Методы проектирования технологий органического производства продукции растениеводства

К основным причинам усиления антропогенного воздействия на окружающую среду относится интенсифика­ция сельскохозяйственного производства; в частности наращивание мощностей на предприятиях; производящих продук­цию растениеводства. Одним из подходов митигации экологических рисков является частичный переход к органическим видам хозяйствования. Однако для устойчивого развития органического производства в РФ требуется создать наукоемкую среду для интеграции последних достижений в биологических; инженерных и цифровых науках с целью формирования методов для проектирования технологий органического производства продукции растениеводства. (Цель исследования) Теоретические исследования по разработке методов проектирования машинных технологий органического производства продукции растениеводства. (Материалы и методы) Проведен анализ разработанных ранее методов проектирования; их преимуществ и недостатков. Основываясь на этом анализе; на наш взгляд; рационально интерпретировать классиче­ский метод Waterfall - каскадный метод проектирования. (Результаты и обсуждение) На начальной стадии реализации каскадной модели разработана блок-схема генерального алгоритма проектирования машинных технологий производства органической продукции растениеводства. На первом этапе генерального алгоритма проводится анализ почвенно-клима­тических и хозяйственных условий и после их фиксации происходит переход к выбору средств производства (семенной материал; система удобрений и система защиты растений). Выбор осуществляется по критериям экологической безопас­ности; качеству получаемой продукции; потенциальной урожайности и затратам денежных средств. Следующим этапом алгоритма предусмотрен выбор рациональных вариантов технологических операций и машинно-тракторных агрегатов. Выбор осуществляется согласно разработанному интегральному эколого-экономическому критерию; который представ­лен в виде суммы совокупных затрат денежных средств на выполнение единицы наработки; экономического убытка от потери питательных элементов из пахотного горизонта и экономического убытка от переуплотнения почвы при выпол­нении технологических операций. Интегральный эколого-экономический критерий должен стремиться к минимуму для каждой технологической операции. (Выводы) Предложенные методы проектирования технологий органического про­изводства продукции растениеводства позволят сформировать цифровую систему базовых технологий и машин и разра­батывать технологические карты по органическому возделыванию культур для конкретных почвенно-климатических и хозяйственных условий.

1. Максимов Д.А., Валкама Е., Минин В.Б. и др. Подходы к освоению органического земледелия // АгроЭкоИнженерия. 2020. N4(105). С. 101-113. DOI: 10.24411/0131-5226-2020-10270.

2. Измайлов А.Ю., Годжаев З.А., Гришин А.П. и др. Цифровое сельское хозяйство (обзор цифровых технологий сельхозназначения) // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. N2(31). С. 41-52. EDN: JNIMAH.

3. Попов В.Д., Максимов Д.А., Брюханов А.Ю. Инженерные методы решения проблем устойчивого развития сельхозпроизводства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. N4. С. 4-8. EDN: OCPSEB.

4. Минин В.Б., Захаров А.М. Задачи и структура информационно-коммуникационной системы «умного» органического хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15. N4. С. 56-64. DOI: 10.22314/2073-7599-2021-15-4-56-64.

5. Zakharov A.M., Minin V.B., Murzaev E.A. et al. Effect of deep loosening of inter-rows on physical properties of sod-podzolic soil and yield of organic potato. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series. 2022. Vol. 60. N4. 372-379. DOI: 10.29235/1817-7204-2022-60-4-372-379.

6. Попов В.Д., Федоренко В.Ф., Брюханов А.Ю. Приоритеты экологического развития животноводства России и пути их реализации // Техника и оборудование для села. 2020. N12(282). С. 2-5. DOI: 10.33267/2072-9642-2020-12-2-5.

7. Савченко И.В. Ресурсосберегающее экологически чистое растениеводство для получения продукции высокого качества // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. N5. С. 527-531. DOI: 10.31857/S0869-5873895527-531.

8. Minin V., Ustroev A., Mbaiholoie E., Subbotin I. Technical provision of organic farming in Russia: problems and prospects. NJF Report. 2017. Vol. 13. N1. 133-134. EDN: UQFGVO.

9. Smith L.G., Williams A.G., Pearce Bruce D. The energy efficiency of organic agriculture: A review. Renewable Agriculture and Food Systems. 2015. N30(3). 280-301. DOI: 10.1017/S1742170513000471.

10. Федоренко В.Ф., Брюханов А.Ю., Захаров А.М., Мурзаев Е.А. Концептуальные основы развития органического производства сельскохозяйственной продукции // Техника и оборудование для села. 2024. N1 (319). С. 2-7. DOI: 10.33267/2072-9642-2024-1-2-7.

11. Maksimov D.A., Minin V.B., Ustroev A.A. et al. The effect of biologized methods of potato cultivation in organic farming on its yield. IOP: Earth and Environmental Science. 2019. 012088. DOI: 10.1088/1755-1315/341/1/012088.

12. Gamage A., Gangahagedara R., Gamage J. et al. Role of organic farming for achieving sustainability in agriculture. Farming System. Vol. 1. Iss. 1. 2023. 100005. DOI: 10.1016/j.farsys.2023.100005.

13. Mie A., Andersen H.R., Gunnarsson S. et al. Human health implications of organic food and organic agriculture: a comprehensive review. Environ Health. 2017. N16. 11. DOI: 10.1186/s12940-017-0315-4.

14. Scialabba N., Müller-Lindenlauf M. Organic agriculture and climate change. Renewable Agriculture and Food Systems. 2010. Vol. 25. Special Iss. 2. 158-169. DOI: 10.1017/S1742170510000116.

15. Минин В.Б., Черникова М.В. Оценка эффективности органической технологии возделывания картофеля в условиях Ленинградской области // АгроЭкоИнженерия. 2023. N4(117). С. 42-57. DOI: 10.24412/2713-2641-2023-4117-42-57.

16. Петрова Л.И., Митрофанов Ю.И., Гуляев М.В., Первушина Н.К. Влияние различных факторов на формирование урожая и качество продукции картофеля // Аграрный вестник Урала. 2021. N4 (207). С. 34-42. DOI: 10.32417/1997-4868-2021-207-04-34-42.

17. Утенков Г.Л. К оценке эффективности машинных технологий возделывания зерновых культур // Фундаментальные исследования. 2017. N12-1. С. 229-233. EDN: ZXPWDB.

18. Лойко В.И., Ткаченко В.В., Лытнев Н.Н. Модели и методика оценки технологий сельскохозяйственного производства (на примере растениеводства): программная реализация и основные результаты // Научный журнал КубГАУ. 2017. N134(10). С. 1-29. DOI: 10.21515/1990-4665-134-104.

19. Gunnarsson C., Hansson P.-A. Optimisation of field machinery for an arable farm converting to organic farming. Agricultural Systems. 2004. N80. 85-103. DOI: 10.1016/j.agsy.2003.06.005.

20. Захаров А.М., Мурзаев Е.А. Каскадная модель проектирования технологий органического производства продукции растениеводства // АгроЭкоИнженерия. 2024. N2(119). С. 29-42. DOI: 10.24412/2713-2641-2024-2119-29-42.

21. Задонская О.В., Обломкова Н.С., Брюханов А.Ю. Сравнительный анализ применения различных методов оценки поступления азота и фосфора от сельского хозяйства в бассейне реки Нарвы // АгроЭкоИнженерия. 2022. N1(110). С. 142-155. DOI: 10.24412/2713-2641-2022-1110-142-154.

22. Филин В.И. Программирование урожая: от идеи к теории и технологиям возделывания сельскохозяйственных культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2014. N3(35). С. 26-36.