сбор сухого вещества 6-10 т/га в лесной и 12-17 т/га в степной зонах с содержанием в нем 16-22 % сырого белка и 6-8 % незаменимых аминокислот при энергетической эффективности производства более 300 % и коэффициенте варьирования продуктивности во времени менее 5 /а, одновременно улучшая качество продукции, уменьшая содержание вредных соединений, в т.ч. тяжелых металлов (?4 и ) и снижая в 1,5-2,0 раза ее потери на пути "поле-потребитель". .

4. Коренное и поверхностное улучшение кормовых угодий о а также конструирование, проектирование, строительство и эксплуатация мелиоративных систем должны вестись с учетом сегментар-но-эллипсоидного строения ландшафтов, направленности и много-связности потоков энергии и.вещества в биогеоценозах. На основе' прогнозирования их экономической и энергетической эффектив-

ности, по формулам, оценивающим совокупность природных, социально-экономических факторов и ограничений, а также надежность и гарантированность действия агромелиоративных приемов и систем.

5. Основным способом уменьшения вероятности летних паводков, уменьшения загрязнения водоисточников, эрозии почв, улучшения водного баланса в arpoэкосистемах является организация лесокустарниковых защитных полос в местах перелома рельефа, водорегулирование в балках и интенсификация развития травянистой растительности на склонах водосборов.

Прерывистое щелевание, локальное дробное внесение удобрений в формах нейтрализующих кислотность или щелочность почв, дифференцированное по элементам рельефа медленное прерывистое дождевание (интенсивность 0,05 мм/мин) с крупностью капель 1,1 мм, позволяет достичь продуктивности трав более 10,0 т/га сухого вещества, 1,8 т сырого белка, в 1,5-2,0 раза увеличить густоту стеблестоя и массу корней в верхнем слое 0-20 см, повысить содержание гумуса в нем и водопрочность структуры почвы? благодаря этому поверхностный сток снижается в 2-3, а внутрипочвен-ный - в 1,5-2,0 раза, причем концентрация органогенных элементов в них уменьшается в 1,5-2,5 раза. Лесополоса шириной 30 м уменьшает эти показатели в такой же и даже большей степени. Во внутрипочвенном стоке под смешанным лесом концентрация Добыла в 3,3, под многолетними травами - в 1,9 раза меньше, чем под кукурузой и картофелем.

Правильное орошение и удобрение склонов усиливает развитие травяного покрова, позволяет уменьшить эрозию почвы, вызываемую естественными осадками. Разработаны новые технические средства для реализации указанных технологий, в т.ч. для противо-эрозионной обработки почвы и орошения.

6. С целью предотвращения водной эрозии и увелччения биологического многообразия можно использовать способ омоложения травостоев путем чересполосно-перюкрестного (с соблюдением уклона ~ 0,025) рыхления дернины с подсевом или самообсеменением трав на фоне безотвальной глубокой обработки почш, известкования и локального внесения РК,- Для усиления инвазии ценных ди-

корастущкх видов в травостой можно использовать устройство в виде сеялки-молотилки.

Для повышения эффективности.омоложения и обогащения травостоев путем подсева трав необходимо снизить конкурентоспособность старого травостоя и создать условия для хорошего развития высеваемых видов. Подсев клевера лугового в травостой 4-го года жизни, проводишй после 1-го укоса при внесении Р^О и частичном разрушении дернины в условиях достаточной влажности увеличил азотфиксацию на 87 кг/га, обеспечил дополнительную прибавку энергии с учетом плодородия почвы на 44,8 ГДж/га при коэффициенте энергетической окупаемости 10,2. В варианте - ^д на фоне РК эти показатели соответственно составили 21 кг/га, 23,9 ГДж/га и 1,6.

Эффективность подсева трав и борьбы с сорной растительностью можно увеличить путем дифференцированного, локального нанесения гербицида на сорняки-или старовозрастной травостой с помощью капиллярной ленты. При этом сокращается с 2-7 кг/га до 0,1-0,2 кг/га расход препарата.

7. Наибольший эффект в увеличении энергетической эффективности деятельности агроэкосистем достигается путем рациональной интенсификации продукционного процесса и соответствующего уровня изъятия его результатов'через совершенствование мозаичной их структуры за счет севооборотов, уплотнения и ускорения производственных циклов при возделывании и многоукосном использовании быстроотраетающих многолетних трав, промежуточных культур, сортов интенсивного типа, а также путем сокращения сроков уборки' и подготовки почвы,, в т.ч. с помощью малозатратных тех-, нологий объемного.и безотвального рыхления.

Коэффициент использования азотных удобрений в 6-ти поль-ном кормовом севообороте был в 1,33 раза, а чистая продуктов-• ность биологической азотфиксации в 1,4-2,2 раза больше, чем в среднем по набору тех же культур, возделываешх бессменно. При этом внесение //РК уменьшило чистую продуктивность азотфиксации в севообороте в 1,3 раза, в среднем по монокультуре - в 2,3 раза. Севооборот позволяет дополнительно получить 16-18 ГДж/га ОЭ, увеличить коэффициент энергетической эффективности производства в 1,5-2,0 раза и снизить-его варьирование по годам,т.е.

повысить надежность действия приемов интенсификации растениеводства.

8. Оптимизации структуры агроэкосистемы должно основываться на неодинаковой реакции разных видов и сортов растений на ритмы и фактора окружающей среда, в т.ч. антропогенны*, обеспечивая тем самым лучшее их использование и замкнутость биохимических и производственных циклов. Важным условием последнего является применение органических удобрений. Внесение на орошаемом естественном сенокосе увеличило выход животноводческой продукции в 1,98 раза. При соблюдении цикла " N -удобрения-поч-ва-луг-корм животное-навоз-луг-почва-корм" этот показатель возрастает еще почти на 10 /3, а коэффициент использования азота удобрений повышается в 1,3 раза по сравнению с укороченной цепочкой: "удобрения-почва-луг-корм-животное". При снижении потерь органических удобрений баланс азота можно увеличить в 1,51,7 раза.

9. Стабилизация урожайности достигается через интенсификацию продукционного процесса, поэтому коэффициент варьирования продуктивности производства в хозяйстве интенсивного типа за период 1991-1996 гг. был в 1,5-1,6 раза больше, чем в 19811985 гг. Особенно резко (в 2-3 раза) упала величина и стабильность урожаев кукурузы и корнеплодов.

Использование разнокачественности элементов рельефа агро-ландшафта позволяет снизить коэффициент варьирования продуктивности всей агроэкосистемы в 1,6-1,7 раза. Этому же способствует возделывание набора разных по скороспелости травостоев, в т.ч. с учетом элемента рельефа. На склонах должны возделывать-ся скороспелые травостои раннего отрастания. На верхнем плато набор раннеспелых, среднеспелых и позднеспелых, на нижнем -позднеспелые.

Коэффициент варьирования продуктивности был максимальным при монокультуре. В агроэкосистеме из набора бессменных посевов он уменьшился в 1,5-рааа, а при 6-типольном севообороте тех же культур - в 2,5 раза, причем за 12 лет варьирование урожайности в среднем у культуры в севообороте был меньше, чем вне севооборота, при КРК в 1,13, а без удобрений - в 1,3 раза.

В условиях экстенсивного ведения хозяйства монокультура и разрушение информационно-энергетических потоков и связей между регионами и агробиогеоценозами особенно вредны.

10. Внесение минерального азота, в т.ч. и под бобовые,-оправдано только в том случае, если через усиление биологической азотфиксации невозможно реализовать потенциал высокой продукционной способности агроэкосистеш и хорошую окупаемость других агромелиоративных приемов, при этом форш азотных удобрений должны обладать мелиорирующим эффектом, сочетаться с другими факторами интенсификации, в т.ч. с многоукосным использованием агроценозов и усиливать их действие, причем прибавка энергии, определенная с учетом динамики плодородия почвы, должна быть не менее 90 ВДк на I кг Н \

11. При усилении континентальности климата в растительных тканях, в т.ч. в подземных органах, увеличивается содержание биологически активных веществ, витаминов, органических кислот, дубильно-красящих соединений фенольного ряда, незаменимых ами нокислот, сложных углеводов (пектинов, гемицеллюлоз, инулина), причем гидролиз последних и синтез моносахаров сдвигается в сторону образования кетоз, в частности фруктозы. Указанные признаки в определенной степени закрепляются в генотипе популяций растений, увеличивая их устойчивость к неблагоприятным факторам. Эти показатели снижаются при орошении и внесении удобрений, особенно у растений, менее приспособленных к неблагоприятным условиям произрастания.

Изучение биохимического состава дикорастущих растений свидетельствует о целесообразности использования некоторых из V них (крапива, полыни, тысячелистник, горцы и т.д.) для произ- • водства лечебно-профилактических кормовых добавок, а также сохранения их на сенокосах и пастбищах.

12. Под действием орошения и внесения удобрений, особенно азотных, стабилизируется качество продукции, при этом в сухом веществе увеличивается содержание каротина, сырого протеина, аминокислот, в т.ч. незаменимых, особенно цитоплазматического белкового комплекса, уменьшается содержание растворишх углеводов, клетчатки, фенольных соединений, в т.ч. лигнина, снижа-

ется коэффициент одревеснения, повышается переваримость корма и его питательность, как правило, улучшается минеральный состав. При неблагоприятных условиях в растительных тканях усиливается накопление нитратов и амидов (депонирование азота).

13. Потери питательных веществ, обобенно белка, незаменимых аминокислот, кароаина, растворимых углеводов можно уменьшить в 1,25-2,5 раза при одновременном уменьшении затрат энергии, пленки, консервантов на 50-70 % за счет использования новых технологий заготовки и хранения сена, сенажа, силоса, искусственно высушенных кормов на основе применения карбамидо-формальдегидных смол и пенопластов, активизированной солями бензойной кислоты, газовой среды, создаваемой в результате гидролиза аммонийных и карбонатных солей; новых приемов закладки и укрытия кормовой массы.

Обработка растительной массы электрическим током и электромагнитными полями ускоряет ее сушку, для осуществления которой предложены солнечные коллекторы, гелиовоздушные установки и сушилки, позволяющие улучшить этот процесс за счет использования энергии солнца, ветра, перепада суточных температур окружающей среды л восходящего тока паров влаги, выделяемой сырьем. На этих же принципах разработаны ноше ресурсосберегающие техноло гии и средства хранения и транспортировки сочной продукции.

Система мозаики и взаимозаменяемости разных Технологий заготовки кормов не только снижает потери, но и стабилизирует их производство, а также его экономическую и энергетическую эффективность.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

I. Для экологизации, стабилизации и увеличения эффективности растениеводства и в частности кормопроизводства необходимо создавать и использовать ыозаичность агролаедшафтов, фитоцено-зов, севооборотов, набора культур л сортов, разрабатывая наиболее энергетически эффективные технологии их возделывания, способы уборки, хранения и транспортировки, основанные на биосферных принципах функциональной мозаичности, параллельности и го-мологичности потоков энергии и вещества, универсальности и дублирования систем надежности. При этом во всех случаях необходима замкнутость биогеохимических и производственных циклов, а

коэффициент энергетической окупаемости должен быть не менее 2. Все сказанное выше достигается только через развитие информации и соблюдение принципа заинтересованности производителя в развитии производства.

2. Для увеличения производства, уменьшения потерь при заготовке, транспортировке и хранении разных видов кормов рекомендуется использовать технологии и средства, прошедшие производственную проверку в хозяйствах и основанные на использовании гелиовоздупшых сушилок, экологически безвредных способов укрытия массы КЗ-смолами и заливочным КФ-ленолластом, активизации ■■ бензойной кислоты солями многотоннажного производства,.создании регулируемой газовой среда, получаемой за счет взаимодействия аммонийных и карбонатных солей. Кормопроизводство должно основываться на взаимозаменяемости технологий выращивания, заготовки и хранения кормов.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

I. Монографии и рекомендации .

1. Кобозев И.В..Тюльдюков В.А.,Парахин Н.В. Предотвращение критических ситуаций в агроэкосистемах. - М.:МСХАЛ995(1в,Зп.л.)

2. Кобозев И.В., Парахин Н.В.,Темирсултанов Э.З. Этот трудный путь в ноосферу. - М.: МИФИ, 1995 (11,8 п.л.).

3. Тюльдюков В.А..Кобозев И.В.,Парахин Н.В. Технологии заготовки хранения кормов. - Орел: Вешние воды,1995 (7,6 п.л.).

4. Метельский З.И.,Кобозев И.В.,Бредихин Н.П. Семейство дождевальных шлейфов с карусельшми дождевальными аппаратами и использование их в сельском хозяйстве. - М.: Госагропром СССР, ТСХА, 1988 (13 П.л.). .Y. .

5. Латифов Н.Л..Кобозев И.В., Парахин Н.В,,ТЫ1Ьдюков В.А. оптимизшдия^ежимов орошения сельскохозяйственных растений. -

6. Йобозев и!в. Влияние орошения," микроудобрений и молиб-; дена на формирование и продуктивность люцернового и люцерно-злакового травостоя при сенокосно-пастбищном использовании. -М.: МСХА, 1977. Автореф. канд. дисс. (1,25 п.л.).

7. Тюльдюков В.А.,Кобоэев И.В. Учебно-тематические плавд и программы для народных университетов сельскохозяйственных знаний (рекомендации по специальности полеводство и кормопроизводство) . - и.: Знание, 1984 (5,5 п.л.). •

8. Третьяков H.H..Кобозев И.В. Научно-технический прогресс в земледелии (Программа для народных университетов сельскохозяйственных знаний). - М.: Знание, 1992 (4,2 п.л.).

- 9. Алтунин B.C.,Рассолов Б.К.,Кобозев И.В. и др. Рекомендации по мелиоративному освоению земель под культурные пастбища и сенокосы. - М.: Минводхоз СССР, Министерство сельского хозяйства и продовольствия ПНР (ШУЗ), Совзводпроект, ТСХА,

10. Алтунин В.С..Рассолов Б.К.,Кобозев И.В. и др. Рекомендации по мелиоративному освоению и использованию земель под сенокосы и пастбища. - М.: Союзводпроект, ЛитШИГиМ, ШПО "Прогресс",ТСХА, 1589 (II п.л.).

11. Кобозев И.В., Латифов Н.Л..Гепаськин В.А.и др. Рекомендации по содержанию междурядий плодового сада. - М.-Никополь, МСХиП,СССР, ь!СХиГ1 У(ХР.Л95Т (7.5 п.л.).

х2. Кобозев И.В.,Липецкий В.П..Кудрявцев Л.м.и др. Рекомендации по применению химических консервантов при хранении растительных кормов (Силос,сенаж,сено). - Я.: НСХиП СССР,ТСХА, 1991 (.5,5 п.л.>.

13. Аадреев Н.Г.,Тк)льдюков В.А.,Кобозев »1.В..Лазарев Н.К. Рекомендации по созданию и использованию высокопродуктивных сенокосов и пастбищ в Нечерноземной зоне. - М.: изд.КСХА,1991 (1,98 п.л.).

14. Кобозев И.В.,Гераськин В.А.»Темирсултанов о.З. Рекомендации по монтажу,эксплуатации и ремонту дождевальных шлейфов. - Ы.-Никополь,ЙСХиП СССР, Госконцерн СССР "Водстрой", ТСХА,1991 (2,5 п.л.).

15. Кобозев И.В..Латифов К.Л., Гераськин В.А.,Абраменкова М.В. Инструкция по применению гибких трубопроводов из мелиоративной ткани для полива сельскохозяйственных культур с помощью дождевальных машин ДЦН-70 и ДЦЬ-100. - М.: ТСХА, 1992 (1,5 п.л.).

16. Кобозев И.В.,Метельский Э.И.,Латифов Н.Л. и др. Периодичность плодоношения плодовых деревьев и приемы ее преодоления (рекомендации). - М.-Никополь, 1992 (3,0 п.л.).

¿7. Латифов Н.Л.,Кобозев И.В..Гераськин В.А..Темирсултанов Э.Э. Агротехнические способы снижения периодичности и неравномерности плодоношения фруктовых деревьев (рекомендации).-И.-Махачкала: ЫСХиП РФ, ЧСХии Дагестана, ТСХА, 1992 (3,5 п.л.). 18. Тюльдюков В.А.,Савицкая В.А.,Михалев С.С..Лазарев Н.Н.,

В. Довдевальные шлейфы. Фильм , 1987.

в 2-х частях. - М.: ТСХА, Научфильм

П. Научные статьи (основные)

20. Андреев Н.Г.,Кобозев И.В. Повышение продуктивности люцерновых пастбищ с помощью орошения и внесения макро- к микроудобрений // Доклада ВАСХНИЛ, 1976, № II (0,3 п.л/).

21. Андреев К.Г.,Максимов В.М.,Кобозев »[.В. Продуктивность, кормовая ценность люцерны и потребление ею питательных веществ при орошении и внесении микроудобраний и молибдена // Изв.ТСХА,1977, вып.1 (I п.л.).

22. Андреев Н.Г.,Кобозев И.В.,Кукулюк В.В. Формирование надземной массы у люцернового и люпешо-з лакового травостоя

при орошении и внесении удобрений /у Изв.ТСХА,1978,вып.1(1 п.л.).

23. Андреев Н.Г.,Вакилов Б.М..Кобозев И.В. Изменение естественного разнотравно-злакового травостоя под действиемудо-брений и орошения в пойме длительного затопления // Изв.ТСХА, вып.5, 1978 (I п.л.).

24. Максимов В.М..Кобозев И.В. Равномерность отрастания и продуктивность бобового и бобово-злакового травостоев при орошении и удобрении в условиях лесостепи УССР // Изв.ТСХА, 1979, нып.4 (I п.л.).

25. Андреев Н.Г..Максимов В.М..Кобозев И.В. Формирование корневой системы люцернового и люцерно-злакового травостоев и потребление ими элементов питания П Изв.ТСХА,1979,вып.5(1. п.л.).

26. Максимов В.М.,Вакилов Б.М.,Кобозев И.В. Изменение видового состава растительности поймы р.Дона в степной зоне при орошении,удобрении и разных способах использования // Изв.ТСХА,

1979, вып.6 (I п.л.).

27. Кобозев И.В. Влияние удобрения и орошения на формирование симбиотического аппарата люцерны в чистых и смешанных посевах // Изв.ТСХА. 1980, вып.1 (I п.л.).

28. Кобозев И.В. Влияние способов использования земель на процессы засоления.в пойме р.Дон и р.Тихая // Доклады ТСХА,

1980, вып.259 ( 0,3 п.л.). .

29. Широков Е.П.,Бадгаа Д..Кобозев И;В. Содержаюге эфирных масел в растениях, используемых при производстве тонизирующих напитков //Изв.ТСХА, 1980, вып.З (0.7 п.л.).

30. Кобозев И.В. Влияние способов использования семенников люцерны на их продуктивность и качество семян в условиях юга лесостепной зоны УССР // Изв.ТСХА,1980,вып.4 (0,7 п.л.).

31. Максимов В.М.,Вакилов Б.М.,Кобозев И.В. Потребление азота естественным травостоем и азотный режим лугово-чепнозем-ной почвы в зависимости от орошения и удобрений // Изв.ТСХА, 1980, вып.5 (I п.л.).

32. Бадгаа Д..Кобозев И.В.,Кинякин М.Ф.,Ушакова М.И. Содержание свободных аминокислот в некоторых дикорастущих растениях МНР // Пищевая технология (Известия вузов СССР), 1960, вып.З (0,4 п.л.). -

33. Кобозев И.В. Водный и пищевой режим люцернового и люцерно-злакового травостоя при орошении и удобрении // Изв.ТСХА, 1980, вып.6 (I п.л.). -

34. Кобозев И.В.,Дашибалов Б.Б. Коэффициент использования азота в системе "удобрение-луг-корм-животное" в условиях Бурятской АССР'// Сибирский вестник сельскохозяйственной науки,

1980, № 3 (0,7 п.л.).

35. Дашибалов Б.Б.,Кобозев И.В. Влияние разных видов,форм, доз удобрений на ботанический и химический состав травостоя орошаемого сенокоса в условиях Бурятской АССР // Бюллетень СО ВАСХШД "Некоторые вопросы кормопроизводства Сибири и Дальнего Востока", № 80 10,3 п.л.). ■ . • •

36. Бадгаа Д.,Кобозев И.В..Беднарская И.Г. Влияние условий произрастания на содержание углеводов в дикорастущих рас- . тениях //Сельскохозяйственная биология,1980,т.ХУ,№6 (0,3п.л.)

37. Кобозев И.В..Факторы, определяющие аминокислотный со- . став травяной муки // Животноводство,1980, № 12 (0,6 п.л.).

38. Бадгаа Д.,Кобозев И.В. Определение количественного состава свободных аминокислот в плодах и ягодах с высоким содержанием антациановых пигментов // Сельскохозяйственная биология, 1981, т.ХУ1, № I (0,3 п.л.).

39. Кобозев И.В. Аминокислотный состав сырого протеина разных сортов и естественных популяций люцерны в зависимости от условий произрастания // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 1981, № 2 (0,7 п.л.).

40. Широков ¿.П.,Бадгаа Д.,Кобозев И.В. Биохимический состав растений при разных условиях произрастания // Изв.ТСХА,•

1981, вып.5 (1.2 п.л.).

41. Кобозев И.В.Повышение урожайности естественного травостоя при поверхностном улучшении луга// Сб.трудов ТСХА,1981 "Повышение продуктивности кормовой пашни и естественных угодий"

42. Бадгаа Д..Кобозев И.В. О биологической ценности некоторых видов разнотравья // Сб.тр.ТСХА, 1861 "Повышение продуктивности кормовой пашни и естественных угодий" (0,3 п.л.").

43. Кобозев И.В. Удобрения и содержание нитратов в травах // Кормопроизводство, 1581, № II (0,35 п.л.>.

44. Кобозев И.В. Содержание и качество сырого белка в люцерне и люцерно-злаковом травостое в зависимости от орошения

и внесения удобрений // Агрохимия, 1981, ДО II (0,7 п.л.).

45. Андреев Н.Г.,Кобозев И.В. Отзывчивость травостоев разного ботанического состава на удобрения и орошение // Изв. ТСХА, 1982, № I (1,1 п.л.).

46. Кобозев И.В. Факторы, влияющие на аминокислотный состав разных видов кормов //Кормопроизводство, 1982, Л'« ь (0,3 п.л.).

47. Кобозев И.В. Способы и сроки уборки люцерны, выращиваемой при орошении на зеленый корм,сено,силос,сенаж,травяную муку // Изв.ТСХА, 1982, № 5 (1,2 п.л,).

48. Максимов В.М.,Кобозев И.В. Накопление гумуса и общего азота в почве под люцерной, люцерно-злаковой и злаковой травосмесями в зависимости от орошения и внесения удобрений // Труды ТСХА "Органическое вещество и плодородие почв", 1983 (0,5 п.л.).

49. Авдреев Н.Г.,Загоскин М.И..Кобозев И.В. Продуктивность многолетних трав в условиях Московской обл. при разных режимах орошения и удобрения // Изв.1ЦХА,1982,вып.4 {1,1 п.л.).

50. Бадгаа Д..Кобозев И.В.,Кинякин Н.Ф..Беднарская И.Г. Изменение биохимического состава плодовых и ягодных растений в процессе их созревания в зависимости от условий произрастания // Изв.ТСХА, 1583, вып.2 (I п.л.).

51. Кобозев И.В. Влияние антропогенных факторов на сосго-яние сельскохозяйственных угодий пойм малых и средних пек Нечерноземной зоны (на примере р.р.Рессета и Белья) // Изв.ТСХА, 19еЗ, вып.4 (I п.л.).

52. Кобозев Л.В.,Максимов В.М. Содержание фенольных соединений в многолетних ттзавах и устойчивость их к неблагоприятным условиям // Труды ТСХА "Биологические основы поштения продуктивности сельскохозяйственных угодий". 1964 (0,6 п.л.).

53. Кобозев И.В. Пути снижения потерь каротина,сырого протеина и незаменимых аминокислот при заготовке разных видов кормов из многолетних трав // Изв.ТСХА,1984,шп.З (2,1 п.л.).

54. Кобозев И.В. Орошение и удобрение люцерны, возделываемой на склонах // Земледелие,1985, № 46 (0,3 п.л.).

55. Кобозев И.В..Барановский А.Б.,Пеньков Н.С. Роль многолетних трав в борьбе с водной эрозией почв на склонах //Лов. ТСХА, 1587, вып.З Т1 п.л.).

56. Маркин Г.С.,Зайцева В.Я..Кобозев И.В.,Ахметов Р.Г. Повысить отдачу кормового гектара // Кормопроизводство, 1988, № 5 (I п.л.).

57. Грек В.И..Кобозев И.В..Пеньков М.С.и др. Эрозионно безопасная модификация машины "Днепр" // Мелиорация и водное хозяйство, 1988. № 10 (0.7 п.л.).

58. Маркин Г.С..Кобозев И.В.,Ахмзтов Р.Г.,Зайцева В.Я. Уменьшение потерь при производстве и использовании кормов /В сб.: "Чтобы не шло потерь". - М.: Московский рабочий,1988 (1,5 п.л.).

•59. Маркин Г.С.,Кодадкий В.М..Кобозев И,В.,Ахметов Р,Г. С помощью ученых // Зерновые культуры. 1980, № 1 (0,3 п.л.).

: 60. Широков ¿.П.,Вадгаа Д.,Кобозев И,В.,Кинякин М.$. Особенности экстрагируемости антацианов из выжимных ягод в зависимости от условий произрастания растений и технология получения пищевых красителей //Йзв.ТСХА, 1981, вып.5 (1,1 п.л.).

61. Кобозев И.В..Марквартдэ В.М. Основные положения концепции конструирования дождевальных аппаратов // Йзв.ТСХА,1993, вдп.1 (1,2 п.л.;.

62. Тюльдюков В.А..Кобозев И.В.,Лазарев H.H. Концептуальная модель адаптивного лугового кормопроизводства в системе земледелия // Йзв.ТСХА, 1993.вып.3 (1,1 п.л.).

63. Тюльдюков В.А..Кобозев И.В.,Маркин Г.С. Новые технологии в хранении сена // Кормопроизводство,1993,№3 (0,7 п.л.).

64. Тюльдюков В.А..Кобозев И.В..Маркин Г.С. Новые приеш в приготовлении и хранении силоса и сенажа // Кормопроизводство, 1993, № 4 (0,8 п.л.).

65. Тюльдюков В.А..Кобозев И.В.,Герчиу Я.П.,Хотов В.Х. Обоснование экологически безвредных систем кормопроизводства

в условиях мелких и крупных животноводческих Ферм // Йзв.ТСХА, 1994, вып.I (1,1 п.лЛ. • -

66. Тюльдюков В.А.,Кобозев И.В..Комарова С.Д.и др. фективность возделывания многолетних травосмесей // Изв. шп.4 (1,1 п.л.). •

67. Кобозев И.В.,Маркин Г.С. и др. Разработка новых ре--сурсосберегагощих технологий обработки почвы // Йзв.ТСХА,1995, вып.2 (1,3 п.л.).

68. Кобозев И.В.,Темирсултанов Э.Э.,Маркин Г.С. Закон А.Л.Чижевского о квантитативной компенсации и стабилизации сельскохозяйственного производства в крупных и фермерских хозяйствах // Изв.ТСХА,1995,вып.3 (1,1 п.л.).,

Ш. Изобретения, использованные в народном хозяйстве

69. А.с.№1380713. Способ консервирования кормов. 04.01.85.

70. А.с.№1380714. Способ консервирования зеленой массы. 28.01.85.

71. А.с.№1375233. Способ хранения сочных кормов. 10.01.85 (соавт.Грицинин Г.В.).

72. А.с.№1428280. Способ хранения сахарной свеклы в кагатах и буртах. 28.01.85 (соавт.Грицинин Г.В.).

73. А.с.№1445678. Способ закладки кормов. 18.12.85.

74. А.с.№1505491. Способ хранения грубых кормов.22.07.87;

75. Avc.№1521434. Способ консервирования зеленых кормов. 11.05,87.

76. А.с.№1551258. Устройство для рыхления почвы,3.06.88. (соавт. Цвирко Э,А.. Бредихин Н.П.). .

77. А,с.№1321306. Устройство для хранения растительного сырья. 26.04.85 (соавт.Грицинин Г.В.,Чудновский Б.Д.).

78. А.с.№1392313. Хранилище для продуктов. 19.08.85 (соавт .Грицинин Г.В.).

79. А.с.№1639484. Устройство для хранения продуктов. 30.05,89.

80. А.с.№1418458. Проволочная изгородь. 19.02.87.

81. А.с,»1484865. Запрессовщих столбов, 18,12,86.

82. А.с.№1204154. Дождевальный шлейф, 29.12.83 (соавт. кетельский З.И.,Хейдорф И.К.,Бредихин Н.П. и др.).

83. А.с.№1251831. Универсальный двухпозиционный широкозахватный дождевальный шлейф. 5.12.84 (соавт.Метельский З.И.,Ге-раськин В.А..Якушев В.Н.).

• 84. А.с.№1323С38. Шир окозахватный дождевальный шлейф. II.II.85 (соавт.Метельский З.И..Гераськин В.А..Якушев В.Н.).

85. А.с.№1327842. Дождевальный аппарат. I5.Ii.87 (соавт. Метельский 3.И.,Гераськин В.А..Якушев В.Й.).

86. А.с.№1^71630. Быстросборная передвижная оросительная система. 18.05.86 (соавт.Метельский З.И.,Гераськин В.А..Лгна-това Р.С.и др.).

87. А.с.№1380679. Дождевальный шлейф. 7.04.86 (соавт.Метельский З.И.,Якушев В.Н..Гераськин В.А.).

88. А»с.№1384280. Дождевальный аппарат. 08.08.86 (соавт. Метельский З.И..Хейдорф И.К..Якушев В.Ь. и др.).

89. А.с.№1393358. Дождевальный агрегат. 24.11.86.

90. А.с.№1397005. Дождевальный аппарат. 29.11.86 (соавт. Метельский З.И.,Кооозев И.В.,Пеньков М.С. и др.).

91. А.с.№1^02296. Дождевальный шлейф. 3.11.86 (соавт.Метельский З.И.,Хейдорф И.К..Яхтенфельд И,П.)

• 1лсиди1ли п.ль. .".л. / •

92. А.с.№1435207. Многоопорная дождевальная машина фронтального действия. 10.07.86 (соавт.Метельский З.Л..Пеньков М.С., Грек В.И.ТГаврилица А.О.1.

93. А.с.№1475548. " тельский З.И.,

94. А.с.л___________________ , . .

Метельский З.Л..Якушев В.Н.,Хейдорф И.К. и др.).

95. А.с.№1750506. Устройство для подключения дождевальных машин и оросительной сети. 15.06.90.

96. А.с.№1265369. Гидрант-колонка. 01.02.85 (соавт.Метельский З.Л..Хейдорф Л.К.,ЯкзЙ1ев В.Ь.).

97. А.с.№1261644. Водозаборная колонка. 3.12.84 (соавт. Метельский З.И.,Хе£»5ррф /.К..Гераськин В.А.и др.).

Гидрант. II.II.85 (соавт.Метельский

З.И.,Хейдорф И.К.,Лгнатова"Р.С.). 99. аТс.М560ь90.

___ _______________ Гидрант. 02.03.87 (соавт.Метельский З.И.).

100. Патент №1690619. Водорегулирующий узел. 22.09.89 (соавт .Дубенок h.H.).

Tul. Патент №1704790. Узел регулирования подачи воды.22.09.89.

102. Патент №1759328. Гидрант-водовыпуск. 05.01.91 (соавт. Чернев Д.С., Дубенок К.Н.^.

103. Патент №1773341. Водораспределительный узел. 22.09.89. Э(соавт.Гераськин В.А..Дубенок H.H.).

104. A.c. №1819952. Водозаборная колонка. 12.09.90.

105. A.c.JíIb36603. Передвижная насосная станция. 30.03.89. IC5. А.с.№1636503. Передвижная ьасссная станцля. 30.03.89.

(соавт.Метельский З.И.). _

107. А.с.№1672996. Поливная машина. 04.08.89 (соавт.Метельский З.И..Хейдорф И.К.,Примов Г.П.).

108. патент №2045914. Способ использования культурных пастбищ. 15.10.92 (соавт.Хотов В.Х.).

Краткий перечень основных изобретений

109. Пачент №1790338; Сенной сарай. 05.04.91. 1^0. A.c.№I8uv272. Геллесушилка. I9.0st.9I.

III. А.с.№1Ь22об4. Способ приготовления и хранения сена и устройство для его осуществления. C5.C4.SI.

1x2. Патент №2015621. Способ сушки и хранения растительных зеленых кормов и устройство для его реализации. 05.u4.9I.

ИЗ. Патент №2015622. Способ сушки и хранения грубых'кор-мов и растительного сырья и устройство для его осуществления. 05.04.91.

114. Патент №2025642. Напольная сушилка. 10.04.91. •

115. Патент 2028753. Способ сушки и.хранения растительных кормов и устройства для его осуществления.

116. Патент №2033022. Устройство для сушки и хранения рас- • тиТельного сырья.

117. Патент №2025990. Способ консервирования зеленой растительной массы. 28.12.90. .

118. А.с.№1588311. Хранилище для пищевых продуктов.16.10.87.

119. Патент №2013924. Способ подготовки плодов к транспортировке и устройство для их упаковки. 19.04.91.

120. Патент №2014256.£ккость,способ ее изготовления и устройство для его осуществления. 07.06.91.

121. Патент №2014260.Контейнер для корнеплодов.26.06.91.

122. Патент №2014261.Контейнер для хранения и транспортировки плодов и овощей. 26.06.91.

123. А.с.№1329647,Способ безвысадочного выращивания семян ^ корнеплодов. 11.06.85 (соавт.Грицинин Г.В.).

124. А.с.№1551256. Устройство для безотвального рыхления-почвы. 3.06.88. ■ . *

125. А.с.№1558313.Способ безотвальной обработки почвы и устройство для его осуществления. 3.06.88.

126. А.с.№1561339.Способ.противоэрозионной обработки почвы и устройство для его реализации.3.06.88(соавт.Бредихин Н.П.).

-. 127. А.с.№1565364. Устройство для объемного безотвального рыхления почвы, 14;07.88.

128. A.c.M577I3. Устройство для борьбы с эрозией почвы. 3.06.88. .

129. А.с,№1582997.Устройство для противоэрозионной обработки почвы. 3.06.88. ■ '

130. А.с.№1584765.Почвообрабатывающее орудие. 8.06.88.

131. А.с.№1584774.Почвообрабатывающее орудие. 5.Об.88.

132..А.с.№1591822.Способ противоэрозионной обработки почвы и устройство для его осуществления.3.06.88(соавт.Лазарев H.H.)

133. А.с.№1605945.Устройство для обработки почвы.4;08.88. (соавт.Волков Б.М.). "

134. А.с.№1613011.Почвообрабатывающее орудие.15.08,88.

135. А.с.№1653561.Штанговый культиватор.З.09.88 (соавт. Цвирко Э.А,,Лазарев H.H.).

136. А.с.№1733569,Устройство для регулирования водопроницаемости почвогрунтов.23.03.90 (соавт.Кинякин В.Ф.). ■

- 137. А.с.№1737939.Способ закрепления грунтов.7.06.90. (соавт,Кинякин В.Ф.). * -

. - 138. А.с.№1626966.Дождевальный шлейф. 25.11.88. . ^

139, А,с.№1630689.Быстросборная передвижная дождевальная система.19.10.88 (соавт.Метельский З.И.,Хейдорф tfjK.7.

140, Патент №1968327.Способ орошения животноводческими стоками и дождевальная машина для его реализации.28.12.90 (соавт. Джасим n.M.).

. .141. Патент №2019093.Дождевальный аппарат. 26.06.91.

Объем 4'Д п л

Заказ 405

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул, 44

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Кобозев, Илья Васильевич, Москва

Московская сельскохозяйственная академия имени КД.Тимирязева

КОБОЗЕВ ИЛЬЯ ВАСИЛЬЕВИЧ Кандидат сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА В АГРОЭКОСИСТЁМАХ

Специальность - 06,01.09 - растениеводство

(

3/ АО

Диссертация на соискание 'ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва

1997

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ б

2. АНАЛИЗ НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУШ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ШШ СТАБИЛИЗАЦИИ И ИНТШОШКАЦЙИ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА В АГРОЭКОСИСТШАХ 19

2.1. Проблемы сохранения окружающей среды и агроэко-системы . 19

2.2. Информационно-энергетические принципы оптимизации деятельности агроэкосистем 37

2.3. Интенсификация продукционного процесса в агроэко-системах и ее пределы 62

2.4. Основные принципы и способы интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах 79

2.5. Ритмы, стрессы и адаптивный потенциал агроэкосистем 86

2.6. Основные принципы стабилизации функционирования агроэкосистем 103

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ СТАБИЛИЗАЦИИ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ АГРОЭКОСИСТЕМ 115

3.1. Принципы формирования страховых фондов с целью стабилизации кормопроизводства 115

3.2. Мозаичность технологий и структуры агроэкосистем как основа стабилизации и интенсификации продукционного процесса в них 125

3.3. Диссипационно-адсорбционные явления в агроэкосистемах 151

3.4» Баланс энергии и вещества в агроэкосистемах 165

3.5. Факторы, определяющие эффективность приемов усиления продукционной способности агроэкосистем 179

4. разработка конщптуальной модели адаптивного кормопроизводства в системе ландшашю-30налш0г0 ЗЕМЛЕДЕЛИЯ 195

4.1. Основные положения адаптивно-ландшафтного ведения сельскохозяйственного производства 195

4.2. Учет природных и социально-экономических факторов в адаптивном кормопроизводстве на примере прогнозирования эффективности улучшения лугов 207

4.3. Роль луговых фитоценозов и многолетних травостоев в зонально-ландшафтном земледелии 211

5. разработка экологически безопасных технологий стабилизации и повышения продуктивное^ многолетних травостоев на основе КОНЦЕПЦИИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ критических ситуаций в агроэкосистёмах 225

5.1. Пути повышения продуктивности естественных кормовых угодий 225

5.2. Повышение и стабилизация продуктивности агроэкосистем, расположенных на пахотных землях 237

5.3. Пути экологизации орошения и применения удобрений 262

5в4. Разработка новых ресурсосберегающих экологически

безопасных технологий обработки почвы 291

6. снижение потерь результатов продукционного гроцесса в агроэкосистёмах и исследования биохимического состава растений и продукции 307

6.1. Повышение эффективности использования результатов деятельности продуцентов как фактор оптимизации функционирования агроэкосистем 307

4.

Стр.

6.2. Биохимический состав растений как результат адаптивного синтеза органических соединений 311

6.3. Исследования биохимического состава дикорастущих трав с целью применения их в лечебно-профилактическом кормопроизводстве 319

6.4. Формирование качества кормов 323

6.4.1. Изменение химического состава многолетних трав под воздействием погодных и антропогенных факторов 323

6.4.2. Разработка экологически безвредных способов уменьшения потерь питательных веществ при заготовке и хранении сена, силоса, сенажа,

травяной муки и резки 328

6.4.3. Сравнительная эффективность разных способов заготовки кормов 353

6.5. Разработка способов хранения и подготовки к транспортировке сочной продукции и устройств

для их реализации Зоб

7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ПО СТАБЮШЗАЩИ И ШТШСИФИКАДИИ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА В АГРОЭКОСИСТЕМАХ 360 ОСНОВНЫЕ швода 365 Список использованной литературы (сокращенный) 375 Список основных работ, опубликованных по теме диссертации 413 I. Монографии и рекомендации 413 П. научно-учебные фильмы, фотоальбомы, выставочные

проспекты 414

Ш. Научные статьи (основные) 415

1У. Основные изобретения, защищенные авторскими свидетельствами и патентами 423

432

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

о^ А

/

^к^§2ьность_проблемы. а ^Ч ,0 ¿С

Уменьшить антропогенное давление на окружающую среду в современных условиях можно только путем оптимизации продукционного процесса в агроэкосистемах. При этом должно решаться две, казалось бы, взаимоисключающихся проблемы. Первая - повышение энергетического уровня (энергетической эффективности) деятельности агроэкосистем, что связано, в конечном итоге, с разрушением их гомеостаза. Вторая - повышение стабильности продукционного процесса, что связано с увеличением адаптивного потенциала агроэкосистем и их устойчивости к экзогенным ритмам /I/.

Необходимость одновременного решения этих проблем очевидна, поскольку угроза экологического коллапса и голода висит как дамколов меч над мнимым благополучием человечества, ее можно предотвратить только усилением и стабилизацией продукционного процесса в каждой точке биосферы (Федоров Н.Ф,, 1982; Вернадский В.И., 1988; Печчеи А., 1981; Медоуз Д.Х. с соавт., 1994) /I/. 1 принципе этому посвящены усилия всех естествоиспытателей и, в первую очередь, ученых-аграрников. Однако до сих пор стройной концепции решения этой двуединой задачи, связанной к тому же с экологическими проблемами, нет. Особенно важно разработать теоретические основы, а также систему практических технологий и средств для решения комплексной задачи интенсификации, стабилизации, повышению энергетической и экономической эффективности кормопроизводства, доля затрат которого в растениеводстве России составляет более 70 % /1,2/. Тем более, что

поголовье и качество скота не могут адекватно следовать за колебаниями параметров кормовой базы. Актуальность исследований, посвященных этим проблемам, в связи с ростом напряженности отношений между человеком и окружающей средой будет увеличиваться из года в год, и она не может исчерпаться каким-то одним направлением и тем более одним исследованием, в том числе представленным данной работой. Указанные проблемы должны решаться каждодневно на всех уровнях науки и производства. (Яблоков A.B., Остроумов С,А., 1985).

Г2§§ёЁ?_Ц§2ь_исследований - разработка безопасных для окружающей среды энерго- ресурсосберегающих технологий и средств интенсификации и стабилизации продукционного процесса в агро-экосистемах и проверка их на практике.

Основные задачи исследований:

- обосновать и реализовать в практической деятельности аг-роэкосистем возможность ускоренной разработки и внедрения экологически безопасных энерго- ресурсосберегающих технологий и средств для интенсификации и стабилизации растениеводства, используя принципы информационно-энергетического единства и мозаично сти явлений в агробиогеоценозах;

- создать концептуальные модели адаптивного кормопроизводства в рамках систем зонально-ландшафтного земледелия на основе оптимального природопользования и проверить их на практике;

- исследовать баланс энергии и минеральных питательных веществ в системе "антропогенный фактор - почва - фитоценоз -корм - животное - органические удобрения - почва - фитоценоз -корм" или в отдельных ее звеньях, изучить на этой основе явле-

ние гомеостаза в разных агробиогеоценозах с целью экологизации растениеводства и кормопроизводства в частности, в том числе с учетом влияния агроприемов на биологическую азотфиксацию;

- исследовать биогеоценотические, в том числе географические закономерности формирования биохимического состава растений, а также качества продукции, и на основе этого разработать новые ресурсосберегающие технологии и средства для ее заготовки, транспортировки, хранения;

- используя учение В.И.Вернадского о биогеохимических циклах и закон А.Л.Чижевского4о количественной компенсации в био-

_ать методологию формирования страховых фондов в кормопроизводстве и способов уменьшения их путем обеспечения мозаичности агроэкосистем и технологий по повышению и стабилизации их продуктивности, а также на основе рационального использования основных и оборотных средств производства.

5§Ш*§я_новизна_и_теор^ следований заключается в том, что сформулированы и математически обоснованы информационно-энергетические подходы к созданию новых технологий и средств по оптимизации продукционного процесса в агроэкосистемах на разработанных В.И.Вернадским экологических принципах обеспечения устойчивости и энергетической эффективности деятельности биогеоценозов. При этом еще раз подтверждена энергетическая и экологическая эффективность и необходимость адаптированности разрабатываемых приемов к эллипсоид-но-сегментарному строению ландшафтов, учитывающей социально-экономические факторы и рациональное использование природных потоков энергии и вещества в агроэкосистемах.

Предложена концепция предотвращения критических ситуаций

в агроэкосистемах на основе оптимизации их мозаичной структуры и адаптированных к ней экологически безопасных технологий, средств, обеспечивающих одновременно и усиление, и стабилизацию продукционного процесса. При этом математически подтвержден принцип благополучной эволюции агроэкосистем на основе опережающего роста информации и увеличения энергетических затрат на ее развитие в структуре антропогенной (техногенной) энергии.

Дано физико-математическое описание взаимосвязи энергетических и информационных потоков в агроэкосистемах, подтверждающее принцип эволюции последних на основе единства фрактально-сти, мозаичности, параллельности этих потоков и усложнения структуры и функций. Определенную новизну представляют данные по методологии формирования страховых фондов, по изучению баланса энергии и вещества, их диссипации и адсорбции в агроэко-системах, а также гомеостаза последних.

Изучено действие в агроэкосистемах закона А.Л.Чижевского о количественной компенсации, а также основных правил В.И.Вернадского формирования устойчивости биогеоценозов, дано физико-математическое и экспериментальное обоснование их применения для стабилизации и увеличения энергетической эффективности растениеводства за счет оптимизации севооборотов, набора культур и сортов, разнообразия элементов рельефа, других видов функционально-структурной мозаичности, а также путем ускорения и обеспечения замкнутости производственных и биогеохимических циклов.

Следует подчеркнуть, что указанные принципы разработаны В.И.Вернадским, А.Л.Чижевским, М.М.Камшиловым и другими учеными. Нами только сделана попытка математического их описания и

А

применения к агроэкосистемам. ^

Получены новые результаты по адаптивному синтезу органиче-* ских веществ в растительных тканях и динамике их биохимического состава в процессе их старения. При этом показана целесообразность создания лeч^бнorjIpoфитактичecкoгo^J^мoпpoyзводства, исследован биохимический состав некоторых дикорастущих трав. Разработаны основные положения синтетических систем адаптивного и лугового кормопроизводства, сочетающие в себе модели интенсификации, ресурсосбережения и природоохраны. Предложены новые концепции экологически безопасного орошаемого земледелия, про-тивоэрозионной обработки почвы, улучшения сенокосов и пастбищ, заготовки, транспортировки и хранения кормов и другой продукции, причем с разработкой новых эффективных средств для их реализации, копирующих природные явления. Разработаны формулы

г---

для прогнозирования эффективности мероприятий по улучшению сенокосов и пастбищ с учетом не только природных факторов, но и социально-экономических. Получены новые данные по росту и развитию многолетних трав, устойчивости их к неблагоприятным условиям, по фитоценотическим взаимоотношениям в травостоях, а также по географической изменчивости влияния на них и азотфиксацию антропогенных факторов, на основе этого разработаны травосмеси, способы размещения в них видов, эффективные технологии внесения удобрений, борьбы с засолением и эрозией почв, аридизацией земель, деградацией фитоценозов. Усо верщенствован_ряд методик по ]/ определению биохимического состава растений. Названные выше технологии и устройства защищены более чем 250 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения, что доказывает эффективность использования принципов их разработки.

Ш§к22Н§5кая_ценность_работы. Разработаны и проверены в производстве укороченные севообороты, совмещенные посевы и посадки сельскохозяйственных культур, а также травосмеси, позволяющие снизить затраты удобрений и энергии, стабилизировать плодородие почвы. Созданы и внедрены новые экологически безопасные технологии орошения сельскохозяйственных угодий, в том числе со сложной мозаичностыо рельефа и фитоценозов, а также универсальные бестросборные передвижные оросительные комплекты с уникальной водорегулирующей арматурой и принципиально новой дождевальной техникой (двухпозиционные шлейфы с карусельными дождевателями ЩЦ-25/300А, ЩЦК-Ю/ЗООБС "Фермер" и ПЩК-20/600 и др.), имеющие в 2 раза меньшую металлоемкость и обеспечивающие прибавку урожая на 25-30 % больше, чем лучшие аналоги. Предложены технологии и орудия по объемной противоэрозионной обработке почвы, сокращающие затраты металла в 2-7 раз. Внедрены в производство новые экологически безопасные технологии и рецептуры получения и применения карбамидоформальдегидного пенопласта для укрытия растительной продукции, а также для сельскохозяйственного и водного строительства. Проверены в производственных условиях технологии и устройства по созданию и эксплуатации культурных сенокосов и пастбищ, обеспечивающие сбор с I га 6000-12000 корм.ед., 2,0-3,0 т/га. сырого белка, при коэффициенте варьирования по годам менее 5 % с высокой энергетической окупаемостью (400-800 %). Предложены и испытаны новые экологически безвредше способы и машиш по внесению животноводческих стоков, насосы и дождевальные агрегаты с гибкими трубопроводами из капроновой ткани, которые используются в производстве. Выпущена и успешно испытана опытная партия и

подготовлен серийный выпуск (совместно с МолдНИИГиМ) широкозахватных эрозионно-безопасных машин на базе ДФ-120 "Днепр". Основные принципы по стабилизации продукционного процесса в аг-роэкосистемах проверены в производственных условиях. Разработаны и построены маломатериалоемкие быстросборные энергосберегающие хранилища для сочного сырья, а также технологии утепления животноводческих помещений с помощью заливочного пенопласта, позволяющие уменьшить затраты кормов в зимний период в 1,15-1,32 раза. Предложены быстросборше металлоемкие контейнеры, способы хранения и транспортировки сочной продукции, позволяющие в 2-3 раза снизить потери. Предложены новые технологии и средства для хранения, сушки и охлаждения продукции, позволяющие эффективно использовать энергию солнца и ветра, перепады сезонных и суточных температур и разницу их в цространстве, а также тепло, выделяемое сырьем.

Все указанные результаты оформлены в виде рекомендаций производству, комплектов технической документации на серийное и опытное производство, подтверждены актами внедрения, протоколами Государственных, межведомственных, ведомственных приемочных и сдаточных испытаний.

Результаты исследований внедрены в ГПЗ "Заря Подмосковья", совхозе "Архангельский" Московской области, колхозе "Родина", совхозах "Груздовский" и "Хвастовичевский" Калужской области, Мелеузовском сахарном заводе, совхозе "Россошанский" и колхозе "Дружба," Воронежской области, учхозах ТСХА, в ряде хозяйств и предприятий Молдавии, Украины, Дагестана, Ростовской, Тамбовской, Саратовской, Новосибирской, Кемеровской областей» Ставропольского края, Бурятии и др. Экономический эффект в 1988 г.

от результатов внедрения НИОКР с учетом долевого участия автора только по подтвержденным данным ЦСУ GCGP и Госкомизобретений по форме 4-нт (перечень) и 2-нт составил более 2,2 млн. руб. В ^ производство внедрено 42 ji3o6peTeния, защищенных авторскими свидетельствами и патентами. Основная часть других изобретений экс-перментально проверена, многие из которых государственными и межведомственными комиссиями рекомендованы к внедрению.

9убликация_и_апробация_ре . Результа-

ты исследований докладывались на научных конференциях ТСХА (1974-1995 гг.), на республиканских семинарах (1983-1994 гг.), на ВДНХ СССР (I983-I99I гг.), на Всесоюзных межведомственных совещаниях и советах по разработке и внедрению новой техники (1987-199I гг.), на региональных научно-производственных конференциях Северного Зауралья, I и П международных конгрессах "Растительные ресурсы" (1991 и 1993 гг.), на Ж Всероссийском симпозиуме по новым кормовым культурам (Сыктывкар, 1993), на. совместных сессиях отделений PAGXH кормопроизводства и нечерноземной зоны (1993, 1994), на Ш и 1У международных конференциях "Биологический аз