CC BY
16
5 Gosudarstvennyi reestr selektsionnykh dostizhenii, dopushchennykh k ispol'zovaniyu. Tom 1. «Sorta rastenii» [State Register of Selection Achievements Authorized for Use for Production Purposes. Vol.1 Plant varieties]. Moscow: Rosinformagrotekh Publ. 2016: 504 (In Russian)
6 Chukhina O.V., Demidova A.I. Sorta osnovnykh polevykh kul'tur, mnogoletnikh trav, dopushchennye k ispol'zovaniyu v Severo-Zapadnom regione i raionirovannye v Vologodskoi oblasti: Uchebno-metodicheskoe posobie [Varieties of main field crops, perennial grasses approved for use in the North-West Russia and zoned in Vologda Region: Educational-methodical manual]. Vologda-Molochnoe: Vologodskaya GMKhA. 2017. 109 (In Russian)
7 Kozlova L.M. Makarova T.S., Popov F.A., Denisova A.V. Sevooborot kak biologicheskii priem sokhraneniya pochvennogo plodorodiya i povysheniya produktivnosti pashni [cop rotation as biological method of preservation of soil fertility and of increasing or efficiency of arable land]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2011. No.1: 1618 (In Russian)
8 Zhukov Yu.P. Sistema udobrenii v khozyaistvakh Nechernozem'ya [Fertilizer system in farms of the Nonblack Soil Zone]. Moscow: Moskovskii Rabochii Publ. 1983: 144 (In Russian)
9 Chukhina O.V., Zhukov Yu.P. Produktivnost' kul'tur v sevooborote pri primenenii razlichnykh doz udobrenii [Efficiency of cultures in the crop rotation
at application of various doses of fertilizersy. Agro XXI. 2014. No. 1- 3: 39 - 41. (In Russian)
10 Chukhina O.V. Demidova A.I., Kulikova E.I., Tokareva N.V. Vliyanie razlichnykh doz udobrenii i gerbitsidov na produktivnost' kul'tur sevooborota [Effect of diefferent application rates of fertilizers and herbicides on the productivity of crop roration]. Plodorodie. 2017. No. 3 (96). 5-10. (In Russian)
11 Valge A.M., Papushin E.A., Perekopskii A.N. Matematicheskoe modelirovanie urozhainosti mnogoletnikh trav [ Mathematicl modelling of cropping power in perennial grasses]. Vestnik Rossiiskoi akademii sel'skokhozyaistvennykh nauk. 2013. No. 5: 8-10 (In Russian)
12 Popov V.D., Mogil'nitskii V.M., Perekopskii A.N., Shit' I.S. Puti razvitiya kormovoi bazy v Severo-Zapadnom regione Rossii [Ways to develop forage resources in the North-West region of Russia]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2001. No 72: 2227. (In Russian)
13 Voblikov E.M. Posleuborochnaya obrabotka i khranenie zerna [Post-harvest treatment and storage of grain]. Rostov-on-Don: Mart T Publ. 2001: 240 (In Russian)
УДК 631.334 DOI 10.24411/0131-5226-2020-
10251
ВЛИЯНИЕ ПОСЕВА ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР ПО ГРЕБНЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОСАДОК КАРТОФЕЛЯ НА ТЕМПЕРАТУРУ ПОЧВЫ В ЗОНЕ КЛУБНЕОБРАЗОВАНИЯ
А.А. Устроев, канд. техн. наук; Е.А.Мурзаев
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
Одним из основных факторов, лимитирующих урожайность и качество картофеля, является температурный режим воздушной среды и почвы в период посадки и развития клубней в процессе вегетации. Рекомендуемая температура почвы для начала проведения посадочных работ - 7-8 °С в
течение трех дней. Оптимальная температура воздуха для появления всходов и дальнейшего развития картофеля - 18-20 °С. При температуре воздуха 21-25 °С, температура почвы составляет примерно 16-19 °С, что является условием, при котором происходит наилучшее образование клубней. В этой связи актуальной является задача непрерывной регистрации и управления температурой почвы. Для этого предлагается после посадки картофеля одновременно с образованием гребней посеять на полученную профилированную поверхность покровную культуру с последующим её уничтожением. Цель исследований - изучение влияния посева покровных культур по гребневой поверхности при возделывании картофеля на температуру почвы в зоне клубнеобразования. В качестве покровной культуры использовалась горчица желтая (лат. SINAPIS) посев которой проводился по гребневой поверхности, сформированной одновременно с глубоким рыхлением междурядий после посадки картофеля 28 мая 2020 года с использованием разработанного комбинированного агрегата, состоящего из пропашного культиватора-глубокорыхлителя для междурядной обработки посадок картофеля конструкции ИАЭП и установленного на его раме пневматического высевающего устройства АРУ^300М1 (Австрия) с усовершенствованной распределительной системой. Дальнейших обработок посадок картофеля не проводилось. На контрольном участке 28 мая была проведена посадка картофеля по типовой схеме с заделкой клубней загортачами сажалки без формирования гребней и посева покровной культуры. В процессе вегетации картофеля на контрольном участке была проведена двукратная междурядная обработка с уничтожением сорняков и окучиванием гребней. Для постоянной регистрации температуры окружающей среды и температуры почвы в зоне клубнеобразования была разработана информационно-измерительная система, обеспечивающая непрерывную регистрацию температуры во времени с заданной степенью дискретности. Анализ полученных данных показал, что при достижении максимальных и минимальных значений температуры воздуха за сутки, температура внутри зоны клубнеобразования повышалась или, соответственно, снижалась в опыте на 2-5°С по сравнению с контролем. Это позволяет привести стрессовые температуры почвы для роста и развития картофеля к допустимым. Покровная культура способствовала не только предохранению гребня от нагрева, но и от резкого охлаждения при вечерне-ночном падении температуры окружающей среды, снижая суточную амплитуду колебаний температуры в зоне клубнеобразования.
Ключевые слова: картофель, температура почвы, информационно-измерительная система, покровная культура.
Для цитирования: Устроев А.А.,Мурзаев Е.А Влияние посева покровных культур по гребневой поверхности посадок картофеля на температуру почвы в зоне клубнеобразования //АгроЭкоИнженерия. 2020. №3(104). С.32-39
INFLUENCE OF A COVER CROP SEEDED ON THE RIDGE SURFACE OF POTATO PLANTATIONS ON SOIL TEMPERATURE IN THE ZONE OF TUBER FORMATION
A.A. Ustroev, Cand. Sc (Engineering), E.A. Murzaev
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
One of the main factors limiting the yielding capacity and quality of potatoes is the air and soil temperature during potato planting and tuber growth over the crop season. The recommended soil temperature to start the planting is 7-8 °C over the course of three days. The optimum air temperature for
the emergence and further development of potatoes is 18-20 °C. At an air temperature of 21-25 °C, the soil temperature is approximately 16-19 °C, which is the condition for the best tuber formation. In this context, the relevant objective is the continuous recording and control of soil temperature. To achieve this, we suggest that after potato planting a cover crop is seeded simultaneously with ridging on the formed surface and subsequently extirpated. The study focused on the effect of cover crops seeded on the ridge surface on the soil temperature in potato tuberization zone. Yellow (SINAPIS) was used as a cover crop. It was seeded on the ridge surface formed simultaneously with the deep loosening of inter-row soil after potato planting on May 28, 2020. A special implement designed at IEEP was used, which combined a cultivator-subsoiler for inter-row tillage of potato plantations and the pneumatic seeder APVPS300M1 (Austria) with advanced distribution system mounted on its frame. No further inter-tillage of potato plantations was applied. Potatoes were planted on the control plot on May 28, 2020, according to a standard scheme with the incorporation of tubers with the planter's covering bodies without forming the ridges and seeding a cover crop. During the growing season, two inter-row cultivations were applied on this plot providing the weed control and hilling. For constant registration of the ambient temperature and soil temperature in the tuberization zone, an information and measuring system was designed that provides continuous recording of temperature in time with any desired degree of resolution. Analysis of the data obtained showed that when the air temperature reached the maximum and minimum values per day, the temperature inside the tuberization zone increased or, accordingly, decreased on the experimental plot by 2-5 °C compared to the control plot. This allows the stressing soil temperatures for the growth and development of potatoes to be brought to acceptable levels. The cover crop contributed to the ridge protection not only from heating, but also from sharp cooling during the evening and night drops in ambient temperature, reducing the daily amplitude of temperature fluctuations in the tuberization zone.
Key words: Potato, soil temperature, information and measuring system, cover crop
For citation: Ustroev A.A., Murzaev E.A Influence of a cover crop seeded on the ridge surface of potato plantations on soil temperature in the zone of tuber formation. AgroEcoEngineering. 2020. No. 3(104): 32-39 (In Russian)
Введение
Картофель - сельскохозяйственная культура умеренного климата, но за счет большого разнообразия сортов с различным вегетационным периодом (60.. .170 дней) возделывается от крайнего юга до далекого севера. При этом растения картофеля высоко чувствительны к отрицательным температурам. Ботва подвергается вымерзанию при температуре от -1,5 до -1,7°С, а клубни при температуре почвы от -1,0 до -2,0 °С. При установлении положительных температур ботва картофеля способна снова отрасти, но
при этом развитие растений замедляется, что влечет к снижению получаемой продукции. Рекомендуемой температурой почвы для начала проведения посадочных работ является 7-8°С в течении трех дней. Клубни картофеля, высаженные в почву, температура которой составляет 3-5°С или ниже, будут проявлять более слабый рост, чем при рекомендуемой температуре [1, 2]. Динамика температуры окружающей среды во время начала посадочных работ за последние пять лет показана на рис. 1 [3].
Рис.1. Динамика температуры окружающей среды на апрель и май за последние 5 лет
1 2 3 4 1 2 3
неделя неделя неделя неделя неделя неделя неделя
Апрель Май
4
неделя
2015,0 2016,0 2017,0 2018,0 2019,0 2020,0
Анализ зависимости, представленной на рисунке 1, позволяет отметить, что ежегодно климатические условия изменяются, варьируя начало проведения посадочных работ вплоть до 3-4 недель. Например, в 2016 году посадку картофеля необходимо было начинать на последней неделе апреля, когда как в 2020 году - с третьей недели мая. В связи с этим, необходим постоянный мониторинг
температуры окружающей среды и почвы в весенний период для обоснования рационального срока начала проведения посадочных работ.
Оптимальной температурой воздуха для появления всходов и дальнейшего развития картофеля является 18-20°С. При температуре воздуха 21-25°С температура почвы составляет примерно 16-19°С, что является условием, при котором происходит наилучшее
клубнеобразование [4, 5].
При дальнейшем росте температуры происходит снижение интенсивности развития картофеля, а при достижении температуры значений 30°С и более происходит сильное замедление ассимиляционной функции картофеля, прекращается образование новых клубней, а мякоть уже образованных начинает чернеть от вызванных жарой некрозов. Это приводит к снижению урожайности получаемой продукции и её качества [1].
В наибольшей степени перегрев гребня происходит в первые летние жаркие дни, которые приходятся на начало-середину июня, когда ботва еще не появилась. В связи с этим
необходимо защитить гребневую поверхность и маточный клубень от воздействия высоких температур. Для этого нами предлагается после посадки картофеля, одновременно с образованием гребней посеять покровную культуру на образованную профилированную поверхность с последующим её уничтожением.
Цель исследований - изучение влияния посева покровных культур по гребневой поверхности при возделывании картофеля на температуру почвы в зоне клубнеобразования.
Материалы и методы
Экспериментальные исследования влияния покровной культуры на температуру почвы в зоне клубнеобразования проводились в период с июня по начало июля 2020 года на участке площадью 0,1 га опытной станции ИАЭП.
В качестве покровной культуры использовалась горчица желтая, посев которой проводился по гребневой поверхности, сформированной одновременно с глубоким рыхлением междурядий после посадки картофеля 28 мая 2020 года с использованием разработанного комбинированного агрегата, состоящего из пропашного культиватора-глубокорыхлителя для междурядной обработки посадок картофеля конструкции ИАЭП [6, 7] и установленного на его раме пневматического высевающего устройства APV 300 M1 с усовершенствованной распределительной системой (Рис.2). Дальнейших обработок посадок картофеля не проводилось.
На контрольном участке 28 мая была проведена посадка картофеля по типовой схеме с заделкой клубней загорточами сажалки без формирования гребней и посева покровной культуры. В процессе вегетации картофеля на
контрольном участке была проведена
двухкратная междурядная обработка с
уничтожением сорняков и окучиванием гребней.
Рис.2. Комбинированный агрегат для междурядной обработки посадок картофеля с глубоким рыхлением междурядий и одновременным посевом покрывных культур
Для постоянной регистрации
температуры окружающей среды и температуры почвы в зоне клубнеобразования нами разработана информационно-измерительная система, обеспечивающая
непрерывную регистрацию температуры во времени с заданной степенью дискретности. Электрическая схема системы и алгоритм её работы представлены на рис. 3.
а)
б)
Рис.3. Электрическая схема (а), алгоритм работы (б)
Информационно-измерительная система состоит из нескольких компонентов:
• Отладочной платы на базе микроконтроллера AVR;
• Модуля RTC на микросхеме DS3231;
• Модуля для работы с micro SD картой;
• Цифровых датчиков температуры 18b20;
• Элементов питания (3-ех батареек типоразмера AAA).
Информационно-измерительная система работает по разработанному нами программному обеспечению и аккумулирует данные по температуре на micro SD карте в формате .txt. Для дальнейшей обработки данных используется программа Microsoft Excel.
Представленная информационно-
измерительная система была изготовлена в двух экземплярах и установлена на опытном и контрольном участках (Рис.4).
Рис.4. Установка информационно-измерительной системы
По состоянию на 8 июня покровная культура развилась до состояния двух листьев, а на 15 июня набрала достаточно мощную зеленую массу для затенения профилированной поверхности. Уничтожение покровной культуры проводилось 6 июля механическим путем на стадии формирования ботвы картофеля.
Результаты и обсуждение
На рис. 5 представлена динамика температуры окружающей среды, температуры внутри зоны клубнеобразования на контрольном и на опытном участках по состоянию на 15 июня.
35
30
25
л
£ 20
I-
(б
& 15
10
^ 71
гЧ ^ ^
Ю 00
23
0
1Л
Od
^ Ю 00
ГЧ ГО
1Л 1Л 1Л
«ч ^ «ч
(Ч Ü3
ю
(Ч
Od
Ю 00
23
ю ю
ai о гч m
12 22
- — — -Температура воздуха
« 'Температура почвы (контроль)
Температура почвы (опыт)
11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
Время
5
0
Рис. 5. Суточный график изменения т
Анализ полученных данных показывает, что при достижении максимальных и минимальных значений температуры воздуха за сутки, температура внутри зоны клубнеобразования повышалась или
соответственно снижалась в опыте на 2...5°С по сравнению с контролем. Это позволяет привести стрессовые температуры для роста и развития картофеля к допустимым. Покровная культура
пературы окружающей среды и почвы способствовала не только предохранению гребня от нагрева, но и от резкого охлаждения при вечерне-ночном падении температуры окружающей среды, снижая суточную амплитуду колебаний температуры в зоне клубнеобразования. Такая тенденция
наблюдалась на протяжении всего периода роста покрывной культуры на профилированной поверхности. При этом пожнивные остатки покровной культуры после ее уничтожения
продолжали сдерживать влияние температуры своего отмирания (Рис. 6). на профилированную поверхность до полного
25
20 15 10 5
м im м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м IM м м MI оо^оюгчоо^оюгчоо ^ О ЮГЧ 00
H rl (M N
Ю CT. r-v
(N 1Л Ю 00
0 1 3 1 1 1
Ol N IN 12
• Температура почвы (опыт)
•Температура почвы (контроль)
Температура окружающей среды
Рис.6. Динамика температур после удаления покровной культуры
Выводы
1. Для обоснования рационального срока начала проведения посадки картофеля необходим постоянный мониторинг температуры окружающей среды и почвы в весенний период. Правильно выбранный момент начала проведения посадочных работ, позволит уменьшить риски снижения урожайности и качества получаемой продукции от температурных условий.
2. Посев покровной культуры на профилированную поверхность
непосредственно после посадки картофеля снижает пиковые значения температуры в зоне клубнеобразования на 2...5°С и сглаживает амплитуду колебания температуры за сутки. Это приводит к снижению стресса возникающего от климатических условий на маточный клубень.
3. При использовании предлагаемого технологического приема покровная культура развиваясь, потребляет питательные вещества. Это необходимо учитывать при расчете доз внесения удобрений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Гаспарян И.Н., Гаспарян Ш.В. Картофель: технологии возделывания и хранения. СПб.: Издательство «Лань», 2017. 256 с.
2. Шпаар Д., Быкин А., Дрегер Д., и др. Картофель / Под редакцией Д. Шпаара -Торжок: ООО "Вариант", 2004. 466 с.
3. Прогноз погоды в Санкт-Петербурге за 2015-2019 годы [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://world-weather.ru/pogoda/russia/saint_petersburg (дата обращения 06.10.2020)
4. Лапшинов Н.А. Влияние температурного режима в период вегетации на урожайность картофеля // Достижение науки и техники АПК. 2009. № 4. С. 33-34.
5. Kalinin A., Teplinsky I., Ustroev A. Substantiation of tillage methods aimed at rational usage of water resources. Proceedings of 17th International Scientific Conference "Engineering for rural development". Jelgava, 2018. Vol. 17: 392 - 399.
6. А.А. Устроев, А.Б. Калинин, П.П. Кудрявцев. Исследование пропашного культиватора - глубокорыхлителя для обработки посадок картофеля в органическом земледелии // Техника и оборудование для села 2018. №6. С. 22-24.
7. Калинин А.Б., Теплинский И.З., Кудрявцев П.П., Устроев А.А. Секция рабочих органов пропашного культиватора-
0
гребнеобразователя. Патент на полезную модель RUS №169780 01.07.2016.
REFERENCES
1. Gasparyan I.N., Gasparyan Sh.V. Kartofel': tekhnologii vozdelyvaniya i khraneniya [Potato: cultivating and storing technologies]. Saint Petersburg: Lan' Publ, 2017: 256 (In Russian)
2. Shpaar D., Bykin A., Dreger D et el. Kartofel'. pod redakciej D. Shpaara.[ Potato. Ed. D. Shpaar]. Torzhok: Variant Publ. 2004: 466. (In Russian)
3. Prognoz pogody v Sankt-Peterburge za 2015-2019 gody [Weather forecast in Saint Petersburg for 20152019]. Available at: https://world-weather.ru/pogoda/russia/saint_petersburg (accessed 06.10.2020) (In Russian)
4. Lapshinov N.A. Vliyanie temperaturnogo rezhima v period vegetatsii na urozhainost' kartofelya [Influence of the temperature mode during the vegetation on productivity of the potato]. Dostizhenie nauki i tekhniki APK. 2009. No. 4: 33-34. (In Russian)
5. Kalinin A., Teplinsky I., Ustroev A. Substantiation of tillage methods aimed at rational usage of water resources. Proc. 17th Int. Sci. Conf. "Engineering for Rural Development". Jelgava, 2018. Vol. 17: 392 -399 (In English)
6. 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. No. 6: 22-24. (In Russian)
7. 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. (In Russian)
УДК 631.171:55 Б01 10.24411/0131-5226-2020-10252
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОРМОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОЖАЙНОСТИ ТРАВЫ
А.М. Валге, д-р. техн. наук А.И. Сухопаров, канд. техн. наук
Э.А. Папушин, канд. техн наук
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
В статье рассмотрен коэффициент эффективности работы кормоуборочных комбайнов, который был получен на основании анализа показателей их функционирования (производительность, нормы выработки, расход топлива) в зависимости от урожайности трав.Кормоуборочный комбайн является основным техническим средством в кормозаготовительном звене, поскольку выполняет большое количество технологических операций - подбор и измельчение травы, погрузка ее в транспортное средство и имеет высокую стоимость. Поэтому от его производительности зависят все остальные машины в процессе заготовки кормов из провяленных трав - силоса и сенажа. В исследовании были проанализированы характеристики трёх кормоуборочных комбайнов: Jaguar-840, Jaguar-690 и Марал-125 при подборе валков травы, провяленной до влажности 65%. В результате анализа показателей были получены модели, описывающие производительность и расход топлива кормоуборочных комбайнов. Для сравнительного анализа их эффективности был предложен
