Land Reclamation and Water Management (E-Journal)
Not a member yet
312 research outputs found
Sort by
ПІСЛЯПРОЄКТНИЙ МОНІТОРИНГ ВПЛИВУ ЗРОШЕННЯ НА ДОВКІЛЛЯ
No full textApproaches to conducting post-design monitoring of the impact of irrigation on soil condition are highlighted on the example of an individual agricultural farm of LLC "Granex-Cherkasy". The results of the implementation of the five-year post-design monitoring program under the conditions of irrigation by groundwater using sprinkling and drip methods proved the need to develop both unified general approaches to the formation of monitoring programs, as well as the mandatory consideration of the peculiarities of its management under different irrigation methods and hydrogeological-ameliorative conditions on the irrigation sites. As a basis for the development of a system of post-design monitoring of the impact of irrigation on the state of environmental components, it is proposed to use approaches to the organization and performance of local (on-site) monitoring of irrigated lands based on the requirements of current regulatory and methodological documents. The observation system, based on previous studies, included periodic determination of irrigation water quality indicators in storage ponds or in the places of watering and routine observations of soil conditions at permanent monitoring points (observation points), which are recommended to be taken as coordinate points of the previously conducted testing study (at the stage of the preparation of the environmental impact assessment report). The results of the post-design monitoring proved the ecological admissibility of the impact of irrigation within the farm with the groundwater of I and II quality classes (suitable and limitedly suitable according to individual quality indicators). Based on the results of monitoring, it was established that the soils under irrigation did not undergo significant classification changes in terms of deterioration for 5 years. The lack of manifestations of secondary (irrigation) salinization, sodification, and alkalinization of soils under the influence of irrigation indicates the environmental safety of the latter following the accepted standards for indicators of the degree of development of the specified soil degradation processes.На прикладі окремого агрогосподарства ТОВ «Гранекс-Черкаси» висвітлено підходи до ведення післяпроєктного моніторингу впливу зрошення на стан ґрунтів. Результати виконання п'ятирічної програми післяпроєктного моніторингу за умов зрошення земель підземними водами дощуванням і краплинним способом засвідчили необхідність напрацювання як єдиних загальних підходів до формування програм моніторингу, так і обов'язкового врахування особливостей його ведення за різних способів поливу та гідрогеолого-меліоративних умов на ділянках зрошення. В основу розроблення системи післяпроєктного моніторингу впливу зрошення на стан складових довкілля запропоновано використовувати підходи до організації та ведення локального (об'єктового) моніторингу зрошуваних земель на основі вимог чинних нормативних і методичних документів. Сформована на підставі попередніх досліджень система спостережень включала періодичне визначення показників якості зрошувальної води у ставку-накопичувачі або у місцях поливу та режимні спостереження за станом ґрунтів на постійних моніторингових точках (пунктах спостережень), які рекомендують приймати як координатно прив’язані точки випробування проведеного раніше (на стадії підготовки звіту з оцінки впливу на довкілля) дослідження. Результати післяпроєктного моніторингу засвідчили екологічну допустимість впливу проведення зрошення земель у господарстві підземними водами І та ІІ класів якості (придатними та обмежено придатними за окремими показниками якості). За результатами моніторингу встановлено, що ґрунти в умовах зрошення впродовж 5 років не зазнали класифікаційно значних змін щодо погіршення стану. Відсутність прояву процесів вторинного (іригаційного) засолення, осолонцювання та підлуження ґрунтів під впливом зрошення свідчить про екологічну безпечність останнього згідно з прийнятими нормативами за показниками ступеня розвитку зазначених ґрунтово-деградаційних процесів
УДОСКОНАЛЕННЯ ОЦІНЮВАННЯ ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД ЗА СУПУТНИКОВИМИ ДАНИМИ
No full textThe article presents the results of research into the ecological state of surface waters using newly developed scientific approaches based on the use of high spatial resolution satellite data. The systematization of all available indicators and the development of new methodological approaches significantly improves the existing methodology for determining the ecological state of water bodies, which is the goal of research. In the studies of water bodies within the city of Kyiv, Obolon Bay and Lake Verbne, the optimal set of such indicators as spectral indices was determined, which made it possible to comprehensively assess the state of water bodies: NDWI - for distinguishing vegetation and water bodies, GCI - to assess the extent of blue-green algae, NDTI - to determine turbidity, IO - to determine the presence of soluble iron in water, NDSI - to assess the extent of flooding. According to the NDSI, NDWI indices and a combination of the red and infrared channels of the Sentinel-2 L2A satellite, the flooding of the floodplain of the Irpin River was traced, caused by the destruction of a hydraulic structure near the village of Kozarovichi. Wave abrasion of the shores was studied on the example of the Kremenchuk Reservoir near the villages of Pronozivka and Mozoliivka using Landsat4 (1984) and Landsat8 (2016) satellite images. The study of the reshaping of the coastline near the village of Tsybli in the Kyiv region used the method of determining spatio-temporal changes of the coastline as a result of its erosion. The assessment of spatio-temporal changes of the coastline should be carried out taking into account the water levels on the dates of the measurements. The conducted studies established that all the identified evaluation indicators can be grouped as biological, hydro morphological, and physicochemical, and it can be concluded that methodical approaches to assessing the ecological state of surface waters using satellite data are based on established cause-and-effect relationships of processes affecting water objects.У статті викладено результати досліджень екологічного стану поверхневих вод за новими розробленими науковими підходами, які ґрунтуються на використанні супутникових даних високого просторового розрізнення. Систематизація усіх наявних показників і розроблення нових методичних підходів істотно удосконалює існуючу методику визначення екологічного стану водних об’єктів, що є метою досліджень. У дослідженнях водних об’єктів у межах м. Києва затоки Оболонь і озера Вербне здійснено визначення оптимального набору таких показників, як спектральні індекси, які дали змогу комплексно оцінити стан водних об’єктів: NDWI – для розрізнення рослинності і водних об’єктів, GCI – для оцінювання масштабності поширення синьо-зелених водоростей, NDTI – для визначення каламутності, IO – для визначення наявності розчинного заліза у воді, NDSI – для оцінювання масштабу повені. За індексами NDSI, NDWI та комбінацією червоного і інфрачервоного каналів супутника Sentinel-2 L2A простежено проходження затоплення території заплави р. Ірпінь спричинено руйнацією гідротехнічної споруди біля с. Козаровичі. Хвильову абразію берегів досліджено на прикладі Кременчуцького водосховища біля сіл Пронозівка та Мозоліївка з використанням знімків супутника Landsat4 (1984 р.) та Landsat8 (2016 р.). Під час дослідження переформування берегової лінії біля с. Циблі у Київській області використано метод визначення просторово-часових змін берегової лінії в результаті її розмиву. Оцінювання просторово-часових змін берегової лінії повинно виконуватися з урахуванням рівнів води на дати виконання вимірювань. Проведеними дослідженнями встановлено, що всі визначені оцінювальні показники можна згрупувати як біологічні, гідроморфологічні та фізико-хімічні і зробити висновок, що методичні підходи до оцінювання екологічного стану поверхневих вод із застосуванням супутникових даних ґрунтуються на встановлені причинно-наслідкових зв’язків процесів, що впливають на водні об’єкти
ТЕРМОДИНАМІЧНА ДОСТУПНІСТЬ ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН З ҐРУНТУ ЗАЛЕЖНО ВІД ЗМІНИ ФАКТОРІВ ПОГОДИ В ДОБОВОМУ ЦИКЛІ
No full textThe weather is one of the determining factors in crop productivity. The purpose of this publication is to experimentally confirm and highlight the mechanism of the emergence of the dynamics of pore solution’s chemical composition and its thermodynamic accessibility to plants during the interaction of black soil with thermodynamic weather factors in the daily cycle. It has been established that the dynamics of availability should be sought precisely in the daily cycle of soil interaction with the environment. The basis of experimental laboratory research was the thermodynamic hydrophysical method. Samples of typical light loamy black soil of undisturbed structure from the Obukhiv district of the Kyiv region were studied. The studies have found that the emergence of the dynamics of thermodynamic accessibility of the pore solution and its chemical composition is ensured by subordinate processes that occur in the soil under the influence of cyclic environmental factors - temperature, atmospheric pressure, and moisture saturation. During the laboratory experiments, reproducible dynamics of the chemical composition of the pore solution were obtained in the daily range of changes in the specified factors. It is likely that the formation of such dynamics in three cycles of desorption - sorption is provided by all five categories of soil absorption capacity. The chemical composition of the pore solution is functionally related to the heterogeneity parameter of soil environment, which is determined by the thermodynamic potential of moisture. Among the components of the chemical composition, the dynamics of the content of nitrate ions (NO3-), as one of the most important biogenic compounds, deserves an increased attention. The unique dynamics of NO3- content consists in its increase as the heterogeneity (desorption) of the soil (soil moisture) increases, approximately to the values of field capacity. This is explained by the specific behavior of these ions, which have a negative adsorption capacity (physical absorption capacity), between the two surfaces: solid particles-liquid and liquid-air, namely their concentration near the surface of separation in contact with the atmosphere. For structured soil with the presence of trapped air in macropores, nitrate ions are protected from leaching by the flow of moisture and are released into the pore solution in a volley when the macropores open, which is important for the conditions of nitrogen nutrition of plants. The conducted research outlines a whole section of thermodynamic research of soils with undisturbed structure, the implementation of which will result in parametric models for ensuring the production process of plants.Погода є одним із визначальних чинників продуктивності сільськогосподарських культур. Метою публікації є експериментальне підтвердження і висвітлення механізму виникнення динаміки хімічного складу порового розчину та його термодинамічної доступності для рослин при взаємодії чорноземного ґрунту з термодинамічними факторами погоди в добовому циклі. Встановлено, що динаміку доступності слід шукати саме в добовому циклі взаємодії ґрунту з довкіллям. Основою експериментальних лабораторних досліджень був термодинамічний гідрофізичний метод. Досліджували зразки чорнозему типового легкосуглинкового непорушеної структури з Обухівського району Київської області. Дослідженнями встановлено, що виникнення динаміки термодинамічної доступності порового розчину і його хімічного складу забезпечують субординаційні процеси, що виникають у ґрунті за впливу на нього циклічних факторів довкілля – температури, атмосферного тиску і вологонасичення. У лабораторних експериментах отримана відтворювана динаміка хімічного складу порового розчину в добовому діапазоні змін вказаних факторів. Вірогідно формування такої динаміки у трьох циклах десорбції – сорбції, забезпечують усі п’ять категорій вбирної здатності ґрунту. Хімічний склад порового розчину функціонально пов'язується з параметром гетерогенності ґрунтового середовища, яку визначає термодинамічний потенціал вологи. Серед компонентів хімічного складу найбільшої уваги заслуговує динаміка вмісту іонів нітратів (NO3-), як однієї з найважливіших біогенних сполук. Унікальна динаміка вмісту NO3- полягає у його зростанні по мірі зростання гетерогенності (десорбції) ґрунту(вологості ґрунту) орієнтовно до значень НВ. Це пояснюється особливою поведінкою цих іонів, що мають від’ємну адсорбційну здатність (фізична вбирна здатність), між двома поверхнями розділу тверді частки-рідина та рідина-повітря,а саме їх концентрацією біля поверхні розділу на контакті з атмосферою. Для оструктуреного ґрунту із наявністю затиснутого повітря у макропорах нітрат-іони захищені від вимивання потоком вологи і залпово викидаються у поровий розчин при відкритті макропор, що має важливе значення для умов азотного живлення рослин. Проведені дослідження окреслюють цілий напрямок термодинамічних досліджень ґрунтів непорушеної структури результатом реалізації якого стануть параметричні моделі забезпечення продукційного процесу рослин
ІНФОРМАЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ВПЛИВУ КЛІМАТИЧНИХ ФАКТОРІВ НА ФОРМУВАННЯ ВОДНОГО РЕЖИМУ ҐРУНТУ НА ОСУШУВАНИХ ЗЕМЛЯХ
No full textThe research results on creating information materials for assessing the impact of modern climatic factors on the formation of soil water regimes on drained lands are presented. By the results of the research, carried out at the "Romen" drainage and irrigation system (Sumy region), it was established that over the past 34 years, the average air temperature during the growing season has varied from 14,2 to 19,4 oC. In general, there is a trend for its slight decrease (almost by 0,2 oC). The highest average monthly air temperatures are recorded in July and August, and the lowest ones - in April. It was specified that the water regime of the active soil layer during the growing season is formed mainly due to moderate (4–14 mm – 44%) and significant (15–49 mm – 40%) precipitation, the total share of which in water reserves is 84%. There is a trend towards an increase in the share of significant precipitation (on average, up to 46–60 % of the total amount during the growing season) in years with high-water growing seasons, and its predominant amount falls in the range of 15–29 mm. There is also an increase in the share of moderate precipitation (up to 49% of the total amount during the growing season) in years with low-water growing seasons.
Information materials on the distribution of atmospheric precipitation by year in quantitative and percentage indicators, their recurrence in the growing seasons of 1990–2022 ("Romen" DIS, Sumy region), presented as an interactive visual report with graphic materials (dashboard) have been created. Informational materials in the form of dashboards enable us to monitor changes in climatic conditions, promptly providing up-to-date data when forecasting future trends in changes in the water supply of agricultural territories, in particular, the formation of the soil water regime on drained lands and addressing the challenges related to climate change.Наведено результати досліджень щодо створення інформаційних матеріалів для оцінювання впливу сучасних кліматичних факторів на формування водного режиму ґрунту на осушуваних землях. За результатами досліджень на ОЗС «Ромен» (Сумська обл.) встановлено, що за останні 34 роки середня температура повітря у вегетаційний період змінювалася у межах від 14,2 до 19,4 оС, загалом відзначається тенденція до незначного її зниження (майже на 0,2 оС). Найвищі показники середньомісячної температури повітря припадають на липень та серпень, а мінімальні – на квітень. Визначено, що водний режим активного шару ґрунту у вегетаційний період формується, головним чином, за рахунок помірних (4–14 мм – 44 %) та значних (15–49 мм – 40 %) опадів, загальна частка яких становить 84 %. Простежується тенденція до зростання частки значних опадів (у середньому до 46–60 % загальної кількості у період вегетації) у роки з багатоводними вегетаційними періодами, а переважаюча їх кількість припадає на діапазон 15–29 мм. Відзначається також зростання частки помірних опадів (до 49 % загальної кількості за період вегетації) у роки з маловодними вегетаційними періодами. Створено інформаційні матеріли щодо розподілу атмосферних опадів за роками в кількісному та відсотковому показниках, їх повторюваності у вегетаційний період 1990–2022 рр. (ОЗС «Ромен», Сумська обл.), які подані у вигляді інтерактивного візуального звіту з графічними матеріалами (дашборду). Інформаційні матеріали у вигляді дашбордів дають змогу відстежувати зміни кліматичних умов, оперативно надаючи актуальні дані під час прогнозування майбутніх тенденцій зміни водозабезпеченості сільськогосподарських територій, зокрема і формування водного режиму ґрунту на осушуваних землях, та розв’язанні завдань відповідно до викликів, пов'язаних зі змінами клімату
ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ВОЛОГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ НА ПІВДНІ УКРАЇНИ
No full textThe article examines the importance of considering several factors affecting the soil water regime in the context of developing models for forecasting productive soil moisture reserves. It was established that the main factors, such as the type of soil, its density, and mechanical composition, remain constant in different soil and climatic regions of Ukraine. The second group of factors, such as air temperature, precipitation, and soil moisture, are subject to changes throughout the growing season and even over short periods. Therefore, the dynamics of soil moisture as a function of the main variables, such as average air temperature and precipitation, was considered using calculations. Initial moisture reserves are used in the calculations for more accurate forecasting of moisture reserves at the end of a specified period. Hydrothermal conditions considered as predictors in the regression equation are also used. The reliability of the conducted research is confirmed by the analysis of independent input and output information from the Kherson weather station in the period from 2018 to 2021 regarding the actual reserves of productive moisture in the soil at a depth of 0 - 20,0 - 50 and 0 - 100 cm.
The average error between actual and calculated data did not exceed +13,5%. It confirms the reliability and precision of the conducted research making it the basis for further analyses and conclusions. The conclusions noted the need for accurately determining soil moisture to effectively manage agrometeorological conditions and optimize crop yield. The authors believe that the research work presented in this article can significantly contribute to developing modern approaches to water availability in agriculture and agrometeorology. That will contribute to the gradual and improved development of soil moisture forecasting methodology, which is key to ensuring sustainable and productive development in agriculture.У статті досліджується важливість урахування низки факторів, які впливають на водний режим ґрунту у контексті розробки моделей для прогнозування запасів продуктивної вологи в ґрунті. Встановлено, що основні фактори, такі як тип ґрунту, його щільність та механічний склад, залишаються сталими у різних ґрунтово-кліматичних регіонах України. Друга група факторів, таких як температура повітря, опади та вологість ґрунту, піддаються змінам упродовж вегетаційного періоду та навіть коротких проміжків часу. Тому подальшими обчисленнями враховано динаміку вологості ґрунту як функцію основних змінних, таких як середня температура повітря та кількість опадів. Для більш точного прогнозування запасів вологи на кінець визначеного періоду використовують початкові запаси вологи, а також гідротермічні умови, розглянуті як предиктори у рівнянні регресії. Достовірність проведених досліджень підтверджується аналізом незалежної вхідної та вихідної інформації з метеостанції м. Херсон у період з 2018 по 2021 рр. щодо фактичних запасів продуктивної вологи в ґрунті на глибині 0 - 20, 0 - 50 та 0 - 100 см. Середня похибка між фактичними та розрахунковими даними не перевищувала +13,5 %. Це підтверджує надійність та прецизійність проведеного дослідження, роблячи його основою для подальших аналізів і висновків. У висновках відзначено необхідність точного визначення вологості ґрунту з метою ефективного управління агрометеорологічними умовами та оптимізації врожайності сільськогосподарських культур. Автори підкреслюють, що науково-дослідна робота, яка лягла в основу цієї статті, здатна зробити вагомий внесок у розвиток сучасних підходів до вологозабезпечення у галузі сільського господарства та агрометеорології. Це сприятиме поступовому та вдосконаленому розвитку методології прогнозування вологості ґрунту, що є ключовим для забезпечення стійкого та продуктивного розвитку сільського господарства
НАКОПИЧЕННЯ СИМБІОТИЧНОГО АЗОТУ БАГАТОРІЧНИМИ БОБОВИМИ ТРАВАМИ В УМОВАХ ПІВДЕННОГО СТЕПУ УКРАЇНИ
No full textThe use of perennial leguminous crops is an energetically and economically beneficial and ecologically safe measure for improving the nitrogen balance of soils, which implementation requires specification and additional research of certain soil and climatic conditions and farming systems. The work aimed at studying the accumulation of biologically bound nitrogen by alfalfa and Hungarian sainfoin in single-species crops, as well as in wheatgrass-alfalfa and wheatgrass-sainfoin grass mixtures on the dark-chestnut soil of southern Ukraine. Laboratory, field, and statistical research methods were applied. The obtained results showed that the accumulation of nitrogen in the biomass of leguminous perennial grasses in single-species crops of blue hybrid alfalfa, Hungarian sainfoin, and intermediate wheatgrass and their grass mixtures depended on the hydrothermal conditions of the growing season, changes in species botanical composition by the years of grass stand used. During the first and second years of use, the nitrogen content in the biomass of alfalfa was 3,54-3,75%, sainfoin – 3,49-3,65%, and was significantly higher than in single-species crops of intermediate wheatgrass – 2,62-2,77% to dry matter. The removal of total nitrogen by intermediate wheatgrass during this period did not exceed 90 kg/ha; by alfalfa and sainfoin, it was 125-134 kg/ha, including symbiotic nitrogen removed by the alfalfa crop – 35-39 kg/ha and Hungarian sainfoin – 37-44 kg /ha. In the fractional composition of nitrogen in the soil of the experimental field after three years of using alfalfa when inoculating seeds with the complex microbial preparation Ecovital, the nitrogen content was the highest compared to other types of crop rotation, including total nitrogen – 1006,3-1428,8, mineral nitrogen – 24,9-46,3; alkaline hydrolyzed nitrogen – 113,8-186,0 mg/kg of soil. The obtained results allow us to conclude that the creation of highly productive symbiotic systems when using the latest biological preparations will contribute to improving soil nitrogen balance, eliminate the catastrophic decrease in fertility and soil degradation, improve the fodder base for animal production, and reduce the ecological burden on agricultural lands.Використання посівів багаторічних бобових культур є енергетично і економічно вигідним та екологічно безпечним заходом поліпшення азотного балансу ґрунтів, упровадження якого потребує конкретизації і додаткових досліджень стосовно певних ґрунтово-кліматичних умов і систем землеробства. Метою роботи було вивчення накопичення біологічно зв’язаного азоту люцерною й еспарцетом піщаним в одновидових посівах, а також в пирійно-люцернових і пирійно-еспарцетових травосумішках на темно-каштановому ґрунті півдня України. Застосовано лабораторні, польові та статистичні методи дослідження. Отримані результати засвідчили, що накопичення азоту в біомасі бобових багаторічних трав в одновидових посівах люцерни синьогібридної, еспарцету піщаного й пирію середнього та їх травосумішок залежало від гідротермічних умов вегетаційного періоду, зміни видового ботанічного складу за роками використання травостоїв. У продовж першого і другого років використання вміст азоту в біомасі люцерни становив 3,54–3,75 %, еспарцету піщаного – 3,49–3,65 % і був істотно вищим, ніж в одновидових посівах пирію середнього – 2,62–2,77 % до абсолютно сухої речовини. Винос загального азоту врожаєм пирію середнього за цей період не перевищував 90 кг/га, люцерною та еспарцетом – становив 125–134 кг/га, зокрема симбіотичного азоту врожаєм люцерни – 35–39 кг/га і еспарцету піщаного – 37–44 кг/га. У фракційному складі азоту в ґрунті дослідного поля після трирічного використання люцерни за інокуляції насіння комплексним мікробним препаратом Ековітал вміст азоту був найвищим порівняно з іншими ланками сівозміни, зокрема загального – 1006,3–1428,8, мінерального – 24,9–46,3; лужногідролізованого – 113,8–186,0 мг/кг ґрунту. Отримані результати дають змогу дійти висновку, що створення високопродуктивних симбіотичних систем за умов застосування новітніх біопрепаратів сприятиме поліпшенню азотного балансу ґрунту, допоможуть усунути катастрофічне зниження родючості й деградацію ґрунтів, поліпшить кормову базу для тваринництва, знизить екологічне навантаження на сільськогосподарські угіддя
РЕАКЦІЯ УРОЖАЙНОСТІ ТА ЯКОСТІ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ НА РІЗНІ НОРМИ ВАПНА НА ДЕРНОВО–ПІДЗОЛИСТОМУ ҐРУНТІ
No full textStable productivity, essential for winter wheat as a strategic crop, can only be achieved by meeting its growth and development requirements, especially nutrition. Soddy-podzolic soils, typically highly acidic in their natural state, are unsuitable for realizing winter wheat's full yield potential. Combined fertilizer and lime application is a key factor for grain yield and quality. While lime (CaCO3) is widely used to reclaim acidic soils, determining the optimal application rate, particularly in combination with mineral fertilizers, is crucial. This research investigated the effect of applying 0,5-2,0 lime norms based on soil hydrolytic acidity (Hh, mmol/100 g) combined with a moderate norm of N60P60K60 mineral fertilizers on winter wheat grain yield and quality. The soil had an initial pHKCl of 4.8 and a hydrolytic acidity of 2,3 mmol/100 g of soil. Field, laboratory, calculation, statistical, and generalization methods were employed. The experiment revealed the lowest grain yield in the control and N60P60K60 treatments without liming. Lime application at various rates with N60P60K60 increased grain yield by 0,74-0,89 t/ha compared to the control, with the 1,5 CaCO3 norm by Hh achieving the best results. The application of 2,0 norms of CaCO3 led to a statistical decrease in yield by 0,14 t/ha (p≤0,05) due to a reduction in available nutrient compounds in the soil. Liming also affected the main indicators of grain quality of winter wheat. An increase to the control was found for the weight of 1000 grains and protein content, while the actual weight of the grain decreased. As the most optimal treatment, regarding grain quality, was found out the option of 1,0 CaCO3 norm based on soil hydrolytic acidity in combination with N60P60K60, with the winter wheat grain yield of 3,54 t/ha and an increase in the protein content in it by 6,8% to the backgroundОзима пшениця як стратегічна культура потребує стабільної продуктивності, якої можна досягти лише задовольняючи її потреби для росту та розвитку, особливо щодо живлення. Дерново–підзолисті ґрунти, які зазвичай мають підвищену кислотність ґрунтового розчину без додаткового поліпшення є малопридатними для реалізації потенціалу продуктивності пшениці озимої. Однією із основних умов формування урожайності та якості зерна є сумісне застосування добрив і вапнякових матеріалів. Найбільш широко для хімічної меліорації кислих ґрунтів застосовують вапно (СаСО3), проте необхідним є визначення його оптимальної норми, особливо у поєднані з мінеральними добривами. Вихідний показник грунту pHKCl 4,8 і гідролітична кислотність 2,3 ммоль/100 г ґрунту. Метою досліджень було встановити вплив 0,5–2,0 доз вапна визначених за показником гідролітичної кислотності ґрунту (Нг, ммоль/100 г ґрунту) у поєднанні з внесенням помірної норми мінеральних добрив N60P60K60. Методи досліджень: польовий, лабораторний, розрахунковий, статистичний, узагальнення. Результати досліджень показали, що найнижча урожайність зерна пшениці озимої у досліді отримана у контролі та за внесення N60P60K60 без вапнування. Застосування на фоні N60P60K60 вапна у різних нормах сприяло підвищенню урожайності зерна на 0,74–0,89 т/га відносно контролю, кращою у цьому відношенні була 1,5 норми СаСО3 за Нг. Внесення 2,0 норми СаСО3 спричинило статистичне зниження урожайності на 0,14 т/га (р≤0,05). Вапнування також вплинуло на основні показники якості зерна пшениці озимої. Підвищення відносно контролю встановлено для маси 1000 зерен і вмісту білка, тоді як натурна маса зерна знизилася. Найбільш оптимальним із урахуванням показників якості зерна у досліді визнано варіант внесення 1,0 норми СаСО3 встановленої за гідролітичною кислотністю ґрунту на фоні N60P60K60 із урожайністю 3,54 т/га зерна пшениці озимої і підвищенням вмісту білка у ньому на 6,8 % відносно фону
АНАЛІЗ ВПЛИВУ ГЛОБАЛЬНИХ ТРЕНДІВ ЗМІН КЛІМАТУ НА ЦВІТІННЯ РІЧКИ ДНІПРО В РАЙОНІ КАНАЛУ ДНІПРО–ДОНБАС
No full textThe hydrodynamic properties of a reservoir can affect the potential for cyanobacterial blooming. Slow-flowing or stagnant waters are more conducive to blooming stability. Therefore, water with a faster flow, more intensive mixing, or higher rotation speed is less likely to develop cyanobacterial blooming. The Kremenchutske and Kamianske reservoirs have an essential impact on the blooming of the Dnieper River in the Dnieper-Donbas Canal area. Their temperature regime in the warm season favors the development of zooplankton and phytoplankton. Aquatic vegetation is most common in shallow water. Water blooming is observed in summer, and this process covers up to 70% of the area of reservoirs, especially in the southern part and bays, deteriorating water quality. Higher frequency and intensity of precipitation, accompanied by longer periods of drought, can create contribute greater nutrient mobility. Longer periods of high temperatures also contribute to this process, at that there is no mixing of water layers. Cyanobacteria can quickly utilize nutrients that enter water bodies due to rainfall. Strong winds can also affect the cyanobacteria population, pushing cyanobacterial cells and colonies towards the banks, where they accumulate.These reservoirs are located in the temperate continental climate zone and belong to water bodies that warm up well. That is due to their width, which makes wind mixing possible in the middle and lower parts of the reservoirs, as a result of which the temperature is distributed evenly and horizontally. To confirm and supplement the results of field studies, statistical processing of water quality indicators of the Dnipro River in the area of the Dnipro-Donbas Canal was carried out. Trends were determined by regression analysis of time series of water quality indicators. The distribution was checked for normality using the Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilk tests. Correlation analysis was performed using the Pearson parametric method and the Spearman nonparametric method. The fluctation period was determined using the spectral Fourier transform method. The comprehensive analysis made it possible to establish the factors that are the main cause of water blooming in the studied area, which makes it possible to control the necessary water treatment processes.Гідродинамічні властивості водойми можуть впливати на потенціал розвитку цвітіння ціанобактерій. Повільно текучі або стоячі води більше сприяють стабільності цвітіння. Тому вода зі швидшим потоком, сильнішим змішуванням або вищою швидкістю обертання має меншу ймовірність розвитку цвітіння в ній ціанобактерій. Найбільший вплив на цвітіння р. Дніпро в районі каналу Дніпро–Донбас мають Кременчуцьке та Кам’янське водосховища. Їх температурний режим у теплий період року сприяє розвитку зоо- та фітопланктону. Водяна рослинність найпоширеніша на мілководді. Влітку спостерігається цвітіння води. Цей процес охоплює до 70 % площі водосховищ, особливо у південній частині та затоках, погіршуючи якість води. Вища частота та інтенсивність опадів, що супроводжуються більш тривалими періодами посухи, можуть створити більшу рухливість поживних речовин і триваліші періоди високих температур без змішування. Ціанобактерії здатні швидко використовувати поживні речовини, що надходять до водойм внаслідок дощів. Сильні вітри також можуть впливати на популяцію, приштовхуючи клітини та колонії ціанобактерій до берегів, де вони накопичуються. Ці водосховища розташовані у помірно континентальній кліматичній зоні й належать до водойм, які добре прогріваються. Цьому сприяє їх ширина, завдяки якій спостерігається інтенсивне вітрове перемішування в середній і нижній частинах водосховищ, унаслідок чого температура розподіляється рівномірно і горизонтально. З метою підтвердження та доповнення результатів натурних досліджень було проведено статистичну обробку якісних показників води р. Дніпро в районі каналу Дніпро–Донбас. Визначення трендів проведені методом регресійного аналізу часових рядів якісних показників води. Перевірку відповідності розподілу до нормального виконували за тестами Колмогорова–Смірнова та Шапіро–Уілка. Кореляційний аналіз було проведено за допомогою параметричного методу Пірсона та непараметричного методу Спірмана. Визначення періоду коливань виконано за допомогою спектрального методу перетворень Фур’є. Проведений комплексний аналіз дав можливість встановити чинники, що є головною причиною цвітіння води в досліджуваному районі, що дає змогу керувати необхідними процесами водопідготовки
ПЕРЕТВОРЕННЯ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ АМОНІЮ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ АДАПТИВНОЇ СИСТЕМИ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ
No full textWater purification from ammonium nitrogen is currently an urgent task for protecting drinking water sources and ensuring the required water quality for consumers in various sectors of the Ukrainian economy. The technological approaches covered in this article can be used to remove other ammonium-based compounds from water. The obtained results of the adaptive water purification system (AWPS) with a simulated highly concentrated aqueous ammonium solution (1,16 g/dm3) suggest their use in water purification technologies from hydrobionts and side-products of biogas systems (digestat purification). Pulsed electrochemical methods were used in the operation of the AWPS in combination with ultrasonic exposure on oxidation-reduction processes with controlled injection of gas mixtures. A high correlation between all the variables studied was established. The same was confirmed by the regression analysis made in the process of empirical modeling of the relationship between the treatment time and the change in pH and in the concentrations of ammonium nitrogen, nitrates and nitrites. That is, all the indicators of multiple correlation and determination in the constructed significant models indicate a very high correlation with the treatment time. The decrease in pH from 11 to 9.6 can be explained by the fact that acids were formed during the treatment of the model solution, which caused the decrease.
The energy efficiency of the AWPS operation was assessed by analyzing changes in the concentrations of the main component of the simulated solution (ammonium) and its derivatives using the example of nitrites and nitrates and a fixed operating time of 60 min. The use of electrolysis methods allowed the conversion of ammonium in an aqueous solution into derivatives - an aqueous solution of nitrites and nitrates, to record changes in their concentrations, and when using membrane electrolysis to obtain them in an ionic form, which is optimally suitable for plant nutrition and direct synthesis of nitrogen-containing fertilizers with simultaneous application by irrigation or spraying.Очищення води від амонійного азоту нині є актуальним завданням для захисту джерел питного водопостачання та забезпечення необхідної якості води для споживачів різних галузей економіки України. Технологічні підходи, висвітлені в цій статті, можуть бути використані для видалення із води інших сполук на основі амонію. Отримані результати роботи адаптивної системи очищення води (АСОВ) із змодельованим висококонцентрованим водним розчином амонію (1,16 г/дм3) передбачають їх використання в технологіях для очищення води після гідробіонтів та біогазових систем (очищення дигестату). У роботі АСОВ застосовували імпульсні електрохімічні методи у поєднанні з ультразвуковим впливом, окисненням і частковим відновленням з контрольованим інжектуванням газових сумішей. Встановлено високу кореляцію між усіма досліджуваними змінними величинами. Те ж підтвердили і регресійний аналіз, виявлений у процесі емпіричного моделювання зв’язків часу обробки зі зміною показників рН, та зміни концентрацій амонійного азоту, нітратів і нітритів. Тобто всі показники множинної кореляції і детермінації в побудованих значимих моделях свідчать про дуже високий кореляційний зв'язок з часом обробки. Зниження рН від майже 11 до 9,6 можливо пояснити тим, що в процесі обробки модельного розчину утворювались кислоти, які і стали причиною цього зниження. Проведено оцінювання енергоефективності роботи АСОВ та ефективності системи через аналізування змін концентрацій головного компонента змодельованого розчину (амонію) та похідних речовин від нього на прикладі нітритів і нітратів та фіксованим часом роботи 60 хв. Використання електролізних методів дало змогу провести перетворення амонію у водному розчині на похідні – водний розчин нітритів та нітратів, зафіксувати зміну їх концентрацій, при використанні мембранного електролізу отримати їх в іонній формі, яка оптимально підходить для живлення рослин та прямого синтезу азотовмісних добрив з одночасним внесенням методом поливу чи розпилення
ОЦІНКА ТОЧНОСТІ МЕТЕОДАНИХ, ОТРИМАНИХ З ВІРТУАЛЬНОЇ ТА АВТОМАТИЧНОЇ МЕТЕОСТАНЦІЙ ДЛЯ УМОВ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ
No full textThe article presents a comprehensive assessment of meteorological data obtained from the virtual Visual Crossing Weather Data (VCWD) and the automatic (iMetos Base) meteorological station for the Polissya region of Ukraine. For this purpose, were selected the meteorological data which are included in the formula for calculating the reference evapotranspiration (ET0) according to the Penman-Monteith method (FAO56-PM), namely average (Tmean), maximum (Tmax) and minimum (Tmin) air temperature, dew point temperature (Tdew), average relative humidity (Rhmean), average water vapor pressure deficit (Damean), total solar radiation (Rs), average wind speed at a height of 2 m (u2 ) and daily precipitation (P). The results of the regression analysis and the calculation of the mean absolute percentage error (MAPE), root mean square error (RMSE), and standard error (SEE) demonstrate that the data on mean and maximum air temperature, as well as dew point temperature, were obtained with a high degree of accuracy from the virtual VCWD weather station. The MAPE errors are 5,6, 2,8, and 8,3%, respectively (MAPE < 10%). For the minimum air temperature and average relative humidity, good accuracy is inherent, with MAPE errors of 20,0 and 13,6%, respectively (MAPE =10-20%). The data on solar radiation and water vapor pressure deficit were obtained with satisfactory accuracy, with MAPE errors of 25,0 and 45,2%, respectively (MAPE =20-50%). The data on wind speed at a height of 2 m, total monthly and daily precipitation were obtained with unsatisfactory accuracy, with MAPE errors of 62,3, 52,6, and 40103% (MAPE >50%), respectively. It has been established that the values of daily precipitation (RMSE=6,0 mm) obtained from VCWD are not accurate. It is possible to use only the total precipitation for the month (RMSE=11,6 mm) or its annual values (RMSE=47,9 mm). The application of a correction factor to the obtained meteorological data increases their accuracy and reduces the errors of MAPE, RMSE and SEE. The use of various errors made it possible to comprehensively verify the obtained meteorological data. For example, the MAPE error calculates the accuracy of the meteorological indicator, while the RMSE and SEE errors indicate how the obtained value differs from the average value. In the future, the obtained meteorological indicators from the Visual Crossing Weather Data virtual meteorological station will be used to calculate the reference and actual evapotranspiration using the Penman-Monteith method (FAO56-PM) in the conditions of Polissya of Ukraine.У статті проведено комплексне оцінювання метеорологічних даних, отриманих з віртуальної Visual Crossing Weather Data (VCWD) та автоматичної (iMetos Base) метеорологічної станції для умов Полісся України. З цією метою було обрано метеорологічні дані, які входять до формули розрахунку еталонної евапотранспірації (ЕТ0) за методом Пенмана-Монтейта (FAO56-PM) а саме: середня (Tmean), максимальна (Tmax) та мінімальна (Tmin) температури повітря, температура точки роси (Tdew), середня відносна вологість повітря (Rhmean), середній дефіцит тиску водяної пари (Damean), сумарна сонячна радіація (Rs), середня швидкість вітру на висоті 2 м (u2) та щодобові опади (P). На основі регресійного аналізу та розрахунку середньої абсолютної відсоткової похибки (МАРЕ), середньоквадратичної похибки (RMSE) та стандартної похибки (SEE) обґрунтовано, що з високою точністю з віртуальної VCWD-метеостанції отримано дані щодо середньої та максимальної температури повітря, а також температури точки роси. Похибки МАРЕ відповідно становлять 5,6, 2,8 та 8,3% (МАРЕ<10%). Для мінімальної температури повітря та середньої відносної вологості повітря притаманна добра точність, похибки МАРЕ яких відповідно становлять 20,0 та 13,6% (МАРЕ=10-20%). Із задовільною точністю отримано дані про сонячну радіацію та дефіцит тиску водяної пари, похибки МАРЕ яких відповідно становлять 25,0 та 45,2% (МАРЕ=20-50%). Дані про швидкість вітру на висоті 2 м, сумарні місячні та щодобові опади отримано з незадовільної точністю, похибки МАРЕ яких відповідно становлять 62,3, 52,6 та 40103% (МАРЕ>50%). Встановлено, що значення щодобових опадів (RMSE=6,0 мм), отриманих з VCWD використовувати не коректно. Можливо використовувати тільки сумарні опади за місяць (RMSE=11,6 мм) або їх річні значення (RMSE=47,9 мм). Застосування коригуючого коефіцієнту до отриманих метеорологічних даних підвищує їх точність, та зменшує похибки МАРЕ, RMSE та SEE. Застосування різних похибок дало можливість комплексно перевірити отримані метеорологічні дані. Так, за допомогою похибки МАРЕ розраховується з якою точністю отримується метеорологічний показник, похибки RMSE та SEE вказали наскільки отримана величина відрізняється від середнього значення. Надалі отримані метеорологічні показники з віртуальної метеорологічної станції Visual Crossing Weather Data будуть використані для розрахунку еталонної та фактичної евапотранспірації за методом Пенмана-Монтейта (FAO56-PM) в умовах Полісся України