Научныхрабо т

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Научныхрабо т



страница3/5
Дата18.08.2017
Размер8.85 Mb.
ТипБюллетень


1   2   3   4   5
Использованные источники
1. Андрющенко А.І., Алимов С.І., Захаренко М.О., Вовк Н.І. Технології виробництва об’єктів аквакультури. – К., 2006. – С.271-302.

2. Детлаф Т.А., Гнизбуг А.С., Шмальгаузен О.И. Развитие осетровых рыб. – М.: Наука, 1981. – 224 с.

3. Лифшиц С.М. Опыт выращивания осетровых рыб в СССР. – М.: ЦНИИТЭИРХ, 1978. – С. 1 – 51.

4. Мельченков Е.А. Опыт подращивания личинок и выращивание сеголеток веслоноса // Сб. науч. тр. ВНИИПРХ. – 1985. – Вып. 44. – С. 17 – 22.

5. Мельченков Е.А. и др. Технология разведения веслоноса. – М.: ВНИИПРХ, 1991. – 69 с.

УДК 636.4.66.082.12

МИКРОЭВОЛЮЦИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ГЕНОМА СВИНЬИ В СЕЛЕКЦИИ


А.М. Хохлов, Д.И. Барановский, В.И. Герасимов

ХГЗВА, г. Харьков, Украина


Актуальность проблемы. Дикая европейская свинья (Sus scrofa ferus) появилась в Юго-Восточной Европе 37 млн. лет назад и широко распространилась в Западной Европе, Азии и Африке [2].

Первый этап эволюции дикой свиньи характеризуется сложным эволюционно-генетическими процессами, в результате которых появляется крупная популяция дикого кабана с ареалом распространения от Атлантического до Тихого океана, сбалансированная как за фенотипом, так и генотипом. Наши расчеты показывают, что этот вид (Sus scrofa) в микроэволюции имел около 12,3 млн. поколений [7].

Результаты исследования. В эволюции свиньи можно выделить три периода: «доисторический» или преддоместикационный, когда животные сохраняли полную свободу, обитания в естественном биоценозе, практически не испытывая со стороны человека ни прямых, ни косвенных воздействий. Продолжительность первого этапа микроэволюции 37 млн. лет.

Второй этап «неолетический» - этап доместикации или период собственно одомашнивания животных. Он характеризуется тем, что животные получают своё определенное название Sus scrofa domestica (домашние животные), но самое главное происходят существенные морфофункциональные изменения в организме свиней. В животном мире окончательно выделились домашние и дикие животные. Если на первом этапе основополагающую роль играл естественный отбор, который шел не по какому-то отдельному признаку, а по всей совокупности, по фенотипу.

В период одомашнивания наряду с доминантными генами в селекционный процесс вовлекаются рецессивные гены, которые в природных популяциях находились в гетерозиготной форме. Скорость эволюции отдельного гена зависела от его фенотипического проявления, от его части в популяции и коэффициента отбора. Еще интенсивнее этот процесс проходит у одомашненных животных, которые вовлечены в миграцию племен и целых этносов, когда посредством скрещиваний объединяются морфотипы домашних животных из разных географических зон.

Ассоциации генетических и фенотипических признаков современных пород сформировались в результате микроэволюции под жестким давлением искусственного отбора в численно ограниченных доместицируемых популяциях.

Для изучения доместикации использовали метод иммуногенетического анализа эритроцитарных антигенов, основанный на определении молекулярно-генетических маркеров представителей современных пород, исходных пород и далеких диких предковых форм. Такие маркеры надежно прослеживаются в виде антигенов, детерминируемых генетическими аллелями в генотипах разной молекулярно-генетической сложности. Несомненно, в процессе эволюции свиньи число генов изменялось, изменялись и сами гены.

Изменение частоты аллелей и генотипов возможно не только вследствие отбора, но и в результате мутаций, миграций особей, случайного дрейфа генов, изоляции, а также избирательного, или ассортативного скрещивания. Первые два из упомянутых факторов – мутационный процесс и дрейф генов – сортируют эту изменчивость и дают начало микроэволюции в популяциях. Таким образом, отбор не сможет действовать, если мутационный процесс не будет поставлять ему новые генетические варианты. У кабана значительную долю новых мутаций составляют рецессивные мутации, которые открылись в популяциях при доместикационных процессах, а гены дикого типа доминируют. Объективность этого вывода подтверждается нами при изучении геногеографии некоторых биохимических маркеров в популяциях диких и домашних свиней.

Миграции особей, или поток генов, представляют собой обмен генами между популяциями. Роль дрейфа генов в естественных популяциях до конца не выяснена. Однако признано, что в маленьких популяциях частоты аллелей в значительной степени регулируются дрейфом генов [1].

Кроме рецессивности, в природных популяциях дикого кабана существовали другие генетические механизмы, позволяющие нивелировать проявление вредных в данных условиях существования мутаций: эпистаз, плейотропия, влияние генов-модификторов, а также неполная пенетрантность.

В период неолита в Украине физико-географические, климатические и экологические условия способствовали распространению и выживанию дикого кабана (Sus scrofa), который служил объектом охоты, а впоследствии – и объектом одомашнивания.

По нашим данным продолжительность этапа доместикации исчисляется 10-12 тыс. лет, за которые вид Sus scrofa имел около 4 тыс. поколений. Необходимо отметить, что на этом этапе доместикации животные в какой-то мере связаны с естественным биоценозом. Но и эта связь до крайности определена человеком. В благоприятные сезоны года кабан контактирует с экосистемой предопределенной эволюцией. В основном, одомашненные животные содержаться в помещениях и загонах. Увеличение продуктивности животных регулируется изменением состава рациона, для более успешной доместикации животных ведется отбор, скрещивание животных.

Главными достижениями этого периода одомашнивания свиней – это высокая скороспелость, многоплодие и направленное развитие мясо-жировой ткани. Можно предположить, что филогенез свиньи шел таким путем: дикий европейский кабан (Sus scrofa ferus) – приручение – примитивная домашняя свинья – аборигенная, хорошо приспособленная до местных условий, достаточно продуктивная свинья – порода крупных размеров сального типа – узкоспециализированные породы (Sus scrofa domestica).

На третьем этапе доместикации изначально важную роль играл дестабилизирующий отбор. Между геном, который изменяется, и фенотипом, который оценивается отбором, находятся процессы развития с их регуляторными взаимодействиями. Если популяция подвергается давлению дестабилизирующего отбора по признакам, затрагивающим нейроэндокринные механизмы онтогенеза, то происходит разрушение систем стабилизации развития, сформированных в ходе предшествующей микроэволюции, и выявления скрытого запаса наследственной изменчивости.

Породообразование – это прежде всего микроэволюция, главнейшими составляющими которой являются гибридизация и отбор. Именно эти процессы и в природных, и в породных популяциях ведут к обогащению генофонда и активации генома за счет гетерозиготности , гетерозиса по биологическим и продуктивным признакам. Систематический, направленный к достижению определенной цели отбор и подбор (при соответствующих условиях кормления и содержания) постепенно через ряд поколений привели к накоплению ценных свойств у групп животных, по которым они стали различаться между собой [7].

Мониторинг этих процессов можно постоянно осуществлять посредством молекулярно-генетического анализа динамики частоты антигенов групп крови, сывороточных белков, расшифровки ДНК или секвенирования генома свиньи определенных пород. Породообразовательный процесс происходит на протяжении 340-350 лет, можно предположить, что биологическая скорость микроэволюции, в процессе породообразования имеет протяженность 135-140 поколений.

В разных странах мира в результате микроэволюции политипического вида Sus scrofa в настоящее время образовалось большое число подвидовых популяций свиней Sus scrofa domestica, которых насчитывается в зависимости от используемых классификаций от 201 до 330 пород. Имеются данные, что на территории современного Китая за многовековую историю созданы и сейчас разводятся около 100 консолидированных пород, в Великобритании – 60, в Украине – 15. Большинство из этих пород и породных групп достаточно четко различаются по морфофизиологическим признакам: масти, форме головы, постановке ушей, телосложению, половой и мясной скороспелости, соотношению мяса и сала в туше при убое в разном возрасте, многоплодию и другим свойствам, связанным с экстерьером и интерьером, определяющие генетическую приспособленность к эколого-географическим условиям существования и хозяйственному использованию [7].

За прогнозами ученых биологический потенциал продуктивности свиней должен быть таким (табл. 1).

В 2012 году исполняется 161 год, когда была селекционерами Великобритании создана крупная белая порода свиней, которая произошла от дикого европейского кабана (Sus scrofa ferus) и её можно рассматривать как модель доместикации и породообразовательного процесса. Доля свиней крупной белой породы в племенном поголовье в России – 90 %, Украине – 84 %, в Канаде – 65 %, в Англии – 55 %, в Швеции – 25 % и в США – 18 %.

Среди древних базовых пород развития мирового свиноводства можно назвать высокопродуктивные специализированные породы: беркшир, крупная белая, крупная черная, ландрас, дюрок, гемпшир, пьетрен и др.


Таблица 1.

Биологический лимит продуктивности свиней




Признаки

Биологический потенциал

Количество зрелых яйцеклеток, штук

35

Количество новорожденных поросят, голов

20-25

Живая масса поросят при рождении, кг

1,5-2,0

Количество выращенных поросят на опорос, голов

20

Живая масса поросят у 2 мес. возрасте, кг

25-28

Среднесуточный прирост на откорме, г

1400-1450

Возраст молодняка при достижении 100 кг, дней

107-110

Затраты корма, кг (стандарт. комбикорма)

2,0-2,2

Площадь « мышечного глазка», см2

46-48,4

На пути реализации биологического потенциала продуктивности свиней, например, в США при оценке хряков породы ландрас, дюрок, йоркширской и гемпширской было получено у потомства среднесуточный прирост 997-1064 г, толщина шпига на спине 17,2-19,0 мм, возраст достижения живой массы 104 кг (стандарт страны) - 145-154 дня и площадь «мышечного глазка» 32,9-37,4 см2.

Выделяют пять основных положений, которые определяют эффективность селекции: генетическую обусловленность изменчивости признака, точность оценки наследственных качеств, то есть генотипа; отбор; подбор, частоту смены поколений. Однако использование традиционных методов селекции не дает должного эффекта при совершенствовании генетического потенциала пород и не обеспечивает необходимые темпы роста производства животноводческой продукции [5].

Вовлечение в число селектируемых признаков ряда генетических параметров животных значительно ускорит селекционный процесс и повышает эффективность дальнейшей работы. В связи с этим разрабатываются и используются более совершенные методы селекции, основанные на генетических маркерах. Так, односторонняя селекция на увеличение мясности и одновременное снижение содержания жира в туше свиней привела к значительному ухудшению качества мяса. Свиньи чувствительны к синдрому стресса (PSS), часто имеют бледное, мягкое, экссудативное мясо (PSE) или темное, жесткое, сухое мясо (DFD) и синдром злокачественной гипертермии (MHS). Установлено, что доминирующей причиной проявления пороков мяса является генетический дефект, связанный с рецептором рианодина-RYRJ. Выявление мутаций в гене RYRJ позволяет исключить из популяции свиней «генетический груз» уже на ранних стадиях селекционного процесса. В этих целях необходим мониторинг как отдельных животных, так и популяции свиней по генетическим маркерам. Используя метод ДНК-технологий учеными уже выявлены такие генетические маркеры, которые могут быть использованы при селекции животных (табл. 2).


Таблица 2.

Генетические маркеры используемые в свиноводстве




Признаки

Генетические маркеры

Стрессоустойчивость

RYRJ, HAL

Цвет кожи (домин. белый АА)

c KIT

Цвет кожи (красный/черный)

MCJR

Репродуктивные качества

ESR, PRLR, H450, FSHR

Откормочные качества

MC4R

Сохранность поросят

FUTJ

Мясные качества

MSTN, MYOD, LEP, LEPR, JGF2

Качество мяса

CYP2EI, CAST

Внутримышечный жир

HFABP, AFABP

Диарея

K88AB, ECRF18

Таким образом, для некоторых селекционируемых признаков определены сопутствующие гены: для репродуктивных показателей (локус рецептора эстрогена (ESR), пролактина (PRLR) и др.; откормочных (локус гена MC4R и др.), а также мясных качеств (локус миостатина MSTN, инсулиноподобного фактора роста JGF2) и другие. Влияние гена стрессоустойчивости у свиней RYRI, а также возможности определять происхождение животных с достоверностью до 99%, позволяют контролировать и управлять селекционным процессом как в племенных, так и товарных стадах [3,4,6].

Величайшим достижением ХХI века можно считать изучение и расшифровку генома свиньи.

Геном – это хромосомный набор, совокупность генов, локализованных в одиночном наборе хромосом данного организма. В расшифровке генома домашней свиньи приняли участие ученые из одиннадцати стран мира, работающие в центрах исследования генома на протяжении 20 лет. Объектом исследований был хряк американской породы дюрок, у которого было расшифровано 98 % генома. Руководители исследованиями профессор Лоуренс Счук и Джон Бивер из Иллинойского университета (США). На протяжении 20 лет вся информация собиралась в Британском институте Сенгера. Стоимость работы 24,5 млн. долларов.

Как и геном других млекопитающих, в том числе человека и коровы, геном свиньи состоит приблизительно из трех миллиардов основных пар (А-Т, Т-А). Эти три миллиарда пар разделены на 19 различных хромосом свиньи, и содержат информацию примерно 20000 различных генов. Эти гены присутствуют в каждом организме и, хотя они примерно на 99,9 процентов идентичны, для каждой особи существует небольшое изменение в 0,1 процента, определяющее некоторую генетическую особенность многочисленных пород или индивидуальные варианты в пределах породы. Эти особенности лежат в основе геномных фенотипических различий, в том числе и в предрасположенности к определенным заболеваниям.

Изучение генетических возможностей пород свиней привело к созданию ДНК-чипа, способного определять более чем 60000 молекулярно-генетических маркеров (SNP-однонуклеотидный полиморфизм, который используется в качестве молекулярно-генетических маркеров) [3].

В настоящее время число выявленных геномных маркеров продолжает увеличиваться, они выделены во всех основных видах скота (свиньи, овцы, коровы). Эти генетические инструменты и сама геномная информация представляют высочайшие возможности для дальнейшего изучения вида, пород, линий, семейств и дальнейшего понимания эволюционных и селекционных процессов.

Выводы. Секвенирование (расшифровка) генома свиньи позволяет не только установить карту генов видового генома животных, но и определить в генотипе отдельных особей молекулярно-генетические маркеры, позволяющие в селекционном процессе контролировать проявление важнейших хозяйственно-полезных и биологических признаков: воспроизводство, качество мяса, стрессоустойчивость, показатели естественного иммунитета и другие физиологические и генетические изменения в организме животных.

Расшифровка генома свиньи создает возможности по-новому оценить микроэволюционные процессы в популяциях, в том числе объективно оценить процессы доместикации или одомашнивания животных, более глубоко с генетической точки зрения подойти к селекционному процессу создания новых линий, типов и пород с получением у потомства высокой продуктивности или эффекта гетерозиса.

Изучение генома свиньи позволило выявить генетические и фенотипические различия между породами свиней, установить генетическую предрасположенность к наследственным заболеваниям, разработать систему профилактических мер, упреждающих появление генетических заболеваний, сохранить редкие и исчезающие популяции домашних и диких свиней.


Использованные источники
1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях: научное издательство. – М.: Наука, 1989. – 328 с.

2. Банников А.Г., Флинт В.Е. Отряд парнокопытных // Жизнь животных. – Т. 7., М.: Просвещение, 1989. – С. 426-434.

3. Епишко Т.И., Дойлидов В.А. и др. Достижения и перспективы использования ДНК-технологий в свиноводстве: Монография – Витебск: ВГАВМ, 2012. – 260 с.

4. Машуров А.М. Генетические маркеры в селекции животных. – М.: Наука, 1980. – 318 с.

5. Трофименко О.Л., Гиль М.І. Генетика популяцій. – Миколаїв.: МДАУ, 2003. – С. 160-170.

6. Хохлов А.М. Генетичний моніторинг доместикації свиней. – Харків.: Еспада, 2004. – 126 с.

7. Шейко И.П., Епишко Т.И. ДНК – технологии в селекции сельскохозяйственных животных // Актуальные проблемы интенсификации производства продукции животноводства. - Жодино, 2005.- с. 79-81.

УДК 636.4.083.37:504.05

ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ КАДМИЯ И СВИНЦА

НА РОСТ И РАЗВИТИЕ МОЛОДНЯКА СВИНЕЙ


О.С. Чалая

ХГЗВА, г. Харьков, Украина


Кадмий и свинец - это токсичные тяжелые металлы, которые относятся к опасным загрязнителям окружающей среды. Наиболее интенсивными источниками поступления кадмия и свинца в окружающую среду являются предприятия металлургической и химической промышленности, сгорание твердого и жидкого топлива. Использование этих хемотоксикантов ежегодно увеличивается и это приводит к избыточному поступлению в биосферу этих химических элементов, обуславливает неблагоприятное экологическое состояние, характерное для индустриально развитых стран [6].

Накапливаясь в почве и перемещаясь по трофическим цепям, в кормах, организме животных, тяжёлые металлы существенно влияют на процессы метаболизма, тормозят их рост и развитие, а так же могут стать причиной снижения биологической ценности и качества животноводческой продукции, превышений предельно допустимой концентрации их загрязнённости токсическими веществами [1,2,4,5].

Для предупреждения и уменьшения негативного воздействия тяжелых металлов на организм животных и продукцию животноводства разрабатывают и внедряют эффективные и экономически выгодные средства. Наиболее перспективными в этом направлении, является использование веществ природного происхождения и препаратов, которые созданы на их основе [3].

Реакция животных на разные токсиканты, их концентрации и соотношение их в смеси с другими соединениями неоднозначна и зависит от вида, возраста животного и других факторов.

В этой связи было намечено исследовать влияние повышенных концентраций тяжелых металлов (в частности кадмия и свинца), а также особенности их раздельного и совместного действия на организм молодняка свиней.

Научно-хозяйственный опыт был проведен в 2 серии по схеме, в которой предусмотрен единый методический подход. Как в первой та и во второй серии опытов исследования выполняли на хрячках-кастратах крупной белой породы в возрасте 3,5 месяцев. По принципу пар-аналогов животные были сформированы 4 группы по 10 голов в каждой, их основной рацион по уровню энергетического питания и питательным веществам был сбалансирован по нормам ВАСХНИЛ. Смесь солей тяжелых металлов, а так же антитоксическую добавку перемешивали вручную с небольшим количеством концентратов, которые затем смешивались с основным кормом и раздавались по кормушкам.

Животные І группы (контроль) как в первой так ы во второй серии опытов получали только основной рацион (ОР).

ІІ группы – ОР + ацетат свинца в дозе, превышающей предельно допустимую концентрацию в комбикормах для свиней в 10 раз (50мг/кг корма) в первой серии и в 20 раз (100мг/кг) во второй серии.

ІІІ группа – ОР + ацетат кадмия в дозе, превышающей предельно допустимую концентрацию в комбикормах для свиней в 10 раз (4мг/кг корма) в первой серии и в 20 раз больше (8мг/кг) во второй серии.

ІV группа – ОР + ацетат свинца (50мг/кг корма) + ацетат кадмия (4мг/кг корма) в первой серии и ОР+ ацетат свинца (100мг/кг корма)+ ацетат кадмия (8мг/кг корма) во второй серии.

V группы - ОР + ацетат свинца (50мг/кг корма) + ацетат кадмия (4мг/кг корма) + антитоксическая добавка в первой серии и ОР+ ацетат свинца (100мг/кг корма) + ацетат кадмия (8мг/кг корма) + антитоксическая добавка во второй серии.

Рост и развитие опытных животных изучали, исходя из динамики их живой массы и среднесуточного прироста. Для этого хрячков на откорме ежемесячно взвешивали индивидуально.

При постановке животных на откорм подсвинки как в первой так и во второй серии опытов по живой массе не отличались, достоверной разницы между сериями так же установлено не было. В конце опыта, разница в живой массе между контрольной и опытными группами была достоверной в обеих сериях опытов (табл. 1). Так, живая масса животных ІІ, ІІІ та ІV опытных групп в первой серии исследования снижалась в сравнении с контролем соответственно на 2,8% (Р ≥ 0,95), 5,5% (Р ≥ 0,99) та 4,4% (Р ≥ 0,99), живая масса животных V опытной группы увеличивалась в сравнении с контролем на 4,0% (Р ≥ 0,99), что указывает на положительное влияние антитоксической добавки. Наибольшее негативное влияние на живую массу животных имели соли кадмия.
1.Влияние тяжелых металлов на конечную живую массу опытных животных


Опытные

группы


Живая масса, кг

І серия

ІІ серия

В начале опыта

І

30,04±0,12

30,38±0,17

ІІ

30,04±0,11

30,17±0,18

ІІІ

29,99±0,09

30,27±0,2

ІV

30,06±0,09

30,11±0,16

V

30,1±0,13

30,08±0,16

В конце опыта

І

106,05±1,1

106,52±0,72/

ІІ

103,06±0,9***

100,50±0,64*/***

ІІІ

100,18±1,2**

96,93±0,74*/***

ІV

101,36±1,04**

95,00±0,66*/*

V

110,34±0,82**

105,21±0,68 -/*

Примечание: * - Р ≥ 0,999, ** - Р ≥ 0,99, *** - Р ≥ 0,95, M±m, n=10.


Во второй серии исследования, жива масса животных, в опытных группах, уменьшалась еще больше от контроля, при этом уменьшение этого показателя наблюдалось и у животных V опытной группы. Так, живая масса животных ІІ, ІІІ, ІV и V опытных групп была меньше от контроля соответственно на 5,7% (Р ≥ 0,999), 9,0% (Р ≥ 0,999), 10,8% (Р ≥ 0,999), 1,2% (Р ≥ 0,90). Таким образом, во второй серии исследований живая масса уменьшалась значительно больше в сравнении с аналогичными группами в первой серии, что подтверждается высокой степенью достоверности. Наибольшее негативное влияние имело совместное действие кадмия и свинца в дозе, которая превысила предельно допустимую концентрацию в кормах в 20 раз.

Под влиянием разных доз тяжелых металлов изменялись и показатели среднесуточных приростов за период откорма (табл. 2).


Таблица 2.

Влияние тяжелых металлов на среднесуточные приросты опытных животных

за период откорма, M±m, n=10


Опытные группы

Среднесуточные приросты за период откорма, гр.

І серия

ІІ серия

І

550,8

547,7 /-

ІІ

529,1***

506,01*/**

ІІІ

508,7**

479,52*/**

ІV

516,7**

466,98*/*

V

581,3**

540,46/*

Примечание: * - Р ≥ 0,999, ** - Р ≥ 0,99, *** - Р ≥ 0,95


Так, в первой серии опытов среднесуточные приросты уменьшались в сравнении с животными контрольной группы во ІІ группе на 3,9% (Р ≥ 0,95), в ІІІ группе на 7,7% (Р ≥ 0,99), в ІV группе на 6,2% (Р ≥ 0,99). Среднесуточные приросты у животных V опытной группы в первой серии исследования увеличивалась на 5,5% (Р ≥ 0,99), а во второй серии наоборот уменьшалась на 1,3% (Р ≥ 0,90), но достоверной разницы установлено не было. Сравнивая показатели среднесуточных приростов за период откорма, между группами двух серий исследования, наблюдается еще большее уменьшение этого показателя во второй серии, что подтверждается высокой степенью достоверности. Во второй серии среднесуточные приросты за период откорма наиболее уменьшались в ІV опытной группе и составили соответственно 466,98 г.

Результаты проведенного научно-хозяйственного опыта показали, что при повышенных концентрациях кадмия и свинца в кормах для свиней отмечается угнетение роста организма. В первой серии исследования наибольшее ощутимым было влияние солей кадмия, при этом конечная живая масса опытных животных снизилась на 5,87 кг в сравнении с контролем. Во второй серии наибольшее негативное влияние тяжелых металлов было в группе, где животные получали с кормом кадмий и свинец совместно, что можно объяснить повышенной дозой и совокупным действием тяжелых металлов. Скармливание антитоксической растительной добавки вместе с кадмием и свинцом, как в первой, так и во второй серии исследования, способствовало уменьшению негативного влияния тяжелых металлов. При этом нужно отметить, что в первой серии она дала возможность повысить среднесуточные приросты и конечную живую массу опытных животных в сравнении с контролем.


Использованные источники
1.Авцын А. П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын [и др.]. - М. : Медицина, 1991. – 496 с.

2. Андрушайте Р. Е. Особенности действия витамина Д на обмен свинца в организме животных / Р. Е. Андрушайте, Б. Э. Гайлите // Доклады ВАСХНИИЛ. - 1987, № 9. - С. 35-37.

3. Боков Т.И. Детоксиканты различного происхождения / Т.И. Боков // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. – 2011. - № 5. – С. 57-59.

4. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ / под ред. Р. Д. Габович, Л .С. Припутина – К.: Здоров`я, 1987. – 248 с.

5. Кальницкий Б. Д. Минеральные вещества в кормлении животных / Б. Д. Кальницкий . – Л. : Агропромиздат, 1985. – 207 с.

6. Кудубова Л. И. Токсиканты в пищевых продуктах. Аналит. обзор / Л. И. Кудубова // АН СССР. – Новосибирск. - 1990. – 127 с.



Социальные и естественные науки

УДК 330.111.62


РЕЗУЛЬТАТЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ОТНОШЕНИЙ СОБСТВЕННОСТИ

НА ЗЕМЛЮ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ УКРАИНЫ


Л.Н. Бойко

Полтавский НТУ, г. Полтава, Украина


С 15 марта 1991 г. все земли Украины, в том числе и земли сельскохозяйственного назначения, были объявлены объектом земельной реформы. Трансформация отношений собственности с предоставлением приоритета развития частной форме собственности позволила обеспечить потребности граждан в земельных участках для ведения личного крестьянского хозяйства, строительства и обслуживания жилого дома и хозяйственных построек, садоводства и т.п., а также обусловило изменение роли хозяйств населения в производстве сельскохозяйственной продукции.

Цель статьи - проанализировать результаты трансформации отношений собственности на землю в аграрной сфере Украины.

Вопрос трансформации земельных отношений, в том числе и отношений собственности на землю, является предметом исследований таких выдающихся украинских ученых, как В. Я. Мессель-Веселяк, Л. Я. Новаковский, П. Т. Саблук, М. М. Федоров, И. Р. Юхновский и многих других.

Однако наличие многочисленных научных исследований данной проблемы не снижают ее актуальности в настоящее время, ведь реформирование земельных отношений является динамичным процессом, требует постоянного мониторинга, выявления состояния и тенденций, а также поиска ключевых факторов дальнейшего развития сельского хозяйства.

Реформирование земельных отношений, прежде всего, предусматривало трансформацию форм собственности. Если по состоянию на 01.01.1990 г. все земли Украины находились в государственной собственности, то на 01.01.2010 г. в собственности государства оставалось только 48,5 % земель, тогда как в частной – 51,4 % (табл. 1). Кроме того, согласно с государственными актами незначительная часть земель (0,1 %) находилась в коллективной собственности.

В начале земельной реформы были сформированы резервный фонд земель и фонд земель запаса. Согласно Указу Президента Украины от 08.08.95 г. № 720/95 «О порядке паевания земель, переданных в коллективную собственность сельскохозяйственным предприятиям и организациям», целью формирования резервного фонда земель были определены удовлетворение потребностей в земельных участках работников социальной сферы села, работников, поступающих на работу в сельскохозяйственные предприятия, а также граждан, которые переселяются в села на постоянное жительство.


Таблица 1

Динамика и структура земельного фонда Украины за формами собственности




По состоянию на 1 января

Общая

площадь


земель, тыс.га

Земли, которые находятся в собственности

государственной

частной

коллективной *

коммунальной

тыс.га

%

тыс.га

%

тыс.га

%

тыс.га

%

1990 р.

60354,8

60354,8

100,0

-

-

-

-

-

-

1996 р.

60354,8

36310,5

60,2

1925,4

3,2

22118,9

36,6

-

-

2001 р.

60354,8

30166,5

50,0

29109,2

48,2

1079,1

1,8

-

-

2006 р.

60354,8

29595,6

49,0

30642,1

50,8

117,1

0,2

-

-

2010 р.

60354,8

29246,5

48,5

31035,7

51,4

72,6

0,1

-

-

* согласно с государственными актами. Источник: [4, с. 14].


Фонд земель запаса (согласно Постановлению Верховной Рады Украины от 18.12.90 г. № 563-XII «О земельной реформе») был сформирован для обеспечения землей преимущественно крестьянских (фермерских) хозяйств, а также для ведения личного крестьянского хозяйства, садоводства и огородничества.

По состоянию на 01.01.2010 г. в резервный фонд выделено 3263,7 тыс. га, из них осталось земель, не предоставленных в собственность и пользование - 708 тыс. га, в том числе - 606,4 тыс. га пригодных для сельскохозяйственного использования. Соответствующие показатели по землям запаса составляют 10210,2 тыс. га, 4573,5 и 2536,4 тыс. га. Указанное свидетельствует о наличии потенциальных возможностей дальнейшего удовлетворения потребностей граждан в земельных участках.

Основными тенденциями трансформации структуры земельного фонда за 2000-2009 гг. по основным собственникам земли и землепользователям является уменьшение площадей земель в собственности и пользовании негосударственных и государственных сельскохозяйственных предприятий, причем это касается предприятий всех организационно-правовых форм хозяйствования, и увеличение площадей земель, предоставленных в собственность и пользование гражданам, а также земель крестьянско-фермерских хозяйств.

Вследствие перераспределения земель (выступавшего одной из задач земельной реформы) доля сельскохозяйственных угодий в распоряжении негосударственных сельскохозяйственных предприятий уменьшилась с 61,4% (по состоянию на 01.01.2001 г.) до 38,0% (на 01.01.2010 г.), а удельный вес сельскохозяйственных угодий, предоставленных в собственность и пользование граждан выросла с 26,0% до 47,4%.

Характеризуя землепользования сельскохозяйственных предприятий и хозяйств населения, отметим, что по состоянию на 01.01.2001 г. по группе сельскохозяйственных предприятий 78,3% сельскохозяйственных угодий находились в государственной собственности и 21,7% - в коллективной, а по состоянию на 01.01.2010 г. доля сельскохозяйственных угодий, находившихся в коллективной собственности стала меньше 2,0%, в государственной - увеличилась до 97,0%, а удельный вес сельскохозяйственных угодий частной формы собственности в этой группе землевладельцев и землепользователей не достигает и 1,0%. Следовательно, сельскохозяйственные предприятия почти не имеют сельскохозяйственных земель в частной собственности. По состоянию на 01.01.2010 г. из 16850,3 тыс. га сельхозугодий, которые были в использовании сельскохозяйственных предприятий, только 1193,1 тыс. га находятся в собственности и постоянном пользовании, 40,8 тыс. га передаются ими другим хозяйствующим субъектам во временное пользование (в т.ч. на условиях аренды) и 15698,0 тыс. га вовлечены во временное пользование (в т.ч. на условиях аренды).

Частными собственниками сельскохозяйственных угодий в настоящее время выступают граждане, ведь 99,9% сельскохозяйственных угодий частной собственности принадлежат гражданам. Как они распоряжаются правом частной собственности на сельскохозяйственные угодья? По состоянию на 01.01.2010 г. ими фактически используется 19704,5 тыс. га сельскохозяйственных угодий, или 60,8% соответствующих площадей земель, находящихся в собственности и постоянном пользовании. Из них граждане передают во временное пользование (в т.ч. на условиях аренды) 18326,1 тыс. га и 5632,9 тыс. га привлекают во временное пользование (в т.ч. на условиях аренды).

В результате реорганизации коллективных и государственных предприятий и наделения землей граждан, 6,9 млн. человек получили право на приобретение в собственность земельной доли (пая). Этим правом они распорядились по-разному. По состоянию на 01.10.2010 г. подавляющее большинство (6,8 млн. человек или 98,5%) получили сертификаты права на земельную долю (пай); всего оформлено 6,5 млн. государственных актов, из которых 6,2 млн. - выданных государственных актов. Таким образом, на современном этапе трансформации земельных отношений сельскохозяйственное производство в основных группах производителей (сельскохозяйственные предприятия и хозяйства населения) в основном базируется на использовании земельных долей (паев).

Вместе с тем, согласно исследованиям Центра Разумкова, 94 тыс. человек не использовали этого права, вследствие чего невостребованными остались 376 тыс. га сельскохозяйственных угодий. Кроме того, около 1 тыс. человек отказались от земельной доли (пая), что при среднем размере земельного пая 4 га составляет около 4 тыс. га; владельцы 98695 участков умерли при отсутствии наследников; часть земельных долей (около 1,4 млн. га) не используются, а более 1 млн. человек не обрабатывают земельные участки самостоятельно и не сдают их в аренду. Как итог, вообще не используются земельные доли (паи) площадью 4,8 млн. га (12 % сельскохозяйственных угодий) [1, с. 12-13].

По нашему мнению, отказ людей от земельных долей объясняется не восприятием ими земли как одного из видов капитала, способного приносить должный доход владельцу, а также невозможностью полного распоряжения земельным участком.

Следует отметить, что не все сельскохозяйственные угодья в распоряжении населения используются для производства товарной сельскохозяйственной продукции. За период 2000-2009 гг. площадь сельскохозяйственных угодий, предоставленных для ведения товарного сельскохозяйственного производства выросла с 2,3 млн. га до 9,2 млн. га, а средний размер земельного участка – с 3,2 до 3,9 га. Однако эти размеры недостаточны для эффективного хозяйствования, ведь учеными [2, с. 24] на основе анализа объективных статистических данных доказано, что небольшие хозяйства, в которых объемы землепользования меньше 7 га, не способны самостоятельно обеспечивать расширенное воспроизводство.

Обобщающим показателем деятельности основных групп производителей в области сельского хозяйства является производство валовой продукции и ее доля в общем объеме. На протяжении периода реформирования земельных отношений вклад основных групп производителей в производство валовой продукции сельского хозяйства был неодинаковым (табл. 2).
Таблица 2

Структура производства валовой продукции сельского хозяйства

По категориям производителей в Украине, %


Показатель

Год

1990

1995

2000

2005

2009

Сельскохозяйственные предприятия

Валовая продукция, всего

69,4

51,3

35,6

36,5

44,8

у т. ч. продукция растениеводства

75,0

55,2

40,9

40,3

46,3

продукция животноводства

64,8

47,0

25,2

31,3

42,6

Хозяйства населения

Валовая продукция, всего

30,6

48,7

66,0

63,5

55,2

у т. ч. продукция растениеводства

25,0

44,8

59,1

59,7

53,7

продукция животноводства

35,2

53,0

74,8

68,7

57,4

Источник: [3, c. 46]


Если до 2000 г. хозяйства населения наращивали производство сельскохозяйственной продукции при уменьшении доли ее производства в сельскохозяйственных предприятиях, то с указанного периода наблюдается постепенное увеличение удельного веса сельскохозяйственных предприятий в производстве валовой продукции сельского хозяйства.

Выводы. Основными результатами трансформации отношений собственности на землю в сельском хозяйстве Украины является тенденция преобладания доли земель в частной собственности и уменьшение - в государственной; наделение земельными участками граждан и наличие потенциальных возможностей дальнейшего удовлетворения соответствующих потребностей, уменьшение площадей земель в собственности и пользовании негосударственных и государственных сельскохозяйственных предприятий по всем организационно правовым формам хозяйствования и увеличение площадей земель, предоставленных в собственность и пользование гражданам, а также земель крестьянско-фермерских хозяйств; базирование производства в основных группах производителей (сельскохозяйственных предприятиях и хозяйствах населения) преимущественным образом на использовании земельных паев; сосредоточение сельскохозяйственных угодий частной формы собственности преимущественным образом у граждан и недостаточность среднего размера земельных участков для ведения товарного производства в распоряжении населения для эффективного хозяйствования; постепенное увеличение удельного веса сельскохозяйственных предприятий в производстве валовой продукции сельского хозяйства.


Использованные источники
Державна земельна політика в Україні: стан і стратегія розвитку. [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.razumkov.org.ua/ukr/-files/category_ journal /NSD107_ukr.pdf.

Онищенко А. М. К проблеме сравнительной оценки эффективности разных форм хозяйствования // Преобразование сельского хазяйства в Украине: опыт, перспективы : материалы научно-практической конференции (Киев, 19-20 апреля 1995 г.).УААН, Институт аграрной экономики ; Ред. кол.: Саблук П. Т. (отв. ред.) и др. – К.: ІАЕ. – 143 с.

Сільське господарство України за 2009 рік : статистичний збірник. – К., 2009. – 369 с.

Структура, динаміка та розподіл земельного фонду станом на 01.01.2009 р. – К. : Державний комітет України із земельних ресурсів, 2009. – 104 с.


УДК 687,12:45


АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНЯ ВОКРУГ ПОЛИГОНА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
И.Н. Бузина

ХНАУ им. В.В. Докучаева, г. Харьков, Украина


Актуальность проблемы. Важным вопросом современности является рациональное и экологобезопасное использование земель в условиях техногенной нагрузки на естественные агроландшафты, в частности уменьшение нарастающего загрязнения тяжелыми металлами. Решение данного вопроса в значительной мере зависит от изучения закономерностей распространения полютантов в ландшафтах. Характер деятельности человечества отражается в изменении структуры и свойств почвенного покрова, в динамике плодородия и агроэкологического состояния почв. Изучения особенностей этих изменений, их формализация и разработка мероприятий предотвращения негативных последствий ведения хозяйства и улучшения состояния агроландшафтов очень необходимы при выборе эффективных путей его рационального использования.

Мусорки и отходы производства являются основными загрязнителями окружающей среды и источниками распространения тяжелых металлов в системе «почва - растение», а дальше с употреблением сельскохозяйственной продукции к организму человека.

Еще одним источником распространения опасных веществ в экосистему являются автодороги. Земли, расположенные вдоль автодорог, в значительной мере загрязнены свинцом, а с продуктами сгорания дизельного топлива, смазочными материалами в окружающую среду поступает кадмий и цинк.

Наиболее загрязнены почвы на расстоянии 7-10 м от автодороги, а в зоне 30-80 м отмечается снижение урожайности и резкое ухудшение качества сельскохозяйственной продукции.

В последнее время в мировой практике охраны окружающей естественной среды активно развиваются экономически эффективные и экологически безопасные технологии очистки почв, которые базируются на естественной физиологичной способности растений снижать содержание ксенобиотиков в почве путем их аккумуляции и разрушения. На современном этапе исследованы свойства некоторых культурных и дикорастущих видов растений и длится поиск других видов растений, способных накапливать или раскладывать тяжелые металлы. Работами отечественных и зарубежных ученых уже показаны перспективы применения фиторемедиационных технологий для возобновления почв, загрязненных металлами, радионуклидами и ядовитыми органическими соединениями.

Поэтому и в дальнейшем существует необходимость поиска стойких к фитотоксическому действию почвы растений и исследования их фиторемедиационной возможности в определенных конкретных условиях среды.

Следовательно, для прекращения поступления полютантов в трофические цепи, сельскохозяйственную продукцию и пищевые продукты населения существует необходимость разработки мероприятий ремедиации с использованием толерантных к токсичному влиянию видов растений, что определяет актуальность проведенных исследований.

Материалы и методы исследований. Для исследований были выбраны земли учебно-опытного хозяйства ХНАУ им. В.В. Докучаева сельскохозяйственного назначения вокруг частного предприятия «Перерабатывающий завод», где были отобраны образцы почвы из верхнего плодородного слоя и определенно содержание подвижных форм тяжелых металлов по методу атомно-абсорбционной спектрометрии.

Образцы почв отбирались в четырех направлениях от мусорки: северо-восточному, юго-западному, северо-западному и юго-восточному, методом конверта (средняя проба содержит не меньше чем пять точечных проб, которые взяты из одного пробного участка). Глубина взятия проб 0-20 см и 20-40 см. В отобранных образцах определяли содержание подвижных форм следующих тяжелых металлов: железо, марганец, цынк, медь, никель, свинец, хром и кадмий.

Во время работы над данным исследованием были использованы основные научные методы:

аналитический;

экономико-математический.

Информационную базу исследования составляют публикации, монографии, научные исследования известных современных ученых на заданную тематику.



Результаты исследований и их обсуждение. Существенная часть загрязненных земель, находится в сельскохозяйственном использовании. Такие участки могут стать источниками загрязнения пищевых продуктов и последующего распространения токсичных веществ в окружающей среде. Растения играют решающую роль в загрязнении трофических цепей через первичное нагромождение к поступлению в организм животного или человека [5].

При высокой степени загрязнения почв проходит не только процесс изменения и перестройки соотношения микроорганизмов, которое очень сильно отличается от незагрязненного, но и изменение некоторых химических и физических свойств почвы.

До тех пор, пока тяжелые металлы крепко связаны с составными частями почвы и труднодоступные, их негативное влияние на почву и окружающую среду будет незначительным. Однако, если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в грунтовый раствор, появляется прямая угроза загрязнения почв, возникает возможность их проникновения в растения, а также в организмы людей и животных, которые потребляют эти растения.

Кроме того, тяжелые металлы могут быть загрязнителями растений и водоемов в результате использования илу стоковых вод. Угроза загрязнения почв и растений зависит: от вида растений, форм химических соединений в почве, наличия элементов, которые противодействуют влиянию тяжелых металлов и веществ, которые образуют с ними комплексные соединения, адсорбции и десорбции, количества доступных форм этих металлов в почве и грунтово-климатических условий. Следовательно, негативное влияние тяжелых металлов зависит, в сущности, от их подвижности, то есть, растворимости.

Решение проблемы биологической активности почвы предвидит выдачу оперативной информации о степени загрязнения почв, которую можно условно разделить на три категории - низкую, среднюю и высокую. Низкая степень загрязнения характеризуется тем, что содержание тяжелых металлов в почве отличается от незагрязненного и его можно определить химическим методом, но при этом уровне загрязнения почва, за счет буферных свойств, не изменяет свои физические и химические показатели.

При средней степени загрязнения содержание тяжелых металлов влияет только на почвенную биоту. В почве начинаются процессы перераспределения разных групп микроорганизмов и их адаптация к условиям загрязнения.

Вместе с тем, как и при низком уровне загрязнения, процесс накопления тяжелых металлов не изменяет основные свойства почвы, которые влияют на плодородие.

При высокой степени загрязнения почв проходит не только процесс изменения и перестройки соотношения микроорганизмов, которое очень сильно отличается от не загрязненного, но и изменение некоторых химических и физических свойств почвы [4].

Полученные результаты дали возможность сделать выводы, что накопление элементов происходит в зонах снижения рельефа местности за счет стока поверхностных и почвенных вод, опаснейшим из них является свинец, кадмий, хром, никель, концентрации которых превышают ПДК до 5 раз, или находятся на грани превышения (Табл.1).
Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в исследуемых почвах




Елементы

Определенная концентрация (среднее значение), мг/кг

Номер образца

1

2

3

4

5

6

7

8

ГДК

Железо

2,37

2,54

80,23

88,43

25,45

52,92

311,06

439,27

-

Марганец

41,66

15,33

276,92

135,82

96,99

50,53

179,1

248,45

50,00

Цинк

1,8

0,48

8,12

2,81

2,75

12,00

5,93

5,62

23,00

Медь

0,16

0,06

0,15

0,26

0,08

0,15

0,6

0,28

3,00

Никель

1,75

1,49

2,29

2,03

3,72

3,26

3,70

4,51

4,00

Свинец

2,67

3,56

4,30

4,89

2,59

3,11

6,52

7,12

2,00

Хром

1,82

3,32

2,95

4,16

4,67

5,04

5,92

6,23

6,00

Кадмий

0,11

0,14

0,34

0,35

0,26

0,36

0,57

0,73

0,70

Также, наивысшие концентрации содержания тяжелых металлов были обнаружены на северо-восточном склоне, что могло быть предопределено расположением автотрассы на расстоянии 400-500 м от места взятия проб, а также наибольшей крутизной склона в данном направлении.

Исследование относительно влияния положения участка на разных элементах рельефа и экспозициях на свойстве почв до настоящего времени имеют ограниченный характер. Как показывает анализ литературных источников, на современном этапе зависимость разных свойств почвы, и в том числе его химического состава, от географических факторов на уровне элементарных ландшафтов удается установить лишь на уровне тенденций, потому что сложный комплекс факторов, и их неоднозначное проявление в каждых конкретных условиях создает очень пеструю картину, в которой можно выделить лишь наиболее общие закономерности. Основными из них могут быть:

- неоднородность микроклиматических условий на разных участках, то есть режиму увлажнения, температурного, ветрового режимов и тому подобное, которые в свою очередь определяются экспозицией склона;

- разногласием в интенсивности и направлении эрозийных процессов;

- разной интенсивностью биогенной аккумуляции элементов [1].

Статистическая обработка полученных результатов имела целью обнаружить зависимость между содержанием тяжелых металлов и рядом показателей, которые могли влиять на их накопление: расстояние к мусорке, расстояние к автотрассе, глубина пробы, крутизна склона и средняя высота точки отбора над уровнем моря.

В результате проведенных исследований было проведено ранжирование факторов (характеристик проб почвы) для показателей содержания в почве железа, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, хрома и кадмия. На первом месте оказалась высота точки отбора проб почвы, на втором - расстояние к мусорке, на третьем - расстояние к дороге, на четвертом - крутизна склона, а на пятом - глубина отбора проб (Табл. 2).

Таким образом, можно сделать выводы, что распространение тяжелых металлов на исследуемой территории главным образом зависит от высоты рельефа территории. То есть, с понижением рельефа происходит смыв и вынос с грунтовыми водами мелкозема, в котором находятся металлосодержащие вещества на сельскохозяйственные поля и прилегающие территории, а именно: водные объекты, которые используются местными жителями для купания и рыбной ловли, естественные источники, где постоянно наблюдается забор питьевой воды.

На основании полученных данных эмпирически можно сделать следующие выводы о характере поведения тяжелых металлов в почвах исследуемого полигона: их можно разделить на две разных группы. К первой группе можно отнести медь, никель, хром, кадмий. Их содержание в почве слабо изменяется с глубиной и почти не зависит от ландшафтного положения точки. Аккумуляция в гумусовом горизонте выражена слабо.

Ко второй группе принадлежат железо, марганец, цинк и свинец. Эти элементы аккумулируются главным образом в гумусовом горизонте, который может быть связан с низким содержанием гумуса почв полигона [1].
Таблица 2

Ранжирование факторов (характеристик образцов почвы)




Результативные показатели

Факторы

глубина, см

расстояние к мусорке, м

расстояние к дороге, м

крутизна склона

высота, м











Содержание железа

5

2

3

4

1

Содержание марганца

4

2

3

5

1

Содержание цынка

2

4

3

1

5

Содержание меди

3

1

4

5

2

Содержание никеля

4

3

2

5

1

Содержание свинца

5

2

3

4

2

Содержание хрома

3

5

4

2

1

Содержание кадмия

4

1

2

3

5

Среднее значение

3,75

2,50

3,00

3,63

2,25

Ранг фактора

V

ІІ

ІІІ

IV

І

В результате такого состояния почв урожайность с/г культур может быть ниже обычной более чем на 10%, что свидетельствует о загрязнении почвы, то есть содержание химических элементов достигает токсичной концентрации. При этом микроэлементы и тяжелые металлы проявляют хотя и разное, но токсичное действие на растения. Однако отождествлять их не можно, потому что микроэлементы (цинк, медь, кобальт и другие) в небольших дозах нужны растениям, а потребность растений в тяжелых металлах (свинец, кадмий и другие) окончательно не установлена [5]. Оценка состояния территории приведена в таблице 3.


Таблица 3

Оценка загрязнения почв тяжелыми металлами




Елементы

Клас опасности

ПДК, мг/кг

Максимальная концентрация, мг/кг

Превышение ПДК, разы

Тип экологической ситуации

Марганец

ІІІ

50

276,9

5,5

Кризисная

Цынк

І

23

12,0

0,5

Удовлетворит.

Никель

ІІ

4

3,72

0,93

Удовлетворит.

Свинец

І

2

7,12

3,56

Кризисная

Хром

ІІ

6

6,23

1,03

Передкризисн.

Кадмий

І

0,7

0,73

1,04

Передкризисн.

Эти элементы попадают в организм человека тремя путями:

1. через атмосферный воздух с токсичной пылью

2. через пищевые продукты

3. через питьевую воду

но могут повлечь отравление организма, тяжелые заболевания жизненно важных органов и даже составляют потенциальную генетическую опасность.

Почвенный покров не только аккумулирует компоненты загрязнений, но и выступает естественным буфером, который существенно снижает токсичное действие тяжелых металлов и регулирует поступление химических элементов в растения и, как следствие, в организм животных и человека. В отличие от атмосферы и гидросферы, где наблюдаются процессы периодической самоочистки от тяжелых металлов, почва практически не имеет такую способность к самоочистке. Метали, что накапливаются в почвах, выводятся из него крайне медленно лишь при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции. В этой связи разработка агротехнических мероприятий, которые снижают поступление тяжелых металлов в сельскохозяйственные растения, добывает большое агроэкологическое значение.

Есть две альтернативы обращения с такими землями: консервирование или очистка. Захоронение, выкапывание и исключение, а также существующие физические и химические технологии требуют значительных финансовых расходов, уничтожают структуру или изменяют свойства почвы, уменьшают его плодородие. Микробиологические методы возобновления загрязненных территорий, как правило, предусматривают предыдущее исключение значительных объемов почвы.

Загрязненные территории нуждаются в жизнеспособном растительном покрове с целью ограничения миграции, предотвращения загрязнения прилегающих сельскохозяйственных угодий и прямого влияния на соседние поселения. В наше время дикорастущие и культурные виды растений способны не только противостоять патогенным организмам и паразитам, но и приспосабливаться к присутствию целого ряда ксенобиотиков в постоянно растущих концентрациях.

Фитотехнологии предлагают эффективные инструменты и экологически привлекательные решения относительно возобновления почв и вод, загрязненных металлами, радионуклидами, пестицидами и другими органическими соединениями, получения экологически безопасной продукции и развития восстанавливаемых источников энергии. Использование растений для возобновления загрязненных земельных участков становится важным для устойчивого развития землепользования и является более экологически совместимым и дешевым методом в сравнении с физико-химическими и техническими приемами, даже, когда период времени, необходимый для достижения конечного результата, может стать лимитирующим фактором. Современные фитотехнологии дают возможность получать относительно чистую сельхозпродукцию на загрязненных землях, ограничивать горизонтальную и латеральную миграцию лабильных форм токсикантов благодаря их концентрированию в растениях и осуществлять очистку загрязненных объектов окружающей среды. Концепция применения растений для очистки и возобновления почв используется свыше 300 лет и имеет такие преимущества как предотвращение вымывания загрязняющих веществ, уменьшения риска незащищенности почвы и деструктивного влияния на него, обеспечение контроля над эрозийными процессами, содействие сохранению биомногообразия, меньшие денежные затраты и объемы вторичных отходов и тому подобное. Использование растений, которые способны к гипераккумуляции полютантов, длится последние 15-20 лет и является перспективным звеном в процессе возобновления экологического равновесия на планете [7].



Эффективность разработки. Интенсивность поглощения разных химических элементов растениями очень разнообразная. Растения разных видов склонны к выборочному поглощению разных металлов. Как известно, элементы, которые наиболее эффективно поглощаются металлами это цинк, медь, никель и марганец. Поэтому именно содержание этих элементов необходимо контролировать и снижать их уровень в экосистеме.

Ситуация, которую показали полученные нами результаты не является критической, что было обеспеченно сбалансированным использованием и почвозащитными технологиями. Но опираясь на многолетний опыт и результаты исследования других территорий, необходимо приложить максимум усилий, чтобы не допустить ухудшения естественного состояния территории к неудовлетворительному уровню. Для этого необходимо разработать и обеспечить выполнение ряда мероприятий с помощью фитотехнологий, исследовать, какие культурные растения обеспечат улучшение состояния почв и не будут накапливать вредные вещества в своих потребляемых частях, а также создать экологические карты территории для наблюдения и моделирования перспектив состояния вокруг мусорок.


Использованные источники
1. Ачасова А.О. Ґрунтово-екологічні умови формування просторової неоднорідності вмісту важких металів у ґрунтах Лівобережного Лісостепу України: дис. ... канд. с.-г. наук: 03.00.18 / Алла Олександрівана Ачасова. – Х., 2003. – 262 с.

2. Булигін С.Ю. Оцінка і прогноз якості земель / С.Ю. Булигін, А.В. Барвінський, А.О. Ачасова. – Х.: ХНАУ, 2006. – 262 с.

3. Голець Н.Ю. Дослідження властивостей про фільтраційного екрана полігону твердих відходів: стаття / Голець Н.Ю., Мальований М.С., Малик Ю.О. – Вісник НАУ. 2009. №3;

4. Малиш Н. Важкі метали у грунтах: стаття / Н. Малиш. - Вісник НАУ. 2009. с. 67-71.

5. Мітрясова О.П. Хімічні основи екології: навч. посібник / О.П. Мітрясова. – К.; Ірпінь: Перун, 1999. – 192 с.

6. Огляд результативності природоохоронної діяльності: Україна // Серія оглядів результативності природоохоронної діяльності: публікації Організації Об’єднаних Націй. – Нью-Йорк; Женева, 2000. – №6. – 132 с.

7. Петришина В.А. Агроекологічне обґрунтування фіторемедіаційної спроможності дикорослих видів рослин: дис. … канд. с.-г. наук: 03.00.16 / Віталіна Анатоліївна Петришина. – К., 2009. – 143 с.

8. Рідей Н.М. Охорона земель та стале землекористування: наук.-метод. посіб. – Рідей Н.М., Тонха О.Л., Шофолов Д.Л. – Луганськ: ТОВ ПРОГТЕХСНАБ, 2009. – 250с.


УДК: 551.594


МОДЕЛИРОВАНИЕ ГРОЗОВЫХ ЯВЛЕНИЙ
А.Н. Буравченко, Я.П. Раковский, Т.А. Утицких

ХГЗВА, г. Харьков, Украина


Аннотация. Рассматривается плазменная модель грозы, принципиально меняющая известные теоретические представления о процессах грозового облака.

Ключевые слова: электронный ключ, плазменная электризация, природный пресс.

Актуальность проблемы. Существует ряд теорий грозы. К сожалению, ни одна из них на сегодня не является общепринятой. Выполненная работа актуальна тем, что в ней, априори, принята плазменная модель грозы, позволившая установить закономерную связь плазмы с известными процессами грозового облака.

Задание исследования. Изучение физических процессов, протекающих в грозовых облаках, формализация результатов в систему теоретических знаний, позволяющих обозначить возможные пути их практической реализации в аграрном секторе. Конечной целью исследований является создание экологически чистой технологии управления водными ресурсами облаков [1].

Материалы исследования. Анализ научно-технической литературы, результаты собственных работ. Метод исследования базируется на курсе общей физики и элементах физики плазмы.

Результаты исследования. Все облака по мере своего развития электризуются. Наиболее сильно это проявляется в грозовых, где наряду с униполярными областями образуются зоны с примерно равной концентрацией зарядов двух знаков [2]. Отмечается, что такие зоны электронейтральны, а это, как известно, одно из свойств, присущих плазме. Закономерен вопрос, насколько близка такая зона зарядов по своим свойствам к плазме?

Совокупность заряженных и нейтральных частиц может рассматриваться как плазма, если в ней реализованы определенные условия. Так, для идеальной плазмы кинетическая энергия частиц  должна значительно превышать их потенциальную энергию взаимодействия. Это условие можно выразить как



, (1)

где  - заряд частицы,  - плотность зарядов,  - электрическая постоянная,  - постоянная Больцмана,  - температура среды.



По определению плазма электрически квазинейтральна. Это означает примерное равенство зарядов двух знаков, но только в среднем – для достаточно больших объемов и интервалов времени. Масштабы времени и длины, в пределах которых может быть нарушена нейтральность, определяются временным  и пространственным масштабами разделения зарядов

 (2)

 (3)

Если время  меньше времени возмущения  действующего на плазму – квазинейтральность не соблюдается. Только при  нарушение нейтральности приводит к быстрым колебаниям плотности зарядов. В среднем, за несколько периодов, плазма возвращается в нейтральное состояние. Величина  есть плазменная частота.

Дебаевский радиус  определяет пространственное разделение зарядов, где может не соблюдаться нейтральность плазмы. В этом случае, электрическое поле, созданное избытком частиц одного знака в пространстве  недостаточно, чтобы определять коллективное движение частиц. В разреженной плазме  может превышать линейный размер  совокупности заряженных и нейтральных частиц. Тогда их движение принимает независимый друг от друга характер, - квазинейтральность не обеспечивается и такая среда не является плазмой. Только при

 (4)

плазма квазинейтральна (в грозовом облаке  порядка сотен метров и более). Чем выше плотность зарядов, тем больше  и тем меньше масштаб разделения зарядов как во времени, так и в пространстве. Плотная плазма практически всегда электронейтральна. Неравенство (4) выполняется, если в дебаевской сфере находится большое число частиц



 (5)

Дебаевское число  определяет также примерную частоту столкновений частиц



 (6)

а через  длину свободного пробега частиц – как ее скорость движения деленная на 



 (7)

Роль коллективных процессов в плазме велика, если выполняются неравенства  и .



Рассмотрим на примере условия образования плазмы в грозовом облаке. Принимая во внимание огромные величины массы и заряда облачных частиц в начальной стадии грозы, примем радиус частицы , массу  и заряд . Формула для расчета  (2) справедлива, если радиус частиц значительно меньше среднего свободного пробега молекул газа . В противном случае движущаяся частица кроме электрической силы  будет испытывать силу сопротивления со стороны воздуха. Согласно уравнению Стокса эта сила пропорциональна , скорости движения частицы  под действием внешней силы  и вязкости  воздуха

 (8)

Для определения  с учетом вязкости воздуха приравняем силы



, где

 (9)

Тогда выражая скорость через смещение , частицы деленное на характерное время  получаем:



 (10)

Аналогично находим пространственный масштаб разделения зарядов



 (11)

При соотношении кинетической и потенциальной энергий частиц, например,  получаем:



- значение необходимой кинетической энергии частицы . Видно, что противовесом потенциальной энергии частицы может быть только внешняя кинетическая энергия. Тепловая энергия частицы, определяемая температурой среды ее нахождения явно недостаточна (). Только в зоне действия конвективного потока воздуха смесь зарядов может организоваться в плазму. Выйдя из него, плазма прекращает свое существование;

- плотность зарядов  выбрана из условия влагосодержания облаков ;

- пространственный и временной масштабы разделения зарядов  и ;

- плазменная частота ;

- необходимая скорость конвективного потока воздуха ;

- дебаевское число ;

- частота столкновения частиц ;

- длина свободного пробега частиц м.



Критерии существования рассмотренной области заряженных частиц как плазма выполняются:

;  . (12)

Присутствие в тропосфере физического объекта с плазменными свойствами представляет несомненный интерес с точки зрения его связи с рядом природных явлений, которые сегодня не имеют общепризнанного объяснения. Рассмотрим некоторые из них.



О ступенчатом лидере грозового облака. Известен ряд теорий дающих, в целом, качественную картину механизма ступенчатого лидера. Исключением является неясность причины прерывистого, ритмичного его прохождения. «Для объяснения образования ступеней привлекаются такие понятия как пространственный заряд, рекомбинация, захват электронов и процессы ионизации. Правда, это мало что дает, поскольку физика этих явлений запутана и неточна» [2]. Это замечание Шонланда (Schonland) остается в силе и сегодня. Постараемся разобраться в природе этого явления, исходя из предположения, что ступенчатый лидер это одно из проявлений плазмы тропосферы. Этапом, предшествующим разряду молнии, является процесс образования и развития ступенчатого лидера, примерные сведения о котором можно свести к следующему. Минимальная средняя скорость отрицательно заряженного, движущегося вниз ступенчатого лидера . Длина ступени лидера  м; интервал времени между ступенями  мкс. Примем в качестве носителя зарядов кластер, - соединение положительного или отрицательного иона с оболочкой из нейтральных молекул. Так как вода хорошо притягивается ионами, то именно  может быть той «шубой» в которую они «одеваются». Такая кластерная оболочка до пяти молекул воды с энергией связи примерно 4 эВ может не разрушаться от ударов при температуре ниже . Более того она способна воспрепятствовать рекомбинации и задержать ее. Два кластера в столкновении могут с небольшой вероятностью рекомбинировать, образуя нейтральную молекулу. На расстоянии большем радиуса кластера его электрическое поле такое же, как и у иона. Степень ионизации среды может быть существенной, так как часть нейтральных молекул связана в кластерных оболочках [3]. Тогда при коэффициенте  и концентрации частиц  несущих заряд , массой  и тепловой энергии  параметры кластерной плазмы будут:

- временной масштаб разделения зарядов ;

- плазменная частота ;

- дебаевский радиус ;



- дебаевское число.

Видно, что движение частиц мало (), чтобы обеспечить следование ступенчатого лидера со скоростью  и более. Это указывает на то, что кроме тепловой энергии на частицы действует внешняя сила, например, электрическая. Как это происходит? Плазма может находиться в тропосфере где угодно. Для нас представляет интерес, когда она расположена ниже отрицательно заряженного основания облака. Такой физический объект представляет природный конденсатор, одна пластина которого находится под отрицательным потенциалом основания, а вторая несет переменный потенциал, положительный и отрицательный полярности которой чередуются с частотой плазменных колебаний. По мере развития грозового процесса электрическое поле основания облака достигает границ плазмы. Это воспринимается как возмущение, на которое она реагирует переменным полем плазменных колебаний. При взаимодействии этих полей они могут как суммироваться, так и вычитаться. Скорость заряженных частиц и кластеров плазмы, находящихся под действием этих полей, определяется из выражения силы:

,

Откуда  (13)

При суммировании полей скорость зарядов может достигать  и более. В этом случае кластеры с энергией связи 4эВ «разваливаются», а электроны достигают энергии ионизации окружающей среды. В результате образуется электронная плазма с высокой плотностью зарядов и соответственно с большой частотой плазменных колебаний.

Ступенчатость прохождения лидера определяется рассмотренным выше природным конденсатором и заключается в следующем. При суммировании электрических полей электроны устремляются вниз от основания облака к граничным слоям плазмы. Ионизируя проходящую среду, они повышают ее проводимость. Как следствие этого снижается электрическая прочность среды до имеющей на этот момент величины напряженности электрического поля. В результате проходит разряд – первая ступень лидера, которая обгоняя лавину электронов, устремляется вниз. Ее длина определяется временем спада напряжения до момента вычитания полей, разность которых не обеспечивает продолжение разряда. Следующий за ступенью интервал времени это период релаксации, роста напряженности электрического поля и ускорения электронов до скорости ионизации окружающей среды. Следует электрический разряд, т.е. вторая ступень лидера и т.д. Такая цикличность прохождения лидера обеспечивается электронным ключом, функцию которого выполняет плазма.



О механизмах образования электрических зарядов. Несмотря на большое число известных механизмов электризации, принято считать, что ни один из них не может быть главным и тем более единственным, определяющим электрические процессы грозового облака. Вместе с тем, в ряде работ высказывается мнение о том, что грозовое облако это «естественный генератор электричества способный накапливать потенциалы в сотни миллионов вольт, но как он действует пока не ясно» [4]. По – существу, указывается на неизвестный механизм электризации с большой эффективностью действия. Действительно – ли это так? Чтобы ответить на этот вопрос рассмотрим один из наиболее существенных механизмов электризации связанный с замерзанием переохлажденных капель воды [4]. Кристаллизация капли начинается обычно в одной из точек ее поверхности. Образовавшийся на ней ледяной зародыш быстро разрастается и приобретает форму сферического сегмента. От зародыша внутрь капли распространяется фронт кристаллизации. Жидкая и твердая фазы воды являются самодиссоциирующими средами. Это означает, что в каждой из фаз происходит расщепление молекул  на положительный ион водорода  и отрицательный ион гидроксила :

 (14)

Поскольку концентрация ионов  и  в твердой фазе меньше, чем в жидкой, то возникает поток ионов  и  через фронт кристаллизации из жидкой фазы в твердую. Однако, ионы  будучи более подвижными, чем  быстрее проникают в твердую фазу и тем самым создают во льду избыточный положительный заряд. В результате некоторая часть ионов , отделяющаяся от капли вместе со связанными с ними молекулами  в окружающую среду, оказываются положительно заряженными. Испарение молекул  стимулируется тем, что во время кристаллизации температура поверхности капли выше температуры окружающего воздуха. Замерзшие капли, несущие избыток ионов  становятся отрицательно заряженными. Очевидно, что электризация определяется двумя факторами физического свойства:

- ассиметричным распределением ионов двух знаков вблизи раздела двух фаз за счет процесса кристаллизации;

- разделение массы частицы на тела, уносящие в окружающую среду заряды, преимущественно одного или другого знака.

Однако, если кристаллизация протекает в области отрицательных температур и с этим проблем нет, то испарение (разделение) зарядов определяется тепловой энергией выделяемой при кристаллизации частицы. Ее должно быть достаточно, чтобы поверхность частиц находилась в жидком состоянии, позволяющем ей легко испаряться. Именно от количества тепла, получаемого частицей, зависит эффективность процесса электризации. Можно полагать, что эти факторы присущи и другим известным механизмам электризации. Очевидно, что эффективность электризации может быть многократно повышена, если кристаллизующаяся частица получит тепловую энергию достаточную для полного перевода ее в жидкое состояние. Роль такого источника может выполнить только плазма диссипация энергии которой достаточно велика. Так, рассеиваемая мощность частицы плазмы составляет:



, (15)

где  – электропроводность плазмы. Формула (15) справедлива до значения критического внешнего поля, действие которого на плазму приводит к сверхсопротивлению. Этой мощности вполне достаточно, чтобы в течение небольшого интервала времени перевести замерзшую частицу в двуагрегатное состояние (лед-жидкость). Эффективность такого механизма электризации высока, так как плазма большей частью находится в турбулентном состоянии. По – существу, плазма представляет преобразователь с низким коэффициентом полезного действия, в котором большая часть кинетической энергии рассеивается на частицах в виде тепла. Таким образом, доминирующим процессом электризации является механизм плазменной электризации, обеспечивающий двуагрегатное состояние частиц за счет своих тепловых потерь.

О физической сущности грома. Принято считать, что гром это ударные волны, которые образуется при взрыве гремучего газа в канале молнии. Частота колебаний грома , а скорость распространения совпадает со скоростью звуковой волны . Поскольку волна приходит от разных частей канала, а также отражается от облаков, гор и др. возникает явление раскатов грома. Радиус области слышимости грома 20 и более километров. При этом расстояние до молнии определяют по времени, прошедшему между ее вспышкой и ударом грома. Так ли это в действительности? Если принять плазменную модель грозы, то физика этого явления иная и заключается в следующем. Гром это одно из проявлений плазмы, возникающего при нарушении ее электронейтральности. Параметры грома в терминах плазмы определяются моментом ее образования. Так, при коэффициенте , радиусе частиц  с зарядом , кинетической энергией  и плотностью зарядов :

- временной масштаб разделения зарядов ;

- пространственный масштаб разделения зарядов ;

- плазменная частота ;

- дебаевское число;

- частота столкновений частиц .



Такая среда представляет собой слабоионизированную плазму, частота колебаний которой находится в звуковом диапазоне и соответствует частоте звуковых колебаний грома . Находим интенсивность звуковых колебаний  плазмы через плотность энергии  магнитного поля  и скорость частиц

 (16)

Тогда уровень громкости плазменных колебаний или уровень громкости грома:



, (17)

где  - порог слышимости на частоте .

Для приведенных выше параметров грозовой плазмы , что хорошо согласуется с известным уровнем громкости грома .



В начальной стадии грозы, гром носит одиночный, краткий по длительности характер. Иногда при замедлении грозы можно наблюдать следующее явление. Тяжелые, нависшие над земной поверхностью тучи, по которым без останова проходят раскаты грома примерно на одном уровне громкости. При этом длительность такого рокота может составлять десятки секунд. Это указывает на то, что в облаках организовалась плазма, находящаяся в турбулентном состоянии. Гром, возникающий после разряда молнии, это также одно из проявлений плазмы, которое заключается в следующем. Частота плазменных колебаний по мере развития грозового процесса растет и может достигать . Соответственно напряженность электрического поля увеличивается до пробойного для среды значения. Как результат этого облако пронизывает молния. От резкого мощнейшего звукового удара высокой частоты, предшествующего грому плазма «рассыпается». Далее происходит известный в физике процесс. Переохлажденные капли от «встряхивания» их звуковой волной моментально кристаллизуются, т.е. замерзают. Начинается бурная перекачка влаги с жидких капель на замерзшие, которые быстро набирают массу. С некоторого момента, не превышающего 1 сек, плазма восстанавливается. Огромная масса частиц и большой интервал времени разделения зарядов определяют плазменные колебания на низких частотах звуковых волн согласно уравнению (10). Эти волны и воспринимаются нами как гром. Таким образом, время между разрядом молнии и ударом грома это время восстановления плазмы, а раскаты грома это время плазменных колебаний на частоте звуковых волн. Гром воспринимается органами слуха как звуковое давление, начиная с порога его чувствительности на частоте . Плазменные колебания более высоких частот имеют меньший уровень громкости и сильнее поглощаются в воздухе. Может быть, поэтому они не слышимы.

Выводы. Плазма тропосферы является неотъемлемой частью грозового облака. Она принципиальным образом меняет известные представления о грозе и объясняет ряд природных явлений, которые на сегодня не имеют общепризнанного объяснения. Установленные закономерные связи плазменной модели грозы с явлениями грозового облака, представлены соответствующими уравнениями. Плазма это доминирующий фактор, определяющий старт и финиш грозы.
Использованные источники
1. Буравченко А.Н., Раковский Я.П., Васильев В.С., Карпенко Т.А., Механизм управления водными ресурсами облаков. Харьков, 2008, сборник научных трудов ХГЗВА, с. 159-167.

2. Труды третьей международной конференции по электричеству атмосферы. (Монте, Швейцария, 1963). Ленинград, Гидрометиздат, 1969, с. 152-153, 280-284.

3. Стаханов И.Н., Кластерная плазма. Журнал технической физики АН СССР. Ленинград, Наука, 1976, т. XLVI №1, с. 82-90.

4. Имянитов И.М., Чубарина Е.В., Шварц Я.Н. Электричество облаков. Ленинград, Гидрометиздат, 1971, с.48.


УДК 643.3


НЕМНОГО О ВОДЕ

(3. Электромагнитные свойства воды)


И.И. Василенко

Белгородская ГСХА, г. Белгород, Россия


В настоящее время деятельность отечественной науки все чаще сводится к уровню рационализаторства и рекламы «гениальных» идей, препаратов и устройств малообразованных кустарей.

В частности, российские СМИ переполнены информацией о волшебных свойствах воды «живой и мертвой», магнитной, подвергнутой облучению, заговорам и установкам доморощенных экстрасенсов и т. п. Многочисленные дилетанты и явные шарлатаны привнесли в это направление так много догматики и «чудесных» трактовок, что утопили в них рациональное, действительно научное физико-химическое зерно.



1. Электропроводность воды

Давно известно, что константа электролитической диссоциации воды Н12О16 равна при 220С всего 1,8*10-16 и не обеспечивает существенной концентрации носителей электрических зарядов-ионов. В частности, в чистой воде [H+]=[OH-]=√Kw=10-7, где Kw — ионное произведение воды.

Тем не менее, по электропроводности вода занимает промежуточное положение между диэлектриками и металлами — электронными проводниками. Это неординарное свойство воды объясняли исключительно высокой подвижностью протона H+, которая всего на один порядок меньше, чем скорость движения электронов в металлах. Например, эквивалентная проводимость в водных средах ионов H+, Na+, Cl+ при 150С соответственно равна 300, 39 и 61 г-экв/см3 [1].

Известно также, что молекула воды имеет асимметричное угловое строение (угол между связями ОН равен 104,50, а оба поляризованных атома водорода расположены с одной стороны от атома кислорода). Поэтому молекула представляет собой дипольную систему со значительным дипольным моментом в 1,84 Д и проявляет склонность к образованию ассоциативных комплексов общего состава (Н2О)х.

В принципе, за счет образования водородных связей между молекулами воды возможно образование стереорегулярных линейных и других полимеров при х≥2 (например, по схемам рис. 1).

Однако, в жидкой воде при межмолекулярном взаимодействии значительную роль играет также деформация (изгибание) водородных связей. В частности, значение коэффициента g, учитывающего взаимодействие молекулы воды с соседними, имеет вид



g=1+Zcos2γ ()2
где Z — число ближайших соседей, cosγ характеризует средний угол между соседними дипольными молекулами, Кφ — постоянная изгибания водородных связей, величина которой Кφ=[] φ=0 зависит от энергии изгибания Е = Е(φа) + Е(φв), где φа и φв — углы изгибания водородных связей. Например, для четырехсвязанной молекулы воды (т. е. при х=4) значение Кφ составляет 3,78*10-13 эрг/рад2 [2].

С учетом последнего фактора понятно, что молекулы воды способны образовать не только линейные ассоциаты, но и циклического, а также пространственного строения (упрощенная схема б на рисунке).

В общем, до настоящего времени ясности в вопросах жидкого состояния воды нет [2, стр. 103]. В связи с этим, при описании строения и свойств ассоциированных диполей жидкой воды на молекулярном уровне используются различного уровня ограничения и упрощения.

При этом общепризнанной является модель, согласно которой каждая молекула участвует в образовании четырех водородных связей, а расстояние между соседними (ближайшими) молекулами составляет 2,8 Å. Ассоциированные в жидкости молекулы воды образуют первичные тетраэдры, в которых центральная молекула связана водородными связями с тремя остальными, расположенными в вершинах пирамиды. Для кристаллов льда более характерны гексагональные структуры.

В нашем случае сама по себе модель структурирования воды не столь важна. При обсуждении электропроводности воды самое главное — аномально высокая скорость переноса электрических зарядов. Например, подвижность протона Н+ в жидкой воде примерно 3*10-3, а ионов Li+ и F- — 3*10-4 см2/сек*вольт, т. е. на порядок ниже [2, стр. 63].

Естественно, что ион водорода в водных средах находится в гидратированном состоянии. Первые доказательства существования иона оксония Н3О+ (т. е. моногидрата протона) были получены еще в 1894 — 95 гг. Гольдшмидтом и Оствальдом. Значительно позже (1962, 1967 гг.) показано, что ион Н3О+ имеет плоскостную форму с расстоянием Н — Н равным 2,72 Å и оптимальную суммарную энергию при величине угла Н — О — Н порядка 1200.

Время жизни Н3О+, полученное из предположения, что он эстафетно движется по структуре воды, составило 0,024*10-12 сек (Конуэй, Боркис и Линтон, 1956 г.). Это означало, что Н3О+ как самостоятельная структурная единица в воде не движется, а высокая скорость переноса его заряда обусловлена тем, что молекулы воды обмениваются протоном. Позже (Мейбум, 1961 г.) время жизни Н3О+ было оценено при 250С методом ядерного магнитного резонанса в 1,7*10-12 сек, что в принципе ничего не изменило.

Возможны и другие, более сложные варианты гидратации иона Н+. Например, протон может присоединиться к димеру по схеме Н++(Н2О)2↔Н5О2+ или другим, объединенным водородной связью кластерам. При этом скорость переноса его заряда остается высокой. Следовательно, аномально высокая электропроводность воды обусловлена не пространственным перемещением гидратов Н+.

Суть в следующем: присоединение протона к началу цепочки из молекул воды, объединенных водородной связью, сопровождается практически одновременным отщеплением Н+ в конце этой же цепи. Примерно такой же механизм переноса заряда в цепочках с конечным ионом ОН- (или Н3О2-); в этом случае перемещается по водородным связям протонная «дырка».

В качестве аналога этому практически мгновенному процессу можно привести пример, доступный для понимания не только ученым химикам и физикам — систему сообщающихся сосудов.

Наполните водой сообщающиеся сосуды до краев в одном из них. Влейте в первый или любой другой сосуд определенный объем жидкости — из переполненного сразу же вытечет точно такое же количество. Длительность процесса практически не зависит от размеров и формы сосудов, а также их числа.

Таким образом, аномально высокая электропроводность воды связана не с механическим движением носителей зарядов (первичных ионов Н+ и ОН- или продуктов их гидратации) в объеме жидкости. Решающее значение имеет протонная «сверхпроводимость» по водородным связям. В связи с этим интересно отметить следующее.

Экспериментальные данные указывают на то, что не только вода, но и спирты и другие вещества с межмолекулярными водородными связями при определенных условиях могут представлять собой протонные полупроводники.

Особое внимание исследователей привлекают биологические системы, так как автолокализованные возбуждения (солитоны) очень быстро распространяются в таких молекулярных системах на сравнительно большие расстояния без изменения формы или профиля. Это может обеспечить высокую эффективность переноса энергии и электрических зарядов в биосистемах без нарушения их структуры.



2. Магнитная вода

Экспериментальных фактов о полезных свойствах омагниченной воды накопилось так много, что они уже давно не нуждаются в дополнительных доказательствах. Наиболее авторитетным специалистом по свойствам омагниченных водных систем в советское время был доктор технических наук В.И. Классен [3].

Например, еще в 80-е годы прошлого века Научно-Технические советы ряда Министерств СССР рекомендовали предприятиям шире использовать «магнитную» воду в основных и вспомогательных производствах химической и нефтеперерабатывающей промышленности, черной и цветной металлургии, производстве стройматериалов и др. И в сельском хозяйстве тоже.

Начало водной магнитобиологии положили исследования по воздействию на растения естественных и искусственных магнитных полей. В частности, ученые пришли к выводу о том, что в районе Курской магнитной аномалии, где напряженность магнитного поля Земли на 200 — 300% выше естественного, урожайность озимой пшеницы, кукурузы и подсолнечника ниже, чем в соседних районах при одинаковых климатических условиях. Однако, искусственные магнитные поля умеренной мощности за пределами таких аномалий ускоряли прорастание семян и созревание овса, пшеницы, ржи, огурцов, бобовых и других сельскохозяйственных культур.

Вскоре биологи начали использовать омагниченную (предварительно пропущенную через магнитное поле) воду для полива растений. Потому что их семена реагировали на магнитные и электрические поля только после замачивания в воде.

Первые сведение о стимулировании развития растений при поливе омагниченной водой опубликованы еще в 1965 г. (И.В. Дардымов, И.И. Брехман, А.В. Крылов). Они установили, что в тепличных условиях на 12-й день опыта применение такой воды увеличило высоту подсолнечника на 21%, сои — на 40%, а у кукурузы стебель оказался толще на 26% по сравнению с контрольными растениями, орошаемыми обычной водой.

Омагничивание поливной воды увеличило высоту растений лука и моркови на 22%, гороха — на 14%, а помидоров — на 18%. причем цветение помидоров началось на два дня раньше, а их плоды были тяжелее контрольных на 18% (В.В. Лисин, Л.Г. Молчанова, 1967 г.).

Опыты в вегетационном домике и на делянках Волжского НИИ гидротехники и мелиорации показали, что при поливе омагниченной водой гороха, сои, редиса, огурцов, кукурузы и др. фазы цветения и созревания растений наступают на 1 — 3 дня раньше, а их урожайность повышается на 10 — 45% (Н.П. Яковлев, 1971 — 72 гг.).

На опытном участке в 11,6 га зерносовхоза «Кубанский» Краснодарского края в 1974 — 76 гг. испытали поливной агрегат для магнитной обработки воды, содержащий шесть магнитов, установленных на трубе водопровода с пропускной способностью 100 л воды за секунду. В результате прибавка урожая гороха и овса составила 21%, а сахарной свеклы — 14%.

Результаты этих и других аналогичных работ, а также применения омагниченной воды для рекультивации засоленных почв в своё время В.И. Классен доложил на заседании бюро Президиума ВАСХНИЛ СССР.

Таким образом, с прикладной частью этой проблемы все было ясно еще в прошлом веке. Однако, механизм воздействия магнитных полей на воду и растения остается предметом дискуссий и споров до сих пор.

Одни исследователи утверждают, что под действием магнитных сил вода не только изменяет свои собственные свойства, но и заставляет водосодержащие биосистемы воспринимать эти воздействия. Но каким образом? И почему растения развиваются быстрее, а урожай дают больший?

Другие считают главным детектором таких сил кислород, который известен своими магнитными свойствами. По их мнению, именно он воспринимает колебания электрических и магнитных полей, окружающих организмы. Но атомы кислорода входят в состав не только воды, но и многих других соединений, в том числе белков...

Третьи приписывают всё атомам железа, которые содержатся практически во всех организмах. Но в чистой воде его нет...

Также непонятно, почему омагниченные водные системы достаточно быстро (в зависимости от их состава и температуры — от нескольких часов до суток) полностью теряют столь важные и полезные свойства, приобретенные под влиянием магнитного поля.

Нельзя же серьезно воспринимать утверждения самых продвинутых «натуралистов из народа», внушающих доверчивым слушателям, что вода — субстанция одушевленная, адекватно реагирующая на хорошие и плохие слова, тексты на латыни, иероглифы и пр. Но забывающая свое прошлое, как человек в преклонном возрасте: знает многое, но вспомнить не может... Лучше все-таки обратиться к химии и физике воды.

В разделе 1 показано, что жидкая вода представляет собой структурированную среду, сформированную кластерами различного порядка. Молекулы воды в них удерживаются водородными связями, прочность которых составляет всего 5 — 7 ккал. Для сравнения: средняя энергия ковалентных связей О — Н в молекуле воды равна 109,6 ккал/моль.

Поэтому при энергетических воздействиях на воду водородные связи достаточно легко разрываются и число неассоциированных мономолекул увеличивается. А их кинетическая энергия (без учета колебательной и вращательной составляющих) зависит прежде всего от температуры.

Например, если ЕК = mv2/2, а средняя квадратичная скорость линейного движения молекулы воды V = √3RT/M, где М — молярная масса, то в принципе ЕК = k*T, где К — постоянная Больцмана 2,07*10-23 Дж/моль*град.

При нагревании воды тепловая энергия сначала расходуется на разрыв водородных связей и накопление мономерных молекул Н2О. Поэтому вода отличается от своих менее поляризованных аналогов типа Н2S исключительно высокой теплоемкостью.

Когда нагрев прекращается, мономеры снова постепенно соединяются водородными связями, и вода выделяет поглощенное ею тепло (те самые 5 — 7 ккал на каждую образовавшуюся связь). На всякий случай напоминаем, что 1 г-моль воды (т. е. 18 г) содержит 6,02*1023 молекул, способных к образованию водородных связей.

Воздействие на обычную воду магнитного поля специфично, так как не сопряжено с существенным повышением температуры и ЕК. Для объяснения механизма данного воздействия сначала вспомним, как магнитное поле Земли влияет на стрелку компаса: разворачивает её из любого положения и ориентирует строго по линии север — юг.

Ориентацию молекул воды в составе кластеров определяют электростатические силы притяжения противоположных зарядов и отталкивания одинаковых (рис. 2). Но внешнее магнитное поле стремится сориентировать все полярные молекулы очень жестко, как солдат в парадном строю, что возможно только после разрушения кластера. Следовательно, разрыв водородных связей и существенное увеличение концентрации мономерных молекул при омагничивании воды неизбежны.

Тех самых молекул, которые необходимы для повышения растворимости веществ в воде, различных физико-химических и биологических процессов. В том числе для физиологических, обеспечивающих жизнедеятельность субъектов флоры и фауны.

Например, вода в растения поступает за счет направленной диффузии через полупроницаемые стенки клеток (известное явление осмоса). Размер отверстий в этих природных диафрагмах доступен только мономерным молекулам воды, но слишком мал для более крупных частиц — гидратированных ионов и ассоциатов состава (Н2О)4. А само растение не может «откусывать» от кластера необходимые ему для питания мономеры Н2О.

Таким образом, улучшение водообеспечения растений при поливе омагниченной водой безусловно стимулирует их развитие; но это еще не все. Сотрудники Софийского университета НРБ в свое время установили, что магнитная обработка оросительной воды увеличивает усвоение удобрений растениями помидоров на 70%! В таких комфортных условиях растениям только и остается радоваться жизни, развиваться и плодоносить раньше и более крупными плодами. А повышение коэффициента полезного действия минеральных удобрений — это уже задача государственной важности.

После прекращения воздействия на воду магнитного поля, строгая ориентация полярных молекул нарушается и становится произвольной. Время релаксации составляет при температуре 20 и 250С всего 2,95 и 3,37 секунд соответственно. Остальное время (часы или сутки) вода приходит в себя — возвращается в начальное структурированное состояние.

Механизм воздействия магнитного поля на молекулы воды основательно был проработан после открытия эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Сущность его заключается в резонансном поглощении электромагнитной энергии двумя ядрами водорода с отличным от нуля спином. Происходит это в магнитном поле достаточно высокой напряженности (10 — 25 кгс) вследствие неравномерной заселенности энергетических уровней атомов, соответствующих различным ориентациям магнитного момента ядер.

Более подробный анализ ЯМР выходит за рамки настоящей статьи.

Использованные источники
1. Антонченко В.Я. Физика воды. Киев: Изд-во «Наукова думка», 1986. - 104 с.

2. Зацепина Г.Н. Свойства и структура воды. М.: Изд-во МГУ, 1974 г. - С. 120.



3. Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Изд-во «Химия», 1979 г.

Рис.1. Примерные схемы структурирования жидкой воды



(водородные связи показаны точками).


Рис. 2. Ориентация молекул воды в кластерах.

УДК 643.3


НЕМНОГО О ВОДЕ

(4. Вода живая и мёртвая)


И.И. Василенко

Белгородская ГСХА, г. Белгород, Россия


Название настоящей статьи не совсем соответствует статусу сборника научных трудов. Автор использовал сказочные определения для того, чтобы подготовить читателей к терминологии и содержанию бурной дискуссии в около- и лженаучных кругах и средствах массовой информации о том, как красивую русскую сказку выдавали за действительность.

Вода – обязательный компонент биосферы Земли – всегда привлекала внимание и повышенный интерес её обитателей. Ещё первые homo sapiens заметили, что без пищи они могут продержаться около месяца, а без воды только 2-3 дня. Не случайно вода стала атрибутом ряда культовых обрядов, таких как крещение младенцев и омовение усопших у христиан и др. Вода также органично закрепилась в фольклоре славян и других народов.

Это было вполне естественно для сообществ, находящихся у самых истоков науки и познания природы. Например, классическая мифология эллинов явилась историческим продуктом их невежества и была отвергнута греческими же философами. Это нормально также для тёмных и необразованных людей, которые на Руси всегда преобладали.

Что бы ни твердили современные наши идеологические оборотни, но факты – упрямая вещь: Российская империя вступила в 20-ый век со 100 млн. граждан, не умевших даже читать и писать. И верящих, поэтому, в чудесные исцеления от физических и душевных напастей.

А в конце этого же столетия наше «просвещённое» (от слова – свет) общество снова востребовало тёмные силы. В одночасье объявилось великое множество знахарей, экстрасенсов, биоэнергопсихотерапевтов и прочих жуликов, разводящих доверчивых «лохов» на деньги. Достаточно вспомнить А. Кашпировского и А. Чумака, дававших «установки» тысячам людей в концертных и спортивных залах, «заговаривавших» обыкновенную воду по телевидению и пр.

О живой и мёртвой воде заговорили все, кому не лень. Её получали и рекламировали её чудесные свойства кто угодно, но в абсолютном большинстве не химики и не профессиональные врачи. Тем более, что способ её получения был доступен для широкого круга дилетантов и в домашних условиях.

Достаточно было налить водопроводную воду в бытовую стеклянную банку с полупроницаемой перегородкой из чего-нибудь, вставить два электрода из завалявшихся графитовых стержней от старой батарейки или кусков проволоки и пропустить постоянный электрический ток. И прямо на кухне получить волшебное снадобье, этакий эликсир чуть ли не на все случаи жизни.

Доморощенные энтузиасты со страниц много- и мелкотиражных изданий предлагали использовать его для исцеления от всех недугов и решения многих других проблем, от бурения скважин до выращивания огурцов размером с тыкву.

Например: «Мною лично проверено действие этой воды при заболевании ангиной… 20 человек вылечились в течение 1-2 суток». Другие якобы успешно вылечили себя и своих соседей от аденомы предстательной железы. А некий предприимчивый гражданин Кротов из г. Ставрополя отпечатал типографским способом « Пособие» по применению живой и мертвой воды для излечения более 80! заболеваний и рассылал его по всему Советскому Союзу.

Интерес к «чудесной» воде подогревали многие известные и популярные издания: «Комсомольская правда», «Труд», «Советская Россия», «Московская правда» и др. Фанаты этой панацеи обращались в самые высокие инстанции (Прокуратуру, Верховный Совет СССР и даже в ЦК КПСС), требуя официально разрешить широкое её применение для массового оздоровления народа. А будоражили народ знахари и шарлатаны, которые умело использовали в своих корыстных целях психологию больных людей: измученный болезнями человек готов на всё, лишь бы выздороветь. Даже на чудо в виде живой и мертвой воды.

Весьма символично, что самая мощная волна этой воды пришлась на 1985-86 г.г., то-есть на начало всем известной пресловутой «перестройки». Когда на самом верху государственной и партийной власти народу пообещали другие чудеса – политическое, экономическое, социальное, международное и т.п. Когда начинался «чудесный» период в истории страны, провозглашенный её самоуверенным и амбициозным лидером.

Прорабы перестройки прикрывали свою бездарность тотальной критикой всего, что было сделано до них на основе «устаревших коммунистических стереотипов». А некомпетентность в деле управления государством компенсировали обильным словоблудием, подражая главному архитектору, который оказался не только бесталанным, но и безнравственным.

Устроившись со временем на Западе и подрабатывая публичными лекциями, бывший Генсек ЦК КПСС и экс коммунист №1 заявил: «Целью всей моей жизни была борьба с коммунизмом?!»

Но здесь речь не о нём, будь он неладен. Вернёмся к живой и мёртвой воде.

Цунами этой загадочной воды докатилось также к вершинам научного Олимпа – Академии наук СССР. Иерархи науки отреагировали на него в перестроечном духе, витиевато и туманно [1]:

«Электрохимическая активация воды – процесс перевода её в метастабильное состояние, выраженное в структурно-энергетических и электрохимических изменениях в электрическом поле, в результате которых растворы в течение периода релаксации проявляют аномальные свойства в физико-химических превращениях».

Не будем формалистами в терминологии, однако сама идея «электрохимической активации воды» с научной точки зрения не совсем корректна по следующим соображениям.

1. Добиться появления «волшебных» свойств у дистиллированной воды описанным выше способом никому не удалось. И вообще чистая вода не электропроводна, поэтому об электрохимических изменениях и превращениях её в данном случае речи быть не может: вода остаётся водой.

2. Для воздействия на жидкость электрическим полем совсем не обязательно погружать в неё электроды. В отличие от металлов, стекло не экранирует электрические поля; следовательно, электроды значительно проще установить снаружи стеклянной емкости. Однако, никто из апологетов чудесной «активации» воды таким естественным образом не поступает ввиду отсутствия желаемого эффекта.

3. В магнитных и электрических полях действительно происходит вынужденная, строго определённая ориентация полярных молекул воды как дипольных систем, в которых центры положительных и отрицательных зарядов геометрически не совпадают (подробнее об этом в 3. Электромагнитные свойства воды).

После прекращения указанных воздействий ориентация молекул воды снова становится произвольной; время релаксации составляет около 3 секунд. За столь короткий промежуток времени лекарь не успеет даже добежать к страждущему, а уж об его исцелении «активированной» водой и говорить не приходится.

4. Водопроводная вода всегда содержит различные примеси, химический состав и концентрация которых зависит от источника водоснабжения и технологии водоподготовки. Чаще всего это катионы щелочных и щелочноземельных металлов (K+, Na+, Mg2+, Ca2+) и анионы (SO42-, CO32-, HCO3-, Cl-). Содержание примесей вполне достаточно для обеспечения электропроводности.

Поэтому, при пропускании через такую воду постоянного тока, на погруженных в неё электродах протекают вполне определённые электрохимические процессы, описанные даже в учебниках [2].

Анодные процессы.

Согласно классическим законам электрохимии, на аноде всегда протекает электродонорный процесс окисления – отдачи электронов. В соответствии со значениями стандартных электрохимических потенциалов, при электролизе водопроводной воды главным анодным процессом является 2Н2О – 4е- →О2 + 4Н+0 = 1,229 В). При этом раствор в анодной камере (анолит) подкисляется до значений рН = 34, насыщается кислородом и приобретает свойства «кислородного коктейля», хорошо известного в медицинской практике.

При достаточно высоком напряжении и плотности тока на коррозионностойких анодах возможно образование более сильных окислителей. В частности, перманганатов (Mn2++4H2O – 5e-→MnO4- +8H+, E0 = 1,507 B), персульфатов (2SO42- – 2e- → S2O82-, E0 = 2,010 B), перкарбонатов и других веществ, известных своими дезинфицирующими свойствами.

Если в воде содержатся примеси хлоридов, тогда параллельно с выделением кислорода на аноде образуется хлор (2Cl- – 2e- →Cl2, E0 = 1,395 B), окислительные свойства которого давным-давно используются для обеззараживания питьевой воды, плавательных бассейнов, разного рода стоков, жидких отходов и пр.

При взаимодействии молекулярного хлора с водой образуются ещё более сильные окислители – соединения, содержащие «активный» хлор (например, хлорноватистая кислота по реакции Cl2 + H2O = HCl + HClO).

Поэтому анолит (мёртвая вода) обладает заведомо сильными бактерицидными свойствами и убивает болезнетворные микробы и вирусы на гнойниках, возбудителей ангины, воспалительных желудочных заболеваний и др.



Катодные процессы.

Основной катодный процесс при электролизе водопроводной воды – образование водорода (для процесса 2Н+ + 2е- = Н2 при рН = 7 достаточное значение потенциала катода -0,41 В, а для 2Н2О + 2е- →Н2 + 2ОН- величина Е0 = - 0,828 В). Для сравнения: стандартные электрохимические потенциалы процессов Na+ + e- = Na, K+ + e- = K и Ca2+ + 2e- = Ca соответственно равны -2,714; -2,924 и -2,866 В.

Естественно, что в католите при этом накапливается щелочь (рН повышается до 10-12), он активно поглощает диоксид углерода из воздуха и минерализуется: СО2 + ОН- →НСО3- или СО2 + 2ОН- → СО32- + Н2О. Физиологическое действие карбонатно-гидрокарбонатных растворов также хорошо известно всем, кто полоскал горло раствором соды или пил нарзан.

Так как подвергаемая электрохимическому разложению водопроводная вода контактирует с воздухом и содержание растворенного в ней кислорода составляет около 7 мг/л, то на катоде образуется ещё один стерилизатор – пероксид водорода (О2 + 2Н+ + 2е- = Н2О2, О2 + Н+ +2е- = НО2- или О2 + Н2О + 2е- = НО2- + ОН-). А бактерицидные свойства этого катодного продукта используются с 1818 г., когда пероксид водорода получил признание индивидуального химического вещества [3].

В частности, в медицинской практике пероксид водорода был использован в качестве антисептического и дезинфицирующего средства. Подробные исследования бактерицидных свойств препарата показали, что уже при концентрации 0,001-0,01% Н2О2 угнетает развитие микроорганизмов, а при 0,1% и выше – убивает их. Получены также доказательства успешного применения пероксида водорода при лечении ряда болезней человека, в ветеринарии, для протравливания семян, консервировании пищевых продуктов и др.

Важную роль играет пероксид водорода в процессах естественного самоочищения воды в природе. На основании известных литературных данных сделан вывод о том, что пероксид водорода – неотъемлемый компонент природной водной среды, и до вмешательства человека эволюция аэробной жизни на Земле происходила не только с участием О2 и Н2О, но и Н2О2. Более подробно об этом в [4].

Между прочим, электровосстановление кислорода до пероксида водорода представляет собой химический аналог природных процессов, обеспечивающих жизнедеятельность всего живого на планете Земля.

Дело в том, что молекулярный (атмосферный) кислород, в силу особенностей электронного строения химических связей ОО и ограниченной растворимости в воде, является мягким окислителем, действующим постепенно и медленно. Поэтому окислению пищевых веществ и продуктов их расщепления в организме предшествует активация молекул О2 при температурах не выше 40 оС.

Сущность активирования заключается в том, что молекулярный кислород сначала присоединяется к окисляемому субстрату с образованием непосредственно Н2О2 или более сложных пероксидных соединений. В частности:
RH2 + O2 → R + Н2О2 (в клетках растений в присутствии флавопротеидов);

RH + O2 → ROOH (окисление непредельных жирных кислот и липидов);

а также

2RH + O2 → 2HR. +H2O2; RH2 + O2→HR. + HO2;

RH + O2 → ROOH; RH2 + O2 → HROOH и др.
Продуктами первичных реакций в этих процессах чаще всего являются следующие сложные органические пероксосоединения:

а) гидропероксиды алкилов состава ROOH;

б) диалкилпероксиды с общей формулой ROOR или R1OOR2;

в) пероксопроизводные карбонильных соединений;

г) диацилпероксиды – соединения типа R1CO – O – O – COR2.

Большинство этих промежуточных продуктов гидролизуется с образованием соответствующих оксидов и пероксида водорода. Кислород в образующемся Н2О2 получается полностью из атмосферного и не обменивается с кислородом воды. В дальнейшем пероксид водорода в качестве очень сильного окислителя (для Н2О2 + 2Н+ + 2е- = 2Н2О значение Е0 = 1,768 В) участвует в самых разных Red/Ox процессах, катализируемых природными же ферментами – пероксидазами. Избыток окислителя быстро разлагается другим ферментом – каталазой.

Таким образом, процессы биологического окисления с участием пероксида водорода весьма совершенны: не требуют затрат энергии, протекают при низких концентрациях окислителя, с высокой скоростью и степенью использования реагента, селективны, безбалластны и пр. Не мудрено поэтому, что образующийся при электролизе водопроводной воды католит нарекли «живой водой».

В заключение следует отметить, что химический состав живой и мёртвой воды от «народных первооткрывателей» в значительной степени зависит от исходного состава природной воды, электродных материалов, плотности тока и напряжения на электродах, продолжительности процесса электролиза, типа диафрагмы, формы и конфигурации электролизера, температуры и других факторов. Поэтому от бесконтрольного самолечения этими средствами буквально от всех недугов лучше воздержаться.


Использованные источники
1.Доклады Академии наук СССР. 1986, т. 286, №3.

2. Гринберг В.А., Скундин А.М. Химия и жизнь. 1985, №7, с.67-69.

3. У. Шамб, Ч. Сеттерфилд, Р. Вентворс. Перекись водорода. Изд-во ИЛ, М., 1958 г., 578 с.

4. Василенко И.И. Химия и экология пероксида водорода. Белгород, 2005г., 219 с.


УДК 338.24:347.77


РАЗВИТИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРЕДПРИЯТИЯ
Е.А. Глазунова

БелГУ, г. Белгород, Россия


Главной целью управления современным производством является обеспечение эффективности деятельности предприятия и его поступательное инновационное развитие. Во многом успех инновационных преобразований на промышленных предприятиях зависит от персонала и уровня его подготовленности.

В этой связи актуальным стало не просто проявление внимания к работнику, как главной движущей силе научно-технического прогресса, а в условиях формирования и развития наукоемкого производства заинтересованность и участие в повышении интеллектуального потенциала сотрудников. В основе данного утверждения лежит потребность осуществления инновационной деятельности, которая, в свою очередь, строится на умственной работе, требует постоянного повышения уровня компетентности и ответственности работников за вклад в общий результат в связи с неизбежной модернизацией технологического процесса [4,с.10]. Поэтому основной задачей менеджмента на современном этапе является эффективное использование интеллектуальной составляющей трудового потенциала [1] предприятий, который и определяет инновационную силу каждого из них. В этой связи возникает необходимость определить теоретические предпосылки развития интеллектуального потенциала.

Интеллектуальный потенциал (ИП) – это потенциальная (то есть, возможно, еще не актуализированная в настоящее время) способность человека быстро и точно решать сложные мыслительные задачи. ИП обеспечивает высокий темп обучения новым знаниям, интеллектуальным навыкам и умениям. Но следует учесть, что высокий ИП не гарантирует высокой производительности работника без специализированного обучения (или самообучения в процессе работы). Различают абсолютный, или максимально возможный, и реальный потенциал.

Под абсолютным интеллектуальным потенциалом имеют в виду его величину, которая полностью соответствует сложности проблем, стоящих перед научно-техническим персоналом предприятия.

Реальным потенциалом является тот, который фактически проявляется в условиях осуществления трудовых операций. Различие между абсолютным и реальным интеллектуальным потенциалом и составляет тот возможный резерв роста эффективности наукоемкого производства, который можно получить за счет повышения качества деятельности.

Направления развития интеллектуального потенциала может быть рассмотрено в количественном и качественном аспектах.

Количественный аспект интеллектуального потенциала предприятия характеризует как темпы его развития в целом, так и отдельных его составляющих.

Качественное развитие интеллектуального потенциала характеризует увеличение личных квалификационных возможностей каждого работника в области НИОКР принимать наиболее качественные решения в пределах своей компетенции[1, с.44]. Таким образом, качественный интеллектуальный потенциал каждого работника определяется в первую очередь его личными способностями, а также уровнем образования и практическими навыками и является составной частью интегрированного количественного интеллектуального потенциала.

Развитие интеллектуального потенциала предприятия достигается за счет постоянного совершенствования профессиональной подготовки специалистов. Необходимость постоянного совершенствования профессиональной подготовки связана именно с особенностями инновационной деятельности на современных предприятиях.

Процесс развития интеллектуального потенциала работника наиболее эффективен при учете индивидуальных различий персонала наукоемкого предприятия, которые можно разделить на три группы: демографические характеристики (например, возраст и пол), компетентность (например, склонности и способности) и психологические особенности (система ценностей, установки, отношение к работе, характер). Каждый из приведенных факторов важен при определении индивидуальности человека, так как отражает различные стороны личности и может влиять на производительность труда [2,с.3]. Значение различных факторов зависит от характера работы и требований работодателя.

Все многообразие требований (профессионально-важных качеств), на наш взгляд, можно разделить на пять групп:

- свойства личности – темперамент, коммуникативные качества, творческие способности, ценностно-мотивационные свойства и т.п.;

- психофизиологические личностные качества – состояние здоровья работника, работоспособность, память, мышление и т.п.;

- профессиональные личностные качества – моральные, деловые и эмоциональные личностные качества;

- квалификационные характеристики – объем, глубина и разносторонность общих и специальных знаний, трудовых навыков и умений, обуславливающие способности работников к труду определенного содержания и сложности[5, с.2];

- качества, обусловленные спецификой деятельности – требования к физиологической чувствительности и требования, обусловленные характером деятельности.

Сейчас возрастает значимость качественных характеристик персонала, которые отражают индивидуальные способности и потенциал каждого работника. Усложняясь, труд предъявляет совершенно определенные требования к образованию, квалификации и способностям работника.

С помощью различных программ обучения, тренингов и семинаров можно усовершенствовать интеллектуальный потенциал работников, улучшить и развить знания, умения и навыки.

Не следует забывать и о том, что наукоемкие предприятия, обладают настолько уникальными технологиями и производственными процессами, что не могут воспользоваться специалистами, подготовленными на других предприятиях. Требования к качеству, особенности технологии производства таковы, что в большинстве подразделений могут работать только специалисты, подготовленные и обученные на конкретном предприятии. В таких условиях особую значимость приобретают внутрипроизводственные системы подготовки кадров. Данная система тесно увязывается со всеми направлениями деятельности производства и поддерживает их. С другой стороны, подготовка персонала сама создает предпосылки для решения новых высокотехнологичных производственных задач на основе того, что персонал овладевает новыми знаниями, умениями и навыками.

Функционирование такой системы направлено на формирование персонала со знаниями, навыками и способностями, необходимыми для обеспечения возможности генерирования новых идей, так как основой инновации всегда является идея. Речь идет об идее, которая, по мнению её авторов или других заинтересованных людей, может быть рано или поздно коммерциализована. Следовательно, необходима подготовка тех, кто в наибольшей степени способен выдвигать новые идеи и работать в новых условиях. При этом знания работников инновационного производства должны обладать определенными характеристиками качества, которыми являются: объем, глубина, прочность, осмысленность, актуальность, профессиональная направленность, востребованность практикой и наукой. Что же касается умений и навыков, то они должны характеризоваться актуальностью, прочностью, возможностью совершенствования.

Развитие интеллектуального потенциала должно опираться в первую очередь на развитие личности каждого отдельного работника. Это связано, во-первых, с тем, что любое нововведение, инновация уникальна и являются результатом индивидуального творческого труда.

Во-вторых, требования потребителя к качеству новой продукции настолько высоки, что успех коммерциализации нововведений во многом обеспечивается применением разнообразных знаний.

В-третьих, научно-исследовательский персонал выступает, как генератор идей является и его знания, умения и навыки, а также личностные качества является исходным импульсом появления инноваций[3, с.385].

В-четвертых, творческие способности работников требуют стимулирования и развития, которые, так как именно они, как правило, становятся источниками инновационных идей, способов разрешения проблем или принятия неординарных решений. Несмотря на то, что способности к творчеству чаще заложены в человеке от рождения, проявление их в полной мере возможно только в условиях способствующих их развитию и воплощению.

Таким образом, подводя итог обобщению теоретических предпосылок развития интеллектуального потенциала предприятия, можно отметить двойственность практической реализации указанной задачи. С одной стороны предприятие, имеющее собственную стратегию инновационного развития, должно определить целевые ориентиры для реализации инновационных проектов и программ, назначив при этом границы привлечения и использования трудовых ресурсов и соответствующей совокупности интеллектуальных потенциалов и сформулировать принципы присвоения эффектов творческой деятельности сотрудников. С другой стороны, имея назначенные границы, требуется детализация и индивидуализация работ по повышению интеллектуального потенциала каждого работника, учитывая необходимость построения системы обратной связи с целью корректировки стратегических приоритетов.
Использованные источники
1. Алехина О.Ф. Формирование кадров управления на промышленных предприятиях/ О.Ф. Алехина, В.В. Гонтарь, В.А. Лаврентьев. – Н. Новгород : ВГИПА, 2004.

2. Добротворский И.Л. Менеджмент: эффективные технологии/ И.Л. Добротворский. – М.: Издательство ПРИОР, 2007.

3. Мильнер Б.З. Теория организации/ Б.З. Мильнер. – М.: ИНФРА-М, 2008.

4. Михайлова А.Н. Управление развитием персонала наукоемких производств в условиях организационных изменений: дис. канд. экон. наук : 08.00.05 . – М. : РГБ, 2003. – C. 151.

5. Кирсанов К.А. Теория труда/ К.А. Кирсанов, В.П. Буянов, Л.М. Михайлов. – М., 2003.

УДК 331.101.3


СОРЕВНОВАТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ

МОТИВАЦИИ ТРУДА ПЕРСОНАЛА


Э.С. Гражданкина, Т.П. Путятина

БелГУ, г. Белгород, Россия


Персонал компании, её человеческий капитал – важнейший фактор эффективного развития и функционирования организации. В производственной сфере, где от эффективности каждого конкретного работника зависит общий показатель производительности, а, следовательно, прибыль, вопросы качественного управления и мотивации стоят наиболее остро. При правильном подходе к мотивации сотрудников при минимальных затратах можно добиться хороших результатов в повышении эффективности работы и производительности труда, поиске нестандартных или менее затратных решений проблем, росте квалификации, увеличении прибыли компании.

Главный вопрос управления персоналом – как превратить потенциал сотрудника в прибыль для компании. Случаи самомотивации на практике наблюдаются чрезвычайно редко. Примером может послужить лишь немногочисленная категория работников-патриотов, которые ставят успешное функционирование и развитие организации выше личных интересов и потребностей[1]. Для абсолютного большинства же необходим стимул, который будет способствовать развитию их трудовой деятельности. Внутренняя мотивация более надежна и стабильна, но воздействовать на персонал нужно извне. Выявление потребностей персонала помогает разработать максимально эффективную систему мотивации, но на этапе внедрения этой системы возникает главная проблема – управлять мотивацией можно лишь косвенно, полагаясь на знания о предпочтениях работника, прямо повлиять на эти предпочтения невозможно. Кроме того, такие методы как повышение заработной платы, выплата бонусов, улучшение условий труда действую до тех пор, пока не станут в понимании работников естественными и обязательными. Материальная мотивация, которая должна положительно сказываться на производительности труда, не гарантирует повышение эффективности работы. Хотя, с другой стороны, работнику требуются комфортные условия для выполнения своей работы, но при этом без конструктивного дискомфорта нет поводов для дальнейшего развития. Мотивационный процесс должен быть непрерывным: поиск новых способов повышения эффективности труда, анализ процесса и результатов их внедрения, управление и корректировка. Важно, воздействуя на сотрудников извне, создавать полное ощущение, что они сами следуют своей цели, а не слепо подчиняются чьей-то воле.

Таким образом, мотивация персонала – это задача, сопряженная с решением ряда противоречий. Рассмотрим мотивационную модель, при умелом использовании которой возможно сглаживание трудностей, возникающих при управлении персоналом.

Человеку присуще желание состязаться, соревноваться. Наличие конкурентов становится стимулом для самосовершенствования, достижения более высоких результатов. Итогом поиска модели, использующей эти человеческие качества, стало социалистическое соревнование[2]. Оно призывало не к конкуренции, связанной с развитием индивидуализма, а к отношениям, основанным на сотрудничестве и взаимопомощи, выражающем всеобщее стремление добиться высоких результатов и показателей. Главная ставка была на сознательность работников, которые должны были повышать производительность труда за идею и общественное признание. Мир и сознание людей изменились за последние двадцать лет. Сегодня мало сотрудников, готовых раскрывать свои способности за идею, поэтому, вполне можно использовать соревнование как эффективный способ мотивации.

Соревнование можно использовать не как самостоятельную модель, а в рамках различных мотивационных теорий. Задевая тщеславие и амбиции людей, поощряя их в рамках сопоставления, а не индивидуально, компания может извлечь больше пользы. Применяя соревнования и сравнение в своих мотивационных моделях, руководство может достичь следующих целей:

- увеличить эффективность работы персонала;

- повысить квалификацию сотрудников;

- сформировать положительную состязательную атмосферу в коллективе;

- стимулировать сотрудников к поиску нестандартных решений проблем;

- выявить и поощрить наиболее эффективных сотрудников;

- подтолкнуть материальным поощрением к оптимизации трудовой деятельности[3].

К преимуществам использования элементов соревнований в мотивационных моделях можно отнести следующее: повышение производительности труда, регулярную подготовку сотрудников к трудовой деятельности с целью её упрощения, подмена насыщения от материальных стимулов на азарт и желанием победить. В том случае, когда в соревнованиях задействованы различные группы работников, то внутри групп возникает необходимость обучать и поддерживать друг друга, что способствует всеобщему развитию. Однотипные, регулярно совершаемые рабочие операции приобретают, отчасти, черты игры, выигрыш в которой может быть весьма выгоден. Поддерживая персонал в таком состоянии, через некоторое время можно прийти к ситуации, когда мотивация работника становится внутренней, автоматически решая конфликт влияния извне и личных мотивов. Еще одно преимущество данного метода – это возможность в любой момент приостановить или прекратить соревнование, причем абсолютно безболезненно, в отличие от отмены материальных стимулов.

С другой стороны, у соревнования есть ряд недостатков, которые необходимо знать, учитывать и контролировать, чтобы избежать нанесения урона работе с персоналом и самой атмосфере в компании в целом. Естественно, что соревнование привнесет в коллектив компании атмосферу конкуренции. Гипертрофированная, вовремя не отрегулированная конкуренция вполне может стать причиной появления дополнительных противоречий в команде. При такой ситуации результатом будет не положительная производственная динамика, а личная борьба людей между собой. Это обострит отношения между членами коллектива, группами внутри коллектива, да и в целом в организации, если направить соревнование на выявление индивидуальных достижений[4]. Хотя, имея желание больше зарабатывать и меньше работать, сотрудники могут совместно искать различные пути к получению вознаграждения. Например, договариваться, в какой период времени и кто из сотрудников будет «лучшим», кому из сотрудников коллектив поможет победить, а он, в дальнейшем, поделится вознаграждением с другими. С последним вариантом можно бороться, используя альтернативные варианты вознаграждений, например, именные сертификаты. Основной задачей проведения таких соревнований является использование только тех результатов, которые напрямую связаны с профессиональной деятельностью работника. Несмотря на очевидность этого, руководители часто забывают про такой важный нюанс.

Таким образом, главный недостаток этого метода в том, что он сводится, во многом, к проблеме сложных и многогранных межличностных взаимоотношений. В целях избегания этого, необходима глубокая и всесторонняя проработка данной методики и осуществление непрерывного контроля её реализации.

Существует ряд принципов, которые нужно соблюсти при проведении такого рода соревнований, дабы избежать возможных отрицательных последствий и получить максимальную эффективность[5]. Основная их суть – разработка точных, понятных и адекватных правил проведений конкурсов. В первую очередь, важно четко понимать возможность достижения поставленной перед сотрудниками цели. Это предполагает высокую степень вовлеченности топ-менеджмента в рабочий процесс, так как провести оценку необходимых улучшений фактически невозможно. После того, как основная цель конкурса определена, обоснована её необходимость и достижимость, нужно разработать четкий регламент проведения соревнований. Критерии оценки лучших работников должны быть конкретными и ясными. Условия для всех работников должны быть, по возможности, равнозначными. Иначе надо заранее оценить неиспользованные возможности и степень доступности ресурсов, в целях корректировки критериев оценки итогов. Правила соревнования должны оставаться неизменными в течение всего времени его проведения, чтобы не было причин заподозрить в субъективности оценки результатов. Процедура выбора победителя должна быть абсолютно прозрачной, не допускающей возникновения кривотолков и конфликтов. Награда не должна быть слишком велика, иначе это обострит негативную конкуренцию, но достаточно весома, чтобы был стимулом в борьбе за неё[6].

Возвращаясь к возможным проблемам в мотивационных процессах, стоит отметить, что соревнование, как дополнительный метод стимулирования, способно сгладить острые проблемы, которые могут возникнуть при построении общей для всей компании мотивационной модели. Желание быть лучшим, появление азарта в выполнении рутинных производственных процессов помогает формированию личной мотивации сотрудников. Проведение профессиональных конкурсов вполне может стать привычным делом в компании, но, в таком случае, условия соревнований должны быть разнообразны, даже неожиданны, давая возможность каждому стать победителем, найти свой способ реализовать индивидуальные способности и возможности. Добиваясь целей организации, сотрудники будут делать это с энтузиазмом и личной выгодой, как материальной, так и нематериальной.

Руководителям, осуществляющим контроль данных процессов, нужно понимать, что соперничество не всегда конструктивно, иногда оно может ставить под угрозу корпоративное сотрудничество. Несмотря на это, способность к риску – черта, необходимая для амбициозных достижений, стимул для топ-менеджмента любой компании, фирмы, организации использовать различного рода конкурсы и соревнования в мотивационных процессах.
Использованные источники

1. Котляров И.Д. Применение количественных методов для анализа мотивации к труду/ И.Д. Котляров// Вестник Воронежского государственного университета. Серия «Экономика и управление». – 2006. – № 2. – С. 278-286.

2. Котляров И.Д. Виртуальная реальность как пространство удовлетворения потребностей/ И.Д. Котляров // Прикладная информатика. – 2006. – № 6. – С. 101-111.

3. Котляров И.Д. Математическая формализация теорий мотивации Абрахама Маслоу и Фредерика Герцберга /И.Д. Котляров //Вестник Тихоокеанского государственного экономического университета. – 2008. – № 2. – С. 36-42.

4. Котляров И.Д. Работа реальная – оплата виртуальная/ И.Д.Котляров// Управление персоналом. – 2010. – № 19. – С. 52-58.

5. Котляров И.Д. Комплекс маркетинга: попытка критического анализа/ И.Д. Котляров// Современные исследования социальных проблем (электронный журнал). – 2012. – № 4. – http://sisp.nkras.ru/eru/issues/2012/4/kotliarov.pdf.

6. Макарченко М.А. Принципы формирования методики оценки инновационного кадрового потенциала организации/ М.А. Макарченко, Д.А. Лопатин// Экономика и экологический менеджмент (электронный журнал). – 2012. – № 1. – С. 286-298. - http://economics.openmechanics.com/articles/457.pdf.

УДК 658:378.147(075)


ГЕНЕЗИС ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА
В.И. Грицаенко, Л.В. Грицаенко

ХГЗВА, г. Харьков, Украина


Аннотация. Приведен генезис изобретательства на примере изобретений. Стоит задача: большое количество фактов, явлений в какой-либо отрасли знаний упаковать в общепонятные законы или формулы.

Ключевые слова: генезис, изобретение, рефлекс, цель.


Актуальность проблемы. Генетика и биология развития могут предложить довольно мощный резерв для перестройки современного изобретательства - новую область знаний, как генезис изобретательства. Изобретательский генезис - это совокупность положений, необходимых педагогам, исследователям и конструкторам любых специальностей для того, чтобы осознать и использовать неизбежность глубокого разнообразия людей, разнообразия учеников в любом коллективе, с которыми приходится изучать решение изобретательских задач. Изобретательский дар единый и своеобразный, специфический, проявляется очень рано, направленный на осуществление цели [2,3,15,16]. Технический дар связан с особым уровнем технической проникновенности, творческой фантазией, ярко зрительной памятью с пространственным воображением, способностью использовать всe, что уже сделанное, то есть заимствовать “узлы” и принципы.

Задание исследования. Целью работы является разработка теоретико-методологических и методико-прикладных основ становления и развития системы изобретательства. Человечеству нужны творческие и гениальные люди в массе областей деятельности для решения все новых проблем. Известные слова Дидро: “Гений падает с неба. И на один раз, когда он встречает ворота дворца, приходится сто тысяч случаев, когда он падает мимо” [15,16]. Необходимо знать, какие дворцы (то есть, методическое и материально-техническое обеспечения) необходимы для будущих творцов. Материалом исследования являются закономерности генезы и эволюции инноваций в глобальной среде творческой деятельности человечества.



Материал исследования. Рассмотрены изобретения преподавателей кафедры механизации животноводства ХДЗВА, которые были разработаны на протяжении свыше 30 лет вместе с научными работниками “ИМЭСХ”, ИТС, Укр.ЦИТ (Киев. обл.), ИТ НААНУ, заводами им. Малышева, самоходных шасси, мясокомбината (г. Харьков) и сельскохозяйственными предприятиями России и Украины: колхоз им. “Фрунзе” Белгородской обл., молочные комплексы “Украинка”, “Кутузовка” ИЖ НААНУ Харьковской обл. и другие [4-7]. Использовались методы патентных, аналитических и экспериментальных исследований в экстремальных условиях эксплуатации техники [10,11].

Результаты исследований. Для того чтобы выжить и оставить потомство, первоначальные люди, должны были уже владеть энциклопедическими знаниями, огромными дарениями, чтобы правильно распределять, систематизировать те или другие явления и события, молниеносно мобилизовать и память, и сообразительность, и знание. Календарь майя относительно точности превосходил европейские календари XVII ст. Со временем, умножение и деление с помощью римских цифр требовало от вычислителя почти высшего образования, но с помощью арабских цифр эти операции доступные начинающему школьнику. Индивидуальный подход должен начинаться сразу же, по рождению. Список людей, которые сделали большие открытия в возрасте до 21 лет: Дарвин написал “Зоономию” в 18 лет. Мендель уточнил теорию наследственности. Дальше философия генетики с хромосомной теорией Моргана, двойной спиралью ДНК Уотсона-Крика. Наибольшее открытие Р. Декарта - “декартовые координаты” разработал в 17-летнем возрасте. С. Кольт изобрел в 18 лет кольт, а в 19 создал револьвер и ружье. Фактор долголетия многих мыслителей четко выступает в форме гениальности [8,15,16]. Одним из доказательств его значения есть долголетие многих в стойкости творчества, о чем говорят примеры: Микеланджело в 73 года становится архитектором собора Святого Павла; архитектор А. Бекетов превращает Харьков в высоко архитектурный город. Он пишет в статье “Мои стимулы к работе”: “Непрерывная работа составляет основной закон искусства, как и закон жизни”, так он работает практически до самой смерти. И. П. Павлов исследовал до 87. Интеллектуальные функции даже у долгожителей-творцов достигают высшего расцвета, развивается высшая форма ума - мудрость. Г. Мебиус в своих произведениях показывает, что средняя продолжительность жизни 100 наиболее выдающихся математиков, астрономов и физиков составила 72 года. Итак, высокое долголетие гениев - факт показательный. Н. Тесла (1856-1943 гг) изобретатель в области электро- и радиотехники разрабатывал и патентовал свои технические решения на будущие столетия [8,13,14]. Примеры разнообразнейших захватывающих страстей, которые требуют полной самоотдачи, неисчерпаемые. Они то и служат основной причиной гениальной эффективности. Г.C. Альтшуллер, еще учась в МВТУ им. Баумана предлагает теорию “ТРИЗ“ а потом “Алгоритм решения изобретательских задач - АРИЗ” [2,3,5-7]. По определению, которое дает Чернышевский, талант должен выразить то, что много кто понимал, но не смогли сформулировать, то есть изобретатель же должен понять, вообразить то, что к нему еще не понимали. Так, на основе колец Мебиуса на инженерной кафедре ХЗВИ сконструировано “Смеситель”, который впервые внедренный в атомной энергетике, а авторы получили почетные знаки “Изобретатель СССР”. Потом созданы изобретения, которые показывают пути решения творческих задач в механизации птицеводства и животноводства: заготовки, приготовлении и раздаче кормов, гидроудалении и переработки отходов, машинном доении, первичной обработки молока, техническому сервису, использованием вычислительной техники [4-7].

Учитывая мощный промышленный потенциал, возможно создание материально-технической базы для внедрения прогрессивных энергосберегающих технологий в животноводстве, а именно:

- всепогодной технологии заготовки сена активным вентилированием поперек уплотненной зеленой массы (А.с. 1165289 SU), энерго-ресурсосберегающей технологии заготовки консервированного корма в ячеистых блоках при порционному его скармливании (А.с. № 967377 SU), прогрессивных технологий и машин для кормоприготовления и разработки кормоцехов (А.с. 810198 SU, 1721888 SU, Пат. 3889 UA, 2276568 RU), энергосберегающей механизированной кормораздаче при содержании коров и откорме животных на суженных кормовых проездах с помощью стационарных кормораздатчиков РК-50 или мобильного КСА-5Б, которые прошли впервые испытание и эксплуатацию в коровниках учебных ферм ХЗВИ (А.с. 1074459 SU, Пат. 4311 UA);

- конкурентноспособного доильного оборудования (А.с. 641928 SU, 1653210 SU, Пат. 44463 UA, 58972 UA, 65351 UA, 2226822 RU); универсальных пульсаторов с бактерицидным фильтром и модернизованных пульсоколлекторов для попарного доения (А.с. 1584157 SU, 1655531 SU, 1684966 SU, Пат. 33187 UA, 44461 UA, 57519 UA, 58155 UA, 2174302 RU), вакуумного регулятора доильной установки, который реагирует на быстрое изменение атмосферного давления окружающей среды и приспособленного к физиологии молокоотдачи и обеспечивает снижения заболевания вымени на мастит и увеличение надоев на 5-11% (А.с. 852283 SU, Пат. 44462 UA, 2233082 RU); энергосберегающего охлаждения при повышении качества молока при поточном доении и его хранении (А.с. 1690626 SU, Пат. 13743 UA);

- поточно-конвеерного доения коров с привязным содержанием в реконструированных коровниках на 200 голов, когда один оператор выдаивает все стадо в торцевой части коровника на доильной установке “Елочка”, а оператор мобильного кормораздатчика КТУ-10А (или стационарного РК-50 при узких кормовых проездах) обслуживает несколько коровников. Технология внедряется при незначительной реконструкции коровника или за строительства новых коровников на 400 голов (А.с. 793509 SU, 1772906 SU ) с внедрением высокоэффективных привязных систем (А.с. 1600024 SU, 1746561 SU );

- также разработана технология биоконверсии животноводческих отходов: получения удобрения, топлива и корма с использованием вермокультивирования для получения биогумуса или гумисола, элитных маточных червей и их переработка и получение биогаза; технология очистки стоков животноводческих предприятий (Пат. 17772 UA, 23200 UA, 232201 UA, 31928 UA);

- предложена передвижная контрольно-измерительная лаборатория, состоящая из автомобиля, в салоне которого размещены индикаторы, электронные блоки определения массы и номера животных, учета и отбора проб молока, аэростаты и зонды физиологических, зоотехнических и метеорологических исследований, датчики и приборы оценки микроклимата помещений и окружающей среды, определение динамики действия экологии на физиологическое состояние и биологический мониторинг животных, датчики которых связаны со спутниковой радио-телеантеной (Пат. 2026 UA, 80260 UA, 2380895 RU).

Если в явлении скрытая истина, к ней необходимо додуматься, ее нужно открыть и показать, то есть нужно напряжение творческой мысли. В человеке в индивидуальном развитии есть некоторые “критические” моменты, во время которых более всего существуют впечатления определенных действий внешней среды. Информационное столетие ставит и преподавателей и учеников перед задачей научиться не только познавать готовые истины, но их сопоставлять и обобщать. Иначе индивидуальный путь не определится и не возникнет главное, то, что И.П. Павлов обозначил термином “рефлекс цели”, то есть целеустремленность, нацеленность, самоотверженное стремление к решению поставленной задачи, о чем и требует правило описания изобретения [2-7].

В зависимости от содержания цели следовало разнообразие деятельности - предпринимательство, получение образования, творческая активность. Впечатляющая умственная энергия проявляется при наличии рефлекса цели, при упорной мысли у любой, в самом деле творческой школы. Д.И. Менделеев много дней раздумывал над закономерностями свойств элементов, до того как они у него “сошлись в таблицу”. Гений сам порождает себе работу, внутренне настойчиво, постоянно, присуще большим ученым. Иногда цель, к которой призванный гений, не сразу оказывается увиденной. Зато, найдя свою дорогую, успешно шли они по ней до конца. Именно это противоречие и является тем движителем, который не оставляет их ни на минуту в покое, побуждает на все новые победы в работе [1-17]. Эйнштейн (“Физика и реальность”) пишет: “Наше мышление протекает, в основном, минуя символы и вдобавок протекает бессознательно”. Так Эйнштейновская формула

Е = mс2,


где m – масса, с – скорость, свела в несколько типографских знаков переход массы в энергию - Е. Также именно, например, предмет “Начертательная геометрия” - как искусство инженеров, и множество творческих инструментов, которые свел Г.С. Альтшуллер в таблицу решения конструкторско-технологических проблем [2-7], что дает ключ к методике решения изобретательских задач. Главное - целеустремленность, одержимость изобретателя, непривычность его ценностных координат. Видно рефлекс цели у всемирно известных изобретателей Бора, Королева, Кулибина, Курчатова, Кюри, Патона, Н. Теслы, Ферми, Форда, Циолковского, Эдисона, Яблочкова и многих других. Доброжелательный, понимающий педагог, который хорошо знает воспитанника, его возможности, его проблемы, должен научиться распознавать в молодежи те отличия, на которые и должны опираться воспитание и обучение. По этому генезис, инновационный менеджмент и креативность дают возможность развития изобретательства.

Выводы. Дарвиновская теория естественного отбора, менделевская теория наследственности, хромосомная теория Моргана, двойная спираль ДНК Уотсона-Крика, таблица Менделеева, теория “АРИЗ” Альтшуллера свели к простым закономерностям “монбланы” фактов и ставят задачи перед исследователями: большое разнообразие данных в любой области наших знаний - нужно их упаковать в технологические процессы, технические решения, в обще понятные законы или формулы.


Использованные источники
1. Аксенова С.В. Сто великих русских изобретений / С.В. Аксенова, Д.С. Одинцов, Э.Н. Покалина. - М.: Вече, 2012. - 320 с.

2. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий, 1973. – 296 с.

3. Альтшуллер Г. С. Творчество, как точная наука. - М.: Радио и связь, 1979. - 175 с.

4. Біобібліографічний покажчик Грицаєнка В.І. // Л.В. Грицаєнко, Л.Д. Гонтаренко, О.Ф. Лукашова. - Х.: ХДНБ ім. Короленка, 2012. - 44 с.

5. Впровадження інноваційних технологій та технічних засобів одержання екологічно якісного молока / В.І. Грицаєнко, Л. В. Гусиня // Підвищення продуктивності с.-г. тварин / ХДЗВА. - Х., 2008. Т. 19(1). - С. 119-122.

6. Грицаенко В.И. Советы рационализаторам и изобретателям сельскохозяйственного производства / В.И. Грицаенко, А.А. Задорожный, П. П. Черпак // К.: Урожай, 1988. - 200 с.

7. Грицаєнко В.І. Винахідництво на інженерній кафедрі // Методичне удосконалення навчального процесу / ХДЗВА. - Х., 2011. - Т. 3. - С. 232-234.

8. Дилтс Р. Стратегии гениев. Т.3.- М.: Класс, 1998.- 384 с.

9. Луценко М.М. Перспективні технології виробництва молока / М.М. Луценко, В.В. Іванишин, В.І. Смоляр. - К.: Академія, 2006. - 196 с.

10. Погорелый Л.В. Испытание техники для животноводства и кормопроизводства / Л.В. Погорелый, В.А. Ясенецкий, Н.П. Мечта. - К.: УСХА, 1999. - 289 с.

11. Погорелый Л.В., Луценко М.М. Биотехнические системы в животноводстве. - К.: Урожай, 1992. - 344 с.

12. Теоретичні і прикладні аспекти развитку креативної освіти у вищій школі / за ред. О.А. Дубасенюк. - Житомир: ЖДУ, 2012. - 284 с.

13. Тесла Н. Лекции. - Самара: Агни, 2008. - 312 с.

14. Тесла Н. Патенты. - Самара: Агни, 2009. - 496 с.

15. Эфроимсон В. П. Генетика гениальности. – М. : Тайдекс, 2002. – 376 с.

16. Эфроимсон В. П. Педагогическая генетика. – М.: Тайдекс, 2003. – 238 с.

17. Ясенецкий В.А. Механизация и автоматизация молочных ферм / В.А. Ясенецкий, Н.П. Мечта, Л.В. Погорелый и др. - К.: Урожай, 1992. - 392 с.

УДК 371.7+ 613


ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОФИЛАКТИКИ

ДЕЗАДАПТАЦИИ СТУДЕНЧЕСКОЙ МОЛОДЕЖИ
Е.Н. Кондрашкова

Брянский ГТУ, Брянск, Россия
Процесс адаптации человека к различным факторам окружающей среды является одной из актуальных проблем нашего времени. Педагоги, психологи, экологи, социологи, медики изучают различные аспекты этой проблемы (Александровский Ю.А., 1976, Агаджанян Н.А., 2003, Елисеев С.А., 1998, Золотникова Г.П., 2004, Михалев П.А., 2006). С точки зрения классического системного подхода к адаптации, как определённой системе, можно выделить безопасность как подсистему системы адаптации. Об опасности, как элементе, сопровождающем процесс адаптации человека, писали в своих исследованиях и зарубежные учённые как, например А. Maslow, L. Pestinger, R. Lazarus, J. Tucker, A. Vogel и др. [1, 2, 4].

При этом выделяют следующие виды адаптации: 1) безопасная адаптация; 2) безопасная дезадаптация; 3) опасная дезадаптация; 4) опасная адаптация.

Безопасная адаптация рассматривается в психолого-педагогической литературе как способность личности без длительных внешних и внутренних конфликтов, то есть безопасно и одновременно успешно и продуктивно, выполнять свою ведущую деятельность, иными словами, уметь предвидеть, проанализировать и предотвратить возможные опасности, не исключив при этом свободное выражение своих творческих особенностей.

Безопасная дезадаптация – это «либо отсутствие адаптации, либо пониженный её уровень, обусловленный социальными и психолого-педагогическими причинами, но уровень, безопасный для человека и его деятельности».

Опасная дезадаптация – это «либо отсутствие адаптации, либо пониженный ее уровень, обусловленный социальными и психолого-педагогическими причинами в сочетании с угрозой или проявлениями опасности».

Опасная адаптация – это «процесс приспособления личности к опасностям, содержащий в себе угрозу для организма человека и его деятельности» [1, 3].

Следовательно, наряду с успешностью любой деятельности личности, с ней должна быть структурно связана и её безопасность. Регистрируемые негативные медико-демографические процессы и тенденции в состоянии здоровья, социального и психического благополучия студенческой молодежи диктуют необходимость научного поиска оптимальных управленческих и организационных решений.

Ситуация требует немедленной разработки и реализации соответствующих комплексных мер, обуславливая необходимость подхода к состоянию здоровья студентов с позиции факторов риска, акцента на профилактику. В целях реализации стратегии ВОЗ «Здоровье для всех в XXI-м веке» международными документами рекомендовано усилить меры по пропаганде здорового образа жизни, разработке, развитию и внедрению здоровьесберегающих технологий, профилактике дезадаптивных состояний [2, 5, 6].

Опасная адаптация и дезадаптация несут особую угрозу в операторских видах деятельности, особенно в профессиях, связанных с железнодорожным транспортом. От безопасной деятельности: правильных и своевременных действий, умения быстро мобилизоваться, не терять бдительность при длительной монотонной работе, умения быстро анализировать различные варианты развития ситуации, - зависит жизнь и здоровье многих людей.

Ряд исследований свидетельствуют о том, что дезадаптация тесно связана с повышением фрустационной напряженности, уровня тревоги, конфликтностью, авторитаризмом и низким уровнем эмпатии (Махер Е., Березин Б.Ф., Скугаревская М.М.,1988).

Для изучения различных аспектов социально-психологической адаптации учащихся выпускных курсов железнодорожного колледжа нами было проведено исследование 182 человек в 7 группах Брянского колледжа железнодорожного транспорта. В ходе экспериментальной работы были использованы разнообразные методики: выявление ведущей стратегии общения (тест К.Томаса), определение уровня личностной и ситуативной тревожности (опросник Ч.Д. Спилбергера, адаптированный Ю.Л.Ханиным), выявление уровня субъективного контроля (методика НИИ им. Бехтерева), анкетирование. Статистическая обработка проведена с использованием математических методов и компьютерных программ.

Результаты исследования показали, что общая интернальность свойственна 70,3% обследованным студентам колледжа (128 человек), общая экстернальность выявлена у 29,7% учащихся (54 человека).

Высокий уровень личностной тревожности характерен для 69 студентов – это составляет 37,9% всех обследованных; средний уровень – для 93 учащихся (51,1%); низкий уровень тревожности характерен для 20 студентов (11%). При этом в 69,6% случаев у лиц, показавших высокий уровень личностной тревожности выявлена общая экстернальность (48 человек из 69). У лиц со среднем уровнем тревожности общая экстернальность выявлена в 18,3% случаев (17 человек из 93). У учащихся с низким уровнем личностной тревожности общая экстернальность выявлена в 5% случаев (4 человека из 20).

Для студентов с высоким уровнем личностной тревожности и общей экстернальностью характерен низкий уровень эмпатии, повышенная агрессивность и конфликтность. Так, у лиц данной группы преобладает в качестве ведущей стратегии взаимодействия стратегия соперничества: 43,8% - 21 человек из 48, составляющих группу. На стратегию избегания приходится 20,8% (10 человек). У 14,6% (7 человек) ведущей является стратегия компромисса. Стратегия приспособления является ведущей в 12,5% случаев (6 человек). В 8,3% (4 человека) преобладает стратегия сотрудничества.

Результаты исследования положены в основу разработанной нами системы психолого-педагогических мероприятий по профилактике дезадаптации студентов к стрессовым ситуациям, которые имеют место в их учебной и будущей трудовой деятельности. Важнейшими элементами работы преподавателя по сохранению и укреплению здоровья учащихся является использование здоровьесберегающих образовательных технологий, проектирование здоровьесберегающей образовательной среды, воспитание культуры здоровья, формирование мотивации на ведение здорового образа жизни.

Основа формирования позитивной личности будущего специалиста должна соответствовать следующим характеристикам:

* физическая подготовленность;

* психомоторика;

* психологические свойства личности;

* социальная образованность;

* духовность[3].



Исходя из указанных основ, структура здорового образа жизни будущего специалиста, помогающая безопасной адаптации, должна включать следующие факторы:

- оптимальный двигательный режим;

- тренировку иммунитета и закаливания;

- рациональное питание;

- психофизиологическую регуляцию;

- рациональный режим дня;

- отсутствие вредных привычек.

Забота о здоровье – важный компонент личной жизнедеятельности человека. В ходе профессионального становления в высших и средних профессиональных учебных заведениях необходимо уделять особое внимание формированию общекультурных компетенций, рассматривающих человека как субъекта здорового образа жизни во взаимосвязи личностного саморазвития и освоения культуры в контексте целостного процесса жизнедеятельности.
Использованные источники
1. Березин Ф.Б. Психическая и психофизиологическая адаптация человека / Ф.Б.Березин. – Л.: Наука, 1988. – 270 с.

2. Бойко Е.С., Основы здоровьесберегающей жизнедеятельности / Е.С.Бойко, Ю.С. Грачев. – Брянск: РИО БГУ, 2004. – 308 с.

3. Грач Л.П. Гармония тела – торжество духа: науч. метод. Пособие / Л.П.Грач, И.С.Грач. – Брянск, 2003. – 136 с.

4. Золотникова Г.П. Психопрофилактика и психогигиена дезадаптивных состояний у подростков и юношей из техногенно загрязненных районов: метод. пособие / Г.П.Злотникова, Е.Н.Кондрашкова. – Брянск: изд-во БГУ, 2007. – 82 с.

5. Казначеев В. П. Здоровье нации – феномен экологии XXI века// Материалы I Всероссийского форума «III тысячелетие. Пути к здоровью нации» / В.П.Казначеев. – М., 2001. – 194 с.

6. Дипломатия в области глобального здравоохранения: обсуждение состояния здоровья в 21-м веке. Вступительное слово на Втором симпозиуме высокого уровня Д-ра Маргарет Чен Генеральный директор ВОЗ. http://www.who.int/dg/speeches/2008/20081021/ru/index.html


УДК 172: 93: 33:316.78


НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ В СИСТЕМЕ АГРАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Ю.Д. Рубан

ХГЗВА, г. Харьков, Украина


Введение. В Харьковской государственной зооветеринарной академии на протяжении длительного времени функционируют научные школы по зооинженерии и ветеринарии. Среди них научная школа П.Н. Кулешова - Н.Д. Потемкина – Ю.Д. Рубана.

Являясь продолжателем научной школы, я ее представляю по освещению Павла Николаевича Кулешова как представителя дарвинистической научной школы, Николая Дмитриевича Потемкина – продолжателя научной школы

П.Н. Кулешова, свою деятельность и моих учеников я представляю как продолжение научной школы Н.Д. Потемкина.

На основании документов, отзывов ученных и направления развития научной школы указанное подтверждается и обосновывается [1,2].

Актуальность рассматриваемой темы определяется тем, что в системе научного творчества научным школам принадлежит большая роль, так как с ней связано основание и развитие определенного научного направления, которое является основополагающим в науке и практике. Кафедра технологии животноводства имени академика Н. Д. Потемкина, которую я возглавляю с 1973 года , в конкурсе всех технологических кафедр Украины в 2010 заняла 1 – е место и получила Гран - при.

Цель работы, материалы и методы исследования: Целью работы было – определить основные направления развития научной школы, используя материалы за длительный период, при этом метод исследования был историко- аналитический.

Результаты исследования. Научная школа основана в 1890 г. П. . Кулешовым, когда он защитил свою магистерскую диссертацию - « Научные и практические основания подбора племенных животных в овцеводстве», представляющая собой классический труд по зоотехнии, основанный на дарвинистических позициях, раскрывает важные вопросы племенного дела в различных отраслях животноводства, не потерявшие своего значения до настоящего времени. Автор детально представляет методы подбора, указывает на типы конституции животных и их классификацию, впервые об этом он отмечал еще 1886 г. в «Лекциях по частной зоотехнии», где использовал закон Ч. Дарвина «соотношения развития» и взаимосвязь формы и функции.

В своих книгах « Выбор по экстерьеру лошадей, скота , овец и свиней» ( 1926,1934,1937 г.г.) он конкретизирует, а в учебниках « Крупный рогатый скот» ( 7 изданий), « Коневодство» ( 9 изданий), « Свиноводство» ( 9 изданий), « Овцеводство» ( 6 изданий) детализирует по видам животных эту проблему.

Так, при выборе молочной коровы автор обращает внимание на стати животных, конституцию, пищеварительную способность, молочные признаки и молочный темперамент (способность коровы превращать корм в молоко), подчеркивая, что корова должна обладать превосходным здоровьем, т. е. крепкой конституцией.

Важным также в учебнике является и то, что автор указывает на животных с максимальным развитием молочности или мясности, как организмы физиологически ненормальные , что в современных условиях представляет проблему « норма – патология», которую надо учитывать в селекции.

В своих работах П.Н. Кулешов перед нами выступает не только как крупный специалист- зоотехник, ученый, экономист, государственный деятель и организатор, но и гражданин, которому не безразличны судьбы своей страны и благополучие народа.

Деятельность Н.Д. Потемкина была в большей степени посвящена решению крупных проблем по животноводству в целом Советского Союза, отдельных республик, особенно Украины, и отдельных племенных хозяйств. Его книги « Массовое улучшение русского скотоводства «Без Сибири и Кавказа»(1926), « Основы практики племенного разведения с. - х. животных» (1933) и статьи это убедительно подтверждают. Это видно из характеристики В.Д. Бонч-Бруевича, бывшего управляющего делами Совнаркома при В.И. Ленине, работы Н.Д. Потемкина в качестве председателя Совета экспертов в Москве на ВСХВ, планированием племенной работы во многих хозяйствах страны.

Опыт академика Н.Д. Потемкина при чтении лекции (в архиве кафедры имеются две стенограммы лекции) подтверждают, что в оценку качества лекции должны входить : взаимосвязь научных и производственных данных, использование лектором своего непосредственного участия в рассматриваемых проблемах, использование демонстрационного ( живые объекты и др.) материала, стиль изложения лекции.

Работы Ю.Д. Рубана (более 600, в том числе 39 монографий) продолжили исследования своих предшественников. Они включают:

- разработана теория эволюции крупного рогатого скота и перспективы ее использования в селекции;

-разработаны новые направления в зооинженерии – теоретическая и математическая зооинженерия;

- разработана методология высшего образования по зооинженерии;

-установлена система законов и закономерностей в сельскохозяйственном

производстве;

-определена роль исторического метода в современных условиях;

-разработана современная методика создания селекционных программ и планов племенной работе;

-установлен приоритет отечественных ученых в развитии зооинженерии;

- определена гражданская сущность ученых и их ответственность за результативность исследований и подготовке кадров;

-разработана современная теория конституции на основе синтетической селекции и др.

Выводы. 1.Научные школы в системе науки и образования представляют важный элемент совершенствования исследований и педагогики.

2.Научная школа П.Н. Кулешова – Н.Д, Потемкина – Ю.Д. Рубана в своей основе разрабатывала и разрабатывает учение о конституции животных и их типов с учетом принципа « нормы и патологии», симметрии и других показателей.

3.В современных условиях значительно возросло значение гражданской сущности ученого и педагога при определении перспектив развития отрасли животноводства и воспитательного процесса.
Использованные источники
1. Рубан Ю.Д. Научная школа П.Н. Кулешова, Н.Д. Потемкина, Ю.Д. Рубана: этапы развития / Ю.Д. Рубан.-К.: Аграрная наука,2010.-396с.

2. Рубан Ю.Д. Образование и развитие научной школы П.Н. Кулешова –

Н Д. Потемкина – Ю.Д, Рубана./Ю.Д. Рубан.-К.: Аграрная наука,2009.-540с.

УДК 631.172


ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ:

ПРИРОДА, КЛАССИФИКАЦИЯ, ОТРАСЛЕВАЯ СПЕЦИФИКА


А.С. Синица

ХНАУ, им. В.В. Докучаева, г. Харьков, Украина


Энергетические ресурсы выступают уникальным безальтернативным условием функционирования и развития всех экономических систем независимо от их масштабов. Использование энергии, как и любого другого ограниченного (дефицитного) ресурса, вызывает массу противоречий, сложностей и вопросов. Именно поэтому, энергетические аспекты хозяйственной жизни постоянно находятся в фокусе научных поисков и дискуссий. Решение энергетического вопроса требует обстоятельного исследования и урегулирования отдельных теоретических позиций, необходимых для осознания роли энергетических ресурсов в экономической жизни страны, региона, отрасли и конкретного предприятия. Так, в научном мире существуют определенные противоречия относительно толкования сущности энергоресурсов, необходимо уточнение их классификации, требует исследования аграрная энергетика как специфическая отрасль, которая способна генерировать и аккумулировать первичную энергию.

Теоретические вопросы относительно определения сущности и роли энергетических ресурсов в развитии, как национальной экономики, так и ее аграрного сектора всегда были в поле зрения научных работников, и нашли отображение в работах многих отечественных и зарубежных ученых-экономистов: Е.А. Бузовского, В.В. Гришко, В.Н. Карпова, В.И. Перебийноса, С.А. Подолинского, В.А. Скрипниченко, З.Ш. Юлдашева. Опубликованные ими труды составили основной источник информации для исследований. Основным методом проведенных исследований был монографический, что позволило достаточно подробно изучить наработки ученых. Получению эффективных результатов способствовало единство исторического и логического методов, а также применение метода абстрактно-логического сравнительного анализа.

С развитием науки и техники в устоявшейся научной парадигме начинают возникать противоречия, которые нуждаются в последующем согласовании и совершенствовании теоретических взглядов на природу, классификацию и специфику энергоресурсов аграрной отрасли. Поэтому целью данной публикации является анализ и оценка существующих научных взглядов на сущность и роль энергетических ресурсов в экономической системе, с учетом отраслевой специфики энергопотребления в сельском хозяйстве, а также совершенствование существующих классификаций энергоресурсов с учетом традиционных вариантов.

Энергия являет собой общую количественную меру движения и взаимодействия всех видов материи и их взаимных превращений. Понятие энергии, как и материи, является философской категорией, однако конкретные виды энергии (кинетическая, потенциальная, механическая, внутренняя) имеют полностью конкретное физическое содержание [1]. Совокупность источников энергии называется энергетическими ресурсами. Согласно критерия конечности запасов того или иного энергетического ресурса в природе выделяют исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы. К неисчерпаемым энергетическим ресурсам относятся Солнце, гравитация (ветер, приливы, отливы, геотермальные процессы и т. д.), Мировой океан и др. Исчерпаемые энергетические ресурсы делятся на возобновляемые (водные, грунтовые, биологические) и невозобновляемые (полезные ископаемые, живые организмы и т. д.) [2]. Энергия проходит путь от первичных источников (уголь, нефть, газ) через вторичные (брикеты, бензин, биодизель и др.), и наконец, превращается в энергию, которую получает потребитель (тепло, свет, сила) [3].

Совокупный энергетический ресурс сельского хозяйства состоит из суммарного объема использованных топливных, горюче-смазочных, ядерных, солнечных и других носителей энергии, энергетических технико-технологических средств производства, которые поступают аграриям из других отраслей и энергоресурса, который получают непосредственно в сельском хозяйстве (биоэнергоресурсы растений и продукции животных, энергоресурсы труда рабочих) [4]. Кроме того, наукой, в последнее время, особенным видом энергоресурсов было признано энергосбережение. Также, к совокупному энергетическому ресурсу сельского хозяйства стоит относить сырье и материалы сельскохозяйственного назначения, которые поступают из других отраслей экономики и природный энергетический ресурс, который воплощен в силах природы (солнечная радиация (светло и тепло), ветер, энергия водного потока (в первую очередь, малых рек), тепло земли и воды. Учитывая все вышеприведенные мысли, нами была разработана схема (рис. 1.), которая отображает наше виденье структуры совокупного энергетического ресурса сельского хозяйства. Как видно из схемы, в целом энергетический ресурс сельского хозяйства можно разделить на два массива: внешний и внутренний, – в зависимости от источника поступления ресурсов в аграрную энергосистему. Кроме того, одна группа энергоресурсов находится на стыке этих двух групп, это энергосбережение. Особенное место энергосбережения предопределено его функциональным назначением и действиями, которые выполняются как над «внешними» так и над «внутренними» энергоресурсами.

Для правильной ориентации в мире аграрной энергетики необходимо внести ясность в терминологическую систему. Важно различать два базовых понятия: энергетические ресурсы и топливно-энергетические ресурсы, которые достаточно часто отождествляют, что приводит к непониманию, а в дальнейшем и искривлению их содержания. Энергетические ресурсы – это любые источники механической, химической и физической энергии [5], которые являются неотъемлемой частью производственного процесса, а их отсутствие приводит к нарушению производственной деятельности предприятия [6].


Группа 34
Рис. 1. Структура совокупного энергетического ресурса сельского хозяйства
Источник: разработано автором.
В свою очередь, топливно-энергетические ресурсы – это совокупность всех естественных и преобразованных видов топлива и энергии, которые используются в экономической системе. Основными видами топливно-энергетических ресурсов, которые потребляет сельское хозяйство, являются горюче-смазочные материалы (ГСМ), тепловая энергия, электроэнергия, газ. В зависимости от сельскохозяйственного направления приоритет отдается разным его видам, если для животноводства это ГСМ и электроэнергия, то для растениеводства это ГСМ, а для закрытой почвы тепловая и электроэнергия [7]. Таким образом, топливно-энергетические ресурсы по своей природе являются составной частью энергетических ресурсов.

Для осознания места энергии в жизни сельского хозяйства необходимо классифицировать энергетические ресурсы, которые используются в агропроизводстве, согласно разнообразным классификационным моделям. Так, например, одним из заданий классификации энергетических ресурсов есть обеспечение возможности поиска резервов энергосбережения, именно поэтому непременно нужно знать на какие цели тратится энергия (рис. 2.).


Группа 32
Рис. 2. Состав энергоресурсов сельского хозяйства по целям расходования

Источник: разработано автором.


Как видно из схемы, ключевой целью расходования энергетических ресурсов в аграрном производстве является обеспечение роста растений и животных, то есть выполнение производственных процессов, в результате которых получается продукция. В то же время, как известно процесс производства являет собой систему технологических операций и процессов в ходе осуществления которых и происходит производственное потребление энергоресурсов. Энергоресурсы, которые используются в аграрном производстве, также отличаются местом и временем их потребления. Хронологически-пространственное распределение энергии, которая используется в сельском хозяйстве приведено на рис. 3.

Как видим, энергия потребляется или прямо для удовлетворения отдельных специфических потребностей непосредственно в сельском хозяйстве, или в других сферах в процессе создания товаров и услуг, которые в будущем будут употреблены с целью удовлетворения специфических производственных потребностей. Кроме того, по характеру использования энергия, которая потребляется, разделяется на: силовую, что приводит в действие технологическое оборудование; технологическую, которая предназначена для изменения свойств и состояния материалов (приготовление кормов, сушка зерна, овощей); производственно-бытовую, которая тратится на освещение, вентиляцию, отопление и другие цели [8]. Несмотря на разнообразие качественного состава, энергоресурсы имеют определенные общие признаки: владеют потенциальной возможностью использования в процессе производства; относительно ограничены в использовании, требуют воссоздания, за исключением энергии Солнца [9].


Группа 19
Рис. 3. Структура энергии сельского хозяйства по месту и времени расходования

Источник: разработано автором.


Центральное место энергии как фактора устойчивого развития сельского хозяйства очевидно и не требует доказательств [10]. Концептуальным положением энергетики сельского хозяйства является то, что факторы производства, которые являют собой, с энергетической точки зрения, энергию природных и трудовых ресурсов, а также капитала, в процессе производства превращаются в продукт производства. Процесс производственного потребления рассматривается как поглощение трансформируемой энергии факторов производства с целью удовлетворения энергетических потребностей производственного процесса [11]. Таким образом, процесс производства является трансформацией производственных факторов, в частности, энергетического, в продукцию.

Человек, управляя средствами труда (энергетической установкой, машинным агрегатом и др.), осуществляет управление потоками энергии, процессом превращения одного вида энергии (горючего, электрической энергии и др.) в другой (механическую энергию и др.), влияя на предмет (землю, живые организмы) производства. В сущности, осуществляется круговорот энергии [12]. В ходе первой стадии круговорота с помощью энергии создаются составляющие производственного капитала (воссоздание рабочей силы, производство технических средств, минеральных удобрений, других химсредств, добыча и переработка первичных энергоносителей). Вторая стадия – это процесс сельскохозяйственного производства, в ходе которого создается сельскохозяйственная продукция – носитель энергии [9].

Исследуя энергетические аспекты аграрного производства, невозможно обойти задел С.А. Подолинского в этой сфере. Исследователь характеризирует функционирование земледелия с энергетической точки зрения. Ученый справедливо утверждал, что в земледелии, очевидно, применяется закон увеличения энергии [13]. Этот ученый выделил одну из ключевых черт сельского хозяйства в его энергетическом аспекте. Ф. Энгельс отмечает: «Его [Подолинского – прим. авт.] настоящее открытие заключается в том, что человеческий труд может удержать на поверхности земли и заставить действовать солнечную энергию более длительное время, чем без нее... Накопление энергии с помощью труда происходит собственно только в земледелии... Напротив, во всех отраслях промышленности энергия только тратится... Таким образом, давно известен экономический факт, что все, кто работает в промышленности, должны жить за счет продуктов земледелия, скотоводства, охоты и рыболовства...» [14]. То есть, в исследованиях С. Подолинского вместе с другими, содержится идея максимального привлечения в сельское хозяйство энергии природы, другими словами, С. Подолинского можно справедливо считать одним из первых идеологов применения альтернативных источников энергии.

И в действительности, ключевой чертой растениеводства является способность усваивать практически неограниченную энергию Солнца. Доля солнечной энергии в общем энергобалансе полеводства составляет около 97%. Та часть солнечной радиации, которая поглощается хлорофиллом, имеет название фотосинтетической активной радиации (ФАР) [9]. Поступление радиации практически неизменно: объемы солнечной энергии, которая поглощается растениями, определяет предельную производительность определенной площади земли. Однако, управление световым режимом и применение определенных технологических рычагов дают возможность улучшить использование растениями лучевой энергии. Интенсификация энергопотребления в ходе выращивания сельскохозяйственных культур приводит к повышению урожайности, то есть обеспечивает аккумуляцию растениями большего количества энергии.

Именно в процессе усвоения питательных веществ и солнечной энергии растения синтезируют биомассу – новый энергоноситель, который может быть исходным источником биологической энергии (кормы, органические удобрения, семена и др.), тепловой энергии (дрова, солома, растительные остатки и др.), материалом для производства энергоресурсов (биогаз, метиловый и этиловый спирт) [9].

Как известно, главной специфической чертой сельского хозяйства является использование в производственной структуре живых организмов (сельскохозяйственных растений и животных) – биологических объектов. Другая особенная черта сельского хозяйства, которая определяет специфику энергетических процессов агропроизводства предопределенная использованием земли (которая, кстати, тоже является живым организмом) как уникального фактора производства продовольствия. Здесь уместно вспомнить слова выдающегося экономиста Вильяма Пэтти: «Труд – отец и активнейший принцип богатства, земля – его мать» [15]. Поэтому земледелие можно рассматривать как биологическую систему «человек-земля (растение)-машина», а животноводство – «человек-животное-машина»[16]. В зависимости от функций, растения и животные, с энергетической точки зрения, могут быть как предметом труда (например, энергетические средства используют энергию, влияя на состояние сельскохозяйственных культур), так и средством труда (в частности тягловой скот) [17].

Естественной особенностью аграрной сферы является поэтапный характер трансформации энергии солнца и удобрений в энергию растительного и животного белка [16]. Растения и животные используют энергию не только на прирост биомассы, но и на преодоление неблагоприятных условий окружающей среды [9]. Биологические объекты вместе с техническими средствами образуют биоэнергетическую производственную систему [агроэнергосистему – прим. авт.], которой присущи собственные закономерности развития. В частности, в отличие от естественных экосистем, сельскохозяйственные потребляют не только естественную (возобновляемую) энергию, но и невозобновляемую (ископаемую), что обусловливает определенную специфику образования биомассы [16]. Роль искусственной энергии заключается в обеспечении выполнения технологических операций в оптимальные агротехнические сроки, чем и предопределяется предел энергонасыщенности сельскохозяйственного производства [9]. Применяя ископаемые энергоресурсы, человек заменяет часть биологических процессов небиологическими, уменьшая расходы энергии растений и животных на гомеостазис – поддержание внутреннего динамического равновесия естественных систем, повышая тем самым их производительность [16]. Например, производство сельскохозяйственной продукции в тепличных хозяйствах базируется на обеспечении растений электромагнитной энергией в течение вегетационного цикла. При выращивании животных и птиц прямого поступления искусственной энергии к ним нет, однако их производительность зависит от условий содержания, которые обеспечиваются за счет энергетических расходов.

Таким образом, энергетические ресурсы по своей природе являются ключевым фактором функционирования и развития аграрной экономической системы. Энергия является физическим базисом любой хозяйственной деятельности, и в первую очередь, производственной. Уникальным является место аграрной отрасли в энергетическом круговороте человечества. Сельское хозяйство, применяя живые организмы, в первую очередь почву и растения, выступает в роли своеобразного «аккумулятора» солнечной энергии. То есть земледелие является первым источником восстанавливаемой энергии. Однако, к сожалению, агропроизводство, кроме Солнца, для надлежащего функционирования требует привлечения разных форм техногенной энергии. В этом контексте для сельского хозяйства характерными являются некоторые технологически уникальные черты, предопределенные интегрированностью биологических процессов в производственную систему. Они формируют специфику энергопотребления в аграрной сфере.


Использованные источники
1. Корінний С.О. Сучасний стан паливно-енергетичного комплексу та можливості використання енергозбереження підприємствами / С.О. Корінний // Держава та регіони. Серія: Економіка та підприємництво. – 2011. – №6. – С. 88-92

2. Горная энциклопедия: В 5 т./ Гл. ред. Е.А. Козловский. – М.: Сов.энцикл., 1984-1991.

3. Гринюк І. ШЛЯХОМ ЄС... / І. Гринюк // Агросектор. – 2007. – № 6. – С. 32-34

4. Томчук О.В. Розвиток економічних взаємовідносин в енергозабезпеченні сільського господарства: Автореф. дис... канд. екон. наук: 08.07.02 / О.В. Томчук; Дніпропетр. держ. аграр. ун-т. – Д., 2003. – 20 с. – укр.

5. Клименко Л.П. Техноекологія: підручник для ВНЗ / Л.П. Клименко. – Миколаїв: Вид-во МФ НаУКМА., 2000. – 304 с.

6. Захарова О.В. Економічні проблеми використання енергетичних ресурсів підприємств в умовах підприємницької діяльності / О.В. Захарова // Менеджмент та підприємництво в Україні [збірник наукових праць] / відповідальний редактор О.Є. Кузьмін. - Львів : "Львівська політехніка", 2001. - 481 с. - (Вісник / НУ "Львівська політехніка" ; № 417). - С. 108-111.

7. Энергосбережение в сельском хозяйстве, предпосылки [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://energia.3dn.ru/publ/energosberejenie/ ehnergosberezhenie_v_selskomkhozjajstve_predposylki/2-1-0-16

8. Васильков В.Г. Організація виробництва: Навч. посібник. / В.Г. Васильков. – К.: КНЕУ, 2003. – 524 с.

9. Скрипниченко В.А. Трансформація енергії у процесі сільськогосподарського виробництва / В.А. Скрипниченко [Електронний ресурс]. – Режим доступу: www.rusnauka.com/9_KPSN_2011/Economics/ 12_81718.doc.htm

10. Карпов В.Н. Повышение эффективности использования энергии в сельском хозяйстве республики Таджикистан / В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев [Електронний ресурс]. – Режим доступу: www.rusnauka.com/ 21_NTP_2011/Tecnic/ 5_90869.doc.htm

11. Черевко Г. Альтернативна енергетика агропромислового комплексу України / Г. Черевко, Т. Кохана, І.Магійович // MOTROL. – Сер. 8А. – 2006. – С. 106-116.

12. Білоуська Я.К. Формування ринкової системи матеріально-технічного забезпечення АПК України / Я.К. Білоуська, М.І. Герун, Г.М. Підлісецький. – К.: ННЦ ІАЕ, 2005. – 85 с.

13. Перебийніс В.І. Погляди С.А. Подолинського на енергію як чинник аграрного виробництва / В.І. Перебийніс // Нова економічна парадигма формування стратегії національної продовольчої безпеки України у ХХІ столітті. – 2001. – С. 190-194.

14. Симарев Ю.А. Экономное расходование энергии в кормопроизводстве / Ю.А. Симарев // Достижения науки и техники АПК. – 2003. – № 11. – С. 21-23.

15. Петти Уильям Трактат о налогах и сборах.Verbumsapienti – слово мудрым. Разное о деньгах Избранные работы [Текст]: переводное издание / У. Петти; ред. М. Смит. – М.: Ось-89, 1997. – 110 с.

16. Лучник М.М. Інноваційні напрями енергозбереження в аграрному виробництві / М.М. Лучник // Економіка, аграрний менеджмент, бізнес: [збірник наукових праць] / відповідальний редактор Д.О. Мельничук. – К.: НУБіП, 2011. – 269 с. – Науковий вісник НУБіПУ. – Вип. 168 ч.3. – С. 135-138.

17. Бузовський Є.А. Трансформація енергії у продукцію сільського господарства / Є.А. Бузовський // Економіка, аграрний менеджмент, бізнес: [збірник наукових праць] / відповідальний редактор Д.О. Мельничук. – К.: НУБіП, 2011. – 269 с. – Науковий вісник НУБіПУ. – Вип. 168 ч.3. – С. 132-135.

УДК 37.01.013+ 378.


К ПРОБЛЕМЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ

СОЦИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ


Л.А. Ядвиршис

Брянский ГУ им. акад. И.Г. Петровского», г. Брянск, Россия



Е.Н. Кондрашкова

Брянский ГЕУ, г. Брянск, Россия


Радикальные изменения в обществе, культуре и образовании, выделение и углубление личностно ориентированных и развивающих парадигм требуют переосмысления подходов к пониманию социально-педагогической теории и практики. В современном обществе на фоне социально-экономического кризиса четко выражен рост девиантных форм поведения, повышение общей агрессивности и тревожности. Школа, средние и высшие профессиональные учебные заведения как институты социализации находятся в состоянии поиска новых технологий обучения и воспитания, отмечается повышение научного интереса к теоретическому обоснованию практической педагогической деятельности. Педагогика как дидактико-ориентированная наука, в данных условиях не отвечает современных требованиям общественного развития, и нуждается в методологическом осмыслении новых научных категорий.

Понятийно-категориальный аппарат педагогики представлен в современных условиях дефинициями новой отрасли - социальной педагогики. Основными категориями здесь являются «социальное воспитание», понимаемое в контексте современной социализации, «социально-педагогическая система», «социально-педагогический процесс», «социально-педагогическая деятельность» и другие. Нам хотелось бы остановиться подробнее на методологическом анализе понятия «социально-педагогическая деятельность.

Понятие социально-педагогической деятельности возникло сравнительно недавно и четкой терминологической определенности пока не имеет, что, в общем-то, свойственно для инновационных процессов на данном этапе внедрения. В научной среде только появляются дискуссии по этой проблеме, фундаментальных работ этого направления недостаточно. Наиболее общий смысл социально-педагогической деятельности состоит в «обеспечении образовательно-воспитательными средствами направленной социализации личности» [2, 3].

Отсутствие в настоящее время общепризнанной концептуальной модели социально-педагогической деятельности (учителя, социального педагога, менеджера образования и пр.) побудило нас более подробно определить границы этого сложного феномена. Описать социально-педагогическую деятельность в качестве специального объекта исследования возможно через выделение совокупности наиболее характерных признаков.

Нам представляется интересным подход, при котором социально-педагогическая деятельность рассматривается с двух сторон: социальной и педагогической. Выделение ее социальной стороны правомерно, исходя из классификации видов деятельности по ее объекту. Социально-педагогическая деятельность в этом аспекте представляет собой реализацию субъект-субъектных отношений в процессе преобразования социокультурной реальности, в качестве которой выступает сфера педагогически организованных общественных отношений между людьми и сам человек во всей совокупности его социально-психологических характеристик. В качестве социальной группы как коллективного субъекта социально-педагогической деятельности выступают, прежде всего, педагоги-профессионалы (однако в специальном научном анализе субъектом социально-педагогической деятельности могут выступать и непрофессионалы).

Педагогическая сущность социально-педагогической деятельности состоит в том, что в ней возникает разновидность целенаправленных и осознанных отношений, детерминированных педагогическими целями преобразования людей через создание специально организованных условий и через сознательное совершенствование общественных воспитательных отношений. Последние 20 лет, в ходе изменения социально-политической и экономической жизни в стране, остро ощущается нехватка новых технологий воспитания, соответствующих мировым стандартам. Модернизация системы образования на базе компетентностного подхода требует изменения не только содержания, но и технологии обучения и воспитания.

Как в любой деятельности, в социально-педагогической деятельности объективное и субъективное находятся в неразрывном, органическом единстве. Социально-педагогическая деятельность имеет объективную сторону, поскольку она включает субъектов во взаимодействие с внешним миром. Субъективная сторона представляет собой преобразующую активность субъектов с их интересами, потребностями, мотивами. Модернизация различных подсистем образования обусловлена множеством специальных факторов. Важной характеристикой социально-педагогической деятельности является целенаправленность, которая выражает социальную и профессиональную активность субъекта этой деятельности. Ведущая цель социально-педагогической деятельности – организация социума как педагогически ориентированной среды для индивидуального и группового социального воспитания. Через социально-педагогическую деятельность достигается социальная компетентность личности воспитуемых как результат первичной социализации подрастающего поколения.

Специфика цели социально-педагогической деятельности состоит в том, что она не только планируется сознательно, но и в определенной ситуации может быть задана субъекту внешними, даже негативными факторами или экстремальными обстоятельствами. Поэтому, определяя ее цель, мы заранее не можем охватить всю полноту социальной жизни, в которой она будет реализовываться. Реализуя цель, социально-педагогическая деятельность моделирует педагогически целесообразную реальность, но, протекая под воздействием разнообразных факторов открытой социальной микросреды, влияет на складывающиеся субъект-субъектные отношения, которые по этой причине приобретают стохастический характер. Чем осознаннее и компетентнее строятся такие отношения, тем выше вероятность получения запланированного результата, тем, в свою очередь, продуктивнее социально-педагогическая деятельность.

Целью и объективными условиями, в которых протекает социально-педагогическая деятельность, детерминируется логика социально-педагогических действий. Социально-педагогическое действие рассматривается как элементарная единица социально-педагогической деятельности, которая обладает рядом характеристик. Во-первых, переход от одного типа действия к другому может происходить в зависимости от объективно сложившейся социально-педагогической ситуации и смыслового контекста, задаваемого самим субъектом социально-педагогической деятельности. Во-вторых, еще одна особенность социально-педагогического действия - его системный характер, что приводит в движение связи всех элементов социально-педагогической системы, отражается на всех ее уровнях. Природа социально-педагогического действия такова, что его познание требует анализа отдельных типов рациональности и связанных с ними мировоззренческих установок субъекта, в рамках которых действие имеет социально-педагогический смысл и воспитательно-образовательное значение. Субъект, реализующий социально-педагогическую деятельность, осуществляет социальное обучение в широком понимании этого выражения. Это обучение, в отличие от «школьного» обучения, протекает в рамках не семиотических моделей образования, а социальных, и иногда – символических (по А.А. Вербицкому). Тем самым обнаруживается транскультурная эффективность конкретных социально-педагогических систем. Если такой переход не осуществлен, социально-педагогическая деятельность в микросреде протекает в рамках дидактико-ориентированной педагогики, где ребенок остается объектом строго спланированных педагогических воздействий и не становится субъектом собственной жизнедеятельности во всей ее полноте [1].

И, наконец, особенность социально-педагогического действия заключается в его зависимости от степени открытости социально-педагогической системы. Эта особенность предполагает создание организационных предпосылок для перехода из двух крайних зон функционирования системы (предельно закрытой и предельно открытой) в зону функционально сбалансированную, что создает субъекту реальную возможность действовать внутри системы и одновременно быть открытым для вмешательства в систему извне. В связи с этим и выделяется особенность социально-педагогического действия, предусматривающая сбалансированное использование субъектом трех стратегий:

1) консервативной (в системе, закрытой для вмешательства извне);

2) революционной, инновационной (в системе, открытой для вмешательства);

3) соучастной, диалоговой (в системе сбалансированной - открыто-закрытой).

Для педагога эта специфика выражается в профессиональных действиях, осуществляемых и в специально организуемых условиях (в школе, в приюте), и в спонтанно возникающих ситуациях открытой социальной микросреды (в соседско-дружеском окружении, в компании).

Как следует из вышеприведенных характеристик, социально-педагогическое действие отражает внутреннюю природу и внешнее объективное своеобразие социально-педагогической деятельности.

Социально-педагогическая деятельность педагога всегда представляет собой единство двух сторон – внутренней и внешней. Выработка цели, анализ условий, схема действий, определение средств – составляющие внутренней (идеальной) стороны деятельности. Факторы и условия деятельности, ресурсы микросреды, используемые в деятельности, реальный результат, физическая сторона деятельности – ее внешние (рациональные) составляющие. Для социально-педагогической деятельности характерен тот факт, что ее внешняя сторона обладает огромным потенциалом возможностей, содержащихся в общественной культуре (микросреды, этноса, общества, цивилизации).

Основываясь на вышеприведенном анализе, мы считаем, что социально-педагогическая деятельность – это структурно-динамическая совокупность целенаправленных социально-педагогических действий субъектов, осуществляемых в микросоциуме специальными педагогическими средствами в интересах социально-психологического развития личности и межличностных отношений с учетом реальных условий жизни и образования.

Методологический анализ специфики социально-педагогической деятельности, свидетельствующий о сложности и неоднозначности толкования этого понятия, дает возможность расширить теоретические представления о деятельности вообще.


Использованные источники
1. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход /А.А.Вербицкий – М., Высшая школа, 1991. – 240 с.

2. Социально-педагогическая среда как условие становления и развития региональных сфер образования // Под ред. Ю.В. Васильева, Е.С. Комракова. М., 1994. – С. 35.

3. Теория и практика социально-педагогической деятельности в современном социуме: Материалы первой международной научно-практической конференции / Под ред. В.С. Торохтия. – М.: Граница, 2011.

УДК: 631.878:633.11“321”: 631.445.4

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ

ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ БУРОГО УГЛЯ


Н.М. Городний, О.М. Генгало, О.В. Грищенко, О.М. Дудка

НУБиП, г. Киев, Украина


Вступление. Свойства бурого угля и отходов буроугольной промышленности. Ресурсом для производства органоминеральных удобрений, наряду с торфом, является бурый уголь. Разнообразные органические соединения, входящие в его состав, имеют неодинаковую агрохимическую ценность. Гуминовые кислоты, применяемые в виде водорастворимых солей одновалентных металлов – гуматов аммония, калия или натрия, могут усваиваться высшими растениями и стимулировать некоторые физиологические процессы в них. Одним из перспективных и важных для народного хозяйства направлений научных исследований в области биохимической переработки торфа, угля и других полезных ископаемых является получение биологически активных гуминовых веществ и применение их в качестве удобрений, стимуляторов роста, кормовых дрожжей, медицинских препаратов.

Положительное действие бурого угля на почву впервые описано в 1887г. Было показано, что бурый уголь является важным фактором улучшения роста и развития сельскохозяйственных растений. К.К. Гедройц использовал уголь (его адсорбционные свойства) для сравнения физической (молекулярной) адсорбции органических и неорганических соединений почвой.

Уголь, как хороший адсорбент заинтересовал физиологов растений. Был проведен ряд исследований по выявлению действия угля на режим питания, но выводы разных авторов и обоснование его влияния на плодородие почвы были разными. Одни считали, что уголь положительно влияет на рост и развитие растений, другие относили его к инертным веществам. [1]

Утилизация отходов угольной промышленности имеет межотраслевой характер. Использование сопутствующих компонентов и отходов проводится медленно. Эти работы сдерживаются отсутствием разработанных технологических схем и типичных проектов заводов по переработке продуктов угледобычи, стандартов на их продукцию, а также недостаточным знанием состава и свойств отходов горных предприятий и возможных областей их использования. Решение этой проблемы может быть достигнуто при создании в угольной промышленности малоотходного и безотходного производства.

На сегодня можно выделить такие направления реализации этих задач:

- развитие процессов и систем переработки отходов;

- создание водооборотных циклов и бессточных систем;

- изобретение принципиально новых процессов, без стадии образования отходов;

- планирование и развитие территориально-промышленных комплексов с максимальной утилизацией отходов.

Таким образом, вопрос использования бурого угля для удобрения сельскохозяйственных культур рассматривалось как один из основных путей утилизации отходов буроугольного производства. Это объясняется тем, что по физико-химическим свойствам наиболее похожим перегною является торф, за ним – бурый уголь, и лишь затем – каменный. Все эти каустобиолиты являются отдельными стадиями единого процесса углеобразования. Под действием давления, температуры и других факторов торф превращается в бурый уголь, постепенно приобретает новые качества, теряет влагу, уплотняется, в нем возрастает содержание углерода и уменьшается – кислорода и водорода. Химический состав бурого угля в зависимости от месторождений, шахты включает в среднем от 14 до 69% воды, 7,5-55 – золы, 20-81 – летучих веществ. Органическое вещество содержит до 70% углерода, 4,31-6,87 – водорода, 24,6-25,6 – кислорода и азота. Характеризуется наличием около 10% материала в виде растительных остатков, почти отсутствием лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы (0 -10%), повышенным содержанием гуминовых кислот или их солей (60-80%). [2, 3]

Итак, наличие в составе бурого угля значительного количества гуминовых кислот и их соединений, зольных веществ, его коллоидная структура и высокая дисперсность является основой высоких сорбционных свойств, которые играют значительную роль в процессах реакции обмена между корневыми волосками растений и почвой, а также в адсорбции аммиачной формы азота. [4]

Агрохимические свойства углей разных месторождений. Все месторождения бурого угля на территории Украины разделяют на две группы: месторождения, содержащие землистый уголь (восточные области) и месторождения со смолистым углем (западные области). Для использования в сельском хозяйстве бурого угля эта разница имеет большое значение. Если землистые угли восточных областей после извлечения вследствии испарения воды легко рассыпаются на порошкообразную массу, то смолистые угли при высыхании на воздухе трескаются, образуя мелкие сланцеобразные пластинки. Различные условия залегания и происхождения, а также возраст, наложили свой отпечаток на свойства бурого угля. Сравнительная характеристика бурого угля различных месторождений представлена в табл. 1.

Наличие в буром угле гуминовых кислот (20-80%) определяет ценность его как сырья для производства гуминовых удобрений и стимуляторов роста. Кроме того, уголь содержит азот, фосфор, калий, оксиды кальция и магния, серу, а также микроэлементы – В, Мn, Zn, Cu, Mo и др..



Бурый уголь может быть использовано как самостоятельное удобрение, так и как адсорбент при компостировании с навозом, для совместного внесения в малых дозах (30-100 кг/га) с минеральными удобрениями, а также как основа для производства угле-минерально-аммиачных (гуминовых) удобрений, содержащих не только элементы минерального питания, но и физиологически активные вещества, которые активизируют обмен веществ в растениях [5].
Таблица 1. Химический состав бурого угля различных месторождений


Название месторождения

Влажность, %

Зольность, %

Содержание гуминовых кислот, %

N, %

Р2О5, %

S, %

рНKCl

Днепровский бассейн

49-53

19-29

50-60

0,5

0,04

2,8-4,1

5,8

Закарпатский бассейн

до 50

34-38

30-32

0,7

0,02

-

6,6

Прикарпатский бассейн

до 50

16-18

22-25

1,0

0,08

-

6,6

Подмосковное

41-49

13-19

20-22

0,5-0,6

0,02-0,03

1,1-2,1

3,6-4,4

Красноярское

-

7-13

60

1,0

-

17,0

-

Башкирское

-

12

44-80

до 0,8

0,07-0,5

0,4

-

Киргизское

-

15-20

40-84

0,7-2,5

-

1,1-4,2

-

Агрохимические свойства бурого угля Украины изучали в Днепропетровском сельскохозяйственном институте. Установлено, что хоть бурый уголь некоторых месторождений Украины по содержанию NPK приближается к навозу, он не является эффективным источником азота и подвижного фосфора и без предварительной обработки не может быть самостоятельным удобрением. Он может использоваться как сорбент для повышения эффективности минеральных удобрений.

Среди мер, способствующих повышению продуктивности растений, заслуживает внимания применение веществ сорбентов, которые способны впитывать своей поверхностью питательные вещества из минеральных удобрений или почвенного раствора и продукты жизнедеятельности микроорганизмов почвы. В поглощоном состоянии питательные вещества не вымываются из почвы водой и лучше усваиваются растениями, а биологически активные соединения, синтезируемые микроорганизмами в таком состоянии не способствуют развитию последних. В связи с этим значительно улучшаются показатели плодородия почвы и питание растений [6, 7]. Для повышения эффективности органических и минеральных удобрений предложено использование в качестве сорбента отходов бурого угля. Исследованиями установлено, что совместное его применение с минеральными удобрениями в рядки или в гнезда, или с органическими удобрениями в виде компостов значительно повышает эффективность удобрений [8].

Кроме того, при дальнейшем внесении минеральных удобрений вокруг семени может увеличиваться концентрация почвенного раствора, что негативно влияет на всходы семян и рост растений. Особенно это заметно при рядковом или гнездовом внесении аммиачных форм азотных и фосфорных удобрений. Как активный сорбент бурый уголь задерживает минеральные соединения и значительно уменьшает концентрацию почвенного раствора вокруг семян.

Условия питания растений, особенно в начальные периоды их роста и развития, значительно улучшаются при внесении минеральных удобрений вместе с небольшим количеством бурого угля. При питании растений поглощающеми формами удобрений более интенсивно развивается корневая система, значительно повышается жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, увеличивается количество клубеньков на корнях бобовых культур, интенсифицируется активность бактерий, фиксирующих азот из воздуха. Кроме того, отходы бурого угля усиливают обмен веществ между растениями и почвой. Благодаря биологической выборочной способности, растения более активно используют питательные вещества из адсорбционного слоя, чем из раствора [9, 10]. Объясняется это тем, что сорбированные формы не поглощаются почвенным комплексом, постоянно не вымываются водой и находятся в пригодном для использования растениями состоянии.

Применение бурого угля на фоне минеральных удобрений всегда было эффективным, при этом повышался не только урожай, но и его качество (в моркови увеличивалось содержание сахаров, а в зерне ячменя - количество белка, азота и фосфора).

Ученые считают, что наличие в составе бурого угля от 12 до 60% и более гуминовых кислот и их соединений, а также – 7,5-35% зольных веществ, коллоидальных структур полидисперсного строения – основная причина высокой сорбционной способности отходов. Некоторые почвенные микроорганизмы могут выделять во внешнюю среду определенное количество токсических продуктов обмена. Отходы же адсорбируют эти выделения, обезвреживают их, воспроизводят активность микрофлоры. Лабораторные, вегетационные и полевые опыты, проведенные с различными сельскохозяйственными культурами, под которые вместе с минеральными удобрениями вносили коркивской и александрийский бурый уголь, показали, что его сорбционные свойства улучшают физиологический режим корневого питания растений. При этом выявлено, что сорбенты из бурого угля регулируют обменные реакции при поступлении питательных веществ в растения, способствуют интенсификации жизнедеятельности микроорганизмов ризосферы и навоза, обусловливают лучшее развитие корневой системы и активизируют физиологические процессы растений [12,13].

Аналогичные исследования были проведены в Чехии. Исходным стало положение, что повышение урожайности нельзя достичь только путем внесения в почву минеральных удобрений. Основой правильного экономного использования удобрений является создание сорбционного перегнойного и перегнойно-глинистого комплексов. Исследованиями профессора Калипара было установлено, что нужно систематически влиять на природные почвенные условия с целью повышения их сорбционных свойств. Поэтому изготовленные из бурого угля удобрения биоминеральной природы должны создавать благоприятные условия для сорбционных процессов в почве. Специальное изучение сорбционной способности бурого угля, проведенное группой геохимиков Чехии, показало, что даже малое количество бурого угля, внесенного в почву с кислой реакцией и низкой сорбционной способностью, повышала его способность удерживать химические удобрения, уменьшая их вымывание из почвы.

Было доказано его способность насыщаться химическими элементами, в частности N, К, Ва, Са, Со, Ni, Mn, Cu. Одновременно определялось наличие в буром угле свободных гуминовых и других кислот путем изъятия аммиака и иона аммония. Этот аммиак считается продуктом сорбционной способности бурого угля, а не компонентом его исходного состава [14]. На основе бурого угля, сточных вод свекольно-сахарного производства и газовых заводов был разработан новый тип биоминеральних удобрений (БМД).

Поскольку поступление питательных веществ в растения связано с жизнедеятельностью микрофлоры и учетом расходов солнечной энергии на фотосинтез и испарения воды, система питания должна обеспечить интенсивное движение питательных веществ из почвы для усиления фотосинтеза и использование при этом солнечной энергии с тем, чтобы как можно меньше ее уходило на испарение воды, а при пониженной транспирации достигалась высокая производительность. Активизировать развитие микрофлоры можна не обязательно внесением больших норм навоза: высококачественный перегной или торфогноевой и другие компосты из расчета 2-5, а на легких супесчаных почвах 10-15 т/га всегда обеспечивают достаточное количество в почве активной микрофлоры или ее спор. Агрохимические исследования должны изучать химические процессы в почве и в растениях, а также взаимосвязи и взаимоотношения между почвой, растениями, удобрениями и микрофлорой. Поэтому органо-минеральные удобрения являются основным средством регулирования плодородия почвы: кроме азота, фосфора, калия и микроэлементов, они всегда содержат полезную микрофлору.

Многочисленные опыты показали свойство как частиц бурого угля, так и частиц перегноя и других органических удобрений впитывать своей поверхностью питательные вещества из минеральных удобрений, активизируя и улучшая условия питания. Именно так взаимодействуют органические и минеральные удобрения и при грануляции, что предотвращает вымывание и химическом связыванию с грунтом элементов питания, увеличивая эффективность удобрений под различные культуры в 2-3 раза. Предложенное Министерством аграрной политики и НУБиП Украины и подтверждено опытами положение о том, что органоминеральные смеси эффективные, заслуживают использование в сельскохозяйственном производстве.

Цель исследований – установить технологические параметры производства органоминерального удобрения на основе бурого угля.

Результаты исследований. Традиционные удобрения (навоз, птичий помет, торф, сидераты) имеют только локальное значение и при изготовлении промышленных органоминеральных удобрений не могут быть использованы в качестве источника органического вещества из-за высокого содержания влаги, неприятного запаха, значительных транспортных расходов. Все это требует поиска других видов органических веществ, способных заменить эти традиционные формы и представлять интерес для производства промышленных удобрений. Эти вещества должны иметь не только высокую активность гумификации, но и содержать легкодоступные формы органических соединений, необходимых как для роста и развития растений, так и почвенной микрофлоры [15].

Большие запасы и низкая стоимость органических веществ, которые является обычно отходами многих производств, могут ускорить производство промышленных новых видов сложных органоминеральных удобрений (СОМД) и снизить их стоимость. В отличие от традиционных минеральных удобрений, состоящих в основном из 1-3 элементов питания, сложные органоминеральные удобрение наряду с органическим веществом должны включать все необходимые растениям макро-и микроэлементы, а также физиологически активные вещества. В связи с этим заслуживает внимания производство и использование новых видов органоминеральных и биоудобрений на основе бурого угля.

Значение бурого угля как сырья для получения органических удобрений, связано с его химической природой и структурой. Важное значение имеют биохимические и геохимические процессы карбонизации, происходящие в нем. При карбонизации уголь подлежит большей конденсации и ароматизации, в результате чего изменяется его макро- и микро структура, физические и химические свойства.

Положительное влияние на почву имеют такие свойства бурого угля как высокая пористость, пластичность, большая активная поверхность, способность к набуханию, сорбции и к реакциям взаимодействия с органическими и неорганическими соединениями. Бурый уголь содержит в своем составе гуминовые соединения, лигнин, микроэлементы, аминокислоты. Большинство этих соединений находятся в связанном состоянии и недоступны для питания растений [16, 17].

Для освобождения этих соединений из минеральной структуры и повышения их гумификации и комплексообразующей активности Национальным университетом биоресурсов и природопользования Украины разработана технология получения органоминерального удобрения, которое содержит макро- и микроэлементы, гуминовые кислоты, ростактивирующие вещества.

В процессе компостирования данного удобрения под действием микроорганизмов происходит ферментация и преобразования химического строения бурого угля, в результате чего извлекаются легко усваиваемые питательные вещества. С другой стороны, продукты жизнедеятельности микроорганизмов положительно влияют на рост и развитие растений.


Способность микроорганизмов разлагать гумусовые соединения отмечена С.М. Виноградским, который выделил их в специфическую группу, названную автохтонной микрофлорой. В настоящее время способность в той или иной степени раскладывать гуматы обнаружена у многих микроорганизмов, в частности у представителей родов Nосаrdia, Seliberia, Arthrobacter, Clostridium.

Активные культуры гуматразрагающих микроорганизмов были выделены в Институте микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного группой ученых под руководством В.Т. Смалия, такие, как Pseudomonas sinuosa, Bacillus megaterium, Mycobacterium. Эти культуры на 13-14% раскладывали гумат натрия, гуминовые, ульминовые, лигнофульвонови и фульвокислоты бурого угля, а в присутствии углеводов (глюкозы) интенсивность разложения гуматов достигала 50%. При трансформации гумусовых соединений наблюдалось накопление биологически активных веществ, таких как аминокислоты и витамины группы В. На основании изучения физиологических свойств выделенных микроорганизмов для изготовления бактериальной закваски были отобраны две культуры – Bacillus megaterium, Pseudomonas sinuosa и разработана технология заводского выращивания этих культур.

Изучение активности закваски в производственных условиях показало ее эффективность – в присутствии микробных культур в процессе созревания биоминеральних удобрений в них повышалось содержание витаминов, аминокислот, происходило разложение гумата и отдельных гуминовых кислот.

Как свидетельствуют литературные данные, при изготовлении биоминеральних удобрений совсем незначительное внимание уделялось осадкам сточных вод. Однако известно, что органическая часть осадков составляет 57-65% массы сухого вещества. Основными компонентами органического вещества является белково-жиро-углеводным соединения (80-85%), а также лигниногумусовый комплекс (15-20%). Протеин осадка содержит аминокислоты, витамины группы В, микроэлементы В, V, Мn, Сu, главные элементы питания (NРК). В таблице 2, приведены данные содержания главных элементов питания в осадках.

Таблица 2. Содержание главных элементов питания, % на сухое вещество


Главный элемент питания

Активный ил

Сброженный осадок
Азот

2,4-6,5

1,7-6,0

Фосфор

2,3-8,0

0,9-6,6

Калий

0,3-0,4

0,2-0,5


Каталог: upload
upload -> Рабочая программа учебного курса
upload -> Исследовательская работа по литературе Пушкин и Оренбургский край ученица 8 класса Джумагазина Д
upload -> Темы рефератов «Слово о полку Игореве» в древнерусской литературе
upload -> Реферат архитектура многофункциональных бизнес-центров Санкт-Петербург 2013 Введение
upload -> Проектно-исследовательская работа
upload -> Реферат спорт-альтернатива пагубным привычкам ученица мбоу сош №12 г. Казани 11 «Б» класса Гилязова А. О
upload -> Перечень рефератов по специальности фармация
upload -> Реферат и аннотация общие требования
upload -> Автоматизированные системы управления и приборы автоматики
1   2   3   4   5

  • А.М. Хохлов, Д.И. Барановский, В.И. Герасимов
  • Использованные источники
  • С оциальные и естественные науки УДК 330.111.62 РЕЗУЛЬТАТЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ОТНОШЕНИЙ СОБСТВЕННОСТИ НА ЗЕМЛЮ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ УКРАИНЫ Л.Н. Бойко
  • А.Н. Буравченко, Я.П. Раковский, Т.А. Утицких
  • Ключевые слова
  • О ступенчатом лидере грозового облака.
  • О механизмах образования электрических зарядов.
  • О физической сущности грома
  • Э.С. Гражданкина, Т.П. Путятина
  • В.И. Грицаенко, Л.В. Грицаенко
  • Е.Н. Кондрашкова
  • Л.А. Ядвиршис
  • Н.М. Городний, О.М. Генгало, О.В. Грищенко, О.М. Дудка
  • Цель исследований