CC BY
5
Научная статья УДК 635.21:631.589.2
КРУПНОМАСШТАБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО МИНИКЛУБНЕЙ В СИСТЕМЕ ОРИГИНАЛЬНОГО СЕМЕНОВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ
1 2 Олег Сосланбекович Хутинаев , Виктор Иванович Старовойтов , Оксана Анатольевна
Старовойтова3, Елена Васильевна Овэс4 Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха; Московская область,
Россия
Александра Анатольевна Манохина5н, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева,
Москва, Россия
[email protected], https://orcid.org/ 0000-0002-1487-4038 [email protected], https://orcid.org/ 0000-0001-9365-7631 [email protected], https://orcid.org/ 0000-0002-8293-6579 [email protected]
[email protected], https://orcid.org/ 0000-0002-9785-1164
Аннотация. Последние научно-технические достижения позволили создать новые аэрогидропонные системы выращивания растений с комбинированным активно-пассивным способом их питания. Эти системы вобрали в себя все главные преимущества аэропоники и гидропоники. Их отличительной особенностью является способность функционировать длительное время без электричества, то есть они дают возможность получать мини-клубни в условиях водно-воздушной питательной среды без риска гибели урожая из-за внезапных отключений электричества или поломки оборудования. Цель исследования - обоснование инновационной альтернативной аэрогидропонной технологии производства оздоровленного посадочного материала в оригинальном семеноводстве картофеля. Использованы пробирочные растения картофеля из Банка здоровых сортов картофеля ФГБНУ ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха. Мини-клубни выращивали на аэрогидропонном модуле АГМ-60. На основе новых аэрогидропонных систем становится возможным строительство аэрогидропонного комплекса для выращивания мини-клубней, позволяющего в кратчайшие сроки добиться полной окупаемости и высокой прибыли для предприятия. Себестоимость мини-клубня, полученного по аэрогидропонной технологии по ценам 2023 года, составляет 6,25 рублей, что более, чем в два раза ниже, чем стоимость тепличных мини-клубней, выращенных в условиях закрытого грунта. Более того, себестоимость аэрогидропонных мини-клубней ниже, чем себестоимость мини-клубней, полученных по тоннельной технологии, где стоимость клубня составляет 8,9 рублей за штуку. Более того, высокая производительность аэрогидропонных систем может позволить производить в несколько раз большие объемы исходного посадочного материала и перейти к освоению 4-х и даже 3-летних схем семеноводства для снабжения производителей высококачественным семенным картофелем.
Ключевые слова: картофель, посадочный материал, мини-клубни, оригинальное семеноводство, аэрогидропонная система
Для цитирования: Хутинаев О.С., Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Овэс Е.В., Манохина А.А. Крупномасштабное производство миниклубней в системе оригинального семеноводства картофеля // АгроЭкоИнженерия. 2024. № 2(119). С. 43-58 https://doi.org/
Research article
Universal Decimal Code 635.21:631.589.2
LARGE-SCALE PRODUCTION OF MINI-TUBERS IN THE SYSTEM OF ORIGINAL
POTATO SEED BREEDING
Oleg S. Khutinaev1, Victor I. Starovoitov2, Oksana A. Starovoitova3, Elena V. Oves4 A.G. Lorkh Russian Potato Research Centre (RCPR), Moscow Region, Russia
Aleksandra A. Manokhina5H Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev,
Moscow, Russia
[email protected], https://orcid.org/ 0000-0002-1487-4038; [email protected], https://orcid.org/ 0000-0001-9365-7631; [email protected], https://orcid.org/ 0000-0002-8293-6579; [email protected],
[email protected], https://orcid.org/ 0000-0002-9785-1164
Abstract. Recent scientific and technical advances have made it possible to create new aerohydroponic systems for growing plants with a combined active-passive nutrition method. These systems combine all the main advantages of aeroponics and hydroponics. Their special feature is the ability to operate for long periods without electricity. They allow the production of mini-tubers in a water-air nutrient environment without the risk of crop loss due to sudden power cuts or equipment failure. The aim of research was to substantiate an innovative alternative aerohydroponic technology for production of healthy planting material in the original potato seed breeding. The study used in vitro potato plants from the Bank of Healthy Potato Varieties belonging to A.G. Lorkh Russian Potato Research Centre. Mini-tubers were grown on an aerohydroponic module AGM-60. New aerohydroponic systems create opportunities to construct an aerohydroponic complex for growing minitubers. The complex would allow the enterprise to achieve full cost recovery and high profit in the shortest possible period. The self-cost of a mini-tuber grown by aerohydroponic technology at 2023 prices is 6.25 rubles. This is more than two twice lower than the self-cost of mini-tubers grown in greenhouses. Besides, the self-cost of aerohydroponic mini-tubers is lower than the self-cost of mini-tubers grown by the tunnel technology of 8.9 rubles. Moreover, the high productivity of aerohydroponic systems opens up the possibility of producing many times larger quantities of initial planting material and of developing 4- year and even 3-year seed breeding schemes to supply growers with high-quality seed potatoes.
Keywords: potatoes, planting material, mini-tubers, original seed production, aerohydroponic system
For citation. Khutinaev O.S., Starovoitov V.I., Starovoitova O.A., Oves E.V., Manokhina A.A. Large-scale production of mini-tubers in the system of original potato seed breeding. AgroEcoEngineering. 2024; 2(119): 43-58 (In Russ.) https://doi.org/
Введение. Для обеспечения стабильного объема потребления картофеля, в рамках реализации утвержденной Правительством Подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации на 2017-2025 годы» предусматривается повышение урожайности картофеля за счет создания и быстрого продвижения новых высокопродуктивных сортов в производство на основе современных эффективных технологий выращивания качественного семенного материала [1]. Наибольшая эффективность таких технологий достигается при использовании современных цифровых систем точного земледелия [2, 3]. Для получения качественного семенного картофеля необходимо соблюдать технологический регламент, определяющий порядок ведения и технологический процесс семеноводства, обеспечивающий получение стандартной фракции семенных клубней и качество в соответствии с требованиями государственных стандартов и нормативных документов [4, 5, 6, 7].
Оригинальное семеноводство картофеля включает: поддержание банка здоровых сортов картофеля, получение и размножение здорового (свободного от инфекции) исходного материала (базовые клоны), получение оздоровленных микро и мини-клубней, а также выращивание первого полевого поколения и производство супер-суперэлитного картофеля [8, 9]. Поддержка элитного семеноводства позволяет сельхозтоваропроизводителям удовлетворять спрос на семена высокого качества и нужного сортового ассортимента [10, 11, 12]. Тем самым обеспечивается потребность сельскохозяйственных товаропроизводителей в полном объеме, а предоставление государственной поддержки по субсидированию приобретения элитных семян повышает их доступность и обеспечивает рост урожайности сельскохозяйственных культур [10, 11, 12].
В общем виде схема последовательных этапов производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля представлена следующими ступенями производства: исходный материал (микрорастения, микроклубни, базовые клоны) освобожденный от вирусной и другой инфекции, оригинальный семенной картофель (мини-клубни, 1 -е полевое поколение, супер-суперэлита), элитный семенной картофель (суперэлита, элита) и репродукционный семенной картофель (1-2 репродукции) [8].
Производство мини-клубней в основном ориентировано на использовании способа выращивания в закрытом грунте в зимних теплицах [8]. При выращивании в пробирочной культуре от одного растения обычно формируется 1-2 клубня размером 5-9 мм в диаметре [8, 13, 14]. Последние разработки новых систем показали, что новые методы in vitro клубнеобразования позволяют увеличить число клубней приемлемых размеров (свыше 9 мм в диаметре) и снизить затраты в 1,7 раза по сравнению с рассадной культурой из микрорастений [8, 13].
На основе базовой технологии производится около 80% мини-клубней, хотя в последние годы заметно повысилась заинтересованность производителей мини-клубней в использовании усовершенствованных технологий, основанных на применении гидропонной (водной) и аэропонной (воздушной) культуры [8]. Современные методы ускоренного размножения на биотехнологических установках с использованием гидро-, аэро- и агрегатопоники позволяют получать большое количество оздоровленных мини-клубней (нередко до 1 млн. шт. и даже более со средней массой оздоровленного клубня около 10 г), при этом по каждому сорту - от 50 тыс. шт. [6, 9, 15, 16, 17, 18, 19, 20]. Эти методы размножения позволяют при минимальных затратах устойчиво развивать производство
различных видов продукции с увеличением урожайности растений и выхода продукции с единицы площади [6, 15, 16, 21, 22, 23].
Среди альтернативных технологий выращивания мини-клубней наиболее производительными являются аэропонные системы, в которых мини-клубни выращиваются в воздушном пространстве без использования каких-либо твердых субстратов, являющихся потенциальными очагами размножения патогенных микроорганизмов. Аэропонные и гидропонные системы позволяют эффективно использовать природные ресурсы и максимально ограничить использование минеральных удобрений и агрохимикатов, способствуя повышению качества продукции и снижению стоимости производства [16, 22]. В сравнении с гидропоникой, растения в аэропонике отличаются усиленным ростом вегетативной массы и продолжительным процессом клубнеобразования, а весь процесс вегетации может длиться до семи месяцев от начала посадки [23, 24]. При этом, выход клубней с растения в аэропонике почти на 70% выше, а количество клубней увеличивается более чем в 2,5 раза, хотя увеличение количества приводит к снижению средней массы клубней почти на 33% [24]. Однако, при получении мини-клубней наиболее важным показателем является количественное выражение урожая и принимая во внимание то, что мелкие клубни размером от 15 до 25 мм имеют такие же семенные качества, как и клубни размером 25-35 мм, то весовой показатель уходит на второй план и не имеет такого важного значения, как коэффициент размножения с одного условного растения.
Современные аэропонные и гидропонные системы наряду с огромными преимуществами перед традиционным выращиванием в закрытом грунте имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их массовое распространение [17]. Наиболее значимым недостатком является жесткая зависимость от электричества и большие первоначальные капиталовложения, чтобы запустить производство. В сравнении с капиталовложениями для запуска традиционной технологии в закрытом грунте, аэрогидропонный комплекс, рассчитанный на такой же объем выпуска мини-клубней, может стоить в 2,5-3 раза дороже [16]. И если первый фактор решается с помощью средств автоматизации и аварийных средств возобновления подачи электроэнергии, то второй очень сильно ограничивает технологию в результате отсутствия или недостаточных средств для строительства подобных сооружений [16]. Однако, необходимо заметить, что вложения в основные средства производства для гидропонной и аэропонной технологий единоразовые и требуют минимальных ежегодных текущих затрат, а в традиционной технологии основную часть затрат занимают значительно весомые ежегодные текущие затраты на приобретение грунта, горшков, обеззараживание с привлечением большого количества рабочей силы и существенно более низкой фитосанитарной защитой. Такое положение дел ставит аэропонные и гидропонные технологии на первую строчку по эффективности и гарантирует быструю окупаемость вложений, чего нельзя сказать о традиционном методе производства, который без субсидий государства не может производить доступный по цене исходный семенной материал. Аэропонная технология, напротив, позволяет снизить стоимость конечной продукции в 2-2,5 раза и обеспечить семеноводческие предприятия доступным семенным материалом высокого качества, и в тоже время, в результате быстрой окупаемости приносить прибыль [16].
Как отмечалось выше, и аэропонные и гидропонные методы выращивания находятся в жесткой зависимости от электроэнергии, и любая авария оборудования или на линии может привести к печальным последствиям, что сильно отпугивает производителей. Однако
аэрогидропонные установки открывают возможности совершенствования технологии выращивания мини-клубней и создания суперсовременных интеллектуальных систем с полной автоматизацией и роботизацией производства [8, 13, 17, 19, 20].
Цель работы - обоснование инновационной альтернативной аэрогидропонной технологии производства оздоровленного посадочного материала в оригинальном семеноводстве картофеля.
Материалы и методы. Использованы пробирочные растения картофеля из БЗСК (банка здоровых сортов картофеля) ФГБНУ ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха. Выращивание мини-клубней производилось на аэрогидропонном модуле (АГМ-60). Используемые растворы и режимы освещение подробно описаны в монографии [6]. Проводился анализ производственных данных, полученных различными методами по выращиванию миниклубней.
Результаты. Последние научно-технические достижения позволили создать новые аэрогидропонные системы выращивания с комбинированным активно-пассивным способом питания растений, позволяющие выращивать мини-клубни в условиях водно-воздушной питательной среды, не опасаясь риска гибели урожая из-за внезапных отключений электричества или поломки оборудования. Новые комбинированные системы созданы при совмещении аэропонных и гидропонных технологии и их основное преимущество в том, что они вобрали в себя все главные преимущества аэропоники и гидропоники и при этом способны продолжительный период времени функционировать без электричества. Продолжительность этого периода в несколько раз длиннее, чем даже в традиционной технологии, так как там также необходимо производить ежедневный полив растений, и земля в горшках тоже может начисто высохнуть, если не производить полив хотя бы раз в неделю. В новых комбинированных системах этот фактор уже не имеет значения, так как растения будут снабжаться влагой до конца вегетации. На рисунках ниже представлены примерные сроки, при котором корневая система может выдержать отсутствие влаги без повреждения корней при разных технологиях выращивания. Норма расхода воды на одно растение за весь период вегетации при выращивании в горшках - 40 л (рис. 1-4).
Автоматический полив с периодичностью 2 раза в неделю.
Необратимое повреждения корней от недостатка влаги - через 1 или 2 недели, в зависимости от возраста растения
Рис. 1. Традиционный способ выращивания в горшечной культуре Fig. 1. Traditional growing method in pots
Автоматизированный полив с
периодичностью 20 минут смачивание - 20 минут перерыв
Необратимое повреждения корней - через 4-6 часов после прекращения подачи раствора
Рис. 2. Гидропонный способ выращивания мини-клубней Fig. 2. Hydroponic method of mini-tubers growing
Автоматизированный полив с
периодичностью 30-60 сек через каждые 10-15 минут
Необратимые повреждения корней - через 2 часа после прекращения подачи раствора
Рис. 3. Аэропонный способ выращивания в воздухе Fig. 3. Aeroponic method of growing in the air
Аэропонная обработка - 45 сек через каждые 10 минут.
Пассивное питание - до конца периода вегетации. Риск недостатка влаги отсутствует.
Живучесть растений 100%
Рис. 4. Аэрогидропонный (комбинированный) способ выращивания мини-клубней Fig. 4. Aerohydroponic (combined) method of mini-tubers growing
Система питания в аэрогидропонных устройствах производится в активно-пассивном режиме за счет комбинации аэропонного и гидропонного способов подачи питательного раствора в корневое пространство [25]. Аэропонное питание является активной формой питания и осуществляется за счет электрического насоса путем аэрозолирования прикорневого пространства в рабочей камере аэрогидропонного устройства. Гидропонное питание осуществляется независимо от аэропонного питания и проходит в пассивном режиме методом погружения части корней в питательный раствор. Гидропонное питание не зависит от электричества и осуществляется до конца вегетации. Единственное, от чего зависит гидропонное питание, это от срока заправки устройства, которое осуществляется раз в месяц.
На основе новых аэрогидропонных систем становится возможным строительство аэрогидропонного комплекса для выращивания мини-клубней, позволяющий в кратчайшие сроки добиться полной окупаемости и высокой прибылью для предприятия и главное
48
производить высококачественные семена конкурентоспособными ценами. Более того, высокая производительность аэрогидропонных систем может позволить производить в несколько раз большие объемы исходного посадочного материала и перейти к освоению 4-х и даже 3-летних схем семеноводства, что позволит снабжать производителей высококачественным семенным картофелем.
В статье представлен сравнительный анализ производства мини-клубней по традиционной и аэрогидропонной технологиям и приведены статьи затрат на основные и текущие средства при строительстве и после запуска производства с выведением себестоимости произведенного мини-клубня. Затраты на строительство комплекса и технологию производства приведены из расчета выращивания 60 тысяч мини-клубней. Затраты на производство и стоимость исходного растительного материала и мини-клубней приводятся при условии, что весь процесс проходит силами собственных средств конкретного предприятия.
Производственная схема оригинального семеноводства начинается с выращивания оздоровленных мини-клубней в специальных условиях, отличающихся по способу выращивания.
В таблице 1 представлены показатели текущих затрат, произведенных для выращивания мини-клубней по традиционной и аэрогидропонной технологиям.
Таблица 1. Сравнение затраты на производство 60 тыс. мини-клубней картофеля по ТРАДИЦИОННОЙ и АЭРОГИДРОПОННОЙ технологиям, 2023 г.
Table 1. Comparison of production costs of 60 thousand mini-tubers of potato using TRADITIONAL and AEROHYDROPONIC technologies, 2023.
Един ица изм. Традиционный метод Аэрогидропонный метод
Статьи затрат Потре бность Цена руб. Стоимость, руб. Потр ебно сть Цена, руб. Стоимос ть, руб.
Объем мини-клубней шт. 60000 - - 60000 - -
Период выращивания сут. 90 - - 110 - -
Площадь теплицы 2 м 667 - - 200 - -
Постоянные затраты (оплата труда, исходный инструмент, расходные материалы, элект атериал, быстро изнашиваемый роэнергия, ИФА, хранение)
Оплата труда, 120 р/чел.ч чел.-ч 873,3 120 104797,17 217,2 120 26066,37
Накладные расходы, руб 30% от п.1 31439,15 30% от п.1 7128,71
Микрорастения шт. 10000 50 500000,00 3600, 0 50 180000,0 0
Торфоминер. грунт 5 л/горшок (200р/50л). куб.м 50 2000 100000,00 - - -
Мин. удобр. для АГМ 1,3 кг/60 растений кг - - - 78 1000 78000,00
Пестициды и гуматы л. 1,8 3000 5400,00 1,8 3000 5400,00
Пленка 60м , пенофол 2 60м , шпагат 500м руб. - - - - - 5150,00
Расход воды куб.м 340,8 45,9 15642,72 36 45,9 1652,40
Эл.энергия на полив кВт.ч 1200 7,88 9456,00 756 7,88 5957,28
ИФА анализы кол-во обраб. 1020 40 40800,00 60 40 2400,00
Хранение кг 2100 1 2100,00 900 1 900,00
Итого затрат без руб. 809635,04 374845,96
амортизационных
отчислений
Стоимость 1мини-клубня руб./шт 13,49 6,25
без амортизационных
отчислений
Аэрогидропонный комплекс для выращивания 60 тысяч мини-клубней
Для выращивания 60 тысяч мини-клубней картофеля по интенсивной схеме выращивания на аэрогидропонных устройствах требуется одно вегетационное сооружение размером 6х30 м, в том числе, с тамбурным отсеком длиной 5,4 м для размещения вспомогательного оборудования, системы водоподготовки и приготовления питательного раствора, шкафов для хранения посуды и КИП, халатов, средств дезинфекции и т.д.
При среднем коэффициенте размножения в условиях аэропоники 1:30 потребуется примерно 2 тысячи исходных растений. Для высадки 2 тысяч растений необходимо задействовать до 34 аэрогидропонных модулей АГМ-60, на которых можно высадить 2040 растений (рис. 5, 6, таблица 2).
Рис. 5. Вегетационное помещение для размещения аэрогидропонных модулей Fig. 5. Growing room for accommodation of aerohydroponic modules
Рис. 6, Аэрогидропонный модуль (АГМ-60) Fig. 6, Aerohydroponic module (AGM-60)
Таблица 2. Технические характеристики аэрогидропонного модуля Table 2. Technical characteristics of a aerohydroponic module
Габаритные размеры модуля (без роликов) 1950х600х1900мм
Полезная рабочая площадь 1,14 кв.м.
Площадь для размещения модуля с технологическими проходами 2,28 кв.м.
Количество высаживаемых высокорослых растений в одном модуле до 60 шт.
Аэрогидропонные модули размещаются в теплице с таким расчетом, чтобы проход между стенами и устройствами, а также между самими устройствами был не менее 600 мм, а центральный проход - не уже 1 метра (рис. 7).
Обсуждение. По данным источника [26] себестоимость одного сертифицированного растения на 2023 год составляла 23,8 рублей за исходное растение. Себестоимость одного сертифицированного мини-клубня, выращенного по традиционной схеме в защищенном грунте, составляла 20,6 рублей за штуку. Применение туннельного способа выращивания при укрытии грядок укрывным материалом позволило снизить стоимость мини-клубней до 8,9 рублей за штуку [26].
Расчет стоимости производства аэрогидропонного мини-клубня, представленного в таблице выше, приведен в соответствии с технологическим регламентом и ежегодными постоянными затратами на текущие средства без стоимости амортизационных отчислений на капитальное строительство и оборудование, необходимое для запуска производства. Исходная стоимость растений принималась из расчета 23,8 рублей за исходное растение.
Себестоимость мини-клубня, полученного по аэрогидропонной технологии по ценам 2023 года, составляет 6,25 рублей, что более, чем в два раза ниже, чем стоимость тепличных мини-клубней, выращенных в условиях закрытого грунта. Более того, себестоимость аэрогидропонных мини-клубней ниже, чем и мини-клубней, полученных по тоннельной технологии, где стоимость клубня составляет 8,9 рублей за штуку. Необходимо указать и то, что подсчет урожайности в условиях аэрогидропоники велся в соответствие с коэффициентом размножения 1:16,5, что является существенно заниженным показателям,
который в действительности может доходить более 60 штук с куста. Соответственно, и себестоимость одного мини-клубня, полученного в условиях аэрогидропоники будет также снижаться с увеличением количества общего урожая мини-клубней.
Выводы. Обсуждаемые в статье аэрогидропонные устройства с комбинированной активно-пассивной системой питания позволяют выращивать мини-клубни в условиях водно-воздушной питательной среды без риска гибели урожая из-за внезапных отключений электричества или поломки оборудования.
Комбинированная система питания обладает всеми главными свойствами аэропоники и гидропоники, но в то же время способна продолжительный период времени функционировать без электричества. В новых комбинированных системах фактор аварийного отключения электроэнергии не имеет значения, так как растения будут снабжаться влагой в пассивном режиме.
Единственная значимая зависимость состоит в том, чтобы устройства заправлялись очередным питательным раствором один раз в месяц.
Аэрогидропонная технология выращивания мини-клубней позволяет в кратчайшие сроки добиться полной окупаемости и приносить прибыль для предприятия, реализуя высококачественный семенной материал по конкурентоспособным ценам.
Себестоимость мини-клубня, полученного по аэрогидропонной технологии по ценам 2023 года, составляет 6,25 рублей, что более, чем в два раза ниже, чем стоимость тепличных мини-клубней, выращенных в условиях закрытого грунта. Более того, себестоимость аэрогидропонных мини-клубней ниже, чем мини-клубней, полученных по тоннельной технологии, где стоимость одного клубня составляет 8,9 рублей.
Высокая производительность аэрогидропонных систем позволяет при меньших затратах производить гораздо большие объемы исходного посадочного материала и начать переход к освоению 4-летних и даже 3-летних схем семеноводства, что позволит снабжать производителей высококачественным семенным картофелем.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Симаков Е.А., Анисимов Б.В., Жевора С.В., Митюшкин А.В., Журавлев А.А., Митюшкин А.В., Гайзатулин А.С. Актуальные направления развития селекции и семеноводства картофеля в России // Картофель и овощи. 2020. №12. С. 22-6. https://doi.org/10.25630/PAV.2020.49.70.005
2. Смелик В.А., Цыганова Н.А., Теплинский И.З. Внесение минеральных удобрений в точном земледелии // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2012. № 3. С. 38-40. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17721195
3. Сутугина И.М., Смелик В.А. Информационное обеспечение кадастра недвижимости и точного земледелия по материалам аэрофотосъемки. СПб.: СПбГАУ. 2016. 198 с.
4. Саяпова М.Г., Карпухин М.Ю., Кейта Ф. Семеноводство картофеля // Молодежь и наука. 2018. № 7. С. 54. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36489025
5. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Хутинаев О.С., Бирюкова В.А., Шмыгля И.В., Манохина А.А., Баранов В.В. Методические рекомендации к типовой технологии крупномасштабного производства оригинальных семян топинамбура. М.: ФГБНУ ВНИИКХ. 2016. 29 с.
6. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Жевора С.В., Овэс Е.В., Хутинаев О.С., Шабанов Н.Э., Манохина А.А., Макаренков Д.А., Цирульникова Н.В., Букреев Д.М., Салиев Ал.Ан., Салиев Аз.Ал., Черников Д.Г., Черников Г.В. (под общ. ред. В.И. Старовойтова). Аэрогидрофотоника в растениеводстве. М.: КнигИздат. 2023. 328 с.
7. Мишуров Н.П., Щеголихина Т.А., Жевора С.В., Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Хутинаев О.С., Манохина А.А. Интеллектуальные технологии в оригинальном семеноводстве клубнеплодов: аналит. обзор. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2023. 84 с. URL: https://rosinformagrotech.ru/data/anons/intellektualnye-tekhnologii-v-originalnom-semenovodstve-klubneplodov
8. Анисимов Б.В., Симаков Е.А., Жевора С.В., Овэс Е.В., Зебрин С.Н., Зейрук В.Н., Митюшкин А.В., Усков А.И., Юрлова С.М., Журавлев А.А., Хутинаев О.С., Блинков Е.Г., Логинов С.И., Чугунов В.С. (под общ. ред. Б.В. Анисимова). Семеноводство картофеля: Современные технологии, нормативное регулирование, проверка качества. Чебоксары: КУП ЧР «Агро-Инновации». 2017. 36 с. URL: https://agrokorenevo.ru/fZbroshyura_semenovodstvo_kartofelya.pdf
9. Зернов В.Н., Пономарев А.Г. Технологические приемы и технологии, применяемые в селекции и семеноводстве картофеля, их классификация // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 4(29). С. 294-310. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36605483
10. Баранова И.В., Денисенко Ю.Н., Лисицин В.Г. Субсидирование сельскохозяйственных предприятий России // Зерновое хозяйство России. 2017. №5 (53). С. 68-69. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32257659
11. Дуняшева Е.Д. Совершенствование организационно-экономического механизма развития семеноводства // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2017. №2 (47). С. 219-225. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29757921
12. Нуриддинов Я.А., Тоболова Г.В. Микроклональное размножение картофеля. В сб.: Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сб. материалов LII Международной студенческой научно-практической конференции. Тюмень: ГАУ Северного Зауралья. 2018. Часть 1. С. 150-153.
13. Starovoitov V.I., Starovoitova O.A., Manokhina A.A.. Growing food potatoes from small fraction minitubers obtained under conditions of water-air culture // E3S Web of Conferences (AEES2023). 2024, Vol. 494, 04019 https://doi.org/10.1051/e3sconf/202449404019
14. Овэс Е.В., Колесова О.С., Фенина Н.А. Выращивание in vitro микроклубней с применением контейнерной технологии. В сб.: Современная индустрия картофеля: состояние и перспективы развития: Материалы VI Межрегиональной науч.-практ. конф. Чебоксары: ИД «НН Пресс». 2014. С. 111- 115.
15. Миненко А.В., Селиверстов М.В. Государственная поддержка развития элитного семеноводства как инструмент содействия достижению целевых показателей региональных программ развития АПК // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2020. № 1-2 (40). С. 106-108. https://doi.org/10.24411/2500-1000-2020-10072
16. Хутинаев О.С. Сравнение продуктивности растений картофеля при выращивании миниклубней в условиях аэрогидропоники и в горшках с почвенным субстратом // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2023. Т. 24. № 5. С. 757-766. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.5.757-766
17. Abdullateef S., Bohme M.H., Pinker I. Potato minituber production at different plant densities using an aeroponic system // Acta Horticulturae. 2012. Vol. 927. P. 429-436. http://dx .doi.org/10.17660/ActaHortic.2012.927.53
18. Faran I., Mingo-Castel, A. M. Potato mini-tuber production using aeroponics: Effect of density and harvesting intervals // American Journal of Potato Research. 2006. Vol. 83(1). P. 47-53 http://dx.doi.org/10.1007/BF02869609
19. Lakhiar I. A., Gao J., Syed T. N., Chandio F. A., Buttar N. A. Modern plant cultivation technologies in agriculture under controlled environment: a review on aeroponics // Journal of Plant Interactions. 2018. Vol. 13(1). P. 338-352 http://dx.doi.org/10.1080/17429145.2018.1472308
20. Tessema L., Dagne, Z. Aeroponics and sand hydroponics: Alternative technologies for pre-basic seed potato production in Ethiopia // Open Agriculture. 2018. Vol. 3(1). P. 444-450 http://dx.doi.org/10.1515/opag-2018-0049
21. Терентьева Е.В., Ткаченко О.В. Аэропонный способ получения мини-клубней картофеля // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2017. № 1. С. 75-84 URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28994061
22. Хутинаев О.С., Анисимов Б.В., Юрлова С.М., Мелешин А.А. Мини-клубни методом аэрогидропоники // Картофель и овощи. 2016. №11. С. 28-30. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27241408
23. Шанина Е.П., Стафеева М.А., Ковалев А.Н. Перспективы использования аэрогидропонного способа выращивания мини-клубней картофеля в условиях искусственного освещения // АПК России. 2018. № 25 (1). С. 63-68. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32484904
24. Alshrouf A. Hydroponics, aeroponic and aquaponic as compared with conventional farming // American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences. 2017. Vol. 27(1). P. 247-255. URL:
https://asrjetsjournal.org/index.php/American_Scientific_Journal/article/view/2543
25. Семчук Н.Н., Овэс Е.В., Балун О.В., Гладких С.Н. Технология получения и ускоренного размножения здорового посадочного материала растений картофеля (Solanum Tuberosum) // АгроЭкоИнженерия. 2023. № 1 (114). С. 92-103. https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-1114-92-103
26. Корнацкий С.А. Инновационная технология выращивания миниклубней картофеля для первичного семеноводства // Евразийский Союз Ученых. 2016. №12-2(33). С. 38-40. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28384443
REFERENCES
1. Simakov E.A., Anisimov B.V., Zhevora S.V., Mityushkin A.V., Zhuravlev A.A., Mityushkin A.V., Gaizatulin A.S. Current trends in the development of potato breeding and seed production in Russia. Kartofel' i ovoshchi = Potato and Vegetables. 2020; 12:22-6 (In Russ.) https://doi.org/10.25630/PAV.2020.49.70.005
2. Smelik V.A., Tsyganova N.A., Teplinsky I.Z. Application of mineral fertilizers in precision farming. Sel'skokhozyaistvennye mashiny i tekhnologii = Agricultural Machines and Technologies. 2012; 3: 38-40 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17721195
3. Sutugina I.M., Smelik V.A. Information support of the real estate cadastre and precision agriculture on the materials of aerial photography. Saint Petersburg: SPbSAU. 2016. 198 p. (In Russ.)
4. Sayapova M.G., Karpukhin M.Yu., Keita F. Potato seed production. Molodezh' i nauka = Youth and Science. 2018; 7: 54 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36489025
5. Starovoitov V.I., Starovoitova O.A., Khutinaev O.S., Biryukova V.A., Shmyglya I.V., Manokhina A.A., Baranov V.V. Methodological recommendations to the standard technology of large-scale production of original topinambur seeds. Moscow: Russian Potato Research Centre. 2016. 29 p. (In Russ.)
6. Starovoitov V.I., Starovoitova O.A., Zhevora S.V., Oves E.V., Khutinaev O.S., Shabanov N.E., Manokhina A.A., Makarenkov D.A., Tsirul'nikova N.V., Bukreev D.M., Saliev Al.An., Saliev Az.Al., Chernikov D.G., Chernikov G.V. (V.I. Starovoitov (ed.) Aerohydrophotonics in crop production. Moscow: KnigIzdat. 2023. 328 p. (In Russ.)
7. Mishurov N.P., Shchegolikhina T.A., Zhevora S.V., Starovoitov V.I., Starovoitova O.A., Khutinaev O.S., Manokhina A.A. Intelligent technologies in the original seed production of tubers: Analytical Review. Moscow: Rosinformagrotech. 2023. 84 p. (In Russ.) URL: https://rosinformagrotech.ru/data/anons/intellektualnye-tekhnologii-v-originalnom-semenovodstve-klubneplodov
8. Anisimov B.V., Simakov E.A., Zhevora S.V., Oves E.V., Zebrin S.N., Zeiruk V.N., Mityushkin A.V., Uskov A.I., Yurlova S.M., Zhuravlev A.A., Khutinaev O.S., Blinkov E.G., Loginov S.I., Chugunov V.S. (Anisimov B.V. (ed.). Potato seed production: Modern technologies, normative regulation, quality control. Cheboksary: Agro-Innovations. 2017. 36 p. (In Russ.) URL: https://agrokorenevo.ru/fZbroshyura_semenovodstvo_kartofelya.pdf
9. Zernov V.N., Ponomarev A.G. Processing methods and the technologies applied in selection and seed-growing of a potato, their classification. Innovatsii v sel'skom khozyaistve = Innovations in Agriculture. 2018; 4(29): 294-310 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36605483
10. Baranova I.V., Denisenko Yu.N., Lisitsin V.G. State funding of agricultural enterprises of Russia. Zernovoe khozyaistvo Rossii = Grain economy of Russia. 2017; 5 (53): 68-69 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32257659
11. Dunyasheva E.D. Improving the organisational and economic mechanism of seed production development. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Izvestiya Saint-Petersburg State Agrarian University. 2017; 47: 219-225 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29757921
12. Nuriddinov Y.A., Tobolova G.V. Microclonal propagation of potato. In: Actual issues of science and economy: new challenges and solutions. Proc. LII Int. Student Sci. Prac. Conf. Tyumen: GAU of the Northern Trans-Urals. 2018; 1: 150-153 (In Russ.)
13. Starovoitov V.I., Starovoitova O.A., Manokhina A.A.. Growing food potatoes from small fraction minitubers obtained under conditions of water-air culture. E3S Web of Conferences (AEES2023). 2024; 494, 04019 (In Eng.) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202449404019
14. Oves E.V., Kolesova O.S., Fenina N.A. In vitro cultivation of microtubers using container technology. In: Modern potato industry: state and development prospects: Proc. VI Interregional Sci. Prac. Conf. Cheboksary: Publishing House NN Press LLC. 2014: 111- 115 (In Russ.)
15. Minenko A.V., Seliverstov M.V. State support for the development of elite seed production as a tool to assist the achievement of target indicators of regional agricultural development programs of agro-industrial complex. Mezhdunarodnyi zhurnal gumanitarnykh i estestvennykh nauk = International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2020; 1-2 (40): 106-108 (In Russ.) https://doi.org/10.24411/2500-1000-2020-10072
16. Khutinaev O.S. Comparing the productivity of potato plants when growing mini-tubers in the conditions of air hydroponics and in the pots with soil substrate. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2023; 24(5): 757-766 (In Russ.) https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.5.757-766
17. Abdullateef S., Bohme M.H., Pinker I. Potato minituber production at different plant densities using an aeroponic system. Acta Horticulturae. 2012; 927: 429-436 (In Eng.) http://dx .doi.org/10.17660/ActaHortic.2012.927.53
18. Faran I., Mingo-Castel, A. M. Potato mini-tuber production using aeroponics: Effect of density and harvesting intervals. American Journal of Potato Research. 2006; 83(1):47-53 (In Eng.) http://dx.doi.org/10.1007/BF02869609
19. Lakhiar I. A., Gao J., Syed T. N., Chandio F. A., Buttar N. A. Modern plant cultivation technologies in agriculture under controlled environment: a review on aeroponics. Journal of Plant Interactions. 2018; 13(1): 338-352 (In Eng.) http://dx.doi.org/10.1080/17429145.2018.1472308
20. Tessema L., Dagne, Z. Aeroponics and sand hydroponics: Alternative technologies for pre-basic seed potato production in Ethiopia. Open Agriculture. 2018; 3(1): 444-450 (In Eng.) http://dx.doi.org/10.1515/opag-2018-0049
21. Terentieva E.V., Tkachenko O.V. Aeroponic method for producing potato minitubers. Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii = Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2017; 1: 78-84 (In Russ.) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28994061
22. Khutinaev O.S., Anisimov B.V., Yurlova S.M., Meleshin A.A. Mini-tubers produced by aero- and hydroponic method. Kartofel' i ovoshchi = Potato and Vegetables. 2016; 11: 28-30 (In Russ.) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27241408
23. Shanina E.P., Stafeeva M.A., Kovalev A.N. Prospects for the use aerogydroponic method of growing mini-tubers of potatoes in artificial lighting conditions. APK Rossii = Agro-Industrial Complex of Russia. 2018; 25(1): 63-68 (In Russ.) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32484904
24. Alshrouf A. Hydroponics, aeroponic and aquaponic as compared with conventional farming. American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences. 2017; 27(1): 247-255 (In Eng.) URL:
https://asrjetsjournal.org/index.php/American_Scientific_Journal/article/view/2543
25. Semchuk N.N., Oves E.V., Balun O.V., Gladkikh S.N. Technology of obtaining and accelerated reproduction of healthy planting material of potato plants (Solanum Tuberosum). AgroEkoInzheneriya = AgroEcoEngineering. 2023; 1 (114): 92-103 (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-1114-92-103
26. Kornatskii S.A. Innovative technology for growing potato minitubers for primary seed production. Evraziiskii Soyuz Uchenykh = Eurasian Union of Scientists. 2016; 12-2(33): 38-40 (In Russ.) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28384443
Об авторах About the authors
Хутинаев Олег Сосланбекович, канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник отдела технологии и инновационных проектов, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха» [email protected] https://orcid.org/ 0000-0002-1487-4038 Oleg S. Khutinaev, PhD of agricultural Sciences, Leading Researcher, Russian Potato Research Centre (RCPR) [email protected] https://orcid.org/ 0000-0002-1487-4038
Старовойтов Виктор Иванович, д-р техн. наук, профессор, заведующий отделом технологии и инновационных проектов, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха» [email protected] https://orcid.org/ 0000-0001-9365-7631 Viktor I. Starovoitov, Doctor of Technical Sciences, professor, chief of the Department of Technology and Innovation Projects, A.G. Lorkh Russian Potato Research Centre (RCPR). [email protected] https://orcid.org/ 0000-0001-9365-7631
Старовойтова Оксана Анатольевна, д-р с.-х. наук, главный научный сотрудник отдела технологии и инновационных проектов, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха» [email protected] https://orcid.org/ 0000-0002-8293-6579 Oksana A. Starovoitova, Doctor of Agricultural Sciences, Chief Scientific Officer, A.G. Lorkh Russian Potato Research Centre (RCPR). [email protected] https://orcid.org/ 0000-0002-8293-6579
Овэс Елена Васильевна, д-р с.-х. наук, заместитель директора, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха» [email protected] ElenaV. Oves, Doctor of Agricultural Sciences, Deputy Director, A.G. Lorkh Russian Potato Research Centre (RCPR). [email protected]
Манохина Александра Анатольевна, д-р с.-х. наук, доцент, профессор кафедры сельскохозяйственных машин, ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева» [email protected] https://orcid.org/ 0000-0002-9785-1164 Aleksandra A. Manokhina, Doctor of Agricultural Sciences, docent, professor of the Department of agricultural machinery, Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev [email protected] https://orcid.org/ 0000-0002-9785-1164
Заявленный вклад авторов Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Authors'contribution All authors of this study were directly involved in the planning, execution and analysis of this study.
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов Conflict of interests The authors state that there is no conflict of interest
Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. All authors of this article have read and approved the submitted final version.
Статья поступила в редакцию: 30.05.2024 Received: 30.05.2024
Одобрена после рецензирования: 05.06.2024 Approved after reviewing: 05.06.2024
Принята к публикации: 25.06.2024 Accepted for publication: 25.06.2024
Научная статья УДК 631/635
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СЕКЦИИ КУЛЬТИВАТОРА
1 2 Антон Михайлович Захаров , Евгений Александрович Мурзаев , Алексей Дмитриевич
Комоедов3н
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
12аш82пп@уапёех.гц, ОЯСГО: 0000-0003-3501-0543 2шиг2аеу.е.а@ша11.ги, ОЯСГО: 0000-0001-5143-7665 3кошоеёоу.а1ехе]@уапёех.гц, ОЯСГО: 0009-0008-7718-6436
Аннотация. На сегодняшний день, одним из актуальных направлений развития АПК в России является наращивание мощностей производства органической сельскохозяйственной продукции. Согласно последнему обзору Союза органического земледелия 31% производимой органической продукции в России сертифицированными хозяйствами составляет растениеводческая продукция. К числу требований, предъявляемых к органическому растениеводству, относится полный запрет на использование химических пестицидов, в том числе гербицидов. Отсюда возникает большая проблема в реализации мер борьбы с сорной растительностью, особенно при возделывании пропашных культур, включая картофель. В проведенных ранее поисковых исследованиях были определены основные конструктивные элементы автоматизированного культиватора для борьбы с сорной растительностью. Основным устройством конструкции является секция для удаления сорной растительности в рядах растений. Цель представленных научных исследований заключается в теоретическом обосновании конструктивных параметров рабочего органа автоматизированной секции пропашного культиватора для удаления сорной растительности. Согласно этому, нами предложена конструкция секции, которая позволяет удалять сорную
