Сетевое издание 7info продолжает проект «Интерактивная карта молодых учёных и специалистов Рязанской области». В рамках проекта мы познакомим вас с жителями нашего региона, которые профессионально занимаются наукой, работают в вузах, строят карьеру на рязанских предприятиях, внедряя в производство уникальные технологии. Все они – представители разных научных и профессиональных областей, и у каждого из них – свой особый круг исследовательских интересов. Медицина, сельское хозяйство, экономика, химия, педагогика, юриспруденция – вот лишь несколько сфер, в которых нашим героям удалось смело заявить о себе. Но что объединяет рязанцев, выбравших делом жизни технические и гуманитарные, точные и естественные науки? Их достижения направлены на повышение качества жизни людей и производительности труда, а также на развитие региона по различным направлениям. И мы подробно расскажем вам об этих людях и их научных открытиях.
Современное сельское хозяйство сталкивается с важной задачей — не только повышать урожайность, но и рационально использовать все ресурсы, включая отходы растениеводства. Какие технологии и оборудование уже сегодня позволяют эффективно перерабатывать растительные остатки? Каковы их экономические и экологические преимущества? И какие инновационные разработки в этой области ведутся в России? Об этом мы поговорили с экспертом в данной сфере — Ильёй Богданчиковым, доцентом кафедры ЭМТП РГАТУ имени П. А. Костычева, председателем Совета молодых учёных вуза.
– Илья, ваша научная и профессиональная деятельность связана с сельскохозяйственными технологиями. Расскажите, как вы пришли в науку? Были ли люди или события, которые особенно вдохновили вас на этом пути?
– Научная деятельность всегда привлекала моё внимание, интересно было узнать, как это устроено и как работает.
Выполняя дипломный проект под руководством профессора Бышова Николая Владимировича, я заинтересовался проектированием новых сельскохозяйственных машин, поэтому после окончания университета поступил в аспирантуру.
– Почему выбрали именно аграрную науку и РГАТУ?
– Я решил пойти по стопам отца, он закончил факультет механизации сельского хозяйства рязанского сельскохозяйственного института, его рассказы об учёбе, прохождение практики и ответы на все мои вопросы вдохновили меня. Поэтому я и пришел в Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева.
– Были ли моменты, когда хотели бросить исследования? Что вас мотивировало продолжать?
– Конечно, такие моменты были. Наверное, все с ними сталкивались. Не зря же известна такая мудрость: «Искушение сдаться будет особенно сильным незадолго до победы».
Мотивировали слова Генри Форда: «Гораздо больше людей сдавшихся, чем побеждённых».
Хорошую помощь и поддержку молодым исследователям оказывают Советы молодых учёных. Мне повезло стать частью Совета молодых ученых Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева (с 2014 г. и по н.в.), Совета молодых учёных и специалистов Рязанской области (с 2014 г. и по 2023 гг.) и Всероссийского совета молодых учёных и специалистов аграрных образовательных и научных организаций (с 2014 г. и по н.в.).
Общение с единомышленниками и специалистами в своих отраслях заряжает энергией и даёт новые силы для того, чтобы продолжать свой научный путь.
– Как ваша семья и окружение относятся к вашей научной деятельности?
– Научная деятельность – это сложный и трудный путь, в одиночку его не преодолеть. Мне повезло, моя семья всегда поддерживает меня, помогает и даже принимает участие в экспериментах и испытаниях.
– Почему вы сосредоточились на утилизации незерновой части урожая? В чём уникальность этого направления исследований?
– Когда поступил в аспирантуру на кафедру «Эксплуатация машинно-тракторного парка», под руководством кандидата технических наук, доцента Бачурина Алексей Николаевича велись исследования по теме «Совершенствование технологий и средств измельчения и заделки растительных остатков сельскохозяйственных культур, и исследование её влияния на показатели плодородия серых лесных почв южной части Нечерноземной зоны России». И мой научный руководитель доктор технических наук, профессор Бышов Николай Владимирович предложил присоединиться к данным исследованиям. Тема моей кандидатской диссертации такая: «Совершенствование технологического процесса подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удобрения».
Наша страна является мировым лидером по производству зерновых культур и, согласно данным Росстата, с каждым годом наблюдается увеличение объёмов производства. Помимо основной продукции – зерна, увеличивается и доля побочной – незерновой части урожая, большую часть которой приходится на солому. С точки зрения концепции органического земледелия растительные остатки необходимо использовать в качестве удобрения, что позволяет обеспечить воспроизводство плодородия почвы и существенно сократить дозы применения минеральных удобрений. Но существуют различные сложности, которые препятствуют её эффективному использованию, одной из которых является дефицит специализированных машин, это меня и вдохновило.
– Какие технологии и оборудование вы разрабатываете? Как они работают?
– Всё началось с работы над кандидатской диссертацией, появилась идея создать машину, которая за один проход могла бы подбирать солому из валка, измельчать с одновременной обработкой биопрепратами-деструкторами (ускоряющими процесс разложения) и разбрасывать по полю уже готовое к использованию органическое удобрение. Получили на это техническое решение патент на полезную модель, теоретически обосновали основные конструктивно-технические параметры, провели лабораторные испытания работы форсуночной рампы, создали опытный образец и испытали его в полевых условиях.
После защиты кандидатской диссертации в Мордовском государственном университете имени Н.П. Огарёва в 2013 году продолжил работать в Рязанском государственном агротехнологическом университете имени П.А. Костычева сначала старшим преподавателем, потом доцентом.
С третьего раза удалось выиграть конкурс УМНИК и получить 400 тыс. руб. на создание машины для эффективной утилизации незерновой части урожая в качестве удобрения, это позволило продолжить заниматься исследованиями в данной области. В результате был разработан агрегат для утилизации соломы, который представляет собой валковый измельчитель оборудованный форсуночной рампой с установленными на ней форсунками-распылителями по средствам которых происходит распыление рабочего раствора биопрепарат-деструктора в измельченную растительную массу. Таким образом, один машинно-тракторный агрегат за один проход выполняет сразу две технологические операции.
Нами испытывались несколько вариантов расположения форсуночной рампы: непосредственно в зоне измельчения над ротором измельчителя (образец 2013 года) и за распределительными заслонками, обрабатывая уже измельченную растительную массу. С практической точки зрения второй вариант оказался удобнее для технического обслуживания.
Рассматривался вариант оснащения данной машины комплексом для заделки уже готового органического удобрения (изельченная растительная масса обработанная биопрепаратом-деструктором) в почву. Предлагалось два варианта: с пассивными рабочими органами (дисковое почвенное орудие) и активными (в виде фрезы). Оба технических решения защищены патентами на полезные модели. Данные машины отмечаются низкой манёвренностью из-за высокой кинематической длины.
Сканирующее устройство устанавливается в передней части трактора и представляет собой планку с установленными 3 дальномерами (ультразвуковыми или лазерными) производя измерение в центральной части вершине валка) и по краям. Теоретически валок описывается половиной эллиптического цилиндра (высота валка – меньший радиус эллипса, а половина ширины – больший радиус; высота цилиндра – пройденный путь машинно-тракторного агрегата). По разработанному алгоритму машина сканирует профиль валка и рассчитывает массу соломы, поступающей для измельчения и рассчитывает необходимую норму раствора биопрепарата-деструктора.
Модуль для формирования защитного слоя представляет собой реечный механизм позволяющим регулировать величину вылета распылительных форсунок за распределительные заслонки, что позволяет делить поток измельченной растительной массы на два, один проходит через факел распыла форсунок, а вторая над факелами, оставаясь сухим. Сухой слой накрывает обработанный и предохраняет его от воздействия солнечных лучей, а также испарения, сохраняя эффективность действия биопрепарата-деструктора. Такое решение позволяет выполнять заделку органического удобрения в течение 2-3 часов.
Разравнивающее устройство – устанавливается в передней части измельчителя над входным окном. Позволяет срезать вершину валка и распределяя растительную массу по краям, что позволяет увеличить равномерность загрузку ротора измельчителя по ширине, что увеличивает ширину и равномерность разбрасывания готового органического удобрения.
– Каких результатов удалось достичь на данный момент? Есть ли уже внедрённые решения?
– На технические решения получен один патент на изобретение, одно свидетельство программы для ЭВМ и 8 патентов на полезную модель. Сейчас подготовлена и отправлена еще одна заявка на патент на полезную модель. В разные годы наши проекты отмечены медалями Всероссийской агропромышленной выставки Золотая осень: бронза (2019 г.), золото (2020 г.), серебро (2024 г.), золото (2024 г.); московского международного салона изобретений и инновационных разработок Архимед: серебро (2015 г.), золото (2016 г.), серебро (2019 г.), золото (2020 г.), бронза (2022 г.), бронза (2023 г.), серебро (2023 г.).
Создана одна машина для утилизации соломы в качестве удобрения, которая использовалась в хозяйствах Рязанской области в 2018-2024 гг. В этом году будет использоваться в УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ. Есть акты внедрения.
– Как ваши разработки могут изменить сельское хозяйство в нашем регионе? Видите ли вы потенциал для масштабирования ваших технологий на другие регионы?
– Все разработки выполнены и выполняются в соответствии со стратегией агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов России до 2030 года, поэтому востребованы.
Во время уборки зерновых культур основная нагрузка приходится на уборочную технику – зерноуборочные комбайны. В среднем на один комбайн, по данным на 2025 год, приходится до 442 га (439 га в Рязанской области), а в долгосрочной стратегии развития зернового комплекса Российской Федерации до 2035 года загрузка не должна превышать 278 га! В странах запада данный показатель не превышает 70 га. В литературе есть ссылка на нормативную нагрузка на один зерноуборочный комбайн в пределах 180 га. Получается, что нагрузка на зерноуборочные комбайны больше нормативной более чем в 2 раза.
Комплекс наших технических решений позволяет снизить загрузку на комбайны за счёт того, что незерновая часть урожая будет утилизироваться специализированными машинами, известно, что соломоизмельчитель зерноуборочного комбайна затрачивает до 20% мощности двигателя.
Так как растительные остатки будут использоваться в качестве удобрения, это позволит компенсировать вынос питательных элементов из почвы и сохранить её плодородие.
В нашем регионе возделываются зерновые культуры, нагрузка на зерноуборочные комбайны также превышает нормативную, более чем в 2 раза, что делает наши разработки востребованными. Более того, интерес к нашим разработкам проявляют представители других регионов.
– Какие экономические выгоды получат аграрии от использования ваших технологий?
– Варианты утилизации соломы (растительных остатков), связанные с вывозом её за пределы поля, подразумевают использование дополнительных машинно-тракторных агрегатов и как следствие большим расходом топлива, более чем на 50% по сравнению с технологий измельчения соломы зерноуборочным комбайном. Соломоизмельчитель зерноуборочного комбайна потребляет до 20% мощности двигателя, что отражается на увеличении времени на уборку основной продукции (зерно) и перерасхода топлива по сравнению с вариантом с отключенным соломоизмельчителем.
Использование опытной машины для утилизации соломы в качестве удобрения позволило снизить расход топлива на 10,62% (экономия 136,2 руб./га). Проведённые испытания в различных хозяйствах Рязанской области (с 2019-2024 гг.) позволили увеличить скорость разложения соломы на 9% в первый и на 16% во второй год. Урожайность сельхозкультур увеличилась в среднем на 21% (на 7,5 ц/га в первый год и на 8,4 ц/га во второй год). Экономическая эффективность за счёт увеличения урожайности с/х культур и снижения затрат на освобождение поля от соломы составляет 8,3 тыс. руб./ га.
– Есть ли аналоги ваших разработок за рубежом?
– Прямых аналогов не выявлено. Но есть интересные решения, например в конструкциях опрыскивателей.
– С какими трудностями сталкиваетесь при внедрении технологий?
– С финансовыми. Для изготовления опытных образцов машин и устройств нужны трудовые и материальные затраты. Изготовленным из подручных материалов, фактически на энтузиазме за счёт личных ресурсов, изделиям сложно конкурировать с серийными машинами.
Были трудности идеологические. Когда в 2013 году представил проект на конкурс УМНИК, комиссия отвергла его со словами: «Зачем нам это, есть John Deere, у них всё и купим». В 2015-м в виду начала санкционного давления запада на нашу страну проект в итоге был поддержан фондом. Сложно доказать, что экономический эффект от разработки приходит не сразу и не через первый год. Когда мы хотим получить эффект от, например, выращивания пшеницы, мы вкладываемся в обработку почвы, её подготовку, подготовку семян, посев, удобрения, уход за посевами, уборку, послеуборочную обработку зерна и если посчитать эффект на данном этапе, то его не будет, сплошные затраты, но зерно продолжают производить.
От внедрения одной машины получить желаемый эффект невозможно, необходимо интегрировать разработки под существующую систему машин в условиях каждого конкретного предприятия, а не каждое предприятие готово рисковать нарушением уже налаженного технологического процесса в угоду каким-то перспективным разработкам.
– Какие ближайшие цели в вашей научной работе?
– Как говорил Александр Васильевич Суворов: «Плох тот солдат, кто не мечтает стать генералом». Одной из ближайших моих целей является закончить работу над докторской диссертацией и её защита.
Стоит цель закончить работу над научно-исследовательской работой «Разработка технических решений для повышения эффективности утилизации соломы в качестве удобрения».
– Каким вы видите сельское хозяйство через 10–20 лет благодаря таким технологиям?
– Высокотехнологичной отраслью, в которой машины научаться взаимодействовать друг с другом. Расширится количество технологических операций, которые будут выполняться беспилотными авиационными системами.
Илья Богданчиков успешно сочетает науку, преподавание и увлечения: бег помогает ему перезагружаться, а чтение позволяет отвлечься от работы. Своей энергией он заряжает студентов. Например, Анну Юдину, которая под его руководством развивает технологии утилизации растительных отходов, продолжая его исследования.
– В науку я пришла, наверное, как и многие, через любопытство и желание разобраться в сложных процессах, – рассказывает Анна. – Возможность своими руками проводить эксперименты, анализировать результаты и предлагать новые решения невероятно захватила меня. А вдохновил, безусловно, мой научный руководитель – Богданчиков Илья Юрьевич. Его знания и умение видеть перспективные направления в исследованиях стали для меня примером. Выбор аграрной науки был осознанным. Хотелось найти решения, которые реально помогут повысить эффективность и устойчивость сельского хозяйства. А РГАТУ – один из ведущих аграрных вузов с сильной научной базой и опытными преподавателями. Здесь есть все условия для проведения исследований.
Анна не только углубленно изучает технологии переработки незерновой части урожая, но и добилась уже первых значимых результатов в этой сфере.
– Я стала лауреатом Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых аграрных образовательных и научных организаций России 2025 в номинации «Гостеприимство, сервис и оказание услуг на сельских территориях», тема работы «Организация агротуризма В УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ». Конкурс проходи в три этапа: внутривузовский, федеральный уровень и всероссийский. Заключительный этап проходил в Ставропольском государственном аграрном университете и конкурсное жюри высоко оценило мою работу. В рамках проекта предложен комплекс мероприятий позволяющий организовать туристические маршруты с аграрным и научным уклоном на территории опытной агротехнологической станции университета.
Нами подготовлена и подана заявка на патент на полезную модель. Проведены исследования по изучению вибрации создаваемой двигателем трактора и оказывающие воздействия на точность работы сканирующего устройства. Проводятся исследования по изучению воздействия движителей машинно-тракторных агрегатов на уплотнение почвы и влияние уплотнения почвы на интенсивность разложения растительных остатков в почве. По результатам этих исследований подготовлена и опубликована статья в журнале из перечня ВАК. Подана заявка на конкурс УМНИК-2025 (первая очередь очередь).
Анна ответила на наш вопрос, что бы она посоветовал тем, кто только начинает путь в науке?
– Начинающим исследователям я бы посоветовал быть любознательными, настойчивыми, не бояться трудностей и всегда верить в себя и свои силы. Важно найти интересную тему для исследований, выбрать хорошего научного руководителя и не бояться задавать вопросы. И самое главное – любить науку и получать удовольствие от своей работы!, – сказала Анна Юдина.
Илья Богданчиков подытожил:
– На мой взгляд, лучшим пожеланием являются слова из книги Вениамина Каверина «Два капитана»: «Бороться и искать, найти и не сдаваться».
Олеся Чугунова
ПРОЕКТ «ИНТЕРАКТИВНАЯ КАРТА МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ И СПЕЦИАЛИСТОВ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ» РЕАЛИЗУЕТСЯ АВТОНОМНОЙ НЕКОММЕРЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ «ЦЕНТР РАЗВИТИЯ КВН» ПРИ ПОДДЕРЖКИ ФОНДА ПРЕЗИДЕНТСКИХ ГРАНТОВ НА ПЛАТФОРМЕ СЕТЕВОГО ИЗДАНИЯ 7INFO.