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 research aim is the development and experimental assessment of the resource-saving technology of irrigated potato production using hydrosorbents. The research hypothesis is based on the formation of mini-reservoirs due to hydrogel absorption of irrigation water with fertilizers dissolved in it, which is directed to the plant roots over a longer period. The supply of a hydrogel with fertilizers is provided by a specially designed machine capable of applying enriched hydrogel below the bottom of the planting furrow and only into the row zone. To reduce irrigation water consumption, fertilizers, as well as anthropogenic impact on the soil during irrigated crop cultivation, it is proposed to use a fertilizer enriched hydrogel at potato growing. Its ability to absorb moisture in the amount of up to 280 times per 1 g of substance ensures supplying moisture and nutrient solution to plant roots for a longer period, due to which the consumption of irrigation water and fertilizers is reduced 1.3–1.4 times compared to the standard technologies. A technology for a comprehensive resource-saving in the irrigated cultivation of potatoes using hydrosorbents was developed and experimentally tested. All elements of the technology are interrelated and comprise developing and using a potato planter with applying an enriched hydrogel and ensuring irrigation rates in an amount of 300 m3/ha while maintaining the pre-irrigation threshold of 80% of the lowest moisture capacity. The biological yield in the field without hydrogel is 21.6 t/ha, and when a hydrogel was applied at a rate of 18.2 g/m line and fertilizers in the form of nitroammophoska at a rate of 33.3 g/m line a yield of 29.4 t/ha at the Least Significant Difference (0.5) = 0.04 was obtained. The marketable potato yield in the field without hydrogel is 19.3 t/ha, and when maintaining the said rates of enriched hydrogel is 28.9 t/ha. This technique contributed to an increase in potato yield by 7.8 t/ha (36.1%), marketable yield – by 9.6 t/ha (49.7%). | Цель исследований: создание и экспериментальная оценка ресурсосберегающей технологии производства картофеля на орошении при использовании гидросорбентов. В основу гипотезы исследований положено явление образования мини-водохранилищ за счет абсорбции гидрогелями оросительной воды с растворенными в ней удобрениями, которая направляется к корням растений в течение более длительного периода. Подачу гидрогеля с удобрениями обеспечивает специально разработанная машина, способная вносить обогащенный гидрогель ниже дна посадочной борозды и только в зону рядка. Для снижения расхода оросительной воды, удобрений, а также антропогенного воздействия на почву при возделывании с.-х. культур на орошении предлагается при выращивании картофеля использовать обогащенный удобрениями гидрогель. Его способность абсорбировать влагу в объеме до 280 раз на 1 г вещества обеспечивает подачу влаги и питательного раствора к корням растений в течение более длительного периода, благодаря этому снижается расход оросительной воды и удобрений в 1,3–1,4 раза по сравнению с типовыми технологиями. Разработана и экспериментально исследована технология комплексного решения задачи ресурсосбережения при возделывании картофеля на орошении с использованием гидросорбентов. Все элементы технологии взаимосвязаны между собой и включают разработку и применение машины для посадки картофеля с внесением обогащенного гидрогеля и обеспечение поливных норм из расчета 300 куб. м/га при соблюдении предполивного порога 80% наименьшей влагоемкости. Биологическая урожайность на контроле – 21,6 т/га, а при внесении гидрогеля в дозе 18,2 г/пог. м и удобрений в виде нитроаммофоски в дозе 33,3 г/пог. м получена урожайность 29,4 т/га при НСР0,5 = 0,04. Выход товарный на контроле – 19,3 т/га, а при поддержании отмеченных доз обогащенного гидрогеля – 28,9 т/га. Такой прием способствовал увеличению урожайности на 7,8 т/га (36,1%), товарного выхода – на 9,6 т/га (49,7%).

There was studied the influence of soil cultivation methods on its moisture-temperature regime and the winter wheat yield cultivated in conditions of insufficient and unstable moisture. The experiments were carried out under the conditions of long-term stationary experiment in 2017–2019 on the isolated field of Federal State Budgetary Scientific Institution "Agrarian Scientific Centre "Donskoy" (southern zone of the Rostov region). The cultivated crop is Stanichnaya variety winter wheat, the predecessor is peas. The experimental site soil is ordinary calcareous heavy loamy chernozem. The studied tillage methods are surface, shallow, moldboard and zero (direct seeding). The method for determining the relative humidity and soil temperature in an autonomous mode was based on the use of Watch Dog 1400 Micro meteorological stations (recorders) from Spectrum Technologies, Inc., the soil moisture and temperature sensors were located at a depth of 30 cm. At the same time, the air humidity and temperature and the accumulation precipitation were monitored. It has been found that in the southern zone of Rostov region, zero tillage throughout the entire observation period provides high moisture conservation. This allows preventing from soil overheating, obtaining a stable high yield of winter wheat at the level of 7.17 t/ha on average for 3 years. Comparison of various tillage methods with zero tillage leading in all indicators allowed establishing that, on average, with surface tillage, soil moisture is lower by 17.75%, soil temperature is higher by 4.12%, and yield is lower by 8.37%. With shallow tillage, the soil moisture is 20.12% lower, the soil temperature is 12.19% higher, and the yield is 12.14% lower. With the moldboard method, soil moisture is lower by 13.19%, the soil temperature is higher by 11.48%, and the yield is lower by 5.44%. | Изучали влияние способов обработки почвы на ее влаготемпературный режим и на урожайность озимой пшеницы, возделываемой в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения. Опыты проводили в условиях многолетнего стационарного опыта в 2017–2019 гг. на выделенном поле ФГБНУ "АНЦ "Донской" (южная зона Ростовской области). Возделываемая культура – озимая пшеница сорта Станичная, предшественник – горох. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый. Изучаемые способы обработки: поверхностный, мелкий, отвальный и нулевой (прямой посев). Методика определения относительной влажности и температуры почвы в автономном режиме основывалась на применении метеостанций (регистраторов) Watch Dog серии 1400 Micro фирмы Spectrum Technologies, Inc., датчики влажности и температуры почвы располагали на глубине 30 см. Параллельно отслеживались влажность и температура воздуха с количеством выпавших осадков. Установлено, что в южной зоне Ростовской области нулевая обработка почвы на протяжении всего периода наблюдений обеспечивает высокое влагосбережение. Это позволяет не допускать перегрева почвы и получать стабильно высокую урожайность озимой пшеницы на уровне 7,17 т/га в среднем за 3 года. Сравнение различных способов обработки с лидирующей по всем показателям нулевой обработкой почвы позволило установить, что в среднем при поверхностной обработке влажность почвы ниже на 17,75%, температура почвы выше на 4,12%, а урожайность ниже на 8,37%. При мелкой обработке влажность почвы ниже на 20,12%, температура почвы выше на 12,19%, а урожайность ниже на 12,14%. При отвальном способе обработки влажность почвы ниже на 13,19%, температура почвы выше на 11,48%, а урожайность ниже на 5,44%.