CC BY
113
УДК 635.21:635.24:631
Инновационные грядовые технологии и технические средства для возделывания картофеля и топинамбура
В.И. СТАРОВОЙТОВ, доктор технических наук, зам. директора;
О.А. СТАРОВОЙТОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
ВНИИ картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха, ул. Лорха, 23, Красково, Люберецкий р-н, Московская обл., 140051, Российская Федерация E-mail: [email protected]
В работе дан анализ технологий возделывания картофеля и топинамбура на грядах. Исследования проводили с целью обоснования выбора приемов и технических средств, которые могут быть использованы для реализации универсальной инновационной технологии. Рассмотрены способы обработки почвы при возделывании картофеля и топинамбура с учетом глобального и локального изменения климата, характеризуемого сильными ливнями и засухами, что вызывает температурные и влажностные стрессы растений, размывание гребней и сложности при осенней уборке урожая из-за переувлажнения почвы. Для решения этих проблем предложены грядовые технологии с посадкой в 2-4 строки и расположением кустов в шахматном порядке. Грядовые технологии позволяют обеспечить техническое оснащение промышленного возделывания топинамбура. Его урожайность в этом случае не ниже, чем при возделывании на гребнях, но при уборке уменьшается объем почвы, поступающей на сепарацию. Для посадки топинамбура пригоден набор орудий и приспособлений аналогичный, используемому для гребневой технологии возделывания картофеля. Высадка осуществляется с расстоянием между клубнями 35-50 см в шахматном порядке по схемам 110+40 см, 70+40+40 или 100+40+40 см. Норма высадки зависит от массы клубня и густоты посадки, она варьирует от 555до 1850 кг/га. Рассмотрены вопросы конверсии существующей техники для возделывания картофеля с целью создания унифицированных машин.
Ключевые слова: почва, картофель, топинамбур, обработка почвы, посадка, уборка, гряды, влажность почвы, техника, J2 сажалки, культиватор, картофелеубороч-О ный комбайн.
Для цитирования: Старовойтов В.И., Старовойтова О.А. Обработка почвы при е возделывании картофеля и топинамбура s по инновационной технологии // Земле-
§ делие. 2015. № 7. С. 40-42. д
® Глобальное и локальное изменение S климата характеризуется сильными $ ливнями и засухами, что вызывает
температурные и влажностные стрессы растений, размывание гребней и сложности при осенней уборке урожая из-за переувлажнения почвы.
Новые подходы по реализации схем эффективного землепользования: создание индустриальных агротехнопарков, агробиокласте-ров, реализующих выращивание и глубокую переработку продукции, ставят задачи по совершенствованию полевых технологий производства, в первую очередь, картофеля и топинамбура, как наиболее энергозатратных культур.
Задачи по модернизации технологий для выращивания 40-60 т/га картофеля и 60-80 т/га топинамбура, решаются путем подбора полей, максимального использования возможностей удобрений, средств защиты, полива, высокоточных технологий для промышленного возделывания этих культур.
Современные тракторы и уборочная техника для снижения удельного давления на почву имеют колеса с широкими шинами 60-90 см, что соответственно требует широких междурядий 90 см и более. Однако оптимальное расстояние между растениями определяется биологией: размером клубневых гнезд и габитусом растений [1].
Многочисленными исследованиями доказано, что общая урожайность при оптимальном расстоянии между клубнями при посадке, определяется густотой посадки, которая для картофеля, например, составляет 35-50 тыс. растений/га, или 160-240 тыс. стеблей/га, в зависимости от назначения продукции [1]. Таким образом, возникает техническое противоречие между расширением междурядий и густотой стеблестоя. Решить его позволяют грядовые технологии с посадкой в 2-4 строки и расположением кустов в шахматном порядке [2], которые особенно важны для топинамбура, поскольку его клубневые гнезда значительно больше, чем у картофеля, и расстояние между кустами должно быть соответственно больше - в зависимости от сорта и урожайности в 1,2-2,0 раза. Серьезной проблемой при возделывании топинамбура в гребнях остается уборка зеленой массы, во время которой происходит
Рисунок. Схема возделывания картофеля на грядах при различной колее трактора.
1. Результаты посадки в гребни и гряды картофеля и топинамбура
Картофель (сорт Удача) Топинамбур (сорт Скороспелка)
Технология урожайность, т/га содержание примесей, % урожайность, т/га содержание примесей, %
Гребневая 29,1 25,0 36,2 32,2
Грядовая 28,6 18,5 38,6 23,7
уплотнение гребней колесами вывозящих ее грузовых автомобилей, что затрудняет последующую выкопку клубней.
Для оптимального развития клубненосных растений необходимо сформировать и поддерживать определенные технологические параметры зоны развития клубневого гнезда и корневой системы: оптимальную плотность почвы, влажность, устойчивость к сильным ливням и засухе. Картофель и топинамбур - культуры «рыхлых почв». Особенно сильно они реагируют на уплотнение, переувлажнение и засуху. Оптимальная величина объемной массы для дерново-подзолистых и слабо суглинистых почв составляет 1,0-1,2 г/см3. В более плотной почве слабее развивается корневая система, клубни мельче и сильнее деформированы [3].
При вегетации картофель и топинамбур потребляют огромное количество влаги. Общий коэффициент водопотребления зависит от урожайности и погодных условий и составляет для Подмосковья 70-150 м3/т [3].
Цель исследований - предложить приемы и технические средства, которые могут быть использованы для реализации универсальной инновационной технологии возделывания картофеля и топинамбура.
Осеннюю обработку почвы при возделывании топинамбура желательно проводить оборотным плугом, что исключает образование на поле свальных гребней и развальных борозд. После вспашки почву обрабатывают дисковыми боронами. На глинистых почвах дискование желательно выпонлнять в два следа. Обработку следует проводить только при наступлении физической спелости почвы [1].
Для создания мелкофракционной почвенной структуры с достаточным объемом пор и хорошим контактом с нижними водоудерживающими слоями необходимо проводить предпосадочную обработку почвы. Ее следует выполнять только на необходимую глубину, которая должна быть на 4-5 см ниже уровня последующего размещения клубней. Это делается для того, чтобы при уборке подкапывающие лемеха комбайнов не поднимали на элеватор пласт необработанной почвы, которую трудно, а при некоторых условиях и невозможно отсе-парировать от клубней [1].
Эффективный прием - локальное глубокое рыхление по центру гряды с локальным внесением удобрений и влагоудерживающих биополимеров, разрушающее подплужное уплотнение, обеспечивающее улучшение водно-воздушного режима гряды [1].
Принимая во внимание то, что на урожайность топинамбура большое влияние оказывает влагообеспечен-ность, все обработки почвы должны быть направлены на увеличение сохранения почвенной влаги, улучшение влагосберегающей способности и уменьшение испарения.
Предпосадочную обработку почвы необходимо осуществлять по направлению последующей посадки, что в дальнейшем обеспечит лучший режим работы техники. На суглинистых почвах ее можно проводить вертикально-фрезерными культиваторами с последующим формированием гряды пассивным грядообразователем [1].
В Нидерландах, Швейцарии, Германии и России в течение нескольких лет грядовые системы изучают как альтернативу гребневым с шириной междурядий 75 см (см. рисунок). В результате исследований установлено, что при одинаковой плотности посадки урожайность на грядах не-
ей на 16-25 см под будущие рядки растений. Результаты ее испытания показали, что урожайность картофеля на грядах близка к величине этого показателя, полученной на гребнях. Сбор клубней топинамбура при возделывании на грядах был выше, чем на гребнях. При этом содержание примесей в ворохе при уборке картофеля составляло соответственно 18,5 и 25,0%, топинамбура - 23,7 и 32,2% (табл. 1). Большее содержание примесей в ворохе при возделывании на гребнях, по сравнению с грядами, объясняется повышенным уплотнением почвы техникой при междурядной обработке и механизированной уборке стеблей.
Для создания грядовой машинной технологии возделывания топинамбура целесообразно рассмотреть возможности конверсии существующих машин.
Основная операция весной перед посадкой клубней картофеля и топинамбура при грядовой технологии -нарезка гряд машинами с фрезерными или пассивными рабочими органами, в зависимости от механического состава почвы (табл. 2). Если при предпосадочной обработке использовали фрезерные машины, а также на легких почвах для образования гряд можно применять грядообразователи (гря-доформирователи) с пассивными рабочими органами. По ширине захвата и параметрам формирования гряды эти машины можно рассматривать как базовые для разработки машинного комплекса новой технологии.
2. Техническая характеристика грядообразователей с активным приводом рабочих органов
Показатель D35-170 D45-170 D45-185 ^35^3x170 ^45^3x185
Тип рабочих органов активные
Количество нарезаемых гряд 1 1 1 3 3
Параметры гряды, см:
основание 170 170 185 170 185
стол гряды 150 150 160 150 160
высота 25 30 30 30 35
Рабочий орган Горизонтальные фрезбарабаны
Мощность трактора, кОТ/л.с. 48-60/ 60-70/ 63-82/ 142-164/ 186-223/
65-80 80-95 85-110 190-220 250-300
Масса, кг 880 1040 1090 3800 4100
сколько ниже, чем в гребнях; условия произрастания более благоприятны на широких грядах при ширине тракторной колеи 180 см в отличие от сравнительно узких гряд с двумя рядами при ширине колеи 150 см. Прироста урожайности на грядах можно добиться увеличением плотности посадки и равномерным распределением клубней [1].
В нашей стране разработана инновационная грядовая технология возделывания картофеля и топинамбура [2, 4], согласно которой предпосадочная обработка почвы осуществляется на глубину 8-12 см с одновременной полосной подпочвенной культиваци-
Посадка клубней топинамбура проводится в самые ранние сроки, которые возможны в зоне его выращивания. Для реализации этого технологического процесса подходит набор орудий и приспособлений аналогичный используемому для гребневой технологии картофеля. Высадка осуществляется с расстоянием между клубнями 35-50 см в шахматном порядке по схемам 110+40, 70+40+40 или 100+40+40 см. При выращивании топинамбура важно обеспечить заданную густоту стояния растений. Норма высадки зависит от массы клубня и густоты посадки, она варьирует от 555 до 1850 кг/га (табл. 3).
и
ф
з
ь
ф
д
ф
ь
ф
2 О
3. Норма высадки клубней при двух строчках посадки на гряде
(180 см)
Расстояние между растениями в ряду, см Число кустов, тыс. шт./га Норма высадки клубней при массе одного клубня в граммах, кг/га
25 30 | 40 50
30 37,0 925 1110 1480 1850
40 27,8 695 834 1112 1390
50 22,2 555 666 888 1110
Использование грядовой технологии позволяет расширить расстояние для прохода трактора без снижения густоты посадок. Это имеет большое значение при промышленном производстве топинамбура, поскольку у него убирают как надземную (листо-стебельную массу), так и подземную (клубни) часть растений. Причем при уборке надземной массы, требуется не замять зоны расположения клубневых гнезд. Именно с этой целью в предлагаемой грядовой технологии предусмотрена колея 180 см (параметр нижнего основания гряды), что обеспечивает возможность использования различных энергетических средств, отдельных марок самоходных кормоуборочных комбайнов, тракторных прицепов и автотранспорта для вывоза скошенной зеленой массы с поля.
устойчива к болезням и вредителям, поэтому перспективно ее выращивание по технологиям органического земледелия с последующим использованием продукции в качестве сырья для производства детского питания [4].
В зависимости от назначения, условий и времени реализации клубней топинамбура промышленная технология уборки предусматривает три варианта: прямое комбайнирова-ние; уборка копателями с укладкой в валки урожая из нескольких рядков, с последующим подбором комбайнами; укладка копателями урожая в неубранные рядки с последующей уборкой комбайнами.
Необходимо отметить, что у топинамбура механическая связь клубня со столонами значительно сильнее, чем у картофеля, поэтому отделение его
4. Технические характеристики картофелесажалок для посадки топинамбура на грядах
Показатель GL 660 GL 32 Е Miedema CP 22
Число рядков, шт. 6 2 2
Число гряд, шт. 3 1 1
Междурядье, см 75-90 75-90 75-90
Вместимость бункера, кг 5000-6000 500 550-700
Шаг посадки, см 12,5-45 12,5-45 10-50
Конструктивная масса, кг 3800 460 685
Мощность трактора, ^/л.с. 75/100 37/50 37/50
Габариты (ДхШхВ), мм 4980x4800 1500x2145 1640x1750
(6200)х1980 (1800)х1800 (1880)х1600
Посадку топинамбура на гряде можно осуществлять картофелепосадочными машинами. Для этих целей подходят GL 32 E и GL 660 фирмы «Grimme», а также CP 22 фирмы «Miedema» (табл. 4). Они обеспечивают хорошую раскладку клубней, как по длине рядка, так и по глубине посадки. Наличие различных по размерам ложечек и вставок в ложечки высаживающих аппаратов позволяет выполнять посадку любыми фракциями семенного материала. Результаты анализа показывают, что для реализации грядовой технологии такие машины подходят в качестве базовых при посадке в 1 и 3 гряды.
■я Для проведения ухода за посад-о ками топинамбура используют фре-¡^ зерные или пассивные культиваторы. ^ Междурядная обработка культивато-о рами в особенности важна до появле-| ния всходов и по всходам до высоты растений 20-30 см. При возделывании ® топинамбура нужно, по возможности, S избегать использования химических $ средств защиты растений. Культура
клубней от корневой системы усложняется [4]. В связи с этим необходим специальный адаптер, например, шнеки и интенсификаторы элеваторов, к картофелеуборочным комбайнам для уборки топинамбура [4].
Таким образом, грядовые технологии эффективны для выращивания картофеля и топинамбура.
Решить проблемы технического оснащения промышленного возделывания топинамбура на грядах можно путем конверсии техники для выращивания картофеля.
Представленные предложения и характеристики машин могут лечь в основу разработки технологических карт возделывания картофеля и топинамбура по грядовой технологии.
Литература.
1. Картофель России: монография / под редакцией А.В. Коршунова . М.: ООО «Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК», 2002. Т.2. 321 с.
2. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Черников Д.В. Способ выращи-
вания растений топинамбура / Патент № 2539635 RU. 05.12.2014. 5 с.
3. Замотаев А.И., Коршунов А.В., Старовойтов В.И. и др. Агрономическая тетрадь. Возделывание картофеля по интенсивной технологии. М.: Россельхозиздат, 1986. 104 с.
4. Королев Д.Д., Симаков Е.А. и др. Картофель и топинамбур - продукты будущего. М.: Информагротех, 2007. 292 с.
Innovative ridge technologies and technical means for the cultivation of potato and Jerusalem artichoke
V.I. Starovoitov, O.A. Starovoitova
All-Russian Research Institute of potato growing named after A.G. Lorkh, ul. Lorkha, 23, Kraskovo, Lyuberetsky r-n, Moscowskaya obl., 140051, Russian Federation
Summary. The paper presents the analysis of technologies of potato cultivation on ridges. The goal of this research was to justify the technology and technical tools that can be used to implement universal innovative technology of cultivation of potato and Jerusalem artichoke. It is discussed the methods of tillage in the cultivation of potatoes and Jerusalem artichoke, taking into account global and local changes of climate, characterized by heavy rains and droughts, causing temperature and humidity stresses of plants, erosion of the ridges and complication during the autumn harvest due to overwetting of soil. To solve these problems, the ridge technology was proposed with planting of 2-4 rows of bushes with an arrangement in chessboard order. Ridge technologies enable to solve problems of technical equipment in the commercial cultivation of Jerusalem artichoke. The yield of Jerusalem artichoke in this case is not lower than in the cultivation on ridges, but at harvest it is reduces the amount of soil entering for the separation. For the planting of Jerusalem artichoke it is suitable the set of tolls and devices similar to that, used for potato ridge cultivation. The planting is carried out with the distance between the tubers 35-50 cm in a staggered pattern according to schemes (110+40) cm, (70+40+40) cm or(100+40+40) cm. The planting rate depends on the tuber weight and planting density; it varies from 555 to 1850 kg/ha. It is examined the questions of the conversion of the existing equipment for potato cultivation in order to development of unified machines.
Keywords: soil, potato, Jerusalem artichokes, tillage, planting, harvesting, ridges, soil moisture, equipment, planters, cultivator, potato harvester.
Author Details: V.I. Starovoitov, D. Sc. (Tech.), deputy director (e-mail: agronir1@ mail.ru); O.A. Starovoitova, Cand. Sc. (Agr.), leading researcher fellow.
For citation: Starovoitov V.I., Starovoitova O.A. Innovative ridge technologies and technical means for the cultivation of potato and Jerusalem artichoke. Zemledelie. 2015. No. 7. pp. 40-42 (in Russ).
