Increasing the efficiency of agricultural production due to the development of innovative agrotechnologies

Keywords: 
variety, agricultural technologies, irrigation, fertilizers, plant protection. 
According to FAO, the world's population will 
reach 8 billion by 2024, and by 2050 it will exceed 9 
billion, according to the most conservative estimates. In 
such conditions, providing the population with food is 
of primary importance and is determined by the stabil-
ity of agricultural production, including crop produc-
tion. Given the high export orientation, the Omsk re-
gion will take a significant place in these global pro-
cesses. 
The efficiency of crop production is determined by 
many factors. Some of them are adjustable, some are 
not. The main thing is the supply of heat and moisture 
during the growing season, which is characterized by 
the hydrothermal coefficient. Over the past 40 years, 
this indicator in the southern forest-steppe of the Omsk 
region varied within significant limits - from 0.48 to 
1.78, not to mention the uneven supply of heat and 
moisture during the growing season (Pic. 1).
 
Pic.1. Characteristics of heat and moisture supply of growing seasons in the southern forest-steppe of the Omsk 
region (according to the Federal State Budgetary Scientific Institution "Omsk ASC") 
0,86
0,71
1,30
0,45
1,09
0,86
1,59
0,74
1,13
0,48
0,87
1,33
0,74
1,03
1,74
0,76
1,48
0,55
0,89
0,52
1,02
0,68
0,70
1,31
0,99
0,60
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020

---

5
German International Journal of Modern Science №16, 2021 
In such conditions, irrigation is a reserve for stabi-
lizing agricultural production not only in our region, 
but also in the Russian Federation. However, at present, 
irrigation is used insignificantly, despite the presence 
of fresh water sources, as well as the preserved hydrau-
lic infrastructure, albeit requiring modernization [1, 2]. 
In world practice, irrigation is one of the main land rec-
lamation methods for increasing the natural potential of 
agricultural lands and increasing soil fertility. 
The range of cultivated crops in our region is ex-
tensive. It should be noted that an underestimated crop 
is winter wheat, which is superior in productivity to 
spring wheat and allows to reduce the load on technical 
means during the sowing and harvesting campaigns [3]. 
Agricultural producers in our region are fully pro-
vided with varieties of the main crops. Scientists of sci-
entific institutions and universities create adaptive va-
rieties adapted to the specific conditions of the region, 
including with the help of modern methods of marker 
selection [4]. 
It is possible to reveal the high genetic potential of 
such varieties only by optimizing the growing condi-
tions. The Russian Federation is one of the world lead-
ers in the production of mineral fertilizers, however, 
unlike China, it exports most of it to other countries 
(Pic. 2). In the Omsk region, the volume of applied fer-
tilizers increases every year, but also remains insuffi-
cient - 10 kg of ae. per hectare of arable land. Mineral 
and organic fertilizers are effective on any crops and 
soils, including when using foliar dressings with vari-
ous macro-, microelements and organic acids in addi-
tion to the main application [5-8]. 
 
Pic.2. Production of mineral fertilizers in the Russian Federation in 2019 (According to Federal State Statistics 
Service, Research Institute of Technical and Economic Research in the Chemical Complex) 
 
In the future, an increase in the efficiency of the 
use of fertilizers in precision farming systems will oc-
cur due to the identification of soil heterogeneity. These 
methods continue to be improved due to various indi-
ces, modern software components, which must be com-
bined with field research, tied to specific soil and cli-
matic conditions and crops [9, 10]. Such technologies 
are increasingly being used in practical agriculture. 
However, the optimization of the conditions of 
mineral nutrition loses its relevance with a negligent at-
titude towards protective measures. The use of herbi-
cides in the Omsk region occurs practically over the en-
tire cultivated area (table 1).
Table 1 
The use of plant protection chemicals in agriculture in the Omsk region, 1995-2020 (according to the Federal 
State Budgetary Institution "Russian Agricultural Center") 
Year 
Phytomonitoring (inspect), 
thousand ha 
Processed, thousand ha 
herbicides 
fungicides 
insecticides 
2015 
3527 
2005 
135 
148 
2016 
3732 
2137 
133 
282 
2017 
3800 
2502 
565 
402 
2018 
3603 
2279 
564 
559 
2019 
3531 
2382 
496 
620 
2020 
3650 
1842 
360 
456 

---

German International Journal of Modern Science №16, 2021 
6
The increase in the share of rapeseed in the struc-
ture of arable land use and the spread of various dis-
eases of agricultural crops led to an increase in the use 
of insecticides and fungicides in crops. In such condi-
tions, special attention should be paid to the selection 
of varieties with complex resistance, as well as to the 
use of high-quality chemicals, which allows several 
times to reduce the number of treatments and reduce the 
pesticide impact on agricultural landscapes. 
In organic farming systems, biological prepara-
tions for plant nutrition and protection will be of high 
relevance. However, their action is not stable in differ-
ent years in comparison with chemical preparations and 
requires further study. 
The level of technology development currently 
leads to an increase in the use of agrodrones, both in 
small farms and in large agricultural holdings in our 
country. These technologies are being improved and, in 
addition to highly efficient machines, are able to solve 
local problems of using pesticides in later growing sea-
sons to reduce mechanical damage to plants. 
The presented elements of modern agricultural 
technologies are aimed at achieving the tasks presented 
in the Development Program of the agro-industrial 
complex of the Omsk region, such as increasing the 
gross grain harvest to 4 million tons, increasing the ex-
port of highly profitable crops and preserving the fertil-
ity of zonal soils, which are a unique natural heritage 
and the main means of agricultural production.