НАУКА ОБРАЗОВАНИЯ - издательский дом

Switch to desktop

Главная

Научная жизнь 10-2016

Полнотекстовая версия журнала

 

ИНЖЕНЕРИЯ


РАЗРАБОТКА ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА



Беляков Михаил Владимирович, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Оптико-электронные системы», филиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске: Россия, 214013, г. Смоленск, Энергетический пр-д, 1.

Куликова Марина Геннадьевна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технологические машины и оборудование», филиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске: Россия, 214013, г. Смоленск, Энергетический пр-д, 1.

Новикова Марина Александровна, ассистент кафедры «Технологические машины и оборудование», филиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске: Россия, 214013, г. Смоленск, Энергетический пр-д, 1.

Тел.: (481-2) 65-14-61

E-mail: bmw20100@mail.ru

Реферат. Необходимо проводить периодический контроль влажности в процессе хранения зернопродуктов. Перспективными являются разработка и применение оптических методов контроля влажности. Их характерные особенности – высокая избирательность, чувствительность, точность и воспроизводимость измерений, а также возможность непрерывного неразрушающего контроля, бесконтактность и экспрессность анализа. Разработка таких методов подразумевает знание оптических спектральных свойств семян. На спектрофлуориметрическом аппаратно-программном комплексе проводили исследование спектров возбуждения (поглощения) и люминесценции семян зерновых, зернобобовых, масличных, технических и кормовых культур различной влажности. Для каждой исследованной культуры проводили синхронное сканирование, затем сканирование по регистрации и возбуждению в уточненных спектральных интервалах для обеспечения максимальной точности и повышения чувствительности прибора. Полученные кривые для различных влажностей качественно схожи между собой. В программе Panorama Pro вычисляли интегральные значения возбуждения и люминесценции в рабочих спектральных диапазонах: 360–460 нм – для возбуждения и 440–590 нм – для люминесценции. Последнее является относительным потоком фотолюминесценции Ф. Зависимости потока Ф от влажности и влажности от потока могут быть аппроксимированы линейными функциями, которые являются градуировочными характеристиками оптического люминесцентного влагомера. Определяли также максимальные значения характеристик и стоксов сдвиг. Стоксов сдвиг не зависит от влажности и составляет примерно 71 нм. Аналогичные результаты получены и для других сельскохозяйственных культур. Вместе с тем ранее было установлено, что характеристики отражения семян ρ(λ) в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах не имеют однозначной зависимости от влажности. Это не позволяет применять отражательный метод для создания влагомеров, работающих в данном спектральном диапазоне.

Ключевые слова: влажность, спектр возбуждения, спектр люминесценции, относительный поток, линейная аппроксимация.



PHOTOLUMINESCENT METHOD DEVELOPMENT FOR THE DEFINITION OF CROP PRODUCTION HUMIDITY



Belyakov Mikhail Vladimirovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., head of Optoelectronic Systems Department, Smolensk branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute”. Russia.

Kulikova Marina Gennad’evna, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of Technological Machines and Equipment Department, Smolensk branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute”. Russia.

Novikova Marina Aleksandrovna, assistant lecturer of Technological Machines and Equipment Department, Smolensk branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute”. Russia.

Keywords: humidity, excitation range, luminescence range, relative flux, linear approximation.

It is necessary to execute periodical humidity test in the process of grain products storage. Development and application of optical methods of humidity control are much promising. Their characteristic features are high discrimination, sensitivity, accuracy, and reproducibility of measurements, as well as the opportunity of continuous non-destructive control, contactless character, and rapidness of the analysis. Development of such methods implies knowing the optical and spectral properties of the seeds. The study of the excitation (absorption) spectra and luminescence of seeds of grain, grain legumes, oil, industrial, and feed crops of various humidity has been performed at spectrofluometric hardware and software suite. Each crop was studied under the synchronous scanning, then the authors conducted scanning on the registration and excitation in specified spectral intervals to ensure maximum accuracy and increase device sensitivity. The obtained curves for different humidity levels are alike in a qualitative manner. The authors calculated integral values of excitation and luminescence in working spectral ranges: 360–460 nm – for excitation and ­440–590 nm – for luminescence; the calculation was performed in the Panorama Pro program. The latter is a relative flux of photoluminescence F. The dependences of the flux F from humidity and of humidity from the flux may be approximated by linear functions, which are the calibration characteristics of optical luminescence hygrometer. The authors have also defined the maximum values of characteristics and the Stokes shift. The Stokes shift does not depend on humidity and makes about 71 nm. Similar results have also been obtained for other agricultural crops. Moreover, previously it has been found that the reflection characteristics of seeds ρ(λ) in the visible and near infrared ranges do not have unique dependence from humidity.It keeps from application of the reflection method for creating the hygrometers operating in this spectral range.

REFERENCES

1. Belyakov M. V., Kulikova M. G. Opticheskie metody i pribory izmereniya vlazhnosti sel’skokhozyaystvennogo syr’ya [Optical methods and equipment for humidity measuring for agricultural raw materials]. Smolensk, 2016. 256 p.

2. Techical specifications of the spectrofluorimeter “Flyuorat-02-Panorama”. Lyumeks. Available at: www.lumex.ru/ catalog/flyuorat-02-panorama.php#specification.

3. Belyakov M. V. Metodika issledovaniya lyuminestsentnykh svoystv semyan rasteniy na spektrofluorimetre “Flyuorat-02-Panorama” [Research methodology of the crop seeds luminescence properties using the spectrofluorimeter “Flyuorat-02-Panorama”]. Nauchnaya zhizn’ – Scientific Life. 2016, No. 3. Pp. 18–26.

4. Belyakov M. V. Opticheskie spektral’nye svoystva semyan rasteniy razlichnoy vlazhnosti [Optical spectral properties of crop seeds with different humidity]. Vestnik NGIEI – NGIEU Bulletin. 2016, No. 4(59). Pp. 38–50.

5. Belyakov M., Kulikova M., Novikova M. Spectral photoluminescence characteristics of the seeds of cereal plants in different humidity. International Scientific Review. 2016, No. 11(21). Pp. 22–25.

6. Gavrilenkov V., Belyakov M., Chulakova V. The synthesis of the optical system, the model analyzer photoluminescence. InternationalScientificReview. 2016, No. 5(15). Pp. 27–30.



ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСНОВНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ



Коцарь Юрий Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Процессы и сельскохозяйственные машины в АПК», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Кадухин Антон Игоревич, директор, ООО «Энергоресурс», соискатель, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Плужников Сергей Владимирович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Процессы и сельскохозяйственные машины в АПК», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Карпук Роман Владимирович, директор, ООО «ДИАСС», аспирант, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Смольков Максим Сергеевич, инженер-программист, ООО «ДИАСС», аспирант, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Тел.: (845-2) 23-32-92

E-mail: aaa11152@yandex.ru

Реферат. Стоимость топлива постоянно возрастает, поэтому эффективность использования энергоресурсов в АПК РФ выходит на первый план. Решение этой задачи осложняется следующими факторами: низкая квалификация кадров – механизаторов, высокий износ тракторного парка, отсутствие технической документации на выполнение механизированных работ. В сложившихся экономических условиях целесообразно использовать обобщенный показатель определения эффективности эксплуатации машинно-тракторных агрегатов (МТА), которым является погектарный расход топлива. В статье описывается информационная система (ИС), предназначенная для выбора оптимального топливно-экономического режима работы МТА. Приводится обоснование выбора способов и технических средств по определению расхода топлива в режиме реального времени. Для оперативного определения погектарного расхода топлива необходимо измерять и регистрировать следующие физические величины: частота вращения вала привода ТНВД; частота вращения хвостовика ведущего моста; положение (вылет) рейки ТНВД. Выполнен анализ существующих способов и технических средств измерения частоты вращения элементов трансмиссии трактора, выбора датчика определения положения рейки ТНВД. Описаны структурная схема информационной системы, расположение основных элементов на тракторе, основной алгоритм работы информационной системы. Анализ результатов экспериментальных лабораторно-полевых исследований показал, что при использовании ИС производительность МТА увеличивается на 12,6% при снижении погектарного расхода топлива на 16,3%, за счет выбора более оптимального режима работы МТА.

Ключевые слова: трактор, информационная система, машинно-тракторный агрегат, производительность, топливная экономичность, погектарный расход топлива, эксплуатационные факторы.



INFORMATION SYSTEM FOR MACHINE-TRACTOR UNITS BASIC APPLICATION REQUIREMENTS CHARACTERIZATION



Kotsar’ Yury Alekseevich, Dr. of Tech. Sci., Prof., Prof. of Processes and Agricultural Machinery in AIC Department, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Kadukhin Anton Igorevich, director, “Energoresurs” LLC, applicant, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Pluzhnikov Sergey Vladimirovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of Processes and Agricultural Machinery in AIC Department, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Karpuk Roman Vladimirovich, director, “DIASS” LLC, postgraduate student, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Smol’kov Maksim Sergeevich, software engineer, “DIASS” LLC, postgraduate student, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Keywords: tractor, information system, machine-tractor unit, capacity, fuel efficiency, fuel consumption per hectare, operational factors.

The price of fuel is constantly growing, thus, the power resources utilization efficiency in the agro-industrial complex of the Russian Federation comes to prominence. Fulfilling this task is complicated by the following factors: poor competence of mechanization specialists, high wear rate of tractor fleet and lack of any instruction manuals for the implementation of automated operations. In the current economic conditions, it is reasonable to use composite index of the Machine-tractor Units (MTA) operation efficiency, namely, the fuel consumption per hectare. This article describes an information system (IS) designed to select the best fuel-economy mode of the MTA operation. The author provides substantiation for selecting methods and means for determining the fuel consumption in real time. For a strategic definition of fuel consumption per hectare one needs to measure and record the following physical quantities: the drive shaft speed, high-pressure fuel pump (HPFP); drive axle shank rotation speed, reach position of the control rod for HPFP. The article conducts an analysis of existing methods and means of measuring the speed of the tractor transmission elements, and selects the sensor positioning the control rod for HPFP. The block diagram of the information system and the location of the main elements of the tractor is included. The author describes the basic algorithm of the information system operation. The analysis of the obtained laboratory and field research results is also carried out. Analysis of the experimental research results have shown that in case of using the IS MTA productivity increases by 12.6% per hectare with reducing fuel consumption by 16.3%, due to the selection of better of the MTA operation mode.

REFERENCES

1. Denisov A. A., Tyrnov Yu. A. Effektivnoe ispol’zovanie moshchnosti kolesnykh sel’skokhozyaystvennykh traktorov [Efficient use of wheel-type agricultural tractors capacity]. Tambov, 1990. 48 p.

2. Tyrnov Yu. A. Metodologiya sozdaniya sredstv kontrolya ekspluatatsionno-tekhnologicheskikh pokazateley raboty mashinno-traktornykh agregatov [Operating-technological parameters monitoring units development methodology for the machine hauling units operation]. Voronezh, 1999. 352 p.

3. Pat. 129221 Russian Federation. MEasuring system. Kotsar’ Yu. A., Pluzhnikov S. V., Pogorelov S. V., Kadukhin A. I., Golovashchenko G. A. Iss. No. 2013100728, priority of 09.01.2013, registered in State Registry of Inventions of RF 20.06.2013.

4. Samsonov V. A., Lachuga Yu. F. K metodologii otsenki energeticheskoy effektivnosti traktora [On the evaluation methodology for tractor’s energy performance]. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel’skogo khozyaystva – Mechanization and Electrification of Agriculture. 2015, No. 6. Pp. 21–23.

5. Berezkina K. S. Organizatsionno-ekonomicheskie aspekty upravleniya razvitiem mashinno-traktornogo parka sel’skokhozyaystvennykh organizatsiy [Business aspects of machine and tractor fleet development management for agricultural companies]: Cand. Diss. (Econ. Sci.). Izhevsk, 2008. 175 p.

6. Tyrnov Yu. A. Povyshenie effektivnosti ispol’zovaniya mashinno-traktornykh agregatov sovershenstvovaniem sistem kontrolya rezhimov ikh raboty [Increasing the efficiency of using machine and tractor units by enhancing their operating modes control systems]: Doct. Diss. (Tech. Sci.). Tambov 2001. 333 p



АГРОНОМИЯ,  ЛЕСНОЕ  И  ВОДНОЕ  ХОЗЯЙСТВО



СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА



Рулев Александр Сергеевич, академик РАН, д-р с.-х. наук, зам. директора по науке, ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН»: Россия, 400062, г. Волгоград, Университетский просп., 97.

Беляков Александр Михайлович, д-р с.-х. наук, гл. науч. сотрудник лаборатории анализа почв и агролесоландшафтов, ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН»: Россия, 400062, г. Волгоград, Университетский просп., 97.

Тел.: (844-2) 46-25-67

E-mail: vnialmi@bk.ru

Реферат. Важнейшее значение в современной жизни человека имеет продовольственная политика государства. Обеспеченность населения продовольствием собственного производства является главной составляющей продовольственной безопасности страны. В связи с этим производство продовольственного зерна есть основная задача сельскохозяйственного производства субъекта РФ. Ключевую роль в получении стабильных и высоких урожаев продовольственного зерна играет применение высокопродуктивных, устойчивых к неблагоприятным условиям внешней среды и высокотехнологичных сортов зерновых культур и системы удобрений. Целью исследований являются анализ состояния производства зерна в регионе и определение методов повышения его урожайности и валового сбора в условиях аридной зоны Нижнего Поволжья. Почвенные условия исследуемых объектов – от черноземов южных до светло-каштановых почв. Природно-климатические условия весьма контрастны и характеризуются среднегодовым количеством осадков от 270 до 460 мм с величиной гидротермического коэффициента 0,4–0,8. Проанализированы этапы развития и причины сдерживания роста зернового производства, в том числе влияние засух. Проведен анализ валовых сборов зерна и урожайности зерновых культур за последние 11 лет, в том числе площади погибших и списанных культур и причин их гибели. Причина снижения урожайности зерновых культур в Волгоградской области видится в неэффективном применении севооборотов, сокращении доз внесения удобрений и неблагоприятных климатических условиях. Так, доля подсолнечника в структуре посевных площадей за последние 35 лет увеличилась с 220 до 800 тыс. га, многолетних трав – уменьшилась с 1208 до 112 тыс. га, что неблагоприятным образом сказывается на запасах питательных веществ в почве и, как следствие, на урожайности зерновых культур. Представленная информация становления и развития производства зерна на территории региона подчеркивает важность решаемой проблемы и ее роль в развитии отрасли.

Ключевые слова: земельные ресурсы, структура посева, сорта, урожайность, приемы, технологии, валовые сборы, деградация почвы, системы земледелия, влага почвы.


STATE AND PROSPECTS OF GRAIN PRODUCTION



Rulev Aleksandr Sergeevich, Dr. of Agr. Sci., RAS academician, deputy director of academic affairs, Federal Research Center of Agroecology, Integrated Amelioration and Protective Afforestation of the RAS. Russia.

Belyakov Aleksandr Mikhaylovich, Dr. of Agr. Sci., senior researcher of the Laboratory of Soil Analysis and Forest Cultivated Lands, Federal Research Center of Agroecology, Integrated Amelioration and Protective Afforestation of the RAS. Russia.

Keywords: region, land resources, agriculture, drought, cropping system, cultivars, yield capaciyt, practices, technology, gross collections, soil degradation, system of agriculture, soil moisture, prospect.

Food policy of the state has a principal concern in life of a modern person. Population ration situation of domestic manufacture is a prime component of the country's food security. In that context the food grain production is a main objective of agricultural production entities of the RF regions. The use of high yielding, resistant to unfavorable weather conditions, and cost efficient cultivars of grain crops, as well as fertilization system, plays a significant part in obtaining stable and high yields of food grain. The aim of the study is analyzing the state of grain productions in a region and increasing its yield capacity and gross collection in the setting of arid zones of Lower Volga region. Soil conditions of the studied objects are of southern chernozems and light chestnut soils. Natural climatic conditions are quite contrastive and are characterized by the average annual precipitation from 460 mm to 270 mm with the value of hydrothermic coefficient of 0.8-0.4. The authors have analyzed the stages of development and the reasons of grain production growth inhibition, including the drought impact. The article has conducted an analysis of gross collection and yield capacity of grain crops for the last 11 years, including the land under dead and disused crops and their killer. The authors believe the inefficient application of crop rotation, cutting down the rates of fertilizer application and unfavorable climatic conditions to be the causes of reduction in yields of grain crops in Volgograd region. Thus, the proportion of sunflower in the cropping system for the last 35 years has increased from 220 ths ha to 800 ths ha, the proportion of perennial grasses fell from 1208 ths ha to 112 ths ha. All that has had its toll on the nutrient stock of the soil and results in the yield capacity of the grain crops. The presented information of establishment and development of grain production on the territory of the region emphasizes the significant character of the studied problem and its part in the development of the sector.

REFERENCES

1. Agroklimaticheskiy spravochnik po Volgogradskoy oblasti [Agroclimatic reference book of the Volgograd region]. Leningrad, 1967. 143 p.

2. Baraev A. I. Teoreticheskie osnovy pochvozashchitnogo zemledeliya [Basic theory of conservation farming]. Moscow, 1975. 304 p.

3. Mal'tsev T. S. Voprosy zemledeliya [Issues of agriculture]. Moscow, 1971. 391 p.

4. Prirodnye usloviya i resursy Volgogradskoy oblasti [Natural conditions and resources of theVolgograd region]. Volgograd, 1995. 264 p.

5. Sukhov A. N. Sistemy zemledeliya Nizhnego Povolzh'ya [Farming systems of the Lower Volga region]. Volgograd, 2007. 344 p.

6. Sazhin A. N. Prirodno-klimaticheskiy potentsial Volgogradskoy oblasti [Natural and climatic potential of the Volgograd region]. Volgograd, 1993. 28 p.

7. Ovsinsky I. E. Novaya sistema zemledeliya [New farming system]. Saint Petersburg, 1902. 325 p.

8. Orlova L. V. Nauchno-prakticheskoe rukovodstvo po osvoeniyu i primeneniyu sberegayushchego zemledeliya [Research and practice manual for assimilation and application of conservation agriculture]. Samara, 2006. 169 p.

9. Shul'meyster K. G. Izbrannye trudy [Collected works]: in 2 vol. Volgograd, 1005. 480 p.



АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНЫХ МЕЛИОРАЦИЙ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ



Бондаренко Юрий Вячеславович, д-р с.-х. наук, профессор, почетный работник ВПО РФ, профессор кафедры «Инженерные изыскания, природообустройство и водопользование», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Кравчук Алексей Владимирович, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Инженерные изыскания, природообустройство и водопользование», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Ткачев Александр Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Инженерные изыскания, природообустройство и водопользование», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Тел.: (845-2) 23-32-92

Е-mail: tkachevaa@ya.ru

Реферат. Более половины земель сельскохозяйственного назначения Нижнего Поволжья, отведенных под пашню, расположено на склонах, и интенсивное их использование допустимо лишь при проведении специальных мелиоративных противоэрозионных мероприятий. При высоких темпах снижения почвенного плодородия в сельскохозяйственном производстве особую актуальность приобретают принципы адаптивно-ландшафтного подхода к обоснованию всего комплекса мелиоративных воздействий. Цель исследований – продолжение и развитие идей и разработок в области инженерной противоэрозионной мелиорации с использованием системного подхода и созданием моделей, явлений и процессов, определяющих ее современную теоретическую и прикладную актуальность. Особое внимание необходимо уделять эрозионно-гидрологическому обоснованию систем почвоводоохранных мелиоративных мероприятий на водосборах, поскольку основным препятствием для их широкого внедрения является отсутствие расчетной эрозионно-гидрологической нормативной базы. При формировании единой методологии при определении параметров линейных элементов систем адаптивно-ландшафтных мелиораций требуются полное соблюдение принципов их экологической однородности, регулирование расчетного поверхностного стока и предотвращение эрозии, обеспечение максимальной лесомелиоративной защищенности полей и необходимого экологического разнообразия ландшафтов, рациональное производительное использование техники. Основное внимание при проектировании систем мелиорации следует уделять рубежным линейным элементам, параметры которых определяются последовательным расчетом их противоэрозионной, гидрологической и мелиоративной эффективности. Методологически наиболее правильно сначала произвести расчет линейных элементов по текущему смыву, затем – поверочный гидрологический расчет мелиоративного комплекса по обеспечению задержания расчетного стока. Если при этом расстояние между противоэрозионными рубежами по гидрологическим соображениям окажется меньше, то они принимаются в расчет, при этом обеспечивается с запасом также и противоэрозионный эффект. Сухой запас при проектировании противоэрозионных валов с рабочей высотой до 1 м следует принимать в пределах 0,10–0,20 м, от 1 до 2 м – 0,15–0,40 м, свыше 2 м – 0,15–0,50 м с учетом уклона склона и типа почвогрунта. Коэффициент снижения объема водозадержания валом при наличии продольного уклона вдоль трассы сооружения в диапазоне от 0 до 3° достигает предельной величины 0,1. Дополнительные перемычки в количестве более 4 штук при максимально допустимой ширине фронта затопления не дают значимого повышения объемов физического водозадержания валами из-за отчуждения последних на возведение тел самых перемычек. Мелиоративный расчет межрубежных расстояний на эродированных склоновых землях носит подчиненный характер. Решение может быть достигнуто путем подбора древесных пород, которые обеспечат наиболее полное и долговременное мелиоративное функционирование завершенных систем защитных лесных насаждений. Линейные элементы – противоэрозионные рубежи в условиях интенсивного использования ресурсов агроландшафтов являются важным и неотъемлемым компонентом, основным организующим противоэрозионным каркасом, регулятором энергетических потоков в пределах водосборных бассейнов, обеспечивающим эффективность адаптивноландшафтных мелиоративных мероприятий.

Ключевые слова: мелиорация, агроландшафт, лесонасаждение, эрозия, сток, смыв.



CALCULATION ALGORITHM FOR LINEAR UNITS OF THE ADAPTIVE LANDSCAPE AMELIORATION SYSTEMS OF LOWER VOLGA REGION



Bondarenko Yury Vyacheslavovich, Dr. of Agr. Sci., Prof., honored worker of higher professional education of the RF, Prof. of Engineering Survey, Environmental Engineering and Water Management Department, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Kravchuk Aleksey Vladimirovich, Dr. of Tech. Sci., Prof., Prof. of Engineering Survey, Environmental Engineering and Water Management Department, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Tkachev Aleksandr Anatol’evich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of Engineering Survey, Environmental Engineering and Water Management Department, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov. Russia.

Keywords: melioration, cultivated land, afforestation, erosion, runoff, washing.

More than a half of agricultural land of Lower Volga Region meant for tillage is located on the slopes and their intensive cultivation is only possible with taking specific ameliorative erosion control measures. In the setting of soaring soil fertility fall in agricultural production, the social significance gains the concepts of adaptive landscape approach to substantiation of the whole complex of ameliorative actions. The aim of the study is the continuation and development of ideas and developments in the field of engineering erosion control amelioration with the use of system approach and creating models, phenomena and processes, defining its modern theoretic and applied relevance. The special attention should be paid to erosion and hydrologic substantiation of the systems of soil and water protection ameliorative measures at water collections because the main obstacle for their wide implementation is lack of calculated erosion and hydrologic regulatory framework. In the formation of single methodology during the definition of linear elements parameters of adaptive landscape amelioration systems there is a need for the full compliance of principles of their environmental homogeneity, designed surface flow control and erosion prevention, provision of maximum forest improvement protection of fields, and necessary environmental variety of landscapes, as well as the reasonable economic utilization of equipment. During engineering of amelioration systems the special attention should be drawn to landmarks linear elements, the parameters of which are calculated through rolling settlement of their anti-erosion, hydrologic and ameliorative efficiency. It is more methodologically rigorous to perform the design of linear elements for the current washout first, then comes the revised hydrologic design of amelioration complex designed for interception of design flow. Having done that, if the distance between anti-erosion folds according to hydrologic framework is less, it is taken into consideration, but the anti-erosion effect is provided liberally. The dry stock in the process of designing of anti-erosion embankment with working height under 1 m should be calculated between 0.10–0.20 m, it the working height is higher than 2 m it should be 0.15–0.50 m with due regard to the slope fall and type of soil. Coefficient of water interception volume reduction by the embankment in the presence of longitunal grade along the route of construction in the range of 0 to 3° reaches marginal value 0.1. Additional bond straps (not more than 4) for the maximum permissible width of the flooding front holds down the significant increase in the volume of physical water interception by the embankments because of the latter's subtraction from the construction of the bond straps' bodies. Ameliorative design of inter-embankment distances on the eroded slope land possess secondary part. The solution may be achieved by means of selecting wood species capable of providing the whole and long-term ameliorative functioning of complete systems of protective green space. Linear elements, namely the anti-erosion embankments under the conditions of the pressure on the cultivated lands, are significant and essential components, main controlling anti-erosion frame, power flows controller within the water collection basins, providing the efficiency of adaptive landscape ameliorative measures.

REFERENCES

1. Bondarenko Yu. V. Erozionno-gidrologicheskoe obosnovanie sistem adaptivno-landshaftnykh melioratsiy [Erosion and hydrologic substantiation of adaptive landscape amelioration systems]. Saratov, 2002. 184 p.

2. Tkachev A. A. Strukturno-funktsional’naya skhema rascheta parametrov protivoerozionnykh prirodookhrannykh sistem [Structural functional design of parameters calculation for anti-erosion conservation systems]. Agroekologicheskoe sostoyanie APK: opyt, poiski, resheniya [Agricultural state of the AIC: experience, survey, solutions]: proceedings of the Int. research and practice conf. 2005. Pp. 181–184.

3. Guidelines on the project planning for the complex of anti-erosion measures with planimetric band-pass spatial planning in the areas of insufficient or uneven hydration. Moscow, 1974. 23 p.

4. Surmach G. P. Vodnaya eroziya i bor’ba s ney [Water erosion and its prevention]. Leningrad, 1976. 254 p.

5. Fisenko B. V., Vorob’ev V. Yu. Opredelenie raschetnogo vesennego raspredeleniya stoka s malykh vodosborov [Specification of the predicted runoff distribution of the small watersheds]. Sovershenstvovanie metodov gidravlicheskikh raschetov vodopropusknykh i ochistnykh sooruzheniy [Improving the methods of hydraulic calculations for culverts and sewage facilities]: interuniversity collected works. Saratov, 2004. Pp. 97–102.

6. Rozhkov A. G. Bor’ba s ovragami [Gully control]. Moscow, 1981. 200 p.

7. Ivonin V. M. Protivoerozionnye melioratsii vodosborov v rayonakh ovragoobrazovaniya [Anti-erosion amelioration of small watersheds in the areas of gullying]. Moscow, 1992. 378 p.

8. Landshaftnoe zemledelie. Ch. 1. Kontseptsiya formirovaniya vysokoproduktivnykh ekologicheski ustoychivykh agrolandshaftov i sovershenstvovanie sistem zemledeliya na landshaftnoy osnove [Landscape specific agriculture. P. 1. Conceptual idea of the formation of environmentally stable cultivated lands and improvement of farming systems on the landscape basis]. Edited by Kashtanov A. N., Shcherbakov A. P. Kursk, 1993. 100 p.

9. Kravchuk A. V., Kolosova N. M. Izmenenie prirodnykh usloviy na malykh vodoemakh pri ekspluatatsii gidrotekhnicheskikh sooruzheniy [Environmental conditions variation in small watersheds during the operation of hydraulic structures]. Problemy nauchnogo obespecheniya sel’skokhozyaystvennogo proizvodstva i obrazovaniya [Problems of scientific support for agricultural production and education]: proceedings of III interregional research and practice conf. of young researchers and specialists dedicated to the 60th anniversary of foundation of Kyrgyz National Agrarian University named after K. I. Skryabin. Saratov, 2008. Pp. 111–116.

10. Ivonin V. M. Agrolesomelioratsiya razrushennykh ovragami zemel’ [Agricultural afforestation of the land destroyed by gullies]. Moscow, 1983. 176 p.

11. Zaslavsky M. N., Kashtanov A. N. Pochvozashchitnoe zemledelie [Conservation farming]. Moscow, 1979. 205 p.

12. Shabaev A. I. Adaptivno-ekologicheskie sistemy zemledeliya v agrolandshaftakh Povolzh’ya [Environmentally adaptable farming systems of the cultivated lands of the Volga region]. Saratov, 2003. 320 p.

13. Kochetov I. S., Barabanov A. T., Garshinev E. A., Zykov I. G. [et al.]. Agrolesomeliorativnoe adaptivno-landshaftnoe obustroystvo vodosborov [Agricultural afforestation environmentally adaptive infrastructure development for watersheds]. Volgograd, 1999. P. 54.

14. Zykov I. G., Barabanov A. T., Garshinev E. A., Bondarenko Yu. V. [et al.]. Rekomendatsii po lesnoy melioratsii pri konturnoy organizatsii territorii v rayonakh aktivnogo proyavleniya vodnoy erozii pochv [Guidelines on the forest amelioration in planimetric spatial planning in the areas with active manifestation of water soils erosion]. Volgograd, 1989. 34 p.

15. Garshinev E. A. Protivoerozionnaya lesomelioratsiya i evolyutsiya erozionno-gidrologicheskogo protsessa [Anti-erosion forest amelioration and evolution of erosive hydrological process]: Doct. Diss. (Agr. Sci.). Volgograd, 1995. 45 p.



ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ КУРИНОГО ПОМЕТА И БАКОВОЙ СМЕСИ ГЕРБИЦИДОВ В ПОСЕВАХ ЯЧМЕНЯ



Акимов Алексей Алексеевич, канд. с.-х. наук, доцент, доцент кафедры «Агрохимия и земледелие», ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»: Россия, 170904, г. Тверь, ул. Маршала Василевского (Сахарово), 7.

Шоля Павел Сергеевич, аспирант кафедры «Агрохимия и земледелие», ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»: Россия, 170904, г. Тверь, ул. Маршала Василевского (Сахарово), 7.

Тел.: (482-2) 53-12-36

E-mail: akimov-agro@yandex.ru

Реферат. Комплексные исследования по изучению действия органических удобрений на основе куриного помета и баковой смеси гербицидов (Гранстар, 10 г/га + Эстет, 400 мл/га + Пума Супер 75, 800 мл/га) были проведены в 2014–2015 гг. в полевом двухфакторном опыте с закладкой на опытном поле в Тверской области. Все наблюдения в опыте вели по общепринятым методикам. Выявлено, что применение органических удобрений на основе куриного помета разных технологий производства в норме 10 т/га по сравнению с контролем, как без применения гербицидов, так и на фоне баковой смеси, в среднем за два года повышает биологическую активность почвы (на 13,1–16,3%), количество (с 11,0 до 22,5 и с 12,0 до 16,2 шт./м2) и массу (с 7,76 до 15,74 и с 5,53 до 11,42 г/м2) дождевых червей. Наибольшее влияние на биологическую активность почвы оказал пометно-опилочный компост (ПОК). За счет различий в содержании питательных веществ в удобрениях при их внесении в норме 10 т/га, снижения засоренности посевов при применении баковой смеси гербицидов урожайность ячменя в среднем за два года повысилась с 26,2 до 33,5 ц/га (на 7,3 ц/га, или 27,9%), наибольшая эффективность получена на варианте ПОК с применением баковой смеси гербицидов – 39,1 ц/га. Сформулированы рекомендации по использованию на полях крупных птицеводческих хозяйств баковой смеси гербицидов на фоне внесения ПОК для достижения большей урожайности, лучших показателей ее структуры и повышения биологической активности почвы.

Ключевые слова: удобрения на основе куриного помета, биологическая активность почвы, фотосинтез, гербициды, урожайность и ее структура.



EFFECTIVENESS OF ORGANIC FERTILIZERS BASED ON CHICKEN MANURE AND A TANK MIX OF HERBICIDES ON BARLEY CROPS



Akimov Aleksey Alekseevich, Cand. of Agr. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of Agrochemistry and Land Cultivation Department, Tver State Agricultural Academy. Russia.

Sholya Pavel Sergeevich, postgraduate student of Agrochemistry and Land Cultivation Department, Tver State Agricultural Academy. Russia.

Keywords: fertilizers based on chicken manure, biological activity of soil, photosynthesis, herbicides, productivity and its structure.

Complex studies of the impact of organic fertilizers based on chicken manure and a tank mix of herbicides(Granstar, 10 g/ha + + Estet, 400 ml/ha + Puma Super 75, 800 ml/ha) were carried out in 2014–2015 as a two-factor field experiment set in an experimental field in Tver Region.All observationsin the course of the experiment were based on commonly accepted methods. It was discovered that the application of chicken-manure-based organic fertilizers produced according to different technologies in the dose of 10 t/ha, both without the use of herbicides, and against the background of tank mix application, in the course of two  years resulted in an average increase in the biological activity of soils (by 13.1–16.3%), the number (from 11.0  to 22.5 worms/m2 , and from 12.0 to 16.2 worms/m2 ), and mass (from 7.76 to 15.74 g/m2 , and manure from 5.53 to 11.42 g/m2 ) of earthworms in comparison to the control variant. Manure-sawdust compost (MSC) had the highest impact on the biological activity of soil. Due to the different content of nutrients in fertilizers used in the dose of 10 t/ha, as well as to the decrease in crop weediness resulting from the application of the tank mix of herbicides, the  productivity of barley rose from 26.2 to 33.5 dt/ha (7.3 dt/ha or 27.9%) on average over two years. The highest effectiveness was obtained in the variant using MSC in combination with the tank mix of herbicides – 39.1 dt/ha. The study formulated some recommendations on the usage of the tank mix of herbicides combined with MSC on the fields of large poultry farms for the purpose of achieving higher productivity and better structural parameters, as well as improving the biological activity of soil.

REFERENCES

1. Opytnoe delo v polevodstve [Experiments in field crop cultivtation]. Edited by Nikitenko G. F. Moscow, 1982. 190 p. 2. Tret’yakov N. N., Karnaukhova T. V., Panichkin L. A. Praktikum po fiziologii rasteniy [Practical course in plant physiology]. Moscow, 1990. 271 p.

3. State program of developing agriculture and regulating the markets of agricultural products, raw materials, and food in 2013–2020. Moscow, 2012.



ВЕТЕРИНАРИЯ  И  ЗООТЕХНИЯ



РАДИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТОВ ВЕТЕРИНАРНОГО НАДЗОРА



Гилемханов Марат Ильдарханович, канд. биол. наук, доцент, доцент кафедры «Естественные дисциплины, сервис и туризм», Казанский кооперативный институт (филиал) АНОО ВО Центросоюза Российской Федерации «Российский университет кооперации»: Россия, 420081, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Н. Ершова, 58.

Валиев Марс Мулланурович, канд. с.-х. наук, директор, ГБУ «Республиканская ветеринарная лаборатория» Республики Татарстан: Россия, 420087, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Даурская, 34.

Тел.: (843) 272-80-91

E-mail: gilemmarat@yandex.ru

Реферат. В настоящее время в регионах интенсивного промышленного производства создалась крайне неблагоприятная экологическая обстановка, возникли объективные предпосылки увеличения контакта животных с поллютантами через загрязненные объекты окружающей среды, возросла опасность острых и хронических отравлений сельскохозяйственных животных. Распределение радионуклидов в биосфере, их способность мигрировать по трофической цепи и концентрироваться в отдельных пищевых звеньях привели к необходимости провести радиоактивный контроль загрязнения кормов, продукции животноводства и растениеводства. Это обусловлено прежде всего тем, что поступление радионуклидов в организм человека с сельскохозяйственной продукцией часто является определяющим. Выявлено, что одним из основных источников поступления в организм человека токсикантов и радионуклидов во многих регионах становятся продукты животноводства, в основном молоко и мясо. В частности, за их счет в районах нефтегазодобычи в Республике Татарстан формируется до 70% суточной дозы техногенной нагрузки на организм сельского жителя. Кроме того, этот путь радиационного воздействия на животных и человека наиболее управляемый и регулируемый. Радиологический контроль объектов ветеринарного надзора позволяет оценивать радиационную обстановку в сельских районах Республики Татарстан. В результате проведенных радиологическим отделом ветеринарной лаборатории ГБУ «Республиканская ветеринарная лаборатория» г. Казани радиометрических исследований сельскохозяйственной продукции в Арском, Альметьевском, Буинском, Мензелинском, Нурлатском, Чистопольском и Спасском районах Республики Татарстан по содержанию цезия-137 и стронция-90 за период 2012–2015 гг. выявлено, что удельное содержание радиоактивных изотопов в исследуемых объектах ветеринарного надзора за анализируемые годы изменялось два-три раза, но не достигло критического уровня. Доказано, что соблюдение ветеринарно-санитарных требований позволяет получить радиационно безопасную, нормативную и экологически чистую сельскохозяйственную продукцию.

Ключевые слова: радиоактивные вещества, цезий-137, стронций-90, удельная радиоактивность, молоко, мясо, радиационный фон.



RADIOLOGICAL MONITORING OF THE OBJECTS OF VETERINARY SUPERVISION



Gilemkhanov Marat Il’darkhanovich, Cand. of Biol. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of Natural Sciences, Service, and Tourism Department, Kazan Cooperative Institute (branch of Russian University of Cooperation). Russia.

Valiev Mars Mullanurovich, Cand. of Agr. Sci., director, Republican Veterinary Laboratory of the Republic of Tatarstan. Russia.

Keywords: radioactive substances, cesium-137, strontium-90, specific radioactivity, milk, meat, background radiation.

At present, the ecological situation in regions with intensive industrial production is highly unfavorable. There are objective prerequisites to the increase in the animals contact with pollutants through contaminated objects in the environment. The danger of acute and chronic poisoning of farm livestock has also increased. The spread of radionuclides in the atmosphere and their ability to migrate along the trophic chain and concentrate in separate food links have brought about the need for the radioactive control of the pollution of feed, livestock husbandry, and crop science output. This is primarily predetermined by the fact that agricultural products are often the main way for radionuclides to enter the human organism. It has been determined that livestock husbandry products – mainly, meat and milk, – are one of the main sources of toxicants and radionuclides in human organisms in many regions. Particularly in the oil and gas production regions of the Republic of Tatarstan they are responsible for up to 70% of daily technogenic load on the organism of a rural dweller. Moreover, thistype ofradiation action on humans and animalsisthe most manageable and controlled. The radiological control over objects of veterinary supervision makes it possible to assess radiological situation in the rural areas of the Republic of Tatarstan. The radiometric studies of the content of cesium-137 and strontium-90 in agricultural products conducted by the radiological department of the veterinary laboratory of the Republican Veterinary Laboratory (Kazan) in the Arsk, Almetyevsk, Buinsk, Menzelinsk, Nurlatsk, Chistopol, and Spassk districts of the Republic of Tatarstan in 2012–2015 discovered that the specific content of radioactive isotopes in the studied objects of veterinary supervision in the analyzed years had changed 2–3 times, but did not reach the critical level. It was proved that the observance of veterinary-sanitary requirements makes it possible to produce radiation-proof and ecologically clean agricultural products which correspond to the existing standards.

REFERENCES

1. Adaptatsiya agroekosfery k usloviyam tekhnogeneza [Adaptation of agroecosphere to technogenesis conditions]. Edited by AS of the Republic of Tatarstan corr. member Il’yazov R. G. Kazan, 2006. 670 p.

2. Gilemkhanov M. I. Soderzhanie prirodnykh radionuklidov v pochve [Content of natural radionuclides in soil]: proceedings of the Int. scientific and production conf. on the topical issues of the agro-industrial complex. Kazan. 2003. Pp. 190–191.

3. Gilemkhanov M. I. Vertikal’naya migratsiya tseziya-137 v pochve [Vertical migration of cesium-137 in soil]: proceedings of the Int. scientific and production conf. on the topical issues of the agro-industrial complex. Kazan. 2003. Pp. 192–193.

4. Gilemkhanov M. I. Snizhenie soderzhanie svintsa v moloke korov pri ispol’zovanii v ratsionakh solebriketov s sorbentom i mineral’nymi veshchestvami [Lowering the lead content in cow milk by using salt bricks with sorbents and mineral substances in their diet]. Toksikozy zhivotnykh i aktual’nye problemy bolezney molodnyaka [Animal toxicoses and topical issues of young stock diseases]: proceedings of the Int. scient. conf., Kazan, 25–27th Oct., 2006. Pp. 71–74.

5. Gilemkhanov M. I. Vliyanie sorbentov na migratsiyu tyazhelykh metallov v troficheskoy tsepi i molochnuyu produktivnost’ korov [Impact of sorbents on the migration of heavy metals in the trophic chain and the dairy productivity of cows]. Veterinarnyy vrach – Veterinarian. 2007, No. 4. Pp. 14–16.

6. Gilemkhanov M. I. Otsenka zagryazneniya kormov tyazhelymi metallami, postupayushchikh v organizm doynykh korov v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya agroekosistem [Assessing the pollution of feed with heavy metals that enter the organisms of milk cows in technogenically polluted agroecosystems]. Innovatsionnoe razvitie sovremennoy nauki [Innovative development of modern science]: coll. works of the Int. research and practice conf., Ufa, 30–31st May, 2014. Pp. 3–7.

7. Gilemkhanov M. I. Ekologicheskiy monitoring ob″ektov veterinarnogo nadzora Urmarskogo rayona Respubliki Chuvashiya [Ecological monitoring of the objects of veterinary supervision of Urmarsk District of the Chuvash Republic]. Uchenye zapiski KGAVM – Proceedings of the KSAVM. 2015, Vol. 224. Pp. 35–38.

8. SanPiN 2.3.2.2650-10. Amendments No. 18 to the sanitary-epidemiological rules and norms of SanPiN 2.3.2.1078-01 “Hygienic requirements towards the safety and nutritional value of food products”. Available at: http://www.docs.cntd.ru/document/90225827.

9. SanPiN 2.6.1.2523-09. Radiation safety norms NRB-99/2009. Available at: http://www. docs.cntd.ru/document/902170553.



УРОВЕНЬ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ КОШЕК ПРИ АСЕПТИЧЕСКИХ И ГНОЙНО-ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ



Руденко Павел Анатольевич, канд. ветеринар. наук, доцент, науч. сотрудник лаборатории биологических испытаний, Филиал ФГБУН «Институт биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН»: Россия, 142290, Московская обл., г. Пущино, просп. Науки, 6.

Тел.: (495) 625-23-42

E-mail: pavelrudenko76@yandex.ru

Реферат. В статье приводятся данные о цитокиновом профиле сыворотки крови кошек при овариогистерэктомии, а также случайных гнойных ранах, абсцессах и сепсисе. Показано, что основой патогенеза любого воспалительного процесса является запуск цитокинового каскада. Установлено, что у кошек асептическое воспаление не сопровождается существенными изменениями провоспалительного цитокинового профиля, за исключением третьих суток послеоперационного периода. Так, при овариогистерэктомии в сыворотке крови кошек на третий день достоверно возрастал уровень IL-8 в 1,8 и TNF-α – в 4,1 раза по сравнению с группой контроля. Следует отметить, что на 10-е сутки после оперативного вмешательства уровень провоспалительных цитокинов в сыворотке крови кошек уменьшался и приближался к исходным значениям, кроме IL-8, уровень которого уменьшался постепенно. При различных формах хирургической инфекции в сыворотке крови кошек возникал агрессивный цитокиновый взрыв, который возрастал в зависимости от тяжести гнойно-воспалительного процесса. Так, при случайных гнойных ранах в сыворотке крови кошек достоверно возрастал уровень IL-1α в 2,2; IL-6 – в 1,9; IL-8 – в 1,8 и TNF-α – в 3,8 раза по сравнению с группой контроля. Практически на таком же уровне наблюдали гиперцитокинемию при абсцессах, при которых в сыворотке крови кошек достоверно возрастал уровень IL-1α в 2,2; IL-6 – в 2,1; IL-8 – в 1,8 и TNF-α – в 3,8 раза по сравнению с клинически здоровыми животными. При неконтролируемой продукции медиаторов воспаления и нарушении баланса между прои противовоспалительными цитокинами воспалительная реакция начинала выступать как патологическое состояние. Так, при сепсисе в сыворотке крови кошек достоверно возрастал уровень IL-1α в 4,1; IL-6 – в 2,9; IL-8 – в 3,3 и TNF-α – в 8,5 раза по сравнению с группой контроля.

Ключевые слова: овариогистерэктомия, гнойные раны, абсцессы, сепсис, провоспалительные цитокины, кошки.



LEVEL OF ANTI-INFLAMMATORY CYTOKINES IN CAT BLOOD SERUM IN ASEPTIC AND PYO-INFLAMMATORY PROCESSES



Rudenko Pavel Anatol’evich, Cand. of Vet. Sci., Ass. Prof., researcher of Biological Tests Laboratory, Branch of Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences. Russia.

Keywords: ovariohysterectomy, septic wounds, apostem, sepsis, anti-inflammatory cytokines, cats.

The article presents data on the cytokine profile of cat blood serum after ovariohysterectomy, as well as in the presence of accidental septic wounds, apostem, and sepsis. It shows that the pathogenesis of any inflammatory process is based on the launch of cytokine cascade. The study has determined that aseptic inflammation in cats is not accompanied by significant changes in the anti-inflammatory cytokine profile, except for the third day of the postoperative period. Thus, the level of IL-8 in the blood serum of cats on the third day following ovariohysterectomy reliably increased by 1.8, while the level of TNF-α grew by 4.1, compared to control group. It must be noted that on the 10th day after the surgery the level of antiinflammatory cytokines in cat blood serum fell almost as low as the initial values, except for the level of IL-8, which decreased more gradually. Various forms of surgical infection lead to a more aggressive cytokine explosion in cat blood serum. The explosion can increase depending on the severity of the pyo-inflammatory process. Thus, the level ofIL-1α in the blood serum of cats with accidental septic wounds reliably increased by 2.2 times, the level of IL-6 – by 1.9 times, the level of IL-8 – by 1.8 times, the level of TNF-α – by 3.8 times, in comparison to control group. The hypercytokinaemia accompanying apostem was observed at almost the same level, which caused the reliable increase of IL-1α by 2.2 times, IL-6 – by 2.1 times, IL-8 – by 1.8 times, and TNF-α – by 3.8 times in cats blood serum if compared to clinically healthy animals. When inflammation mediators are produced uncontrollably and the balance between proand anti-inflammatory cytokines is disrupted, the inflammatory reaction becomes a pathological state. Thus, the level of IL-1α in the blood serum of cats with sepsis reliably grew by 4.1 times, the level of IL-6 – by 2.9 times, the level of IL-8 – by 3.3 times, the level of TNF-α – by 8.5 times in comparison to the control group.

REFERENCES

1. Zhernati I., Lilber Zh. Immunologicheskie vospaleniya. Deystvuyushchie faktory i mekhanizmy [Immunological inflammations. Operating factors and mechanisms]. Veterinar – Veterinarian. 2002, No. 4. Pp. 20–29.

2. Rublenko M. V., Khaneev V. V. Rozvitok sindromu sistemnoy zapal’noy reaktsіi u sobak іz septichnimi stanami [Development of the systemic inflammatory response syndrome in dogs with septic states]. Vіsnik Bіlotserkіvs’kogo derzhavnogo agrarnogo unіversitetu – Bila Tserkva National Agrarian University Bulletin. 2006, Iss. 41. Pp. 185–192. 3. Fonseca-Camarillo G., Villeda-Ramírez M., Sánchez-Muñoz F. [et al.]. IL-6 and TNF-a gene expression in the rectal mucosal of patients with chronic idiopathic ulcerative colitis and controls. Rev. Gastroenterol. Mexico, 2009, No. 74(4). Рp. 334–340.

4. Vlasenko S. A., Rublenko M. V. Vmіst okremikh tsitokіnіv u krovі korіv z akushers’kimi, gіnekologіchnimi ta gnіyno-nekrotichnimi vrazhennyami v dіlyantsі pal’tsya [The content of certain cytokines in the blood of cows with obstetric, gynaecological and purulo-necrotic manifestations in the finger area]. Naukoviy vіsnik NUBІP Ukraini – Scientific Bulletin of the NULES of Ukraine. 2009, No. 136. Pp. 289–294.

5. Deasy A., Read R. C. Genetic variation in pro-inflammatory cytokines and meningococcal sepsis. Curr. Opin. Infect. Dis. 2010, No. 23(3). Рp. 255–258.

6. Huang W., Morales J. L., Gazivoda V. P. Nonreceptor tyrosine kinases ITK and BTK negatively regulate mast cell proinflammatory responses to lipopolysaccharide. J. Allergy. Clin. Immunol. 2016, No. 137(4). Рp. 197–205.

7. Simbirtsev A. S. Tsitokiny: klassifikatsiya i biologicheskie funktsii [Cytokines: classification and biological functions]. Tsitokiny i vospalenie – Cytokines and Inflammation. 2004, Vol. 3, No. 2. Pp. 16–23.

8. Ketlinsky S. A., Simbirtsev A. S. Tsitokiny [Cytokines]. Saint Petersburg, 2008. 552 p.

9. Kadagidze Z. G. Tsitokiny [Cytokines]. Prakticheskaya onkologiya – Practical Oncology. 2003, Vol. 4, No. 3. Pp. 131–139.

10. Booij-Vrieling H. E., Tryfonidou M. A., Riemers F. M. [et al.]. Inflammatory cytokines and the nuclear vitamin D receptor are implicated in the pathophysiology of dental resorptive lesions in cats. Vet. Immunol. Immunopathol. 2009, No. 132(2-4). Рp. 160–166.

11. Lapovets’ N. I. Cytokine spectrum of blood serum during inflammatory processes in the abdominal cavity. Fiziol. Zh. 2010, No. 56(5). Рp. 45–48.

12. Zabrodskii P. F., Gromov M. S., Maslyakov V. V. Effect of α7n-acetylcholine receptor activation and antibodies to TNF-α on mortality of mice and concentration of proinflammatory cytokines during early stage of sepsis. Bull. Exp. Biol. Med. 2015, No. 159(6). Рp. 740–742.

13. Brachelente C., Wiener D., Malik Y. A case of necrotizing fasciitis with septic shock in a cat caused by Acinetobacter baumanni. Vet. Dermatol. 2007, No. 18(6). Pp. 432–438.

14. Paltrinieri S. The feline acute phase reaction. Vet. J. 2008, No. 177(1). Рp. 26–35.

15. Tkachenko I. V., Jääskeläinen T., Jääskeläinen J. [et аl.]. Interleukins 1α and 1β as regulators of steroidogenesis in human NCI-H295R adrenocortical cells. Steroids. 2011, No. 8. Рp. 68–74.

16. Pal’tsev A. V., Ovechkin A. V., Zakharova N. F. [et al.]. Tsitokiny v lechenii generalizovannoy khirurgicheskoy infektsii [Cytokines in the treatment of generalized surgical infection]. Anesteziologiya i reanimatologiya – Anesthesiology and Intensive Care. 2000, No. 2. Pp. 27–30.

17. Levi M., van der Poll T. Inflammation and coagulation. Crit. Care Med. 2010, No. 38(2). Pp. 26–34.

18. Tongaonkar P., Trinh K. K., Schaal J. B. [et al.]. Rhesus macaque θ-defensin RTD-1 inhibits proinflammatory cytokine secretion and gene expression by inhibiting the activation of NF-κB and MAPK pathways. J. Leukoc. Biol. 2015, No. 98(6). Рp. 1061–1070.



ИЗУЧЕНИЕ АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЙ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОГО СТРЕССА



Дроздова Людмила Ивановна, д-р ветеринар. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, зав. кафедрой «Анатомия и гистология», ФГБОУ ВО «Уральский государственный аграрный университет»: Россия, 620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42.

Тимина Лидия Ивановна, науч. сотрудник, соискатель, филиал ФГБУ «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Екатеринбург): Россия, 620048, г. Екатеринбург, ул. Звездная, 1.

Самедова Анна Владимировна, канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник, филиал ФГБУ «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Екатеринбург): Россия, 620048, г. Екатеринбург, ул. Звездная, 1.

Тел.: (343) 221-40-01

E-mail: academy@usaca.ru

Реферат. В настоящее время актуальной проблемой современного животноводства является стресс, что обусловлено современными методами производства. В период адаптации к неблагоприятным факторам внешней среды нарушается гармоничность функционирования всех систем макроорганизма, и в первую очередь угнетается деятельность иммунной системы. Изучено изменение некоторых параметров иммунной системы лабораторных животных в условиях экспериментального хронического стресса, созданного путем раздражения сетчатки глаза. Неспецифические адаптационные реакции организма на стрессовый раздражитель оценивали по изменению клеточного состава крови и по морфофункциональному состоянию органов (тимус, надпочечники). Исследования на животных проводили не менее чем в 3–5 повторностях. Первую (опытную) группу составили животные, которые подвергались воздействию стрессирующего фактора. Вторая (контрольная) группа была сформирована из животных, находящихся при обычном световом режиме. Анализ полученных результатов показал, что длительное воздействие стрессирующего фактора вызывает в периферической крови лабораторных животных опытной группы ответную реакцию. На 21-е сутки исследования происходит увеличение общего количества лейкоцитов более чем в 2,5 раза, клеток нейтрофильного ряда (палочкоядерные формы) – более чем в 4 раза, снижение лимфоцитов – в 1,5 раза по сравнению с группой интактных животных. Изучаемая модель хронического стресса вызывает изменение морфофункционального состояния тимуса и надпочечников у экспериментальных животных опытной группы, что выражается в уменьшении массы и клеточности тимуса в 1,3 и 1,6 раза соответственно. На фоне снижения данных значений увеличиваются масса и количество ядросодержащих клеток надпочечников почти в 2 раза у животных опытной группы по сравнению с группой интактных животных. Подобные исследования позволяют изучить глубину иммунологической перестройки неспецифических адаптационных реакций организма на стрессовый раздражитель и сопоставить реактивность крови и морфофункциональное состояние органов с фазовым изменением общего адаптационного синдрома.

Ключевые слова: экспериментальный хронический стресс, лейкоцитарная формула крови, морфофункциональное состояние иммунокомпетентных органов.



STUDY OF THE ADAPTIVE RESPONSE OF IMMUNE SYSTEM IN LABORATORY ANIMALS UNDER CHRONIC STRESS



Drozdova Lyudmila Ivanovna, Dr. of Vet. Sci., Prof., honorary worker of science of the RF, head of Anatomy and Histology Department, Urals State Agrarian University. Russia.

Timina Lidiya Ivanovna, researcher, applicant, Ekaterinburg branch of the 48 Central Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Russia.

Samedova Anna Vladimirovna, Cand. of Med. Sci., senior researcher, Ekaterinburg branch of the 48 Central Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Russia.

Keywords: experimental chronic stress, leukocyte blood formula, morphofunctional state of immunocompetent organs.

Currently, stress is the topical issue of current livestock breeding, which is predetermined by the modern methods of production. During the adaptation period to the unfavourable factors of environment the harmony of functioning of all systems of macroorganism is violated, and primarily the action of the immune system is oppressed. The article has studied the variation of certain parameters of  laboratory animals’ immune system under the conditions of experimental permanent stress produced by means of irritating the eye retina. Nonspecific adaptation response of the organism on the stressful irritant has been estimated by the variation of blood cell composition and by the morphofunctional parameters of some organs (thymus, suprarenal glands). A study on animals has been carried out in not less than 3–5 replications. The first (experimental) group was comprised of animals that were exposed to stressful factor. The second (control) group was comprised of animalsstaying in the ordinary light regime. The analysis of the data obtained has shown that long-term exposure to stressful factor results in causing the response in the peripheral blood of laboratory animals of the experimental group. On the 21st day of the research the total leukocyte count has increased in more than 2.5 times, the count of the cells of the neutrophilic rank (stab forms) was more than 4 times more, the reduction of lymphocytes was 1.5 times lower if compared to the group of noninvolved animals. The studied model of permanentstress causesthe change of morphofunctional state of thymus and suprarenal glands in animals of experimental group, which showsin lost in mass and cellularity of thymusin 1.3 and 1.6 timesrespectively. On top of reduction of these parameters the mass and the number of nuclear cells of suprarenal glands increase almost twice in animals of experimental group if compared to the noninvolved animals group. Similar research allow to study the depth of immunological rearrangement of nonspecific adaptation response of the organism for the stressful irritator, and to match the reagibility of blood and morphofunctional state of organs with the phase change of a general adaptation syndrome.

REFERENCES

1. Barashkin M. I. Vliyanie razlichnykh faktorov na immunnuyu sistemu krupnogo rogatogo skota pri promyshlennykh tekhnologiyakh soderzhaniya [Impact of various factors on the immune system of cattle kept in industrial conditions]. Agrarnyy vestnik Urala – Agrarian Bulletin of the Urals. 2015, No. 2. Pp. 16–19.

2. Drozdova L. I. Adaptatsiya organizma zhivotnykh v usloviyakh tekhnogennogo pressinga [Adaptation of animal organism to technogenic pressure]. Sovremennye problemy patologicheskoy anatomii, patogeneza i diagnostiki bolezney zhivotnykh [Modern problems of pathologic anatomy, pathogenesis, and diagnosis of animal diseases]: proceedings of the XVIII Int. research and methodology conf., Moscow, 20–25th October, 2014. Moscow, 2014. Pp. 29–33.

3. Volkova S. V., Meleshkina S. R. Stress sel’skokhozyaystvennykh zhivotnykh kak otvetnaya reaktsiya na neblagopriyatnye usloviya okruzhayushchey sredy [Stress of farm livestock as a response to unfavorable environmental conditions]. Rossiyskaya akademiya estestvoznaniya – Russian Academy of Natural History. 2008, No. 4. Pp. 55–56.

4. Vayner E. N. Valeologiya [Valeology]: course book for universities. Moscow, 2001. 416 p.

5. Shkuratova I. A. Biogeotsenoticheskaya patologiya krupnogo rogatogo skota na Srednem Urale i metody ee korrektsii [Biogeocenotic pathology of cattle in the Middle Urals and methods of its correction]: Doct. Diss. (Vet. Sci.). Kazan, 2000. 348 p.

6. Golikov P. P. Retseptornye mekhanizmy glyukokortikoidnogo effekta [Receptor mechanisms of the glucocorticoid effect]. Moscow, 1988. 288 p.

7. Gorizontov P. D., Belousova O. I., Fedotova M. I. Stress i sistema krovi [Stress and blood system]. Moscow, 1983. P. 240.

8. Voronin E. S., Shakhov A. G. Sovremennaya kontseptsiya etiologii, profilaktiki i lecheniya bolezney molodnyaka sel’skokhozyaystvennykh zhivotnykh [Modern concept of the etiology, prevention, and treatment of diseases in young farm livestock]. Sostoyanie, problemy i perspektivy razvitiya veterinarnoy nauki Rossii [State, problems, and development prospects of veterinary science in Russia]: proceedings of the scientific session of the RAAS. Moscow, 1999. Pp. 209–214.

9. Litvinov I. V., Litvinova N. V. Ob udlinenii srokov khozyaystvennogo ispol’zovaniya korov [On the period of agricultural use of cows duration extension]. Molochnoe i myasnoe skotovodstvo – Dairy and Beef Husbandry. 2003, No. 8. Pp. 33–34.

10. Kucherov I. O. Dlitel’nye biologicheskie ritmy v dinamike myshechnoy rabotosposobnosti cheloveka [Long biological rhythms in the dynamics of human muscle performance]. Kiev, 1971. Pp. 79–95.

11. Bogdasarya R. A. Chastota bioritmov – kriteriy rannego vyyavleniya patologii [Frequency of biorhythms – the criterion of early detection of pathology]: guidelines. Erevan, 1980. 55 p.

12. Byunning E. Ritmy fiziologicheskikh protsessov [Rhythms of physiological processes]. Moscow, 1961. Pp. 45–98.

13. Kondrat’eva I. A., Yarilin A. A., Egorova S. G. Praktikum po immunologii [Practical course in immunology]: course books for students of higher education institutions. Moscow, 2004. 272 p.



ОБЩАЯ  БИОЛОГИЯ



ВСТРЕЧАЕМОСТЬ И КОРМОВЫЕ ПРЕДПОЧТЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ АБЕРРАЦИЙ БРОНЗОВКИ ЗОЛОТИСТОЙ (Сetoniaaurataaurata) В НЕКОТОРЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ



Бабурина Наталья Александровна, ассистент, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»: Россия, 196084, г. Санкт-Петербург, ул. Черниговская, 5.

Иванов Валентин Станиславович, канд. ветеринар. наук, доцент, зав. кафедрой «Биология, экология, гистология», ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»: Россия, 196084, г. Санкт-Петербург, ул. Черниговская, 5.

Тел.: (812) 388-36-31

E-mail: walka1973@yandex.ru

Реферат. В работе представлены данные о встречаемости различных аберраций бронзовки золотистой (Cetonia aurata aurata) в некоторых регионах России. Объекты исследования – живые имаго бронзовки золотистой, полученные методом сбора – активного отлова в местах произрастания предполагаемых кормовых растений. Изучены популяционный состав и кормовые предпочтения различных аберраций бронзовки золотистой. В ходе исследования найдены и определены особи, относящиеся к следующим аберрациям: C. a. a. f. typica, C. a. a. ab. lugubris (Wanach), C. a. a. ab. nonmaculata, C. a. a. ab. piligera (Mulsant), C. a. a. ab. purpurata (Heer, 1841). Установлено, что на территории Ленинградской, Новгородской и Псковской областей чаще всего встречаются особи C. a. a. f. typica, нередки C. a. a. ab. nonmaculata. Крайне редки C. a. a. ab. piligera и C. a. a. ab. purpurata. С. a. a. f. typica чаще находили на сныти обыкновенной, шиповнике собачьем, пижме обыкновенной, тысячелистнике обыкновенном, яблоне домашней и клевере луговом. C. a. a. ab. nonmaculata чаще встречалась на шиповнике собачьем, одуванчике обыкновенном и клевере луговом. Обе аберрации предпочитают цветы клевера лугового и шиповника собачьего, что соответствует литературным данным. Обнаружение Cetonia на луговой герани, одуванчике обыкновенном, лопухе большом, каштане конском, доннике лекарственном и календуле лекарственной дополняет литературные данные. C. a. a. ab. preaclara, C. a. a. ab. kalichi и C. a. a. ab. violaceipennis не обнаружены, хотя литературные данные говорят о достаточной встречаемости данных аберраций в регионах сбора.

Ключевые слова: бронзовка золотистая, энтомофауна, встречаемость, кормовые предпочтения, регионы.



OCCURRENCE AND FEEDING PREFERENCES OF VARIOUS ABERRANCES OF THE ROSE CHAFER (Cetonia aurata aurata) IN CERTAIN RUSSIAN REGIONS



Baburina Natal’ya Aleksandrovna, assistant lecturer, Saint-Petersburg State Academy of Veterinary Medicine. Russia.

Ivanov Valentin Stanislavovich, Cand. of Vet. Sci., Ass. Prof., head of Biology, Ecology, Histology Department, Saint-Petersburg State Academy of Veterinary Medicine. Russia.

Keywords: rose chafer, entomofauna, occurrence, food preferences, regions.

The work presents data on the occurrence of various aberrances of the rose chafer (Cetonia aurata aurata) in certain Russian regions. The living imagoes of the Golden chafer served as the objects of research, the collection method used was active catching in the growth areas of supposed food plants. The authors have studied the population structure and the food preferences of various aberrances of the rose chafer. In the course of the study, we have discovered and determined the specimens belonging to the following aberrances: C. a. a. f. typica, C. a. a. ab. lugubris (Wanach), C. a. a. ab. nonmaculata, C. a. a. ab. piligera (Mulsant), C. a. a. ab. purpurata (Heer, 1841). It has been determined that C. a. a. f. typica specimens are the most common ones on the territory of Leningrad, Novgorod, and Pskov Regions. C. a. a. ab. nonmaculata is also frequent, while C. a. a. ab. piligera and C. a. a. ab. purpurata. are extremely rare. С. a. a. f. typica was typically found on ground elder, rosa canina, ginger plant, milfoil, apple tree, red clover. C. a. a. ab. nonmaculata was typically seen on rosa canina, dandelion, and red clover. Both aberrances prefer the flowers of red clover and rosa canina, which corresponds to scientific literature data. The discovery of Cetonia on meadow cranesbill, dandelion, common burdock, horse chestnut, plaster clover, and pot marigold supplements this information. The authors were unable to discover C. a. a. ab. preaclara, C. a. a. ab. kalichi and C. a. a. ab. violaceipennis, although scientific literature states that these aberrances are frequent enough in the collection areas.

REFERENCES

1. Ivanov V. S., Baburina N. A., Chumasov E. I., Shchipakin M. V. Metodicheskie ukazaniya po uchebnoy praktike dlya studentov 1-go kursa fakul’teta veterinarnoy meditsiny [Methodological guidelines on practical training for the first-year students of veterinary medicine department]. Saint-Petersburg, 2012. 20 p.

2. Dunaev E. A. Metody ekologo-entomologicheskikh issledovaniy [Methods of ecologicalentomological research]. Moscow, 1997. 44 p.

3. Dedyukhin S. V. Printsipy i metody faunisticheskikh issledovaniy nazemnykh nasekomykh [Principles and methods of the faunistic study of land insects]. Izhevsk, 2011. 93 p.

4. Kozhanchikov I. V. Metody issledovaniya ekologii nasekomykh [Methods of studying the ecology of insects]. Moscow, 1961. 283 p.

5. Kozlov M. A., Ninburg E. A. Vasha kollektsiya (sbor i izgotovlenie zoologicheskikh kollektsiy) [Your collection (gathering and preparing zoological collections)]. Moscow, 1971. 160 p.

6. Kerzhner I. M. Izuchennost’ i perspektivy izucheniya fauny nasekomykh byvshego SSSR [Scientific coverage and prospects of studying the insect fauna of the former USSR]. Bioraznoobrazie: stepen’ taksonomicheskoy izuchennosti – Biodiversity: level of taxonomic coverage. Moscow, 1994. Pp. 65–69.

7. Medvedev S. I. Plastinchatousye (Scarabaeidae). Podsem. Cetoniinae, Valginae [Leafhorned beeltes (Scarabaeidae). Subfam. Cetoniinae, Valginae]. Fauna SSSR. Nasekomye zhestkokrylye – Fauna of the USSR. Coleopteran Insects]. 1964, Vol. 10, Iss. 5. 375 p.

8. Medvedev L. N., Roginskaya N. A. Katalog kormovykh rasteniy listoedov SSSR [Catalogue of food plants of the USSR leaf beetles]. Moscow, 1988, 191 p.

9. Mamaev B. M., Medvedev L. N., Pravdin F. N. Opredelitel’ nasekomykh Evropeyskoy chasti SSSR [Field guide of the insects of the European part of the USSR]. Moscow, 1976. 304 p

10. Plavil’shchikov N. N. Opredelitel’ nasekomykh. Kratkiy opredelitel’ naibolee rasprostranennykh nasekomykh evropeyskoy chasti Rossii [Field guide of insects. A short guide to the most common insects of the European part of Russia]. Moscow, 1994. 544 p.

11. Martynov V. V. Novye tsvetovye formy Cetonia aurata aurata L. (Coleoptera, Scarabaeidae) [New color forms of Cetonia aurata aurata L. (Coleoptera, Scarabaeidae)]. Izvestiya Khar’kovskogo entomologicheskogo obshchestva – News of Kharkov Entomological Society. 1995, Vol. 3, Iss. 1-2. P. 74.