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.

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%).

The research aimed at the provenance trial of new high-yielding potato varieties of domestic and foreign breeding cultivated with sprinkling under hard hydrothermal conditions of the Lower Volga region. Nineteen new high-yielding potato varieties and hybrids were tested at the experimental field of the All-Russian Research Institute of Irrigation Agriculture in 2022–2023. The studies were conducted in accordance with the requirements of conventional methods. The study results showed that the maximum amount of above-ground matter of the studied potato varieties was formed in the first decade of August, and the maximum growth of tops was noted in the 'Kupets' variety and hybrid '16.18-2' (750 and 700 g, respectively). The 'Vega', 'Udacha', 'Lekar', 'Elixir', 'Gurman' varieties and hybrid '45.82-12' formed the vegetative matter from 500 to 630 g. Other varieties were unable to form a powerful vegetative mass. Of the studied potato varieties, 'Gulliver' is characterized by the highest yield capacity of 4.3 t/ha. The minimum yield of potato tubers amounted to 15.6 t/ha was obtained in 'Lubava'. The potato tuber yields formed by other varieties and hybrids ranged from 18.7 to 34 t/ha. Totally, results were obtained on the patterns of tubers yield formation of 17 varieties and 2 potato hybrids undergoing environmental testing. The yield of studied varieties and hybrids ranged from 15.6 to 41.3 t/ha, however, such varieties as 'Gulliver', 'Udacha' and 'Darenka', 'Red Scarlett', 'Kolombo', 'Koroleva Anna' and hybrids with yields of above 30 t/ha should be highlighted. | Цель исследований: провести эколого-географическое испытание новых высокопродуктивных сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции при дождевании в условиях гидротермической напряженности региона Нижней Волги. Экологическое испытание новых высокопродуктивных 19 сортов и гибридов картофеля отечественной и зарубежной селекции выполнялось на опытном поле Всероссийского НИИ орошаемого земледелия в 2022–2023 гг. (г. Волгоград). Исследования проводились в соответствии с требованиями общепринятых методик. Результаты исследования показали, что максимальное количество надземной массы изучаемые сорта картофеля формировали в первой декаде августа, максимальные приросты ботвы были отмечены у сорта Купец и гибрида 16.18-2 (соответственно 750 и 700 г). Сорта Вега, Удача, Лекарь, Эликсир, Гурман и гибрид 45.82-12 сформировали вегетативную массу от 500 до 630 г. Другие сорта не смогли сформировать мощную вегетативную массу. Из изучаемых сортов картофеля наибольшей продуктивностью, 41,3 т/га, характеризуется сорт Гулливер. Минимальная урожайность клубней картофеля получена в посадках сорта Любава, которая составила 15,6 т/га. Сформированная урожайность клубней картофеля у других сортов и гибридов находилась в пределах 18,7–34,0 т/га. В итоге проведенных исследований получены результаты, показывающие закономерности формирования урожайности клубней 17 сортов и двух гибридов картофеля, проходящих экологическое испытание. Урожайность сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции варьировалась от 15,6 до 41,3 т/га, однако хотелось бы выделить такие сорта, как Гулливер, Удача и Даренка, Ред Скарлетт, Коломбо, Королева Анна, и гибриды, урожайность которых была выше 30 т/га.

The research purpose is to develop the concept of irrigation management systems using integrated artificial intelligence technologies (IAIT). The working hypothesis is the assumption of the priority of the cluster application of IAIT in solving urgent problems of irrigation management. The basis of the information-computing unit of the irrigation control system should be deterministic algorithms using practically proven solutions. Within the framework of the proposed concept, a neural network can be used as the basis for solving a problem, or it can only be used to adapt the parameters of the models used. The meeting points of traditional, analytical irrigation management systems and IAIT are determined by the need to adapt parameters, fine-tune the coefficients of the methodological tools used. The scope of IAIT application in irrigation management improving is quite wide. IAIT can be used to solve the issues of irrigation planning and operational management, image recognition in satellite monitoring of soil moisture, interpolation these data by area, forecasting the soil moisture profile. An algorithm has been developed, that use IAIT to improve the reliability of forecasting the total water consumption of irrigated crops in the regional and landscape aspects. The proposed algorithm allows the system to self-learn and refine the regional values of bioclimatic coefficients, with respect to cumulative influence of local factors. Conclusions are the following: the developed concept and proposed scientific approaches allow effectively solving the problem of adapting the parameters of methodological irrigation management tools at the level of an irrigated field, and even considering intra-field variability. | Цель исследования - разработка концепта систем управления орошением с интегрированными технологиями искусственного интеллекта (ТИИ). Рабочая гипотеза - предположение о приоритете кластерного применения ТИИ в решении актуальных задач управления орошением. Основу информационно-вычислительного блока системы управления орошением должны составлять детерминированные алгоритмы с использованием проверенных практикой решений. В рамках предлагаемого концепта нейронная сеть может быть положена в основу решения задачи, а может использоваться лишь для адаптации параметров используемых моделей. Точки соприкосновения традиционных, аналитических систем управления орошением и ТИИ определяются необходимостью адаптации параметров, точной настройки коэффициентов используемого методологического инструментария. Сфера применения ТИИ в решении задач управления орошением довольно широка: это решение задач планирования и оперативного управления орошением, распознавания образов при спутниковом контроле влажности почвы, интерполяции данных о влажности почвы по площади, прогнозирования профиля увлажнения почвы. Разработан алгоритм, использующий ТИИ для повышения надежности прогноза суммарного водопотребления орошаемых культур в региональном и ландшафтном аспекте. Предложенный алгоритм позволяет системе самообучаться и уточнять региональные значения биоклиматических коэффициентов с учетом совокупного влияния местных факторов. Выводы: разработанный концепт и предложенные научные подходы, позволяют эффективно решать задачу адаптации параметров методологического инструментария управления орошением на уровне орошаемого поля, и даже с учетом внутриполевой вариабельности.

The purpose of the research is to determine patterns of formation of hydrographic network elements depending on the melt-and rainwater runoff and soil losses. The studies were carried out in the upper reaches of the Bolshoy Log gully system, which is a part of the land use of the experimental farm "Polevoy" of the Federal Rostov Agrarian Research Center, with an area of 2070 ha, of which more than 70% is arable land. Soils are ordinary chernozems of varying erosion degrees. The standard research methods on runoff sites and the method of pins were used. Within the catchment area, the amount of runoff and hydraulic indicators of water courses are greatly influenced by the agricultural background and the soil surface condition from which melt water flows, and the intensity of erosion processes is influenced by the depth of soil freezing, the moisture content of topsoil, water storage in snow, snowmelt intensity. The water sprays are concentrated along the gullies, where the soil is washed out over time, and they pass into the category of hollows, then into ravines and gullies, forming a hydrographic network in the gully-ravine catchment area. The most intensive runoff of meltwater in different years reached the following values: in 1988 – 33.8 mm, 2003 – 63.9 mm, 2006 – 24.6 mm, 2014 – 14.3 mm, 2017 –19.3 mm, 2023 – 10–14 mm. In the sites with reclamation protective forest plantations and hydraulic structures, the runoff was by 5–12 mm less than in the control and it retained in the forest belt. The mathematical data analysis made it possible to determine the relationship between the runoff rate and soil loss in the gully-ravine catchment, depending on the distance from the watershed. On the gully-ravine catchment, a rainsheet smoothly turns into a linear one and forms hollows and ravines. The final link of the catchment area is ravines and gullies. During the peak meltwater periods the water flow velocity on flat sections of the slope is 0.33–0.46 m/s, and along the hollows – 0.57–0.83 m/s. | Цель исследований - установить закономерности образования элементов гидрографической сети в зависимости от стока талых и дождевых вод и смыва почвы. Исследования проводились в верховье балочной системы Большой лог, входящей в состав землепользования опытного хозяйства "Полевой" Федерального Ростовского аграрного научного центра. Площадь участка составляет 2070 га, из них более 70% приходится на пашню. Почвы представлены черноземом обыкновенным различной степени эродированности. Использовались общепринятые методы исследований на стоковых площадках и метод шпилек. В пределах водосбора на величину стока и гидравлические показатели водных потоков оказывают большое влияние агрофон и состояние поверхности почвы, с которой стекает талая вода, а на интенсивность эрозионных процессов оказывают влияние глубина промерзания почвы, влажность верхнего слоя, запасы воды в снеге, интенсивность снеготаяния. Струи воды концентрируются по потяжинам, на которых со временем смывается почва, и они переходят в категорию ложбины, далее в овраги и балки, формируя гидрографическую сеть на овражно-балочном водосборе. Наиболее интенсивный сток талых вод в разные годы достигал следующих величин: в 1988 г. – 33,8 мм, в 2003 г. – 63,9 мм, в 2006 г. – 24,6 мм, в 2014 г. – 14,3 мм, в 2017 г. – 19,3 мм, в 2023 г. – 10–14 мм. На участках с мелиоративными защитными лесными насаждениями и гидросооружениями сток был на 5–12 мм меньше, чем на контроле, и задерживался в лесной полосе. Математический анализ данных позволил установить взаимосвязь величины стока и смыва почвы на овражно-балочном водосборе в зависимости от удаленности от водораздела. На овражно-балочном водосборе плоскостной смыв плавно переходит в линейный и образует ложбины, лощины. Конечным звеном водосбора являются овраги и балки. В пиковые периоды стока талых вод скорость водных потоков на ровных участках склона составляет 0,33–0,46 м/с, а по ложбинам – 0,57–0,83 м/с.

The research purpose is to assess the use of photosynthetically active radiation (PAR) by soybeans while using the improved cultivation technology on irrigated lands in the Rostov region. The studies were carried out on irrigated lands at the Bessergenevskoe Agricultural Enterprise LLC in 2019–2021. The establishment of field experiments on soybean crops, records and observations were carried out according to the methods of the All-Russia Scientific Research Institutes of Oil Crops and Soybeans. In the experiments, the following soybean varieties were sown: 'SK Optima', 'SK Riana', 'Selecta 201', 'Selecta 302', 'SK Veda'. The A. A. Nichiporovich's method was used to calculate the use of PAR. The indicators of solar radiation were determined according to the data of the local meteorological station. As a result of the research, the indicators necessary for calculating the capacity utilization (CU, an analogue of the efficiency factor) of the PAR under the Rostov region conditions were specified: the duration of the soybean vegetation and total solar radiation for this period, the core product yield and the by-products biomass, the ratio of soybean seed yield to by-products, energy value of the core product and by-products. It has been found that the seed yield level of soybean varieties on average for three research years varies within the range of 3.96–4.66 t/ha, the maximum indicator was obtained for 'SK Riana'. The studies allowed determining the total mass of soybean plants, including the core products: the seed yield of the studied soybean varieties is from 3.96 to 4.66 t/ha, and of by-products is from 4.79 to 5.64 t/ha absolutely dry mass with a ratio of 1:1.21, the energy content of the core products and by-products and calculating the capacity utilization of the total radiation Kpar. Calculations showed that the soybean Kpar depend on the total solar radiation received and the mass of the substance synthesized by soybean plants and reach 1.43 and 1.48% for 'SK Optima' and 'SK Veda', respectively (this characterizes the crops of these varieties as ordinary) and 1.61; 1.62 and 1.67% in 'Selecta 201', 'Selecta 302' and 'SK Riana', respectively (this characterizes the crops of these varieties as good). | Цель исследований - оценка использования фотосинтетически активной радиации (ФАР) соей при применении усовершенствованной технологии возделывания на орошаемых землях Ростовской области. Исследования проведены на орошаемых землях в ООО "Агропредприятие "Бессергеневское" в 2019–2021 гг. Закладка полевых опытов на посевах сои, учеты и наблюдения проводились по методикам ВНИИ масличных культур и ВНИИ сои. В опытах высевались сорта сои СК Оптима, СК Риана, Селекта 201, Селекта 302, СК Веда. Для расчета использования ФАР применялась методика А. А. Ничипоровича. Показатели солнечной радиации определялись по данным метеостанции в Гиганте. В результате исследований установлены показатели, необходимые для расчета коэффициента полезного использования (КПИ, аналог КПД) ФАР в условиях Ростовской области: продолжительность вегетации сои и суммарная солнечная радиация за этот период, урожайность основной продукции и биомасса побочной продукции, отношение урожая семян сои к побочной продукции, калорийность основной и побочной продукции. Установлено, что уровень урожайности семян сортов сои в среднем за три года исследований варьирует в пределах 3,96–4,66 т/га, максимальный показатель получен у сорта СК Риана. Исследования позволили определить общую массу растений сои, в т. ч. основной продукции: урожайность семян у изучаемых сортов сои от 3,96 до 4,66 т/га, и побочной – от 4,79 до 5,64 т/га абсолютно сухой массы с соотношением 1:1,21, калорийность основной и побочной продукции и рассчитать коэффициент использования суммарной радиации Кфар. Расчеты показали, что коэффициенты использования Кфар сои зависят от поступившей суммарной солнечной радиации и массы синтезированного растениями сои вещества. Они достигают 1,43 и 1,48% у сортов СК Оптима и СК Веда соответственно (это характеризует посевы данных сортов как обычные) и 1,61; 1,62 и 1,67% у сортов Селекта 201, Селекта 302 и СК Риана соответственно (это характеризует посевы данных сортов как хорошие).

The research purpose is an analysis of the rice industry state in Russia to determine the points of further growth. The materials of state and federal programs, technical reports of the Department "Kubanmeliovodkhoz", Rosstat, Krasnodarstat were used and analyzed. The research methodology is based on historical and system analysis. A data analysis was carried out using statistical software packages. Rice cultivation in Russia has been developing for about 100 years, since the beginning of the barren land development in the regions of southern Russia, the Far East, Transcaucasia, Central Asia, and the Lower Volga. At present, the land reclamation system area for rice production is 407.8 thousand ha, of which about 190 thousand ha are used for rice crops, in view of the crop rotation. The rice grain production output is 1.2 million t annually, of it about 450 thousand t of cereals are produced. It is shown that due to the increase of the rice consumption norm from 4 to 7 kg per a person for an year, it is required to increase the production output of cereals in the country consumer's market up to 1.1 million t in the future. The dynamics of rice yield growth due to the introduction of new varieties and technologies under climate change is substantiated. It has been found that for the rice cultivation industry in the Krasnodar Territory, the water intake is 3 million m3, or 97% of the total volume of water for irrigation, water supply is 2.5 million m3, of which about 500 thousand m3 is recycling drainage water. It is shown that 40.4 thousand ha of irrigated land of the rice irrigation stock are in an unsatisfactory reclamation condition, including in terms of indicators of soil salinity, groundwater mineralization and depth of occurrence. The further development of the industry should be based on the introduction of new rice varieties and technologies for their cultivation, rational water use, efficient use of land resources, maintaining the balance of the ecological system of the territories involved in rice growing. | Цель работы - анализ состояния отрасли рисоводства для определения точек дальнейшего роста. Использованы и проанализированы материалы государственных и федеральных программ, техническая отчетность "Управления "Кубаньмелиоводхоз", Росстата, Краснодарстата. Методика исследований базируется на историко-системном анализе. Анализ данных проводился с использованием статистических программных пакетов. В России рисоводство развивается около 100 лет, с начала освоения непригодных земель в регионах юга России, Дальнего Востока, Закавказья, Средней Азии, Нижнего Поволжья. В настоящее время площадь мелиоративных систем для производства риса составляет 407,8 тыс. га, из них используется под посевы риса с учетом севооборота порядка 190 тыс. га. Объем производства зерна риса составляет 1,2 млн т ежегодно, из него вырабатывается около 450 тыс. т крупы. Показано, что в связи с ростом нормы потребления риса с 4 до 7 кг/(год*чел.) в дальнейшем требуется увеличение объемов производства крупы на потребительском рынке страны до 1,1 млн т. Обоснована динамика роста урожайности риса за счет внедрения новых сортов и технологий в условиях изменения климата. Установлено, что для отрасли рисоводства в Краснодарском крае забор водных ресурсов составляет 3,0 млн м3, или 97% от всего объема воды для орошения сельхозкультур, водоподача – 2,5 млн м3, из которых порядка 500 тыс. м3 – повторно используемые дренажные воды. Показано, что в неудовлетворительном мелиоративном состоянии находятся 40,4 тыс. га орошаемых земель рисового ирригационного фонда, в т. ч. по показателям засоления почв, минерализации грунтовых вод и глубине их залегания. Дальнейшее развитие отрасли должно базироваться на внедрении новых сортов риса и технологий их выращивания, рациональном водопользовании, эффективном использовании земельных ресурсов, поддержании баланса экологической системы территорий, вовлеченных в рисоводство.

The purpose of the research is to determine the influence of tillage methods on the value of soil water storage, water balance and water consumption deficit of spring barley on an erosion-hazardous slope on ordinary chernozems. During the research, the methodological approaches by S. A. Vorobyev, A. N. Kostyakov, S. I. Kharchenko, A. N. Postnikov were used. The experiment was carried out in 2020-2022. The experimental design provides for three tillage variants: moldboard plowing, non-moldboard (chiseling) and combined (para-ploughing) plowing. As a result the research has revealed the advantage of chisel primary tillage in terms of moisture reserves accumulation in snow: in autumn plowing it allowed accumulating on average by 16.6% more water than with moldboard tillage. The main flow component of water balance is the total water consumption of spring barley, which varied during the growing season depending on the phase of crop growth and development and on the method of tillage; differences in the productive moisture reserves with the advantage of non-moldboard tillage methods were noted. The greatest differences were observed as on the date of barley sowing; at this time, the excess in water storage in a meter layer was 9.9% for combined tillage and it was 10.6% for chiseling, relative to the same indicator for moldboard tillage. It was found that the intensity of the decrease in water storage rose, starting from the earing phase, especially during moldboard tillage. In the longest period from sowing to booting (97–110 days), an average of approximately 50% of the total moisture is consumed, from the booting phase to the earing one and from the earing phase to milky-wax ripeness by 20%, and in the last period from milky-wax ripeness to the complete ripeness of corn is only 10% moisture. In general, during the growing season, non-moldboard tillage allowed reducing the water consumption deficit of spring barley to 4.7–5.4% compared to the control, which is very significant under the conditions of a moisture deficit amounting to 276 mm during this period. | Цель работы - установить влияния способов обработки почвы на величину почвенных влагозапасов, водный баланс и дефицит водопотребления ячменя ярового на эрозионно опасном склоне на черноземах обыкновенных. В процессе исследований использованы методические подходы С. А. Воробьева, А. Н. Костякова, С. И. Харченко, А. Н. Постникова. Опыт проводили в 2020-2022 г. в Ростовской области. Схемой опыта предусмотрено три варианта обработки почвы: отвальная вспашка, безотвальная (чизельная) и комбинированная (щелевание). В результате исследований выявлено преимущество чизельной основной обработки почвы в части накопления влагозапасов в снеге: на зяби она позволила в среднем аккумулировать на 16,6% больше воды, чем при отвальной обработке. Главный расходный компонент водного баланса – суммарное водопотребление ячменя ярового, которое варьировало в процессе вегетации в зависимости от фазы роста и развития культуры и от способа обработки почвы, отмечены различия в запасах продуктивной влаги с преимуществом безотвальных способов обработки почвы. Наибольшие различия наблюдались на дату посева ячменя, в это время превышение по влагозапасам в метровом слое при комбинированной обработке составило 9,9%, а при чизельной 10,6% относительно того же показателя при отвальной обработке. Выявлено, что интенсивность снижения влагозапасов возросла, начиная с фазы колошения, особенно при отвальной обработке. В наиболее продолжительный период от посева до выхода в трубку (97–110 дней) расходуется в среднем примерно 50% суммарной влаги, от фазы выхода в трубку до колошения и от фазы колошения до молочно-восковой спелости по 20%, а в последний период от молочно-восковой до наступления полной спелости зерна всего 10% влаги. В целом за вегетационный период безотвальные обработки позволили снизить дефицит водопотребления ячменя ярового до 4,7–5,4% по сравнению с контролем, что весьма существенно в условиях дефицита влагообеспеченности, составившего 276 мм за этот период.

A methodology for determining the irrigation rate value, which ensures the formation of a primary local contour of moistened soil in the soil space under drip irrigation with one drip emitter has been developed. The methodological and factual basis of the development were materials and empirical dependencies obtained from the data of author's field studies of local moisture contours formed under various soil conditions with top and ground drip irrigation. The known approaches to the calculation of drip irrigation rates of plants were analyzed and evaluated, a direction of the development of the methodology was determined. Based on the materials of field and their laboratory investigation, 11 contour profiles of drip-moistened soil formed under various soil and technological conditions of drip irrigation were obtained. Soil conditions are characterized by a wide range of changes in the following parameters: the content of physical clay is from 20.8 to 74.6% of the dry soil weight (DSW), the lowest moisture capacity is from 16.9 to 32.2% of DSW, the level of pre-irrigation moisture is from 60 to 70% of the lowest moisture capacity. Moisture contours were formed with an average soil moisture content of 90% of the lowest moisture capacity. Empirical dependencies were obtained for determining the maximum and average radius (diameter) of moisture contours at given depths of the moistened soil layer, which make it possible to predict the volumes of moisture contours. The dependence and a procedure for calculating the irrigation rate value, which ensures the formation of a moisture contour of a given depth and a given soil hydration level are obtained for a wide range of granulometric and water-physical characteristics of soils. A procedure for calculating the irrigation rate required for the formation of a local moisture contour in soil space with specified dimensional and moisture parameters during irrigation water delivery by one drip micro emitter is proposed. | Разрабатывали методику определения величины поливной нормы, обеспечивающей формирование в почвенном пространстве первичного локального контура увлажненной почвы при капельном поливе одной капельницей. Методологическую и фактологическую основу разработки составили материалы и эмпирические зависимости, полученные по данным полевых авторских исследований локальных контуров влажности, формирующихся в различных почвенных условиях при надземном и наземном капельном орошении. Результаты и обсуждение. Проведен анализ и дана оценка известных подходов к расчету поливных норм для капельного орошения растений, определено направление разработки методики. По материалам полевых исследований и их камеральной обработки получено 11 профилей контуров капельно-увлажненной почвы, сформировавшихся в различных почвенных и технологических условиях капельного полива. Почвенные условия характеризуются широким спектром изменения их параметров: содержание физической глины от 20,8 до 74,6% массы сухой почвы (МСП), наименьшая влагоемкость от 16,9 до 32,2% МСП, уровень дополивной влажности от 60 до 70% наименьшей влагоемкости. Формировались контуры увлажнения со средней влажностью почвы, составляющей 90% от наименьшей влагоемкости. Получены эмпирические зависимости для определения максимального и среднего радиуса (диаметра) контуров влажности при заданных глубинах увлажняемого слоя почвенной толщи, позволяющие прогнозировать объемы контуров влажности. Получены зависимость и методика расчета величины поливной нормы, обеспечивающей формирование контура влажности заданной глубины и заданного уровня увлажнения почвы, для широкого спектра гранулометрических и водно-физических характеристик почв. Предложена методика расчета поливной нормы, необходимой для формирования в почвенном пространстве локального контура влажности с заданными размерно-влажностными параметрами при подаче поливной воды одним капельным микроводовыпуском.

The research purpose is to determine the suitability of domestic wastewater from the town of Novocherkassk for crop irrigation. The materials for the study were samples of wastewater from the Kadamovsky Waste Treatment Plant (KWTP) of various purification rates. The assessment of suitability of wastewater of various purification rates for irrigation was carried out according to their environmental, sanitary-and-hygienic and agrochemical indicators, including the identification of possible degradation potential of wastewater when exposed to soils and fertilizer indicators, based on the crop needs for nutrients. Wastewater from the KWTP was treated separately at mechanical treatment facilities, full-scale biologically co-treated in aeration tank mixers, while the treated wastewater was disinfected with gaseous chlorine and additionally treated in biological ponds. To conduct a laboratory experiment, portions of the studied wastewater were selected from the purification system in fourfold replication at representative technological stages. The samples were examined by chemical and microbiological parameters in accordance with the current regulations and methodological recommendations. A conclusion on ecological, sanitary-hygienic, irrigation and fertilizing characteristics of them is made. Wastewater after mechanical treatment cannot be used as irrigation water, because it has negative sanitary and hygienic indicators. Wastewater after disinfection becomes suitable in use for irrigation purpose, however, in this case, it is recommended to alternate irrigation with wastewater and natural water or to dilute the wastewater in a ratio of 2:1 with water having a composition favorable for irrigation. | Цель исследования - определение пригодности хозяйственно-бытовых сточных вод г. Новочеркасска для орошения с.-х. культур. Материалами для исследования являлись пробы сточных вод с ООО "Кадамовские очистные сооружения" (КОС) разной степени очистки. Оценка пригодности сточных вод разной степени очистки для орошения проводилась по их экологическим, санитарно-гигиеническим и агрохимическим показателям, включая выявление возможного деградационного потенциала сточных вод при воздействии их на почвы и удобрительных показателей, исходя из потребностей в питательных веществах с.-х. культур. Сточные воды КОС проходили раздельную очистку на сооружениях механической очистки, совместную полную биологическую очистку в аэротенках-смесителях, при этом обеззараживание очищенных сточных вод производилось газообразным хлором и доочистка в биологических прудах. Для проведения лабораторного эксперимента из системы очистки были отобраны порции исследуемой сточной воды в четырехкратной повторности на репрезентативных технологических стадиях. Пробы были исследованы по химическим и микробиологическим показателям в соответствии с действующими нормативами и методическими рекомендациями. Сделано заключение об их экологических, санитарно-гигиенических, ирригационных и удобрительных характеристиках. Сточные воды после механической очистки не могут использоваться в качестве оросительных, поскольку имеют негативные санитарно-гигиенические показатели. Сточные воды после дезинфекции становятся пригодными для использования в целях орошения, однако в данном случае рекомендуется чередовать поливы сточной и природной водой либо разбавлять сточную воду в соотношении 2:1 водой благоприятного для орошения состава.