The purpose of the research is to define the optimal seeding rates, the mineral status influence on the yield and water consumption of leguminous crops in rainfed conditions in the Rostov region. The research of the Federal Rostov Agricultural Research Centre was carried out in 2018–2019. The soil of the experimental plot was calcareous, medium, light loamy ordinary chernozem on loess-like loam. The humus content in the arable layer is 4.0–4.2%, total nitrogen is 0.22–0.25%, mobile phosphorus is 39 mg/kg, and potassium is 545 mg/kg. Solution reaction (pH) is 7.1–7.3. Soil density in the 0.3 m layer is 1.27 g/cub.cm. Chickpeas 'Donplaza', lentils 'Donskaya', peas 'Sotnik' varieties were used. The following factors were studied: factor A: seeding rates (million units/ha) of chickpeas: 0.6 (control); 0.8; 1.0; lentils: 1.4; 1.8; 2.2; pea: 0.8 (control); 1.0; 1.2; factor B: fertilizer levels for all crops (high N30P80K80, medium N15P40K40, and control without fertilizer). When conducting a field experiment, the conventional methods were used. Increasing the chickpea seeding rate from 0.6 to 1 million units/ha, regardless of the fertilizer application rate, increased the yield by 23.5%. A similar increase in the lentil seeding rates from 1.4 to 2.2 million units/ha and peas from 0.8 to 1.2 million units/ha gave an increase of 27.8 and 28.9%, respectively. At the same time, the difference in lentil yield at seeding rates of 1.8 and 2.2 million units/ha did not exceed 0.05 t/ha. The average level of nutrition N15P40K40, regardless of the seeding rate, increased the yield of chickpeas by 20.0%, lentils by 25.0%, and peas by 17.5%. A high level of N30Р80K80 fertilizers provided a similar increase for chickpeas by 36.1%, lentils 36.6%, peas 39.9%. The highest payback of fertilizers by a yield increase against the background of N15P40K40 was observed in chickpeas (3.26 kg/kg) and lentils (2.0 kg/kg), against the background of N30P80K80 in peas (1.95 kg/kg). The best average yields of legumes were noted at high levels of nutrition and seeding density: 2.29 t/ha for chickpeas, 1.68 t/ha for lentils and 1.59 t/ha for peas. | Цель исследования - установить оптимальные нормы высева, влияние уровня минерального питания на урожайность и водопотребление зернобобовых культур в богарных условиях Ростовской области. Исследования Федерального Ростовского аграрного научного центра проведены в 2018–2019 гг. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный легкосуглинистый на лессовидном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое 4,0–4,2%, общего азота 0,22–0,25%, подвижного фосфора 39 мг/кг, калия 545 мг/кг. Реакция раствора (рН) 7,1–7,3. Плотность почвы в слое 0,3 м 1,27 г/см3. Использовались сорта нута Донплаза, чечевицы Донская, гороха Сотник. Изучались: фактор А: нормы высева (млн шт./га) нута: 0,6 (контроль); 0,8; 1,0; чечевицы: 1,4; 1,8; 2,2; гороха: 0,8 (контроль); 1,0; 1,2; фактор В: уровни удобрений для всех культур (высокий N30Р80K80, средний N15Р40K40, контроль без удобрений). При проведении полевого опыта использовали общепринятые методики. Повышение нормы высева нута с 0,6 до 1,0 млн шт./га независимо от нормы удобрений увеличивало урожайность на 23,5%. Аналогичное увеличение посевных норм чечевицы с 1,4 до 2,2 млн шт./га и гороха с 0,8 до 1,2 млн шт./га давало прибавку соответственно 27,8 и 28,9%. При этом на чечевице разница в урожайности при нормах высева 1,8 и 2,2 млн шт./га не превысила 0,05 т/га. Средний уровень питания N15Р40K40, независимо от нормы высева, повышал урожайность нута на 20,0%, чечевицы на 25,0%, гороха на 17,5%. Высокий уровень удобрений N30Р80K80 обеспечивал аналогичную прибавку на нуте 36,1%, чечевице 36,6%, горохе 39,9%. Наибольшая окупаемость удобрений прибавкой урожая на фоне N15Р40K40 отмечена у нута (3,26 кг/кг) и чечевицы (2,0 кг/кг), на фоне N30Р80K80 у гороха (1,95 кг/кг). Лучшие средние показатели урожайности зернобобовых отмечены при высоких уровнях питания и плотности посева: у нута 2,29 т/га, чечевицы 1,68 т/га, гороха 1,59 т/га.

The research purpose is to determine the impact of applied rates of phosphogypsum combined with organic matter on the properties of integrated cover soils, soil productivity, and also to substantiate the economic feasibility of these amendment application for chemical reclamation of irrigated land. The studies were carried out in the Rostov region for 4 years on the integrated cover soils according to the scheme of the experiment, including the application of phosphogypsum (Ph) and such organic matter (OM) as manure at certain rates. The studies were carried out according to generally accepted methods. It has been stated that the phosphogypsum application at 10 t/ha rate contributed to the southern chernozem desolonetzization up to 3% sodium from the total of the soil-absorbing complex and an calcium and magnesium increase to the optimal parameters for this soil. On the solonetz, the content of exchangeable sodium decreased to 9–8% in the variants with 10 t/ha Ph rate. In the variant with 5 t/ha Ph rate, the process of soil desolonetzization proceeded somewhat more slowly, which is associated with an insufficient ameliorant rate for the solonetz. The accumulation of humus to the greatest extent was observed in the variant 10 t/ha Ph + 40 t/ha OM. After 4 years, it amounted to 0.24% on the southern chernozem, and 0.19% on the solonetz. Both soils included in the complex were decompacted, and in the better variant, the southern chernozem density was 1.17 t/m3, and on the solonetz – 1.2 t/m3. The soil properties improvement contributed to the increase in productivity. By the 4th year of the aftereffect of ameliorants, it increased by 73–85% on the southern chernozem and by 69–79% on solonetz compared with the control. The average productivity for 4 years of research on the southern chernozem ranged from 7.18 (5 t/ha Ph + 40 t/ha OM) to 8.03 t grain units/ha (10 t/ha Ph + 40 t/ha OM), and in the control 4.82 t grain units/ha. On the solonetz, respectively, it increased from 6.03 to 6.93 t grain units/ha, in the control – 4.3 t grain units/ha. The application of phosphogypsum with organic matter provides both reclamative and economic effect on solonetz integrated cover soils. | Цель исследования - установить влияние доз фосфогипса в сочетании с органикой на свойства почв комплексного покрова, их продуктивность, а также обосновать экономическую целесообразность их применения для химической мелиорации при орошении. Исследования проводились в Ростовской области в течение 4 лет на почвах комплексного покрова согласно схеме опыта, включающей внесение фосфогипса (Ф) и органики в виде навоза (Н) определенными дозами. Исследования выполнены согласно общепринятым методикам. Установлено, что внесение фосфогипса в дозе 10 т/га способствовало рассолонцеванию чернозема южного до 3% натрия от суммы почвенного поглощающего комплекса и увеличению количества кальция и магния до оптимальных параметров для этой почвы. На солонце содержание обменного натрия уменьшилось до 9–8% в вариантах с дозой 10 т/га Ф. В варианте с дозой 5 т/га Ф процесс рассолонцевания почв протекал несколько медленнее, что связано с недостаточной дозой мелиоранта для солонца. Накопление гумуса в наибольшей степени наблюдалось в варианте 10 т/га Ф + 40 т/га Н. Оно составило после 4 лет на черноземе южном 0,24%, а на солонце – 0,19%. Обе почвы, входящие в комплекс, разуплотнились, и в лучшем варианте плотность сложения чернозема южного составила 1,17 т/м3, а на солонце – 1,20 т/м3. Улучшение свойств почв способствовало увеличению урожайности. К 4-му году последействия мелиорантов она увеличилась на 73–85% на южном черноземе и на 69–79% на солонце по сравнению с контролем. Продуктивность в среднем за 4 года исследований на черноземе южном составила от 7,18 (5 т/га Ф + 40 т/га Н) до 8,03 т з. е./га (10 т/га Ф + 40 т/га Н), а на контроле 4,82 т з. е./га. На солонце соответственно от 6,03 до 6,93 т з. е./га, на контроле – 4,30 т з. е./га. Внесение фосфогипса с органикой обеспечивает как мелиорирующий, так и экономический эффект на солонцовых почвах комплексного покрова.

The research purpose is to develop agricultural technologies that ensure soil fertility conservation by selecting (adaptation) special soil protection methods in relation to the actual energy indicators of solid runoff, a certain combination of which will allow maintaining soil fertility or keeping it at a scientifically based level under critical erosion conditions, with the creation of an innovative tool. The value of solid soil phase washout during the studies conducted on corn crops under conditions of critical erosional slopes was determined on runoff sites, which are the field sections equipped with measuring devices (tanks) isolated from the surrounding area (with the help of metal frames). An adaptive technology that combines the application of 60 t/ha of semi-decomposed manure, the implementation of operational planning and moling, the use of differentiated moistening of a soil layer of 0.4–0.7 m, depending on the development of the corn root system with irrigation rates respectively of 360–500 m3 has been selected. The technology provides an acceptable limit of soil solid washout, less than the set scientifically based value. To intercept surface (liquid and solid) runoff, both distributed and rill, an innovative drawn tool has been developed that forms the artificial "water-bearing" subsurface reservoirs and surface "mini-reservoirs" based on an intermittent furrow and intermittent slotting, created in the time of their joint trenching and providing the accumulation of the irrigation rate. The developed technology and tool design make it possible to implement erosion-preventive methods with a differentiated irrigation regime, which ensures the environmental safety and soil fertility conservation of irrigated lands. | Цель исследования - разработка агротехнологий, обеспечивающих сохранение почвенного плодородия, путем подбора (адаптации) специальных почвозащитных приемов применительно к фактическим энергетическим показателям твердого стока, определенное сочетание которых позволит сохранять почвенное плодородие или удерживать его на научно обоснованном уровне в критических эрозионных условиях, с созданием инновационного орудия. Величина смыва твердой фазы почвы в проведенных исследованиях на посевах кукурузы в условиях критических эрозионных уклонов определялась на стоковых площадках, представляющих собой изолированные (с помощью металлических рамок) от окружающей местности участки поля, оборудованные измерительными устройствами (емкостями). Подобрана адаптивная технология, сочетающая в себе внесение 60 т/га полуперепревшего навоза, проведение эксплуатационной планировки и кротования, применение дифференцированного увлажнения слоя почвы 0,4–0,7 м в зависимости от развития корневой системы кукурузы с поливными нормами соответственно 360–500 м3. Технология обеспечивает допустимый предел твердого смыва почвы, менее установленной научно обоснованной величины. Для перехвата поверхностного (жидкого и твердого) стока, как распределенного, так и струйчатого, разработано инновационное прицепное орудие, формирующее искусственные "водовмещающие" внутрипочвенные емкости и поверхностные "мини-водохранилища" на основе прерывистой борозды и прерывистого щелевания, создающиеся во время их совместной нарезки и обеспечивающие аккумуляцию поливной нормы. Разработанные технология и конструкция орудия позволяют реализовать противоэрозионные приемы при дифференцированном режиме орошения, что обеспечивает экологическую безопасность и сохранение почвенного плодородия орошаемых земель.

The purpose of the investigation is to assess the groundwater suitability in Yegorlykskaya stanitsa, the Rostov region, for various categories of water consumers in agricultural water supply, to justify the need of developing a water quality improvement unit. The object of the study was groundwater in Yegorlykskaya stanitsa, belonging to the Azov-Kuban artesian basin. The suitability of groundwater for domestic and drinking water supply was assessed according to SanPiN 1.2.3685-21, for animal watering – according to the requirements of VNTP-N-97, for irrigation – GOST 17.1.2.03-90. Reclamation assessment of groundwater in Yegorlykskaya stanitsa has shown that the water use for irrigation will lead to sodium alkalinization and chloride salinization of soils. The quality of water for animal drinking does not meet the requirements of VNTP-N-97 for chloride content; it exceeds the norm 1.1–1.6 times. Assessment of water suitability for household and drinking needs of the rural population revealed main groundwater pollutants and degree of their MAC for drink water exceeding. They are hydrogen sulfide (1000 times), chlorides (1.87 times), ammonium ions (1.7 times), and iron (17.47 times), dry solids (1.67 times). The arrangement of a water quality improvement unit at the existing water treatment plant is scientifically substantiated, it comprises a hydrogen sulfide oxidation reactor unit providing a residence time of 6.94 min, a thin-layer settler with brush loading for sedimentation of the hydrogen sulfide oxidation product and a combined pressure filter for removing salt-forming ions and iron. The use of groundwater in Yegorlykskaya stanitsa by water consumers of various categories without additional treatment is unacceptable. The improved engineering solutions for additional treatment of groundwater in Yegorlykskaya stanitsa are developed, comprising a water quality improvement unit that ensures its adjustment to the regulatory requirements without increasing the area of the existing water treatment plant. | Цель исследований - провести оценку пригодности подземных вод станицы Егорлыкской Ростовской области для различных категорий водопотребителей в с.-х. водоснабжении, обосновать необходимость разработки блока улучшения качества воды. Объект исследования: подземные воды станицы Егорлыкской, относящиеся к Азово-Кубанскому артезианскому бассейну. Оценка пригодности подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения проводилась согласно СанПиН 1.2.3685-21, для поения животных – согласно требованиям ВНТП-Н-97, для полива – ГОСТ 17.1.2.03-90. Мелиоративная оценка подземных вод станицы Егорлыкской показала, что использование воды для полива приведет к натриевому осолонцеванию и хлоридному засолению почв. Для поения животных качество воды не соответствует требованиям ВНТП-Н-97 по содержанию хлоридов, оно превышает норму в 1,1–1,6 раза. Оценка пригодности воды для хозяйственно-питьевых нужд сельского населения показала, что основными загрязнителями подземных вод являются сероводород (концентрация превышает ПДК в питьевой воде примерно в 1000 раз), хлориды (в 1,87 раза), ионы аммония (в 1,7 раза), железо (в 17,47 раза), сухой остаток больше допустимого в 1,67 раза. Научно обосновано размещение блока улучшения качества воды на действующей станции водоподготовки, он включает реакторную установку окисления сероводорода, обеспечивающую время пребывания 6,94 мин, тонкослойный отстойник с ершовой загрузкой для осаждения продукта окисления сероводорода и комбинированный напорный фильтр для удаления солеобразующих ионов и железа. Использование подземных вод станицы Егорлыкской водопотребителями различных категорий без доочистки недопустимо. Предложены усовершенствованные технические решения для доочистки подземных вод станицы Егорлыкской, включающие блок улучшения качества воды, обеспечивающий ее доведение до нормативных требований без увеличения площади действующей станции водоподготовки.

The purpose of the investigation is to clarify the method for determining the ecologically permissible application rate of sewage sludge (hereinafter referred to as SS) or fertilizers made from them using mathematical tools. The data obtained from studying the effects of SS application from municipal treatment facilities in representative cities of the Rostov Region, both in different doses and mixtures, are used. The research method involves analyzing the accepted method for determining the application rates of SS and fertilizers based on them according to GOST R 17.4.3.07-2001, data from field studies and Russian scientists. The specific application rates according to the formulas recommended by GOST R 17.4.3.07-2001 for SS from sewage treatment facilities in town of Novocherkassk amounted to 613.61 t/ha, and in town of Novoshakhtinsk – 277.47 t/ha. It is clear that the specific application rate of several hundred t per ha is exaggerated, as evidenced by field studies. To increase the accuracy of determining a single dose of sludge application, the mobile forms of heavy metals and adjustment of the total dose based on the environmental indicators of SS are proposed to be taken into account. The calculation of sludge application rates from sludge maps of representative cities, which made it possible to justify the feasibility of the proposed clarifications, is presented. According to the methodology suggested, the specific application rates for SS in towns of Novocherkassk and Novoshakhtinsk were obtained as 66.38 and 52.32 t/ha, respectively. The clarifications suggested make it possible to obtain the most probable value when determining the application rate of sewage sludge, which will ensure the environmental safety of the fertilizers considered for the greatest number of environmentally significant indicators, including mobile forms of heavy metals. | Цель исследований - уточнение способа определения экологически допустимой дозы внесения осадков сточных вод (далее – ОСВ) или удобрений из них с использованием математического инструментария. Использованы данные, полученные на основании изучения последствий применения ОСВ с муниципальных очистных сооружений городов-представителей Ростовской области, в том числе в разных дозах и смесях. Метод исследования предполагает анализ принятого способа определения доз внесения ОСВ и удобрений на их основе согласно ГОСТ Р 17.4.3.07-2001, данных натурных исследований российских ученых. Удельные дозы внесения согласно формулам рекомендованных ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 для ОСВ от канализационных очистных сооружений г. Новочеркасска составили 613,61 т/га, а г. Новошахтинска – 277,47 т/га. Понятно, что удельная норма внесения в несколько сотен тонн на гектар является преувеличенной, о чем свидетельствуют натурные исследования. В целях увеличения точности определения разовой дозы внесения осадков, предложен учет подвижных форм тяжелых металлов и корректировка общей дозы на основании экологических показателей ОСВ. В работе приведен расчет норм внесения осадков с иловых карт городов-представителей, который позволил обосновать целесообразность предложенных уточнений. По предложенной методике были получены удельные дозы внесения для ОСВ г. Новочеркасска и г. Новошахтинска 66,38 и 52,32 т/га соответственно. Предложенные уточнения позволяют при определении нормы внесения осадков сточных вод получить наиболее вероятную величину, которая будет обеспечивать экологическую безопасность рассматриваемых удобрений по наибольшему числу экологически значимых показателей, в том числе включая подвижные формы тяжелых металлов.

The research purpose is to develop the methodology for calculating irrigation rate for drip irrigation of tree-fruit crops. The rate must ensure the formation of moistened soil contours with the required geometric and moisture parameters in soil space. An empirical basis for the methodology development was drawn up with the materials of the author's research aimed to determining the geometric dimensions (parameters) of soil moistening contours. The working hypothesis of the study involved determining the water supply rate per one emitter, one fruit tree and one tree row in the plantation. It assumed further setting a drip watering rate per an area unit of drip-irrigated agricultural land considering the number of micro-drip emitters located there. The main soil and technological parameters of drip irrigation and contour formation, such as physical clay content in the soil, lowest moisture capacity and bulk density of it, levels of pre-irrigation and after-irrigation soil moisture, pre-determined soil profile moistening depth and emitter consumption) were considered as factors influencing the geometric parameters of moisture contours and water supply rate. The resulted dependencies make it possible to determine the linear, areal, and volumetric dimensions of local moisture contours and water supply rate, which, under appropriate conditions of drip irrigation, ensures the formation of a local, initially formed moisture contour with the required soil wetting depth in the soil layer. A study of the suggested methodology showed a deviation of the predicted parameters from the experimental soil moisture contours within ±10.0%. A methodology allowing determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural land as a sum of water supply rates of all water drip emitters irrigating 1 ha of agricultural land with practical accuracy has been developed. | Цель исследований: разработка методики расчета поливной нормы при капельном орошении древесно-плодовых культур, обеспечивающей формирование в почвенном пространстве контуров увлажненной почвы с требуемыми геометрическими и влажностными параметрами. Эмпирическую базу для разработки методики составили материалы авторских исследований, посвященных определению геометрических размеров (параметров) контуров увлажнения почвы. Рабочая гипотеза исследования предусматривала определение нормы водоподачи на одну капельницу, одно древесно-плодовое растение и ряд культур в насаждении с последующим установлением нормы капельного полива на единицу площади капельно-орошаемого с.-х. угодья, учитывающей количество расположенных на нем капельных микроводовыпусков. При определении геометрических параметров контуров влажности и нормы водоподачи в качестве факторов влияния рассмотрены основные почвенные и технологические параметры капельного полива и контурообразования: содержание в почве физической глины, ее наименьшая влагоемкость и плотность сложения, уровни дополивной и постполивной влажности почвы, заданная глубина увлажнения почвенного профиля и расход капельницы. Полученные зависимости позволяют определить линейные, площадные и объемные размеры локальных контуров влажности и норму водоподачи, обеспечивающую в соответствующих условиях капельного полива образование в почвенной толще локального, первично формирующегося контура увлажнения с требуемой глубиной промачивания почвенного слоя. Исследование предложенной методики показало отклонение прогнозируемых параметров от опытных контуров увлажнения почвы в пределах ±10,0%. Разработана методика, позволяющая с приемлемой для практики точностью определять поливную норму для капельного орошения с.-х. угодий как сумму норм водоподачи всех капельных водовыпусков, орошающих 1 га с.-х. угодий.

The fertilizing value of sewage sludge (SS), in particular, SS of municipal treating facilities of the Novocherkassk-city with a three-year stay period on the sludge detention pond was estimated. The research was a part of a vegetation experiment on soils sampled from agricultural lands in the Aksai district of the Rostov region, Russia. According to the analysis, the soils are non-degraded, non-saline, of low humus, and of moderate nutrient content. Coarse silt fractions predominate in the texture of soils. SS, on the contrary, is characterized by a high content of organic matter and nutrients; sand fractions predominate in the soil texture. Radish and garden cress were used as test plants as they are crops the most sensitive to the presence of contaminants. The criteria of soil bioproductivity were indicators of seed germination, total plant weight and average weight of a plant. The best seed germination was noted in the pots with SS added to soils in comparison with both the control (unfertilized) pots and the pots fertilized with similar norms of active ingredient. Under SS influence changes in the qualitative composition of soils were noted: the contents of nitrates, phosphates, calcium ions and sulfates increased, as well as the content of soil organic matter. The positive SS effect on the plants has been determined: the radish yield increased by 55% due to SS introduction, and by only 10% due to azofoska applying; the garden cress yield increased by 29% and by 2%, respectively. In the soils fertilized with SS, an increase in organic matter content by an average of 30% was observed. As compared to the control samples, SS fertilized soil samples contained, more nitrogen by 30–59%, phosphorus by 67–78%; when azofoska was applied, the nitrogen amount increased by 5–23%, and phosphorus on average by 50%. | Оценивали удобрительную ценность осадков сточных вод (ОСВ), в частности ОСВ муниципальных очистных сооружений г. Новочеркасска с трехлетним сроком пребывания на иловой карте. Исследования проводили в рамках вегетационного опыта на почвах, отобранных с с.-х. угодий Аксайского района Ростовской области. По данным анализов, почвы являются недеградированными, незасоленными с низким содержанием гумуса и средним содержанием питательных веществ. В гранулометрическом составе почв преобладают крупнопылеватые фракции. ОСВ, напротив, характеризуется высоким содержанием органического вещества и питательных элементов, в гранулометрическом составе преобладают песчаные фракции. В качестве тест-растений использовали редис и кресс-салат как наиболее чувствительные к присутствию загрязнений. Критериями биопродуктивности почв служили показатели всхожести семян, общей биомассы и средней биомассы на одно растение. Отмечена наилучшая всхожесть семян растений в вариантах с добавлением к почвам ОСВ в сравнении как с контролем, так и с вариантом использования удобрений в аналогичных дозах по действующему веществу. Под влиянием ОСВ отмечены изменения в качественном составе почв: увеличилось количество нитратов, фосфатов, ионов кальция и сульфатов, выросло содержание органического вещества. Установлено положительное влияние ОСВ на растения: урожай редиса на фоне применения ОСВ вырос на 55%, а на фоне применения азофоски – всего на 10%; урожай кресс-салата вырос на 29% на фоне применения ОСВ и на 2% – на фоне применения азофоски. В вариантах с внесением ОСВ наблюдали повышение содержания органического вещества в среднем на 30%. По сравнению с контролем в образцах почвы с ОСВ отмечен рост содержания азота на 30–59%, фосфора – на 67–78%; при внесении азофоски количество азота повысилось на 5–23%, а фосфора в среднем на 50%.

The research purpose is to determine the parameters and justification of the design of the irrigation module of the drip irrigation system for orchards. Typical crop planting patterns in an orchard, microclimatic, soil and technological conditions of drip irrigation are considered as initial factors. The results of the study were obtained in the process of generalizing the methods and recommendations for predicting the technological parameters of the drip irrigation network. A methodology was developed for justifying the irrigation module design, which provides for establishing: the crop nutrition zone area; coefficient determining the nutrition zone area to be moistened; diameter and area of the horizontal projection of the soil moisture contour; the number of moisture contours and emitters ensuring their formation; arrangement diagrams for emitters in the plant nutrition zone. As a criterion for choosing the design of an irrigation module, the ratio of the area of moistened soil space required for cultivating plants and the area of drip soil moisture zones formed by the irrigation module is taken. The methodology was tested on an irrigation module in single- and double-line versions. A single-line irrigation module meets the needs of perennial fruit crops in areas with a natural moisture coefficient of 1.0, and in rare combinations of conditions with a coefficient of 0.8. The double-line irrigation module consistently provides the required soil moisture area in areas with a natural moisture coefficient of at least 0.6 and cannot form the required moisture area for the nutrition zone of fruit crops in areas with a moisture coefficient of 0.4. For drip irrigation of perennial fruit crops in areas with a moisture coefficient of not more than 0.6, it is proposed to use an irrigation module with three drip lines. | Цель исследований - определение параметров и обоснование конструкции поливного модуля системы капельного орошения плодовых садов. В качестве исходных факторов рассмотрены характерные схемы посадки культур в плодовом саду, микроклиматические, почвенные и технологические условия капельного полива. Результаты исследования получены в процессе обобщения методик и рекомендаций по прогнозированию технологических параметров капельной поливной сети. Разработана методика обоснования конструкции поливного модуля, которая предусматривает установление: площади зоны питания культуры; коэффициента, определяющего площадь зоны питания, подлежащей увлажнению; диаметра и площади горизонтальной проекции контура увлажнения почвы; количества контуров влажности и капельниц, обеспечивающих их формирование; схемы размещения капельниц в зоне питания растений. В качестве критерия для выбора конструкции поливного модуля принято соотношение необходимых для культивирования растений площади увлажняемого почвенного пространства и площади формируемых поливным модулем зон капельного увлажнения почвы. Апробация методики проведена на поливном модуле в одно- и двухниточном исполнении. Однониточный поливной модуль соответствует потребностям многолетних плодовых культур на территориях с коэффициентом природного увлажнения, равным 1,0, и в редких сочетаниях условий при коэффициенте 0,8. Двухниточный поливной модуль стабильно обеспечивает требуемую площадь увлажнения почвы на территориях с коэффициентом природного увлажнения не менее 0,6 и не может сформировать требуемую площадь увлажнения зоны питания плодовых культур на территориях с коэффициентом увлажнения 0,4. Для капельного полива многолетних плодовых культур на территориях с коэффициентом увлажнения не более 0,6 предложено использовать поливной модуль с тремя капельными линиями.

The research purpose is to test the hypothesis on possibility of building a perennial grasses yield forecast model using the machine learning methods. For agricultural production planning, the yield forecasting is one of the important tasks, and when using information technologies, building forecast models requires significantly less labor inputs while maintaining or even increasing the accuracy and adequacy of the models. Such methods were used as analysis and synthesis of various levels, methods of data preparation for machine learning, machine learning methods implementing a linear regression model and regression using decision trees. The Python machine language and publicly available libraries for data analysis and preparation and building machine learning models were used as the main technology stack for implementing the machine learning methods. The data were prepared for training the model by machine learning methods, and the data were modified without loss so as to represent exclusively numerical values. Linear regression and regression models using decision trees were trained. A metric of model quality confirmed by high values of determination coefficients (0.68 and 0.98, respectively) was calculated, by standard tools from the libraries used. It is concluded that numerical values of contribution of such signs as food regime (0.176935–0.315269), as well as the ratio of the number of irrigations and irrigation norms (0.056576–0.108139), to the model, confirm their significance for the conditions of research areas and database collection. | Цель исследований - проверить гипотезу о возможности построения прогнозной модели урожайности многолетних трав с использованием методов машинного обучения. Для планирования с.-х. производства прогнозирование урожайности является одной из важных задач, а при использовании информационных технологий построение прогнозных моделей требует заметно меньше трудозатрат при сохранении или даже повышении точности и адекватности моделей. В исследовании применяли методы: анализ и синтез различных уровней, методы подготовки данных для машинного обучения, методы машинного обучения, реализующие модель линейной регрессии и регрессии с помощью решающих деревьев. В качестве основного стека технологий для реализации методов машинного обучения использован язык Python и общедоступные библиотеки анализа и подготовки данных и построения моделей машинного обучения. Проведена подготовка данных для тренировки модели методами машинного обучения, при этом данные видоизменены без потерь таким образом, что представляют собой исключительно числовые значения. Проведено обучение моделей линейной регрессии и регрессии с помощью решающих деревьев. С помощью стандартных инструментов используемых библиотек вычислена метрика качества моделей, подтвержденная высокими значениями коэффициентов детерминации (соответственно 0,68 и 0,98). Выводы: численные значения вклада в модель таких признаков, как пищевой режим (0,176935–0,315269), а также соотношение числа поливов и оросительной нормы (0,056576–0,108139), подтверждают их значимость для условий территории проведения исследований и набора базы данных.

The research purpose is to take a comprehensive assessment of southern micellar-carbonate chernozem content and properties, irrigated with limitedly available water. The research was carried out on the territory of a pilot site located in the Saki region of the Republic of Crimea near the village of Chervonoye. During the work, the state of water resources used for irrigation and the soil were analyzed. The assessment of water suitability for irrigation was carried out on the basis of soil reclamation classification. The analysis of soil conditions included the determination of: bulk density and solid phase density, granulometric texture, pH, edvanced salt composition of the aqueous extract. When determining the agro-physical properties of soil, the following methods were used: pycnometric, drying to constant weight, cutting ring, sieve with water washing, and pipette ones. The topsoil layer was identified as compacted with satisfactory porosity. The nutrient supply was mainly characterized as medium and high, only low content is recorded in 2022 for nitrate nitrogen (0.3–0.7 mg/100 g of soil). Despite the use of limitedly suitable water for irrigation, no water-soluble salt accumulation was recorded in a meter layer of soil. At the end of the irrigation period in 2023, the soils were classified as non-saline, and as to their granulometric texture depending on the depth – as medium loamy, heavy loamy and light clayey. Despite the fact that in the period from 2022 to 2023, irrigation with water with mineralization of about 1.5 g/L did not lead to the accumulation of water-soluble salts in the soil of the pilot site, it is recommended to organize regular observations of its salt regime. This is justified by that in drier years the precipitation may not be enough to wash out the salts arriving during the growing season with irrigation water into the underlying horizons. | Цель исследований - провести комплексную оценку состава и свойств чернозема южного мицеллярно-карбонатного, орошаемого ограниченно пригодными водами. Исследования проводились на территории пилотного участка, расположенного в Сакском районе Республики Крым недалеко от с. Червоное. В ходе выполнения работ анализировалось состояние водных ресурсов, используемых для полива, и почвы. Оценка пригодности воды для целей орошения проводилась на основе почвенно-мелиоративной классификации. Анализ почвенных условий включал в себя определение: объемной плотности и плотности твердой фазы, гранулометрического состава, рН, расширенного солевого состава водной вытяжки. При определении агрофизических свойств почвы использовались следующие методы: пикнометрический, высушивания до постоянной массы, режущего кольца, ситовой с промывкой водой, пипеточный. Пахотный слой был идентифицирован как уплотненный с удовлетворительной пористостью. Обеспеченность элементами питания в основном характеризовалась как средняя и высокая, только по нитратному азоту в 2022 г. зафиксировано низкое содержание (0,3–0,7 мг/100 г почвы). Несмотря на использование для целей орошения ограниченно пригодных вод, не было зафиксировано накопления водорастворимых солей в метровом слое почвы. На конец поливного периода 2023 г. почвы были отнесены к незасоленным, а по гранулометрическому составу в зависимости от глубины – к среднесуглинистым, тяжелосуглинистым и легкоглинистым. Несмотря на то, что в период с 2022 по 2023 г. проведение поливов водами минерализацией около 1,5 г/л не привело к накоплению водорастворимых солей в почве пилотного участка, рекомендуется организовать регулярные наблюдения за ее солевым режимом. Это обосновано тем, что в более засушливые годы выпадающих осадков может быть недостаточно для вымывания поступающих за вегетационный период с поливной водой солей в нижерасположенные горизонты.