CC BY
16
Pods]. Available at: http: vselmash.ru/zo/newsite/fixed_cleaning_equipm.html / (accessed 25.04.2018). (In Russian)
9. Rekomendatsii po primeneniyu novykh vysokoeffektivnykh kleveroterok [Application recommendations of new high-performance clover threshers]. Kirov: NIISKh Severo-Vostoka, 2016. 52 s. (In Russian)
10. Simonov M., Burkov A., Mokiev V. Optimisation design and technological parameters of clover thresher K-0.3. Engineering for Rural Development. Proc. 18 Int. Sci. Conf., 22-24. 05. 2019, Jelgava, Latvia: LLU, 2019. Vol. 18: 66-71. DOI: 10.22616/ERDev2019.18.N053 (In English)
11. Burkov A., Simonov M., Mokiyev V., Lazykin, V. Testing CS-0.2 clover thresher and scarifier featuring improved drum design. Engineering for Rural Development. Proc. 19th Int. Sci. Conf, 20-22.05.2020. Jelgava, Latvia: LLU, 2020, Vol. 19: 692-696. DOI: 10.22616/ERDev2020.19.TF157 (In English)
12. Burkov A.I., Glushkov A.L., Lazykin V.A., Mokiev V.Yu. Barabannaya kleveroterka s pnevmosepariruyushchim ustroistvom [Drum clover grater with pneumatic separator]. Sel'skii mekhanizator. 2020. No. 5-6: 8-9 (In Russian)
13. Burkov A.I., Simonov M.V., Glushkov A.L., Lazykin V.A., Mokiev V.Yu. Kleveroterka [Clover thresher]. Patent of invention RU No. 2722099. 2019 (In Russian)
14. Rekomendatsii po proizvodstvu semyan mnogoletnikh trav v usloviyakh Leningradskoi oblasti [Recommendations for perennial grass seeds production under conditions of the Leningrad Region]. Saint Petersburg: SZNIIMESH, 2006: 92 p. (In Russian)
УДК 633.491+631.147
ОЦЕНКА УРОЖАЙНОСТИ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ В ОРГАНИЧЕСКОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
1 2 В.Б. Минин , канд. с.-х. наук; И.И. Новикова , д-р. биол. наук
А.М. Захаров1; канд. техн. наук;
1Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений, Санкт-Петербург, Россия
С целью оценки возможности использования отечественных сортов картофеля в органическом производстве в 2020-2021 гг. на опытной базе института был проведен полевой сортоиспытательный опыт. Эти годы значительно различались по метеорологическим условиям. В опыте изучали сорта картофеля, районированные для условий Северо-Западной зоны России - Елизавета, Лига, Невский, Рябинушка и Удача. Данные сорта существенно отличались как по использованию питательных веществ из лимитированных источников, так и по отношению к погодным условиям. За два года
исследований сорт Рябинушка оказался наиболее устойчивым с точки зрения формирования стандартных клубней, показав урожайность в пределах 18-18,86 т/га в оба года. Сорта Елизавета, Невский и Удача были близки по своей продуктивности, показав урожайность стандартных клубней в пределах 15,4-19,7 т/га.
Ключевые слова: картофель; органическое производство; урожайность; сорт картофеля; исследование.
Для цитирования: Минин В.Б., Захаров А.М., Новикова И.И. Оценка урожайности сортов картофеля в органическом производстве // АгроЭкоИнженерия. 2021. № 4(109). С.49-57.
ASSESSMENT OF YIELDING CAPACITY OF POTATO VARIETIES IN ORGANIC
PRODUCTION
V.B. Minin1, Cand Sc. (Agriculture), I.I. Novikova2, DSc (Biol)
A.M. Zakharov1, Cand. Sc. (Engineering),
1Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
9
All-Russian Institute for Plant Protection, Saint Petersburg, Russia
The study aimed to assess the possibility of using domestic potato varieties in organic production. With this aim in view, a field variety testing experiment was carried out at the experimental field of the institute in 2020-2021. These years featured significantly different meteorological conditions. The experiment studied the potato varieties well adapted to the conditions of the North-West Russia - Elizaveta, Liga, Nevsky, Ryabinushka and Udacha. These varieties varied considerably both by the nutrient uptake from limited sources and their reaction to weather conditions. For two years of experiment, the Ryabinushka variety turned out to be the most stable in terms of the formation of standard tubers, showing a yield in the range of 18-18.86 t/ha in both years. Varieties Elizaveta, Nevsky and Udacha were close in their productivity, demonstrating the yield of standard tubers in the range of 15.4-19.7 t/ha.
Key words: potato; organic production; yielding capacity; potato variety; experiment. For citation: Minin V.B., Zakharov A.M., Novikova I.I. Assessment of yielding capacity of potato varieties in organic production. AgroEkoInzheneriya. 2021. No.4 (109): 49-57(In Russian)
Введение
Картофель считается третий по значению культурой в мире, производство которой увеличивается, особенно в странах Азии и Африки. По данным FAOSTAT общее мировое производство картофеля в 2019 году составило 370,4 миллиона тонн, для чего было использовано 17,340 миллиона га земель (средняя урожайность составило 21,362 т/га) [1]. К сожалению, мировую статистику по производству картофеля органическим способом не удалось найти. Известно, что к концу 2018 года 71,5 миллиона гектаров были обработаны с использованием органических способов, что составляет 1,5% от всех мировых сельскохозяйственных угодий [2]. По всей видимости, картофель занимает на этих землях не малую долю площади.
В России, в настоящее время, все активнее развивается производство органической продукции. Этому способствует как принятие соответствующего закона и ряда ГОСТов, так и все возрастающий интерес покупателей к здоровой продукции. Картофель является популярным продуктом питания в России. Так, по данным Н.В. Кнауэр [3] доля этой культуры в потребительской корзине в 2015 году составила 100,4 кг в год на 1 жителя. Значительная часть картофеля возделывается на приусадебных участках. Производством картофеля по органическим стандартам занимаются и многие фермерские хозяйства. Очевидно, что для конкурентного производства важным условием является выбор наиболее подходящего сорта. Однако, обоснованных рекомендаций на эту тему не было найдено ни в отечественных, ни в зарубежных научных источниках [4].
Каким может быть картофель для органического производства? Существуют требования к обычному столовому картофелю, подготовленные коллективом авторов из Всероссийского НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха [5]. Они включают комплекс показателей, в том числе биохимические показатели клубней картофеля, окраску клубней (обусловленную содержанием антоцианов, дегустационные показатели, а также продуктивность. Для органического производства также важно, чтобы сорта картофеля были устойчивы к основным болезням и вредителям. Растения картофеля, в этих условиях, должны хорошо отзываться на органические удобрения и эффективно использовать низкие концентрации питательных веществ в почве. Так-как этот картофель должен выигрывать конкуренцию у покупателей, клубни должны быть привлекательные по внешнему виду и вкусные. Само собой, разумеющееся, что такой картофель должен хорошо храниться длительное время (что обычно свойственно картофелю, возделываемому по органической технологии). В статье авторов из США [6] представлены результаты исследований экспрессии генов в листьях двух сортов картофеля (Solanum tuberosum), выращенные на органических фермах по сравнению с традиционным возделыванием. Был сделан обоснованный вывод, что органическое земледелие обладает потенциалом для повышения устойчивости растений к травоядным вредителям.
Целью нашей работы была оценка различных сортов картофеля на возможность возделывания по органической технологии.
Материалы и методы
Сортоиспытательный опыт проводился в 2020-2021 годах на Органическом опытном поле Опытной станции института [7]. Оценивались следующие пять сортов картофеля российской селекции, районированные для условий Северо-Западной зоны России: Елизавета, Лига, Невский, Рябинушка, Удача (табл. 1). Все сорта картофеля средне ранние или раннеспелые. Они отличаются относительной устойчивостью к ряду опасных заболевания. Категория выбранного семенного картофеля в 2020 году - супер-суперэлита. В 2021 году использовался семенной материал после хранения выращенного в 2020 году картофеля. Он относился уже к категории элита.
В 2020 году картофель был поставлен в сложные условия и для минерального питания питательные элементы поступали только за счет почвенное плодородие. Почва опытного участка - дерново-подзолистая легкосуглинистая глееватая на остаточно карбонатном мореном суглинке. Она характеризуется слабо-кислой реакцией среды и высоким содержанием органического вещества.
В опыте использовалась биологизированная технология возделывания картофеля, разработанная в институте и используемая для другого опыта на Органическом опытном поле [8].
Картофель, при посадке и во время вегетации обрабатывался разработанным ВИЗРом биологическим препаратом Картофин на основе штаммов Bacillus subtilis и Trichoderma asperellum. Каждый сорт в 2020 году был высажен на 16 гребнях, длиной по 44 метра (площадь 492,6 кв. м.)
В 2021 году под сорта картофеля было внесено органическое удобрение, Биагум, компост, приготовленным на основе куриного помета индустриальным способом в биоконвекторе ИАЭП. Доза компоста рассчитывалась по количеству внесенного с ней азота 80 кг/га, соответствующие оптимальному (по рекомендации ХЕЛКОМ) уровням продуктивности картофеля. В июне посадка картофеля была обработана сернокислым калием, по ботве. Также посадки картофеля обрабатывались биологическим фунгицидом Картофин [9].
Таблица 1
Характе ристика сортов ка ртофеля
Сорта Срок Назнач Товарна Форма клубня Товарн Устойчивость к
картофе созрева ение я ость болезням
ля ния урожайн
ость, т
Лига Раннесп Столов 21,1- Удлиненно- 83- Устойчив к
елый ое 35,4 овальная с 94%. возбудителю рака
мелкими картофеля и
глазками. золотистой
Кожура картофельной
гладкая, цистообразующей
желтая. Мякоть нематоде. Умеренно
светло-желтая. восприимчив по
ботве и клубням к
возбудителю
фитофтороза.
Рябинуш Среднер Столов 22,0- Овальная с 86-96% Устойчив к
ка анний ое 23,4 мелкими возбудителю рака
глазками. картофеля и
Кожура золотистой
гладкая, картофельной
красная. цистообразующей
Мякоть нематоде. Умеренно
кремовая восприимчив по
ботве и умеренно
устойчив по
клубням к
возбудителю
фитофтороза
Невский Среднер анний Столов ое 38,050,0 Продолговато-округлая. Цвет светло-бежевый, мякоть белая. Глазки розовые, мелкие 90-95% Устойчив к возбудителю рака картофеля, ризоктониозу. Умеренно восприимчив к фитофторозу по ботве и клубням.
Елизавет а Среднер анний Столов ое 29,040,0 Округлая, цвет белый. Кожура гладкая. Глазки мелкие, неокрашенные. Мякоть белая, не темнеющая при резке 7996%. Устойчив к раку. Характеризуется средней восприимчивостью к фитофторозу, но в годы эпифитотий поражается сильно, клубни слабо
Удача Раннесп елый Столов ое 30,0 Округлая и овальная, Цветсветло-бежевый. Глазки мелкие. Мякоть белая. 96% Умеренно восприимчив к фитофторозу по ботве и умеренно устойчив по клубням
Результаты исследований
В первую очередь, следует отметить существенные различия в погодных условиях между вегетационными периодами в 2020 и 2021 годы (Табл.2). 2020 год был достаточно теплый со значительным выпадением атмосферных осадков во все месяцы вегетации картофеля. Растения картофеля имели достаточно хорошие условия для вегетации -, температурные условия близкие к оптимальным и значительное количество влаги в каждый месяц. Следующий, 2021 год отличался значительно более сухими условиями в период вегетации. За весенний период в почве был накоплен значительный запас влаги. Содержание влаги в почве участка, на котором были заложены органические опыт, составляло 28,0+1,8% к 25 мая 2021 г. Однако, в июне и июле температура была повышенная (средняя температура в эти месяцы составляла 210-220 С). В тот же период выпало очень мало атмосферных осадков, 16,6 мм в июне и 16,8 мм в июле. В связи с эти, для растений картофеля создались определенные ограничения в поступлении влаги, что выразилось в некоторой задержке в развитии надземной массы. Эти данные следует учитывать при анализе продуктивности растений картофеля [10].
Таблица 2
Характеристика погодных условий в вегетационные периоды 2020 и 2021 г.г.
Месяц Атмосферный показатель Годы Среднегодовое значение
2020 2021
май Температура, градусы Со 10,0 11,6 11,3
Осадки, мм 53 172 46
ГТК 0,59 0,26
июнь Температура, градусы Со 19,2 20,9 15,7
Осадки, мм 129,4 16,6 71
ГТК 2,25 0,25
июль Температура, градусы Со 17,6 22,0 18,8
Осадки, мм 186,2 16,8 79
ГТК 3,41 0,25
август Температура, градусы Со 17,2 15,8 16,9
Осадки, мм 195,9 109,2 83
ГТК 3,80 2,23
В таблице 3 представлена информация о продуктивности картофеля разных сортов в опыте. В 2020 годы средняя биологическая урожайность сортов варьировала в пределах от 15,30 до 22,50 т/га, в 2021 году от 14, 68 до 23,03 т/га. Следует отметить, что наихудшие результаты продемонстрировал сорт Лига. Как биологическая урожайность, так и урожайность стандартных клубней была ниже всех остальных сортов в оба года. Максимальной биологической урожайностью отличился в оба года сорт Невский. Во второй год, несмотря на более сухие условия, более высокую урожайность, по сравнению с 2020 годом показали сорта Рябинушка и Елизавета. По всей видимости, они также эффективно использовали внесенный компост. Следует отметить, что во второй год исследований было отмечено очень небольшое количество мелкого картофеля (по сравнению с 2020 годом), что свидетельствует, что картофель имел более хорошие условия для развития.
Таблица 3
Урожайность сортов картофеля в 2020 и 2021 годах
Сорт картофеля Биологическая урожайность Стандарт Мелочь, доля в биологическом урожае
2020 год 2021 год 2020 год 2021 год 2020 год 2021 год
Лига 15,30 13,78 14,68 13,21 3,63 1,89
Рябинушка 18,90 20,15 18,00 18,86 3,08 1,82
Невский 22,50 23,03 19,71 15,41 1,50 2,18
Елизавета 15,59 21,76 15,29 17,86 0,94 0,49
Удача 19,31 18,79 18,45 16,51 3,05 2,79
НСР0,95 2,25 2,01 2,40 1,97
Выводы
Проведённые предварительные исследования показали, что сорта картофеля отечественной селекции существенно различаются, как по отношению к использованию питательных веществ из лимитированных источников, так и к погодным условиям. За два года исследований сорт Рябинушка оказался наиболее устойчивым, по формированию стандартных клубней. В оба года были получены близкие значения урожайности стандартных клубней в пределах 18-18,86 т/га. Самым неудачным сортом оказался сорт
Лига. Остальные сорта были близки по своей продуктивности в условиях и 2020, и 2021 года, обеспечивая урожайность стандартных клубней в пределах 15,4 - 19,7 т/га.
Следует отметит также и то, что товарная урожайность использованных сортов ниже, чем их потенциальная продуктивная возможность. Это вызвано тем, что изначально селекционеры разрабатывали сорта с такими характеристиками, чтобы они давали высокие показатели качества и стабильно высокую урожайность при их возделывании в интенсивных технологиях производства. А применение этих же сортов в технологии органического производства не даёт возможности раскрыть все биопотенциальные возможности культуры. В связи с этим вопрос создания и производства новых сортов картофеля, пригодных для органического производства является актуальным. Новые сорта должны обладать рядом свойств, которые смогут компенсировать отсутствие или нехватку тех средств, которые недопустимы к применению в органическом производстве продукции растениеводства, а именно: минеральных азотных удобрений, синтетических гербицидов, фунгицидов, инсектицидов и других пестицидов, синтетических регуляторов роста и синтетических красителей и т.д. Кроме того, эти сорта должны вступать во взаимовыгодные отношения с почвенными микроорганизмами.
Исследования были выполнены за счет частичного финансирования Российско-Финляндским проектом KS1798 «Экологически дружественное умное
органическое сельское хозяйство» EFSOA Программы Приграничного сотрудничества Юго-Восточная Финляндия -
Россия.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Статистика Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН. 2020. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.faostat (дата обращения 17.12.2021)
2. Global organic area continues to grow. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ifoam.bio/global-organic-area-continues-grow (дата обращения 17.12.2021)
3. Кнауэр Н.В. Стратегическое управление картофелепродуктовым подкомплексом АПК в условиях импортзамещения. Вопросы экономики и права. 2015. № 86. С. 118-123
4. 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. DOI: 10.24411/0131 -5226-2020-10270
5. Шабанов А.Э., Анисимов Б.В., Киселев Попова Н.П., Долгова Т.И., Малюта О.В. Методические положения по оценке продуктивности и столовых качеств картофеля (кулинарный тип). М.: ФГБНУ ВНИИКХ, 2017, 20 с.
6. Krey K.L., Nabity P.D., Blubaugh C.K., Fu Z., Van Leuven J.T., Reganold J.P., Berim A., Gang D.R., Jensen A.S., Snyder W.E. Organic farming sharpens plant defenses in the field.
Front. Sustain. FoodSyst. 2020. No. 4: 97. doi: 10.3389/fsufs.2020.00097
7. Maksimov D.A., Minin V.B., Perekopskiy A.N., Zakharov A.M. Technological solutions for the cultivation of potatoes in the organic farming agroecosystem // E3S Web of Conferences 2021. Vol. 262: 03026. DOI: 10.1051/e3sconf/202126203026
8. Минин В.Б., Захаров А.М., Мельников С.П., Васильев М.А. Продуктивность и качество картофеля, возделываемого по биологизированной технологии в условиях Ленинградской области //АгроЭкоИнженирия, 2021, № 3(108). С. 51-66 DOI: 10.24412/2713-2641-2021-310851-65
9. Novikova I.I., Minin V.B., Titova Yu. A., Krasnobaeva I.L., Zakharov A.M., Perekopsky A.N. Biological effectiveness of a new multifunctional biopesticide in the protection of organic potatoes from diseases // Agronomy Research. 2021. № 19. С. 1-10. DOI: 10.15159/AR.21.135
10. Минин В.Б., Захаров А.М. Задачи и структура информационно-коммуникационной системы «умного» органического хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15. № 4. С. 56-64. DOI: 10.22314/2073-7599-2021-15-4-56-64
REFERENCES
1. Statistics of UN Food and Agriculture Organisation. 2020. Available at: https://www.faostat (accessed 17.12.2021)
2. Global organic area continues to grow. Available at: https://www.ifoam.bio/global-organic-area-continues-grow (accessed 17.12.2021)
3. Knauer N.V. Strategicheskoe upravlenie kartofeleproduktovym podkompleksom APK v usloviyakh importzameshcheniya [Strategic management of potato producing sub-complex of agro-industrial complex under conditions of import substitution]. Voprosy ekonomiki iprava. 2015. No. 86: 118-123 (In Russian)
4. Maksimov D.A., Valkama E., Minin V.B., Ranta-Korkhonen T., Zakharov A.M. Podkhody k osvoeniyu organicheskogo zemledeliya [Approaches to harnessing organic agriculture]. AgroEkoInzheneriya. 2020. No. 4 (105): 101-113 (In Russian) DOI: 10.24411/0131-5226-202010270
5. Shabanov A.E., Anisimov B.V., Kiselev Popova N.P., Dolgova T.I., Malyuta O.V. Metodicheskie polozheniya po otsenke produktivnosti i stolovykh kachestv kartofelya (kulinarnyi tip) [Methodological provisions for assessing the productivity and table qualities of potatoes (culinary type)]. Moscow: FGBNU VNIIKKh, 2017, 20 p. (In Russian)
6. Krey K.L., Nabity P.D., Blubaugh C.K., Fu Z., Van Leuven J.T., Reganold J.P., Berim A., Gang D.R., Jensen A.S., Snyder W.E. Organic farming sharpens plant defenses in the field.
Front. Sustain. FoodSyst. 2020. No. 4: 97. doi: 10.3389/fsufs.2020.00097
7. Maksimov D.A., Minin V.B., Perekopskiy A.N., Zakharov A.M. Technological solutions for the cultivation of potatoes in the organic farming agroecosystem // E3S Web of Conferences 2021. Vol. 262: 03026 (In English) DOI: 10.1051/e3sconf/202126203026
8. Minin V.B., Zakharov A.M., Melnikov S.P., Vasilev M.A. Produktivnost' i kachestvo kartofelya, vozdelyvaemogo po biologizirovannoi tekhnologii v usloviyakh Leningradskoi oblasti [Yielding capacity and quality of potato cultivated by biology-based technology in the conditions of the Leningrad Region]. AgroEkoInzheneriya, 2021, No. 3(108): 51-66 (In Russian) DOI: 10.24412/2713-2641-2021-3108-51-65
9. Novikova I.I., Minin V.B., Titova Yu. A., Krasnobaeva I.L., Zakharov A.M., Perekopsky A.N. Biological effectiveness of a new multifunctional biopesticide in the protection of organic potatoes from diseases // Agronomy Research. 2021. № 19. С. 1-10. (In English) DOI: 10.15159/AR.21.135
10 Minin V.B., Zakharov A.M. Zadachi i struktura informatsionno-kommunikatsionnoi sistemy «umnogo» organicheskogo khozyaistva [Objectives and structure of the information and communication system for "smart" organic farming]. Sel'skokhozyaistvennye mashiny i tekhnologii. 2021. Vol. 15. No. 4: 56-64. (In Russian) DOI: 10.22314/2073-7599-2021-15-4-56-64
УДК 631.3
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОСЕННЕЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ В ОРГАНИЧЕСКОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ
А.М. Захаров, канд. техн. наук; Е.А. Мурзаев, Д.Ю. Иванов
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
В настоящее время картофель возделывается в различных почвенно-климатических зонах и на разных типах почв с получением высокой урожайности. Основа будущего урожая картофеля закладывается во время осенней подготовки почвы. Наиболее распространёнными, ответственными и энергоемкими операциями в этот период являются лущение стерни, внесение органических удобрений и зяблевая обработка. Исследования были направлены на совершенствование технологических приёмов и технических средств для осенней подготовки почвы под посадку картофеля в органическом земледелии. С этой целью был разработан комбинированный агрегат, выполняющий основную обработку почвы, локальное внесение удобрений, формирование профилированной поверхности и её упрочнение за счёт посева покровных культур за один проход агрегата по полю. В статье представлена компоновочная схема комбинированного агрегата. В рамках исследования были разработаны информационные модели четырёх модулей комбинированного агрегата: почвообрабатывающего модуля, модуля для внесения органических удобрений, модуля для посева покровных культур и модуля формирования профилированной поверхности. Выполнен анализ технологических приёмов по основной обработке почвы, внесения твёрдых органических удобрений, а также биологических ресурсов, способствующих повышению экологической безопасности. По результатам исследования была создана конструктивная схема макетного образца комбинированного агрегата. Применение такого агрегата способствует повышению качества продукции и значительному снижению затрат при возделывании картофеля в органическом земледелии.
Ключевые слова: комбинированный агрегат, картофель, органическое производство, информационная модель, обработка почвы.
Для цитирования: Захаров А.М., Мурзаев Е.А., Иванов Д.Ю. Совершенствование технологической системы осенней подготовки почвы при возделывании картофеля в органическом земледелии // АгроЭкоИнженерия. 2021. № 4(109). С.57-70
