CC BY
41
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства_
РАЗДЕЛ III ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МЕХАНИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ В ПРОЦЕССАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УХОДА ЗА ПОСАДКАМИ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ
А.Б. Калинин, д-р техн. наук;
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ
Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке эффективности технологических процессов обработки почвы и ухода за растениями в биологизированной (органической) технологии возделывания картофеля в зависимости от различного вариантного состава технологических операций с целью разработки научных принципов и алгоритма формирования их рациональной структуры.В качестве критериев эффективности приняты влажность, твердость и температура почвы, а также биологическая урожайность картофеля .Получены экспериментальные данные по указанной номенклатуре критериев в следующие сроки вегетационного периода: до начала полевых работ (14.05.2018г.); после предпосадочной подготовки почвы (28.05.2018 г.); после посадки картофеля (14.06.2018 г.); после смыкания ботвы (27.06.2018 г.); в период цветения картофеля (11.07.2018 г.); в период налива клубней нового урожая (28.07.2018 г.) Измерение параметров почвенного состояния выполнялось в гребне, в зоне клубнеобразования на опытных делянках согласно методики, представленной в СТО АИСТ 4.3 - 2010. В зависимости от используемых операций (приемов) основной обработки почвы и ухода за посадками влажность почвы изменялась от 19 до 31%, твердость - от 1,4 до 3,1 МПа, температура - от 13,3 до 19,6 С°, урожайность картофеля - от 16,5 до 28,8 т/га. Полученные закономерности позволят разработать алгоритм формирования рациональной структуры технологических операций в процессах обработки почвы и ухода за посадками.
Ключевые слова: картофель, органическая технология, обработка почвы, уход за посадками, структура технологического процесса.
Для цитирования: Устроев A.A., Калинин А.Б., Мурзаев Е.А. Оценка эффективности технологических операций в процессах основной обработки почвы и ухода за посадками в органической технологии возделывания картофеля // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 3 (96). С.
66-73.
EFFICIENCY ASSESSMENT OF TECHNOLOGICAL OPERATIONS OF PRIMARY SOIL TILLAGE AND CROP CARE IN ORGANIC POTATO CULTIVATION
УДК: 631.4
DOI 10.24411/0131-5226-2018-10059
Е.А. Мурзаев
A.A. Ustroev, Cand. Sc (Engineering); A.B. Kalinin, DSc (Engineering);
E.A. Murzaev
Технологии и технические средства механизированного производства продукции _растениеводства_
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
The paper presents the findings of experimental studies to assess the effectiveness of soil tillage and crop care in the biology-based (organic) technology of potato cultivation, depending on the different variant composition of technological operations, with the overall aim being to develop the scientific principles and an algorithm for the formation of rational structure of these operations. The efficiency criteria were soil moisture content, penetration index and temperature as well as the biological yield of potato. Experimental data on these criteria were obtained in the following parts of the vegetation period: before the field work start (14.05.2018); after the pre-plant soil cultivation (28.05.2018); after potato planting (14.06.2018); after the closure of potato tops (27.06.2018); during the potato flowering period (11.07.2018); and during the tuber filling (28.07.2018). Soil parameters were measured in the ridges, in the zone of tuberisation on the experimental plots according to the methodology presented in the Standard of Association of Agricultural Machinery and Technologies Test Engineers 4.3 - 2010. Depending on the operations (techniques) used for the primary soil tillage and crop care, the soil moisture content varied from 19 to 31%, the penetration index - from 1.4 to 3.1 MPa, the temperature - from 13.3 to 19.6 С and the potato yield - from 16.5 to 28.8 t / ha. The obtained patterns will allow developing an algorithm for the formation of a rational structure of technological operations in the processes of soil tillage and crop care.
Key words: potato, organic technique, soil tillage, crop care, technological process framework.
For citation: Ustroev A.A., Kalinin A.B., Murzaev E.A. Efficiency assessment of technological operations of primary soil tillage and crop care in organic potato cultivation. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstvaprodukcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 3(96): 66-73. (In Russian)
Введение
Производство сельскохозяйственной продукции в органическом земледелии -перспективное направление сельского хозяйства, требующее использования
машинных технологий, построенных на основе синтеза последних достижений биологической и инженерной науки, адаптированных к местным условиям [1]. Однако научно обоснованных отечественных рекомендаций по органическим технологиям производства продукции растениеводства до настоящего времени не разработано.
Важной проблемой органического земледелия является достижения высокой, конкурентной продуктивности полевых культур, за счет использования биологического потенциала сортов, выбора адекватной агротехнологии, включающей применение органических удобрений и
регулирование биологических процессов в
агропроизводителям требуются комплексные агротехнологии, как средства управления агроценозом конкретной культуры в агроландшафте, адаптированные к местным условиям и включающие в себя весь спектр необходимых биопрепаратов и разрешенных агрохимикатов, а также рациональную структуру технологических операций (приёмов) обработки почвы и ухода за растениями [2].
С целью формирования подобных технологий в ИАЭП, совместно с СПбГАУ с 2016 года проводятся комплексные исследования технологических процессов возделывания сельскохозяйственных
органического земледелия [3]. Работа в этом направлении сориентирована на
многолетнюю перспективу с разработкой
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2018. Вып. 96_
технологических решении для целого севооборота.
Задачей настоящей работы является проведение экспериментальных
исследований по оценке эффективности технологических процессов обработки почвы и ухода за растениями в
технологии возделывания картофеля в зависимости от различного вариантного состава технологических операций с целью разработки научных принципов и алгоритма формирования их рациональной структуры.
Материалы и методы
Методы исследований - проведение и анализ результатов активного эксперимента по оценке влияния элементов машинной органической агротехнологии на
продуктивность и экологическое состояние агроэкосистемы возделывания картофеля в
полевом севообороте органического земледелия [4,5].
Экспериментальные исследования
проводились на опытной станции ИАЭП на отдельном участке опытного поля, являющемся продолжением участка под картофелем в полевом органического земледелия, возделывался на гребнях междурядий 70 см. районированный
севообороте Картофель с шириной Сорт Удача (элита), для условий
Ленинградской области.
Схема проведения полевого опыта по исследованию влияния различного вариантного состава технологических операций процессов обработки почвы и ухода за растениями на показатели эффективности указанных технологических процессов представлена в таблице 1.
Таблица 1
Схема опыта по исследованию технологических процессов обработки почвы и
ухода за посадками картофеля
№ вариан та Варианты технологических процессов и операций
Предпосадочная обработка почвы Уход за посадками
1 Минимальная обработка почвы (закрытие влаги) Довсходовое боронование + окучивание с боронованием + окучивание
2 Глубокое рыхление междурядий с довсходовым боронованием + окучивание с боронованием + окучивание
3 Культивация (закрытие влаги) + глубокое безотвальное рыхление + культивация Довсходовое боронование + окучивание с боронованием + окучивание
4 Глубокое рыхление междурядий с довсходовым боронованием + окучивание с боронованием + окучивание
5 Культивация (закрытие влаги) + отвальная вспашка + культивация Довсходовое боронование + окучивание с боронованием + окучивание
6 Глубокое рыхление междурядий с довсходовым боронованием + окучивание с боронованием + окучивание
междурядий с довсходовым боронованием осуществлялась с использованием
экспериментального пропашного
культиватора - глубокорыхлителя [6,7,8].
Для выполнения данного исследования нами принята следующая номенклатура параметров почвенного состояния: влажность почвы %; твердость почвы Я, Мпа; температура почвы Т, °С.
Для оценки эффективности технологии в целом при различном вариантном составе
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства_
технологических операций принят показатель биологической урожайности картофеля, т/га.
Оценка параметров почвенного состояния выполнялась в следующие периоды:
- до начала полевых работ (14.05.2018г.);
- после предпосадочной подготовки почвы (28.05.2018г.);
(14.06.2018г.);
- после смыкания ботвы (27.06.2018г.);
- в период цветения картофеля (11.07.2018г.);
- в период налива клубней нового урожая (28.07.2018г.)
Измерение параметров почвенного состояния гребневой поверхности посадок
картофеля выполнялось в зоне клубнеобразования на опытных делянках согласно методики, представленной в СТО АИСТ 4.3 -2010.
Результаты и обсуждение
исследований по влиянию различных вариантов схем технологических приемов обработки почвы и ухода за растениями на показатели эффективности указанных технологических процессов (параметры почвенного состояния) представлены в
Статистический анализ экспериментальных данных проводился с использованием программных пакетов MS Excel и STATISTIC А 12 [9].
Таблица 2
Средние значения параметров почвенного состояния в исследуемых вариантах технологических процессов обработки почвы и ухода за растениями в гребне на глубине 20 см
Вариант 28.05 14.06 27.06 11.07 27.07
W r T W r T W r T W r T W r T
1 .Минимальная 25,5 2,2 14,5 25,8 2,6 14,4 29,3 3,1 16,4 27,1 3,3 18,7 25,2 2,3 19,3
2.Минимальная 29,8 2,0 16,3 27,2 2,5 18,5 25,9 3,1 19,1
3.Безотвальная 26,1 1,3 14,2 29,3 1,6 13,9 31,1 1,9 16,5 28,5 2,1 19,4 27,8 1,8 19,2
4.Безотвальная 28,8 1,5 17,0 27,6 1,3 19,6 26,3 1,3 19,5
5.Вспашка 24,2 1,4 14,3 23,9 1,4 13,3 22,9 1,6 16,5 21,0 1,8 18,7 20,3 1,9 19,5
6.Вспашка 22,1 1,4 16,9 19,7 1,7 18,9 19,1 2,0 19,6
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
Средние значения урожайности для указанных схем технологических процессов обработки почвы и ухода за растениями составили: в варианте 1 - 24,6т/га; в варианте 2 - 24,8т/га; в варианте 3 - 28,3т/га; в варианте 4 - 28,8т/га; в варианте 5 -16,5т/га; в варианте 6 - 19,6т/га.
Рис. 1. Динамика влажности почвы в исследуемых вариантах технологических процессов
Рис. 2. Динамика твердости почвы в исследуемых вариантах технологических процессов
полученных установлены
В результате анализа экспериментальных данных следующие закономерности. • Влажность почвы в процессе вегетации картофеля в вариантах минимальной и безотвальной обработки почвы изменялась в пределах от 26 до 28%, что является оптимальным для развития
междурядий способствовало снижению
избыточной влажности почвы в варианте безотвальной основной обработки почвы с 31,1% до 28,8%. Значительное снижение важности почвы (до 20%) наблюдалось в варианте отвальной основной обработки почвы, что является недостаточным для нормального формирования нового урожая.
• Твердость почвы в вариантах безотвальной и отвальной основной обработки почвы изменялась в пределах от 1,4 до 2,0 МПа, что соответствует зоне нормального уплотнения. При этом применение операций глубокого рыхления междурядий при уходе за посадками способствовало снижению твердости почвы на 0,2.. ,0,5МПа. Твердость почвы в варианте минимальной основной обработки почвы доходила до 3,2МПа, что соответствовало зоне сильного уплотнения. Применение операции глубокого рыхления междурядий при этом привело к снижению этого показателя до 2,5МПа.
• Наибольшая урожайность (28,8т/га) получена при безотвальной основной обработке почв, при этом глубокое рыхление междурядий несущественно влияет на изменение урожайности. Следует отметить достаточно высокую урожайность (24,8т/га) при минимальной основной обработке почвы, отсутствие затрат на основную обработку почвы при этом свидетельствует о наибольшей предпочтительности этого варианта. Резкое снижение урожайности (до 16,5т/га) наблюдается при отвальной основной обработке почвы, это объясняется недостаточным количеством влаги в вегетационный период развития растений.
Выводы
Полученные закономерности позволят разработать алгоритм формирования рациональной структуры технологических операций в процессах обработки почвы и ухода за посадками.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
Л БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Хухта Харри, В.Б. Минин Основные принципы органического сельского хозяйства. СПб - Миккели: АСПИРСТ, 2014, 40с. :ил.
2.Старовойтов В.И., Минин В.Б., Устроев
Технические вопросы обеспечения органического земледелия в России //
международной научно-практической
конференции «Инновационные технологии селекции и семеноводства картофеля» под ред. С В. Жеворы, М., ФГБНУ ВНИИКХ. 2017. С. 130-133.
3.Д.А. Максимов, В.Б. Минин, С.П. Мельников, A.A. Устроев, Г.А. Логинов, Э.
исследования по возделыванию картофеля согласно органическим требованиям // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №93. С 34-42.
Кудрявцев, И.З. Теплинский. Влияние способов обработки посадок картофеля на физические параметры почвенного состояния в корнеобитаемом слое развития растений // Технологии и технические средства механизированного производства
животноводства. 2018. №1(94). С. 105-112. 5.А.Б. Калинин, И.З. Теплинский, П.П. Кудрявцев. Оценки параметров почвенного
состояния при выполнении технологических процессов воздействия картофеля по интенсивной технологии // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2015. №38. С. 288-293. Калинин А.Б., Теплинский И.З., Устроев
органов пропашного культиватора-гребнеобразователя // Патент РФ на полезную модель №169780. 2017. Бюл. №10. 6.A.A. Устроев, А.Б. Калинин, Г.А. Логинов, П.П. Кудрявцев. Оценка эффективности операции глубокого рыхления междурядий при возделывании картофеля в органическом земледелии // Технологии и технические средства механизированного производства
животноводства. 2017. №93. С. 43-47.
Кудрявцев. Исследование пропашного культиватора - глубокорыхлителя для обработки посадок картофеля в органическом земледелии // Техника и оборудование для села 2018. №6. С. 22-24.
8.A.M. Валге. Использование систем Excel и Mathcad при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства (Методическое пособие) /
Россельхозакадемии. 2013. 200 с.
9.Д. Шпаар, А. Быкин, Д. Дрегер. и др. Картофель / под редакцией Д. Шпаара - Мн.: ЧУП "Орех", 2004, 465с.
REFERENCES
1.Huhta Harri, Minin V.B. Osnovnye printsipy organicheskogo sel'skogo khozyaistva [Basic principles of organic farming]. Saint Petersburg-Mikkeli: ASPIRST, 2014: 40.
2. Starovoitov V.I., Minin V.B., Ustroev A.A., Loginov G.A., Voronov N.V. Tekhnicheskie
voprosy obespecheniya organicheskogo zemledeliya v Rossii [Technical issues of organic farming in Russia]. Kartofelevodstvo: Materialy mezhdunarodnoi nauchno-
tekhnologii selektsii i semenovodstva
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал _ИАЭП. 2018. Вып. 96_
kartofelya» pod red. S. V. Zhevory [Potato farming: Proc. Int. Sci. Pract. Conf. "Innovative technologies of potato breeding and seed production". S.V. Zhevor (ed.)]. Moscow: FGBNU VNIIKKh. 2017: 130-133. (In Russian)
3.Maksimov D.A., Minin V.B., Mel'nikov S.P., Ustroev A.A., Loginov G.A., Mbaikholoiel E.. Eksperimental'nye issledovaniya po vozdelyvaniyu kartofelya soglasno organicheskim trebovaniyam [Experimental studies on potatoes cultivation under requirements of organic farming]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. N 93: 34-42. (In Russian)
4.Kalinin A.B., Ustroev A.A., Kudriavtsev P.P., Teplinskij I.Z.. Vliyanie sposobov obrabotki posadok kartofelya na fizicheskie parametry pochvennogo sostoyaniya v korneobitaemom sloe razvitiya rastenii [Effect of tillage techniques of potato plantations on physical parameters of soil in the root habitable layer]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. N 2 (94): 105-112. (In Russian)
5.Kalinin A.B., Teplinskij I.Z., Kudriavtsev P.P. Ocenki parametrov pochvennogo sostoyaniya pri vypolnenii tekhnologicheskih processov vozdelyvaniya kartofelya po intensivnoj tekhnologii. [Estimates of soil state parameters in technological processes of potato cultivation by intensive technology]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015; N 38: 288-293. (In Russian)
6.Kalinin A.B., Teplinskij I.Z., Ustroev A.A., Kudriavtsev P.P. Sektsiya rabochikh organov
propashnogo kul'tivatora-grebneobrazovatelya [Section of the working tools of a row cultivator-ridger]. Patent RF on utility model №169780. 2017.
7.Ustroev A.A., Kalinin A.B., Loginov G.A., Kudriavtsev P.P. Otsenka effektivnosti operatsii glubokogo rykhleniya mezhduryadii pri vozdelyvanii kartofelya v organicheskom zemledelii [Assessment of operational effectiveness of inter-row soil loosening in organic potato cultivation]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. N 93: 43-47. (In Russian)
8.Ustroev A.A., Kalinin A.B., Kudriavtsev P.P. Issledovanie propashnogo kul'tivatora -glubokorykhlitelya dlya obrabotki posadok kartofelya v organicheskom zemledelii [Study of interrow cultivator - deep soil loosener for potato caring in organic farming]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2018. N 6: 22-24. (In Russian)
9.Valge A.M. Ispol'zovanie sistem Excel i Mathcad pri provedenii issledovanii po mekhanizatsii sel'skokhozyai stvennogo proizvodstva (Metodicheskoe posobie) [Use of Excel and Mathcad systems in the studies associated with mechanisation of agricultural production (Textbook). Saint Petersburg: GNU SZNIIMESH Rossel'khozakademii, 2013: 200. (In Russian)
10.Shpaar D., Bykin A., Dreger D i dr. Kartofel'. pod redakciej D. Shpaara.[ Potato. Ed. D. Shpaar]. Minsk: Private unitary enterprise "Orekh", 2004: 465. (In Russian)
