CC BY
3
Фильтровское ш., д. 3) sznii@inrtemet.ru, ResearcherГО: A-7155-2015. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3435- 7468 ResearcherID: A-7155-2015, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3435- 7468
Заявленный вклад авторов А.В. Зыков - сбор, анализ и обобщение литературных данных, создание черновика рукописи, оформление окончательного варианта рукописи. Е. П. Безух - руководство исследованием, формальный анализ, концептуализация, редактирование. Authors' contribution A.V. Zykov - collection, analysis and synthesis of literary data, creation of a draft manuscript, design of the final version of the manuscript. E.P. Bezukh - research supervision, formal analysis, conceptualization, editing.
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interests The authors declare no conflict of interest regarding the publication of this paper.
Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи к публикации. The authors have read and approved the final version of the manuscript for publication.
Статья поступила в редакцию: 09.11.2023 Received: 09.11.2023
Одобрена после рецензирования: 07.12.2023 Approved after reviewing: 07.12.2023
Принята к публикации: 26.12.2023 Accepted for publication: 26.12.2023
Научная статья УДК 633.491+57.087
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Минин Владислав Борисович1^, Черникова Марина Владимировна2
1 2
' Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
1minin.iamfe@mail.ru ORCГО: 0000-0002-5207-8921
laboratorychm@yandex. т
Аннотация. Законодательная и нормативно-правовая основа, утверждённая Правительством Российской Федерации в области экологической безопасности, гласит, что в настоящее время переход к высокопродуктивному и экологически чистому агрохозяйству является одним из приоритетных вызовов. Органическое сельскохозяйственное производство способствует сохранению экосистем и обеспечивает создание продукции для здорового питания человека. Исследовался процесс развития картофеля, возделываемого по органической технологии. В опытах изучалось воздействие на картофель компоста, изготовленного на основе куриного помета, и биологического мультифункционального препарата «Картофин» для защиты растений от ряда грибковых заболеваний. В 2023 году в опыт были введены варианты с минеральным удобрением -нитроаммофоской. В статье описаны результаты исследования за 2022 и 2023 гг. Почва опыта - дерново-подзолистая легкосуглинистая глееватая на остаточно-карбонатном моренном суглинке. Концентрация нитратов в почве на контрольных вариантах в большем количестве накапливалась в 2022 году, чем в 2023 году. Установлено, что компост в оба года обеспечивал увеличение продуктивности картофеля на 20-30% по сравнению с контрольным вариантом. Доза, соответствующая 120 кг азота/га компоста и нитроаммофоски, позволила получить общую биологическую продуктивность картофеля в пределах 28-32 т/га. Использование удобрений несколько понижало содержание крахмала в клубнях картофеля, но увеличивало его урожайность, проявления фитофтороза не было отмечено.
Ключевые слова: картофель, компост, органическое производство, урожайность картофеля, содержание нитратов, крахмал
Для цитирования: Минин В.Б., Черникова М.В. Оценка эффективности органической технологии возделывания картофеля в условиях Ленинградской области // АгроЭкоИнженерия. 2023. № 4(117). С. 42-57 https://doi.org/
Research article
Universal Decimal Code 633.491+57.087
EFFICIENCY ASSESSMENT OF ORGANIC POTATO CULTIVATION TECHNOLOGY IN THE LENINGRAD REGION
Vladislav B. Mining Marina V. Chernikova2
I 2
1,2Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
1minin.iamfe@mail.ru ORCID: 0000-0002-5207-8921 laboratorychm@yandex .ru
Abstract. The legislative and regulatory framework approved by the Government of the Russian Federation in the sphere of environmental safety states that currently the transition to highly productive and environmentally friendly agriculture is one of the priority challenges. Organic agricultural production contributes to preservation of ecosystems and ensures the creation of products for healthy human nutrition. The study investigated the development of
potato cultivated by organic technology. The experiments considered the effect of compost made from poultry manure and Kartofin biological multifunctional chemical, which protected plants from some fungal diseases, on potatoes. In 2023, the study introduced the variants with a mineral fertilizer - nitroammophoska in the experiment. The article describes the study results for the years of 2022 and 2023. The soil of the experiment was soddy-podzolic, light loamy, gleyic, on residual carbonate moraine loam. The nitrate concentration in the soil in the control variants accumulated in greater quantities in 2022 than in 2023. The study discovered that the compost in both years provided an increase in potato productivity by 20-30% compared to the control variant. The dose corresponding to 120 kg of nitrogen/ha of compost and nitroammophoska allowed obtaining the overall biological productivity of potatoes in the range of 28 to 32 t/ha. Application of fertilizers slightly reduced the starch content in potato tubers, but increased its yield; no manifestations of late blight were noted.
Key words: potato, compost, organic production, potato yield, nitrate content, starch
For citation: Minin V.B., Chernikova M.V. Efficiency assessment of organic potato cultivation technology in the Leningrad Region // AgroEcoEngineering. 2023; 4(117): 42-57 (In Russ.) https://doi.org/
Введение. В Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 01.12.2016 г. № 642, отмечается, что возрастание антропогенной нагрузки на окружающую среду до масштабов, угрожающих воспроизводству
природных ресурсов, формирует рост рисков для жизни и здоровья граждан.
Соответственно, необходимо
добиться снижения технологических рисков в агропромышленном комплексе. При этом следует обеспечить переход к высокопродуктивному и экологически чистому агрохозяйству. Это
предусматривает разработку и внедрение систем рационального применения агротехнологических средств, в том числе биологической защиты
сельскохозяйственных растений,
организацию надлежащего хранения и эффективной переработки
сельскохозяйственной продукции,
создание безопасных и качественных, в
том числе функциональных, продуктов
14
питания .
Органическое сельское хозяйство -направление, в котором применяются способы, методы и технологии, направленные на обеспечение благоприятного состояния окружающей среды, оно способствует улучшению экосистем, сохранению биоразнообразия и восстановлению плодородия почв [1], поэтому следует его активно развивать. А для этого необходимы технологии органического сельскохозяйственного производства, адаптированные к местным почвенно-климатическим
условиям [2].
Картофель является культурой, которая легко адаптируется к различным условиям. Не случайно его возделывают в 150 странах мира. В обзоре Jennings et al., 2020 рассмотрены результаты моделирования, использующего
14 Указ Президента РФ от 1 декабря 2016 г. N 642 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации» (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс]. URL: http://base.garant.ru/71551998/ (дата обращения 21.11.2023)
следующие элементы адаптации возделывания картофеля к изменению погодных условий: различные сроки посадки, подбор сортов картофеля, а также дополнительное поглощение С02. Результаты моделирования
свидетельствуют, что при включении адаптационных механизмов, повышение урожайности картофеля составляет от 9 до 20% в зависимости от исходных данных климатической модели. При этом, урожайность картофеля
демонстрировала более высокий прирост при адаптации, чем у других основных культур к 2050 году [3].
В последнее время особое внимание обращается на производство органического картофеля. По прогнозу, подготовленному IFOAM, рынок органической продукции к 2020 году достиг 120,6 млрд. евро и продолжит свой дальнейший рост со скоростью 10...12% в год [4].
В Европейском Союзе, после некоторого снижения производства картофеля, наибольшее его количество производится в северных странах и в северных регионах Германии, Франции, Великобритании, на всей территории Нидерландов и Бельгии. Однако, площади, на которых возделывается органический картофель, составляют только 1,9%. Большее всего возделывается органического картофеля в Германии, его площади достигают 3,9% от общей площади под картофель в этой стране [5].
В 2023 году в России, согласно промежуточным данным Минсельхоза на середину октября, валовые сборы картофеля составили 6,6 млн. т., что на 34,5% выше уровня прошлого года. При этом, хотя посадки картофеля в ЛПХ сокращаются, в товарном секторе общая площадь посадок картофеля выросла с
301,9 тыс. га в 2022-м до 305 тыс. га в 2023 году [6]. К сожалению, органическое производство картофеля почти не осуществляется, хотя существует ряд рекомендаций по возделывания картофеля согласно органическим требованиям, изданные в России [7-9].
Согласно Стратегии развития производства органической продукции в Российской Федерации15, из 173 производителей и экспортёров органической продукции, имеющих российский и (или) иностранный сертификаты соответствия, только 12 процентов (или около 21 хозяйства) занимаются выращиванием овощей и фруктов. Картофелеводство в России активно развивается и в настоящее время товаропроизводителям следует
ориентироваться на целевое
использование сорта, которое распределяется на применение в свежем виде, для переработки в продукты из картофеля или в крахмал, или для здорового (диетического) питания [10].
Целью данной работы является оценка эффективности органической технологии возделывания картофеля в условиях Ленинградской области в 2022 и 2023 годах.
Материалы и методы. Эксперимент проводился на территории опытной станции ИАЭП - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. Используемый сорт картофеля «Удача» относится к раннему типу. Он предназначен для столового потребления, салатного типа, клубни не развариваются. [11]. Сорт
15Распоряжение Правительства РФ от 4 июля 2023 г. № 1788-р «Об утверждении Стратегии развития производства органической продукции в РФ до 2030 г.» [Электронный ресурс] URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/40729 7286/ (дата обращения 21.11.2023)
выведен во Всероссийском НИИ картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха. При возделывании в условиях органического производства данный сорт хорошо реагирует на внесение компоста и использование биологических препаратов [12]. В опыте реализуется органическая технология возделывания картофеля, разработанная в институте и включающая следующие операции: выбор устойчивого сорта картофеля; осуществление посадки (в
Ленинградской области - не ранее второй половины мая), углублённую обработку межгребневого пространства,
использование концентрированного
компоста, внесение биологических препаратов при посадке по клубням, по листьям и перед хранением. [13]. Биологические препараты имеют комплексное защитное действие, защищая картофель, в первую очередь, от грибковых болезней [14].
Почва опытного участка -дерново-подзолистая легкосуглинистая глееватая на остаточно-карбонатном моренном суглинке. Она характеризуется практически нейтральной реакцией почвенной среды и высоким содержанием органического вещества. Содержание подвижных соединений фосфора и калия отличается достаточно высокой вариабельностью, но не ниже среднего уровня по плодородию.
В опыте 2022 года вносили только одну дозу компоста, соответствующую 110 кг ^га. В опыте изучался значительный ряд средств защиты растений, поэтому использовали одну усреднённую дозу компоста.
В опыте 2023 года, использовали две дозы компоста, соответствующие 60 и 120 кг ^га. Эти дозы соотносились с рекомендованными дозами минерального удобрения (нитроаммофоски), варианты с
которыми также были включены в опыт 2023 года. Этот опыт был размещён вне севооборотного участка.
В опыте, при реализации органической технологии возделывания картофеля изучались две группы факторов: уровень минерального питания, обеспеченный действием компоста «БИАГУМ» на основе куриного помета, приготовленного индустриальным способом в
биоконверторе в ИАЭП [15], и минерального удобрения, и действием биологических средств защиты растений. В исследовании эффективность технологии оценивалась по величине продуктивности картофеля [16, 17].
Удобрения вносились в почву за день до посадки картофеля и заделывались. Варианты опыта представлены в таблицах ниже. Площадь делянки в опыте в 2022 году - 5,6м х 11м = 61,6 м2, а в 2023 году - 2,8м х 5м = 14 м2. Повторность - четырёхкратная. Посадка картофеля в 2022 году состоялась 25 мая, а в 2023 году - 24 мая.
Отобранные с делянок образцы клубней картофеля отправлялись в лабораторию на анализ, часть образцов картофеля были размещены в хранилище для изучения их изменения при хранении. В образцах картофеля
определялись:
содержание
сухого
16
вещества, согласно ГОСТ 28561-90 ,
крахмала - по ГОСТ 7194-8117 Товарность клубней картофеля, а также выделение заболевших клубней
ГОСТ 28561-90. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сухих веществ или влаги. М.: Стандартинформ. 2011. 11 с. URL: https://files.stroyinf.ru/Data/73/7384.pdf
17 ГОСТ 7194-8. Картофель свежий. Правила приемки и методы определения качества. М.: Стандартинформ. 2010. 13 с. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294822/4294822617 .pdf
определялись согласно ГОСТ 7176201718.
В 2022 году определялась водорастворимая форма аммония в почве опыта, а в 2023 году - обменный аммоний.
Погодные условия фиксировались в динамике автоматической
метеостанцией Davis Vantage pro 2. Результаты опыта были обработаны статистически в программах Windows EXELL и Statistica 10. Результаты исследований. Погодные условия. Два рассматриваемые года заметно отличались по погодным условиям во время вегетационного периода (табл.1). 2022 год характеризовался несколько более холодными условиями в мае и меньшим количеством осадков, выпавших в это время. В 2023 году температура была несколько выше, но осадков выпало меньше, чем по среднемноголетним значениям. Тем не менее, в дальнейшем температурные условия были близкими для рассматриваемых нами лет и достаточно комфортными для картофеля. Начиная с июня 2022 года, температура вегетационного сезона была несколько выше, чем в 2023 году. С начала июля 2022 года осадков выпало значительно больше, чем в 2023 году. Согласно гидротермическому коэффициенту
Селянинова, условия в 2023 были более аридные по сравнению с предыдущим годом.
Таблица 1. Погодные условия в вегетационный период в годы исследований Table 1. Weather conditions in vegetation periods in the study years
Влияние погодных условий, места расположения поля и антропогенных факторов на содержание влажности и минеральных форм азота в почве. Содержащиеся в почве влага и минеральные соединения азота обеспечивают развитие растений картофеля. Представленные данные свидетельствуют, что ко времени посадки картофеля в почве в 2022 году было несколько больше влаги и выше концентрация нитратов по сравнению с 2023 годом (табл. 2, рис. 1 и рис. 2)
Показатель Годы Годовые
Месяц погодных условий 2022 2023 средние значения
Температур 9,9 12,0 11,3
а Со
Май Осадки, мм 15 33,5 46,0
ГТК 0,3 0,7
Селянинова
Температур 17,4 17,3 15,7
а Со
Июнь Осадки, мм 47,6 62,0 71,0
ГТК 0,9 1,2
Селянинова
Температур 18,7 17,0 18,8
а Со
Июль Осадки, мм 85,2 58,0 79,0
ГТК 1,5 1,1
Селянинова
Температур 20,0 19,2 16,9
а Со
Август Осадки, мм 149,6 40,4 83,0
ГТК 1,7 0,7
Селянинова
18 ГОСТ 7176-2017. Картофель продовольственный. Технические условия. М.: Стандартинформ. 2018. 18 с. URL: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293740/429374095 4.htm
Таблица 2. Влияние свойств почвы, погодных условий и антропогенных воздействий на содержание минеральных форм азота в почве Table 2. Influence of soil properties, weather conditions and anthropogenic impacts on the soil content of mineral forms of nitrogen
Вариант Доза, Препарат 19.05.22 16.06.22 30.06.22 25.07.22
кг N/ га 2022 год
Влажность N-NO3. Влажность N-NO3 Влажность N-NO3. Влажность N-NO3
% мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг
1 0 0 17,93 15,4-21,1 26,95 19,66-44,08 21,7 24,47 16,0 20,80 19,2 5,73
2 110 0 22,2 36,72 17,0 41,94 18,8 20,02
3 0 Картофин 21,3 31,19 17,2 17,74 21,2 8,94
4 110 Картофин 20,7 34,06 17,3 28,39 21,4 23,11
2023 год
23.05 6.06 27.06 18.07 23.10.
Влаж- N-NO3 Влаж- N-NO3. Влаж- N-NO3 Влаж- N-NO3. Влаж- N-NO3 N-NH4 обмен. Nмин.
ность ность ность ность ность
% мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг мг/кг мг/кг
1 60 Мин. уд. 14,1 11,19 14,9 47,73 18,3 20,64 10,0 19,21 22,7 2,31 41,5 43,81
2 120 Мин. уд. 13,0-15,3 5,80-20,10 13,9 58,79 17,9 24,68 10,5 26,42 22,2 2,58 19,16 31,11
3 0 0 13,9 53,26 17,5 17,58 10,6 2,32 22,2 1,93 42,23 44,15
4 60 0 14,08 16,25 18,4 24,00 11,8 2,13 22,2 2,56 40,50 43,06
5 120 0 13,8 24,05 17,7 22,14 10,2 5,83 22,4 2,40 30,00 32,40
6 0 Картофин 13,3 2,39 17,5 11,83 10,4 2,73 22,2 2,20 24,58 26,78
7 60 Картофин 14,2 50,75 19,2 15,73 11,5 3,82 23,4 2,21 55,50 57,71
8 120 Картофин 13,3 43,94 18,11 30,26 10,6 6,51 22,50 2,16 37,00 30,83
Примечание: Nmuh. - сумма азота нитратов и аммония в почве.
Рис. 1. Динамика содержания N-N03 (кг/га) в почве на контрольных вариантах (без компоста) в
2022 году
Fig.1. Dynamics of N-NO3 content (kg/ha) in soil on control variants (without compost) in 2022
Рис. 2. Динамика содержания N-NO3 кг/га в почве на контрольных вариантах (без компоста) в 2023
году
Fig. 2. Dynamics of N-NO3 content (kg/ha) in soil on control variants (without compost) in 2023
В целом, во все сроки наблюдения, кроме конца июня, в 2022 году содержание влаги в почве было гораздо выше, чем в 2023 году. Также, в 2022 году, концентрация нитратного азота в почве на контрольном варианте, начиная с конца июня, была выше, чем в 2023 году. Однако, 6 июня 2023 года в почве контрольного варианта было отмечено повышенное содержание нитратов. По всей видимости, в почве остались органические остатки удобрений от предшественника, но их действие вскоре сократилось. Очевидно, что процесс нитрификации интенсивно шел в основной
вегетационный период в июне, одинаково в оба года, несмотря на пиковое значение на рис. 2.
В июле 2023 года в почве было достаточно низкое содержание влаги. Это, по всей видимости, способствовало образованию пониженной концентрации нитратов в почве контрольных вариантов и в почве варианта с первой дозой компоста (2,13-3,82 мг №Шз/кг). Для активного протекания процессов нитрификации необходимы комфортная температура 25-32Со окружающей среды, реакция почвенной среды близкая к нейтральной и достаточная влажность. В условиях
рассматриваемых лет, процесс
нитрификации шёл достаточно активно, что было связано как с нейтральными параметрами почвенной среды, так и с погодными условиями [18]. Азот в форме нитратов очень подвижный, нестабильный, очень быстро изменяется под влиянием погодных условий и деятельности микроорганизмов, переходя в другие формы, а также усваивается растениями. Поэтому, представленные результаты очень динамичны. В почве в вегетационный период, в основном, минеральные формы азота представлены нитратами. Содержание азота в форме обменного аммония было примерно в два раз ниже, чем нитратного.
Почвенные условия, при которых проводились опыты, были очень близкими, так как расстояние между опытами составляло около 10 метров. Так, в почве поля с опыта 2022 года, общее содержание органического вещества составляло около 9,13%, а в 2023 году - 8,22%. Компост обеспечивал дополнительное содержание азота в почве за счёт значительных запасов этого элемента в нем, в том числе минеральных форм. Поэтому компост характеризуется пролонгированным
действием содержащихся в нем питательных элементов, включая азот. Внесение компоста, в оба года содействовало дополнительному
накоплению нитратов. Так? доза компоста в 110/120 кг ^га сформировала прибавки нитратного азота в пределах 4,56-21,14 мг/кг к контролю к концу июня.
В 2023 году впервые в опыт были включены варианты с минеральным азотным удобрением, которое было представлено нитроаммофоской. При первой дозе нитроаммофоски, в почве накапливалось примерно такое же содержание нитратов, как и на варианте с аналогичной дозой компоста. Однако, при
внесении высокой дозы минерального удобрения сформировалось максимальное количество минеральных форм азота в почве. Нитроаммофоска обеспечила дополнительное накопление нитратов до конца июля в пределах 10-15 мг №Ы03/кг.
Последний раз образцы почвы были отобраны 23 октября 2023 года. В связи с достаточно низкой температурой в октябре, нитрификация была заторможена и запас минеральных форм азота в почве, в основном, формировался за счёт аммонийного азота в пределах 26,78-57,71 мг/кг. При этом разницы между вариантами практически не было. Эта ситуация ещё раз подчёркивает необходимость не оставлять почву после пропашных культур в парующем состоянии на зиму, а засевать её озимыми культурами.
Влияние погодных условий, места расположения поля и антропогенных факторов на продуктивность картофеля. В таблице 3 представлена информация о биологической продуктивности картофеля и об урожайности стандартных клубней за 2 года. Сравнение продуктивности лучше вести по вариантам без внесения удобрений, так как дозы компоста по годам разные. В 2023 году урожайность картофеля в контрольном варианте была на 5 т/га ниже по сравнению с картофелем на аналогичном варианте в 2022 году, однако разница между вариантами с Картофином составила 2,7 т/га.
Компост в оба года обеспечил существенную прибавку общей
урожайности картофеля и прибавку стандартных клубней. Так, в 2022 году доза компоста, соответствующая 110 кг азота/га, обеспечила достоверную прибавку общей биологической продуктивности 6,47-7,65 т/га по сравнению с контролем [19]. В 2023 году близкая доза компоста в 120 кг азота/га
способствовала формированию прибавки общей биологической продуктивности на 9,87-14,81 т/га. Минеральное удобрение при аналогичной дозе также обеспечило прибавку 11,87 т/га по сравнению с контролем.
Стоит подчеркнуть, что доза компоста в 120 кг азота/га так же как и аналогичная доза минерального удобрения обеспечили получение приблизительно равного количества общего урожая
картофеля: компост - 31,77 т/га, компост + Картофин - 29,03 т/га, нитроаммофоска -30,52 т/га. Разница между этими значениями не достоверна. Хотя содержание нитратов в почве было максимальным на вариантах с нитроаммофоской.
Следует отметить, что
использование препарата Картофин достоверных различий в урожайности картофеля в эти годы не проявило.
Таблица 3. Влияние погодных условий, места расположения полей и антропогенных факторов на продуктивность картофеля Table 3. Effect of weather conditions, field location and anthropogenic factors on potato
productivity
Биопрепарат Вид и доза 2022 2023
удобрений, Биологическая Стандарт Биологическая Стандарт
кг Мга урожайность урожайность
0 0 22,07 20,38 16,91 16,38
0 Компост, 60 25,71 24,38
0 Компост, 110 29,72 27,58
0 Компост, 120 31,77 30,39
Картофин 0 21,85 20,48 19,16 18,27
Картофин Компост, 60 23,43 21,84
Картофин Компост, 110 28,32 24,93
Картофин Компост, 120 29,03 27,40
0 Мин. удоб. 60 28,78 26,92
0 Мин. удоб. 120 30,52 28,94
Н СР0,95 3,11 2,93 3,53 2,80
Примечание: Мин. удоб. - минеральное удобрение, нитроаммофоска
Влияние огодных условий, места расположения полей и антропогенных факторов на содержание крахмала и его сбор. В таблице 4 представлены данные по содержанию крахмала в клубнях
картофеля и его сбору с урожаем. Очевидно, что в 2022 году в вариантах без компоста было синтезировано и накоплено достаточное высокое содержание крахмала (15,38-16,10 %).
Таблица 4. Влияние погодных условий, места расположения полей и антропогенных факторов на содержание крахмала и его сбор Table 4. Effect of weather conditions, field location and anthropogenic factors on starch
content and starch yield
Биопрепарат Вид и доза 2022 2023
удобрений, Крахмал, Сбор крахмала, Крахмал, Сбор крахмала,
кг N/га % т/га % т/га
0 0 19,53 3,55 14,0 2,59
0 Компост, 60 - - 13,93 3,55
0 Компост, 110 10,43 3,12 - -
0 Компост, 120 - - 15,04 4,41
Картофин 0 16,40 3,36 13,01 2,48
Картофин Компост, 60 - - 13,33 3,10
Картофин Компост, 110 14,53 3,74 - -
Картофин Компост, 120 - - 12,60 3,66
0 Мин. удоб. 60 - - 11,23 3,54
0 Мин. удоб. 120 - - 12,95 3,98
НСР095 2,40 1,69
Примечание: Мин. удоб. - минеральн
В 2023 году в клубнях с контрольных делянок было накоплено несколько меньшее количество крахмала, несмотря на снижение урожайности.
Использование компоста и удобрений, способствовало некоторому снижению содержания крахмала в клубнях картофеля, однако увеличило его урожайность. Тем не менее, высокие дозы компоста и минеральных удобрений повысили уровень содержания крахмала, приближая и даже превосходя отметку в 4 т крахмала на гектар.
Обсуждение. Проведённые
исследования в 2022 и 2023 годах продемонстрировали высокую
эффективность технологии органического возделывания картофеля по адаптации к изменениям погодных условий в рассматриваемые годы в условиях Ленинградской области. Учитывая высокий уровень плодородия почвы на опытах, использование компоста обеспечило такую же продуктивность картофеля, как и минеральное удобрений, внесённое в той же дозе по азоту. Максимальная биологическая урожайность при максимальной дозе компоста составила 28,32-29,72 т/га в 2022 году и 29,03-31,77 т/га в 2023 году. Урожайность при аналогичной дозе нитроаммофоски составила 30,52 т/га.
При внесении компоста
наблюдалось дополнительное содержание нитратов в почве за счёт больших запасов азота в нем в течение значительных сроков вегетации картофеля. Фактически, компост характеризуется свойством
брение, нитроаммофоска пролонгированного высвобождения
питательных веществ, включая азот. Внесение повышенной дозы
нитроаммофоски формировало
максимальное содержание минеральных форм азота в почве.
Внесение компоста и минеральных удобрений приводило к некоторому снижению концентрации крахмала в клубнях картофеля, однако при этом способствовало повышению его урожайности. Высокие дозы компоста и минеральных удобрений существенно повысили сбор крахмала, приближая и даже превосходя отметку в 4 т крахмала на гектар.
Новый полифункциональный
биопрепарат Картофин SC показал высокую биологическую эффективность в отношении подавления заболеваемости и развития комплекса грибковых
заболеваний картофеля при его органическом возделывании без аддитивного эффекта с органическим удобрением БИОГУМ [16, 20].
Выводы. Результаты исследований подтвердили эффективность технологии органического возделывания картофеля в 2022 и 2023 году в условиях Ленинградской области. Компост, действуя в комплексе с другими технологическими операциями, в оба года обеспечивал существенную прибавку как общей урожайности картофеля, так и стандартных клубней. Так, в 2022 году при дозе компоста в 110 кг азота/га, общая продуктивность картофеля составила 28,32-29,72 т/га. В 2023 году, при дозе
компоста и минерального удобрения в 120 кг азота/га урожайность картофеля достигла значений в 29,0-31,8 т/га.
В 2023 году в клубнях с контрольных делянок концентрация крахмала была несколько ниже, чем в 2022 году, несмотря на снижение урожайности. Однако, благодаря использованию компоста или минерального удобрения,
общий сбор крахмала с урожаем достиг 4 т/га.
Также была подтверждена необходимо выращивания озимых культур после уборки пропашных культур с целью снижения потерь минеральных форм азота за осенне-зимний и ранневесенний периоды.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Органика: Укреплять и расширять // Информационный бюллетень Минсельхоза России. 2023. №1 с. 38. URL: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/54c/b746qb5yve6zgnbokrzyseyqfqwi7fm4.pdf
2. Максимов Д.А., Валкама Е., Минин В.Б., Ранта-Корхонен Т., Захаров А.М. Подходы к освоению органического земледелия // АгроЭкоИнженерия. 2020. № 4 (105). С. 101-113. https://doi.org/10.24411/0131 -5226-2020-10270
3. Jennings S.A., Koehler A-K, Nicklin K.J., Deva C. et al. Global potato yields increase under climate change with adaptation and CO2 fertilisation // Frontiers in Sustainable Food Systems. 2020. Vol. 4, 519324. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.519324
4. Wilier H., Travnicek J., Meier C. and Schlatter B. (Eds.) The World of Organic Agriculture Statistics and Emerging Trends 2022. Frick, Switzerland: Research Institute of Organic Agriculture FiBL. 2022. URL: http://www.organic-world.net/yearbook/yearbook-2022.html
5. Goffart J-P., Haverkort A., Storey M. et al. Potato production in Northwestern Europe (Germany, France, the Netherlands, United Kingdom, Belgium): characteristics, issues, challenges and opportunities // Potato Research. 2022. Vol. 65 P. 503-547 https://doi.org/10.1007/s11540-021-09535-8
6. Бутов И.С. Рынок картофеля в России в 2023-2024 годах: тенденции и прогнозы // Картофель и овощи. 2023. № 12. С. 10-11
7. Органическое выращивание овощей. Сб. инф. материалов / Отв. за выпуск Е. Кущева. Белгород: ОГАУ «ИКЦ АПК». 2022. 36 с. URL: http://ikc.belapk.ru/upload/iblock/af9/af95084f625964950da1c9a81015a2e7.pdf
8. Гаспарян И.Н., Левшин А.Г., Ивашова О.Н., Бутузов А.Е., Дыйканова М.Е. Органическая технология возделывания экологически чистого картофеля раннего // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2019. № 6(94). С. 14-18. https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-6-14-18.
9. Нековаль С.Н., Чурикова А.К., Беляева А.В., Маскаленко О.А., Чумаков С.С., Тихонова А.Н. Перспективы производства органической овощной продукции в России // Картофель и овощи. 2018. № 11. С. 14-16. https://doi.org/10.25630/PAV.2018.93.11.002
10. Симаков Е.А., Митюшкин А.В., Журалев А.А., Митюшкин Ал-р. В., Гайзатулин А.С., Салюков С.С., Овечкин С.В., Семенов В.А. Селекция конкурентоспособных сортов картофеля для различного назначения // Картофель и овощи. 2023. № 1. С. 35-40 https://doi.org/10.25630/PAV.2023.49.99.005
11. Шабанов А.Э., Анисимов Б.В., Киселев А.И., Попова Н.П., Долгова Т.И., Малютин О.В. Методическое положение по оценке продуктивности и столовых качеств картофеля (кулинарный тип). М.: ФГБНУ ВНИИКХ. 2017. 20 с.
12. Шабанов А.Э., Жевора С.В., Анисимов Б.В., Киселев А.И. и др. Параметры потенциальной урожайности сортов картофеля селекционного центра ВНИИКХ (справочник). М.: ФГБНУ ВНИИКХ. 2016. 13 с.
13. Минин В.Б., Захаров А.М., Мельников С.П., Васильев М.А. Продуктивность и качество картофеля, возделываемого по биологизированной технологии в условиях Ленинградской области // АгроЭкоИнженерия. 2021. №3(108). С. 51-66. https://doi .org/10.24412/2713 -2641 -2021-3108-51-65
14. Novikova I.I., Minin V.B., Titova J.A., Zakharov A.M, Krasnobaeva I.L., Murzaev E.A. The use of new polyfunctional biologies and compost to achieve a competitive yield of organic potatoes in the conditions of the North-West region of Russia // Plants. 2022. Vol.11 (7), 962 https://doi.org/10.3390/plants11070962
15. Briukhanov A., Subbotin I., Uvarov R., Vasilev E. Method of designing of manure utilization technology // Agronomy Research. 2017. Vol. 15(3). P. 658-663. URL: https://agronomy.emu.ee/wp-content/uploads/2017/05/Vol15Nr3_Briukhanov.pdf.
16. Перекопский А.Н., Захаров А.М. Варианты внесения органических удобрений в биологизированном севообороте // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2020. № 18. С. 61-63. https://doi.org/10.26160/2474-5901-2020-18-61-63
17. Юнин В.А., Захаров А.М., Кузнецов Н.Н., Слизков А.М., Зыков А.В. Способ и техническое средство для локального внесения твердых органических удобрений при посадке картофеля // АгроЭкоИнженерия. 2020. № 4 (105). С. 62-79. https://doi.org/10.24411/0131-5226-2020-10267
18. Sahrawat K. L. Factors affecting nitrification in soils // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2008. Vol. 39. P. 1436-1446 https://doi.org/10.1080/00103620802004235
19. Мельников С.П., Минин В.Б., Черникова М.В. Зависимость продуктивности картофеля от антропогенных субсидий и погодных условий // Приоритеты развития АПК в условиях цифровизации и структурных изменений национальной экономики. Материалы межд. науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава, посвященной 190-летию со дня рождения И.А. Стебута (23-24 мая 2023 г.). СПб.: СПбГАУ. 2023. С. 18-21. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54170285
20. Novikova I.I., Titova J.A., Krasnobaeva I.L., Minin V.B., Zaharov A.M., Perekopsky A.N. Biological effectiveness of a new multifunctional biopesticide in the protection of organic potatoes from diseases // Agronomy Research. 2021. Vol. 19. No. 3. P. 1617-1626. https://doi.org/10.15159/AR.21.135
REFERENCES
1. Organics: Strengthen and expand. Informatsionnyi byulleten' Minsel'khoza Rossii = Information Bulletin of the Russian Ministry of Agriculture. 2023; 1: 38 (In Russ.) URL: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/54c/b746qb5yve6zgnbokrzyseyqfqwi7fm4.pdf
2. Maksimov D.A., Valkama E., Minin V.B, Ranta-Korhonen T., Zakharov A.M. Approaches to harnessing organic agriculture. AgroEkoInzheneriya = AgroEcoEngineering. 2020; 4 (105): 101-113 (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0131-5226-2020-10270
3. Jennings S.A., Koehler A-K, Nicklin K.J., Deva C. et al. Global potato yields increase under climate change with adaptation and CO2 fertilisation. Frontiers in Sustainable Food Systems. 2020; 4, 519324. (In Eng.) https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.519324
4. Wilier H., Travnicek J., Meier C. and Schlatter B. (Eds.) The World of Organic Agriculture Statistics and Emerging Trends 2022. Frick, Switzerland: Research Institute of Organic Agriculture FiBL. 2022. URL: http://www.organic-world.net/yearbook/yearbook-2022.html
5. Goffart, J-P., Haverkort, A., Storey, M. et al. Potato production in Northwestern Europe (Germany, France, the Netherlands, United Kingdom, Belgium): characteristics, issues, challenges and opportunities. Potato Research. 2022;65:503-547 (In Eng.) https://doi.org/10.1007/s11540-021-09535-8
6. Butov I.S. Potato market in Russia in 2023-2024: trends and forecasts. Kartofel' i ovoshchi = Potato and Vegetables. 2023; 12:10-11 (In Russ.)
7. Organic Cultivation of Vegetables. Coll. Inf. Materials / Responsible for the issue E. Kushcheva. Belgorod: Information and Advisory Center of Agro-Industrial Complex. 2022. 36 p. (In Russ.) URL: http://ikc.belapk.ru/upload/iblock/af9/a^5084f625964950da1c9a81015a2e7.pdf
8. Gasparyan I.N., Levshin A.G., Ivashova O.N., Butuzov A.Ye., Dyikanova M.Ye. Organic cultivation technology of ecologically pure potatoes of early varieties. Vestnik FGOU VPO «MGAU imeni V.P. Goryachkina» = Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2019; 6(94): 14-18. (In Russ.) https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-6-14-18
9. Nekoval S.N., Churikova A.K., Belyaeva A.V., Maskalenko O.A., Chumakov S.S., Tikhonova A.N. Prospects for the production of organic products in Russia. Kartofel' i ovoshchi = Potato and Vegetables. 2018;11: 14-16. (In Russ.) https://doi.org/10.25630/PAV.2018.93.11.002
10. Simakov E.A., Mityushkin A.V., Zhuravlev A.A., Mityushkin Al-r V., Gaizatulin A.S., Salyukov S.S., Ovechkin S.V., Semenov V.A. Selection of competitive potato varieties for various purposes. Kartofel' i ovoshchi = Potato and Vegetables. 2023; 1: 35-40 (In Russ.) https://doi.org/10.25630/PAV.2023.49.99.005
11. Shabanov A.E., Anisimov B.V., Kiselev A.I., Popova N.P., Dolgova T.I., Malyutin O.V. Methodological regulation for assessing the productivity and table qualities of potatoes (culinary type). Moscow: FGBNU VNIIKH. 2017. 20 p. (In Russ.)
12. Shabanov A.E., Zhevora S.V., Anisimov B.V., Kiselev A.I. et al. Parameters of potential yield of potato varieties of VNIIKh breeding center (reference book). Moscow: FGBNU VNIIKH. 2016. 13 p. (In Russ.)
13. Minin V.B., Zakharov A.M., Melnikov S.P., Vasilev M. A. Yielding capacity and quality of potato cultivated by biology-based technology in the conditions of the Leningrad Region. AgroEkoInzheneriya = AgroEcoEngineering. 2021;3 (108): 51-66 (In Russ.) https://doi .org/10.24412/2713 -2641 -2021-3108-51-65
14. Novikova I.I., Minin V.B., Titova J.A., Zakharov A.M, Krasnobaeva I.L., Murzaev E.A. The use of new polyfunctional biologics and compost to achieve a competitive yield of organic potatoes in the conditions of the North-West region of Russia. Plants. 2022;11 (7), 962 (In Eng.) https://doi.org/10.3390/plants11070962
15. Briukhanov A., Subbotin I., Uvarov R., Vasilev E. Method of designing of manure utilization technology. Agronomy Research. 2017; 15(3): 658-663. (In Eng.) URL: https://agronomy.emu.ee/wp-content/uploads/2017/05/Vol15Nr3_Briukhanov.pdf
16. Perekopskiy A.N., Zakharov A.M. Options for the application of organic fertilizers in a biologized crop rotation. Journal of Advanced Research in Technical Science. 2020;18: 61-63.(In Russ.) https://doi. org/10.26160/2474-5901 -2020-18-61 -63
55
17. Yunin V.A., Kuznetsov N.N., Zakharov A.M., Slizkov A.M., Zykov A.V. Method and device for local application of solid organic fertilisers in potato planting. AgroEkolnzheneriya = AgroEcoEngineering. 2020; 4 (105): 62-79 (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0131-5226-2020-10267
18. Sahrawat K. L. Factors affecting nitrification in soils. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2008; 39: 1436-1446 (In Eng.) https://doi.org/10.1080/00103620802004235
19. Melnikov S.P., Minin V.B., Chernikova M.V. Dependence of potato productivity on anthropogenic subsidies and weather conditions. In: Priorities of development of agroindustrial complex in the conditions of digitalization and structural changes in the national economy. Proc. Int. Sci. Prac. Conf. of teaching staff devoted to the 190th anniversary of I.A. Stebut (May 23-24, 2023). Saint Petersburg: SPbGAU. 2023: 18-21. (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54170285
20. Novikova I.I., Titova J.A., Krasnobaeva I.L., Minin V.B., Zaharov A.M., Perekopsky A.N. Biological effectiveness of a new multifunctional biopesticide in the protection of organic potatoes from diseases. Agronomy Research. 2021; 19 (3): 1617-1626 (In Eng.) https://doi.org/10.15159/AR.21.135
Об авторах About the authors
Минин Владислав Борисович, канд. с.-х. наук, старший научный сотрудник отдела агроэкологии в растениеводстве Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, 196634 Россия, Санкт-Петербург, пос. Тярлево, Фильтровское ш. 3 minin.iamfe@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-5207-8921 Vladislav B. Minin, Cand. Sc. (Agriculture), senior researcher, the Department of Agroecology in Plant Production, the Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 196634 Filtrovskoje Shosse, 3, Tiarlevo, Saint Petersburg, Russia minin.iamfe@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-5207-8921
Черникова Марина Владимировна, Заведующая сектором «Аналитические методы инженерной экологии» Отдела анализа и прогнозирования экологической устойчивости агроэкосистем Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, 196634 Россия, Санкт-Петербург, пос. Тярлево, Фильтровское ш. 3 laboratorychm@yandex .ги Marina V. Chernikova Head of the Sector "Analytical Methods of Engineering Ecology", Department of Analysis and Forecasting of Environmental Sustainability of Agroecosystems, the Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 196634 Filtrovskoje Shosse, 3, Tiarlevo, Saint Petersburg, Russia laboratorychm@yandex .ru
Заявленный вклад авторов М.В. Черникова - сбор, анализ и обобщение литературных данных, создание черновика рукописи, оформление окончательного варианта рукописи. В. Б. Минин - руководство исследованием, формальный анализ, концептуализация, редактирование. Authors'contribution M.V. Chernikova - collection, analysis and synthesis of literary data, creation of a draft manuscript, design of the final version of the manuscript. V.B. Minin - research supervision, formal analysis, conceptualization, editing.
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interests The authors declare no conflict of interest.
Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи к публикации. The authors read and approved the final version of the manuscript for publication.
Статья поступила в редакцию: 13.12.2023 Received: 13.12.2023
Одобрена после рецензирования: 22.12.2023 Approved after reviewing: 22.12.2023
Принята к публикации: 26.12.2023 Accepted for publication: 26.12.2023
Научная статья УДК 631.3
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ МОБИЛЬНОГО РОБОТА ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ
Артем Сергеевич Угловский1н, Наталья Юрьевна Семеренко2
1 2
1,2Ярославский государственный аграрный университет, Ярославль, Россия
1a.uglovskii@yarcx.ru, https: //orchid 0000-0002-5678-4786 semerenko@yarcx.ru
Аннотация. Современные тенденции сельскохозяйственного производства предполагают всё более широкое использование элементов точного земледелия, основанных на применении геоинформационных систем (ГИС) и специальных роботизированных устройств. Роботизированные устройства (агроботы) в последнее время начинают применять как для обследования сельскохозяйственных полей, так и для выполнения технологических операций при возделывании сельскохозяйственных культур. Особенности условий функционирование таких устройств в поле затрудняют создание алгоритмов управления ими. Разработка математических моделей для формирования траектории и планирования пути движения является важной задачей в области управления мобильными роботами. Определение точного местоположения робота играет ключевую роль в обеспечении быстрого и плавного отслеживания перемещений. Цель работы - создать имитационную модель автономного четырехколесного мобильного робота, который способен выполнять полевые исследования почвы или посевов. Разработка выполнена в программном обеспечении Simulink с помощью пакета поддержки для Arduino и Raspberry PI.
