CC BY
40
га81ешеуоёв1уа 1 2Ыуо1;поуоё81уа. 2018. N0. 4(97): 19 - 28. (1п Яш81ап)
УДК 631.147 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10125
ЗАВИСИМОСТЬ УРОЖАЙНОСТИ КАРТОФЕЛЯ В БИОЛОГИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОТ ПАРАМЕТРОВ БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
A.А. Устроев, канд. техн. наук; Е.А. Мурзаев
B.Б. Минин, канд. с.-х. наук;
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости урожайности картофеля от норм внесения органических удобрений БИОГУМ, средств защиты растений, а также от вариантного состава технологических приемов обработки почвы и ухода за растениями. Методы исследований - проведение и анализ результатов активного эксперимента по оценке влияния элементов машинной органической агротехнологии на продуктивность агроэкосистемы возделывания картофеля в полевом севообороте органического земледелия. Наибольшее влияние на урожайность картофеля оказывает вариантный состав технологических приемов обработки почвы и ухода за посадками картофеля. Является перспективным прием безотвальной основной обработки почвы с последующим глубоким рыхлением междурядий при уходе за посадками, применение которого приводит к повышению урожайности с 16,5 т/га до 28,8 т/га, что составляет 12,3 т/га или 75% по сравнению с контрольным вариантом (отвальная вспашка без глубокого рыхления междурядий). Использование компоста в дозе 90 кг/га по содержанию азота по сравнению с контрольным вариантом приводит к увеличению урожайности картофеля с 17,8 т/га до 24,5 т/га, что составляет 6,7 т/га или 37,5%, а в дозе 180 кг/га - до 29,3 т/га, что составляет 11,5 т/га или 64,6% от контрольного варианта. Является существенным влияние на урожайность картофеля применение биологического защитно-стимулирующего препарата «Витаплан», СП. Его использование при обработке клубней при посадке с дозой 20г т и последующей 2-х кратной обработке листовой поверхности приводит к повышению урожайности с 21,15 т га до 27,08 т га, что составляет 5,93 т га или 28% по сравнению с контрольным вариантом. Полученные зависимости могут быть использованы при формировании биологизированных технологий возделывания картофеля в конкретных хозяйственных условиях.
Ключевые слова, картофель, биологизированная технология, технологический процесс, минеральное питание, защита растений, обработка почвы, уход за посадками.
Для цитирования. Устроев А.А., Минин В.Б., Мурзаев Е.А. Зависимость урожайности картофеля в биологизированной технологии возделывания от параметров базовых технологических процессов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1(98). С.93-101.
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практическийский журнал. _ИАЭП. 19 Вып. 98_
CORRELATION BETWEEN POTATO YIELDS IN BIOLOGY-BASED CULTIVATION TECHNOLOGY AND PARAMETERS OF BASIC TECHNOLOGICAL PROCESSES
A.A. Ustroev, Cand. Sc (Engineering); E.A. Murzaev
V.B. Minin, Cand. Sc. (Agriculture);
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
The paper presents the experiment results on the correlation between the potato yields and the parameters of technological processes of mineral nutrition, plant protection, soil tillage and plantation management. The method of active experiment was applied to assess the effect of the elements of machine-based organic agrotechnology on the productivity and ecological status of the agroecosystem of potato cultivation in the field crop rotation of organic farming. Different technological options of soil tillage and potato plantation tending have the greatest impact on the potato yield. Non-mouldboard basic tillage with subsequent deep loosening of inter-row spacing in potato plantation tending showed good promise. It resulted in the yield increase by 12.3 t / ha or 75% against the control variant. When the compost was applied at the rate of 90 kg / ha in terms of nitrogen content, the potato yield increased from 22.37 t / ha to 27.1 t / ha that was 4.73 t / ha or 21.1% against the control variant. When the compost application rate was 180 kg / ha, the potato yield was up to 29.3 t / ha that is 6.93 t / ha or 31% against the control variant. Biological protective stimulating preparation Vitaplan, WP, demonstrated the significant effect on the potato yield. In was applied to treat the potato tubers during the planting at the rate of 20 g/t and in the subsequent double treatment of the leaf surface. This resulted in the potato yield increase of 5.93 t / ha or 28% against the control variant. The dependences obtained can be used to form the biology-based potato cultivation technologies in specific farm conditions.
Key words: potato, biology-based technology, technological process, mineral nutrition, plant protection, tillage, plantation management.
For citation: Ustroev A.A., Minin V.B., Murzaev E.A. Correlation between potato yields in biology-based cultivation technology and parameters of basic technological processes. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 1(98): 93101. (In Russian)
Введение
Производство сельскохозяйственной продукции в органическом земледелии -перспективное направление сельского хозяйства, требующее использования современных, биологизированных
машинных технологий, построенных на основе синтеза последних достижений биологической и инженерной науки, адаптированных к местным условиям [ 1].
Важной проблемой органического земледелия является достижения высокой, конкурентной продуктивности полевых
культур, за счет использования биологического потенциала сортов, выбора адекватной биологизированной машинной агротехнологии, включающей применение органических удобрений, необходимых защитно-стимулирующих биопрепаратов, 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
культур в полевом севообороте органического земледелия [3]. Работа в этом направлении сориентирована на
многолетнюю перспективу с разработкой технологических решений для целого севооборота [4].
В настоящей работе представлены результаты экспериментальных
исследований технологических процессов минерального питания и защиты растений, а также процессов обработки почвы и ухода за растениями в биологизированной
(органической) технологии возделывания картофеля и построенные на их основе зависимости урожайности картофеля от вариантного состава указанных процессов.
Материалы и методы
Методы исследований - проведение и анализ результатов активного эксперимента по оценке влияния элементов машинной органической агротехнологии на
продуктивность агроэкосистемы
возделывания картофеля в полевом севообороте органического земледелия [5].
Статистический анализ экспериментальных данных проводился с использованием программных пакетов MS Excel и STATISTICA 12 [6].
Исследования технологических
процессов минерального питания и защиты растений проведены с органическим удобрением БИОГУМ, приготовленным на основе куриного помета индустриальным способом в биоконвекторе ИАЭП [3].
Использованы две дозы органического удобрения, рассчитанные по
последовательно возрастающему количеству азота: 0, 90, 180 кг/га, соответствующие оптимальному (по рекомендации ХЕЛКОМ) и высокому уровню продуктивности картофеля.
Использован базовый вариант биологической защиты, предлагаемый ВИЗРом (Витаплан, СП), а также препарат-азотфиксатор, предлагаемый ВНИИСХМБ (Флавобактерин).
Схема полевого опыта №1 по оценке влияния биопрепаратов и компоста на урожайность картофеля представлена в таблице 1.
Таблица 1
Схема полевого опыта № 1 по оценке влияния биопрепаратов и компоста на урожайность картофеля
№ варианта Доза компоста Система защиты картофеля Азотфиксация
1 0 0 0
2 0 Х 0
3 0 Х Х
4 90 кг N 0 0
5 90 кг N Х Х
6 90 кг N Х 0
7 180 кг N Х 0
Площадь учетной делянки - 5,6*8 метра = 44,8 м . Повторность четырехкратная.
Экспериментальные исследования
проводились на опытной станции ИАЭП в полевом севообороте органического земледелия. Картофель возделывался на гребнях с шириной междурядий 70 см. Сорт
Удача (элита), районированный для условий Ленинградской области. Тип почвы -дерново - подзолистая, среднесуглинистая. Окультуренность - хорошая.
Предпосадочная обработка почвы проведена чизельным культиватором КЧН-3 на глубину пахотного горизонта.
Междурядная обработка проведена экспериментальным образцом пропашного культиватора-глубокорыхлителя, обеспечивающим формирование гребней перед посадкой картофеля, рыхление и окучивание гребней, уничтожение сорняков, а так же глубокое рыхление междурядий на 30см [7].
Разработана конструкция и изготовлен экспериментальный образец оборудования для внесения биологических защитно-стимулирующих препаратов.
Оборудование предназначено для обработки клубней картофеля в процессе посадки, а так же для обработки посадок картофеля в процессе вегетации.
Оборудование обеспечивает внесение биопрепарата «Витаплан», СП при посадке картофеля с расходом рабочей жидкости 10 л т и при обработке посадок картофеля -300 л/га. Техническая характеристика оборудования представлена в таблице 2, а технологическая схема представлена на рисунке 1.
Таблица 2
Техническая ха рактеристика оборудования
Тип насоса Погружной, центробежный, многоступенчатый
Число ступеней 10
Производительность насоса, л/мин 10 - 15
Номинальное давление, мПа 0,15
Номинальная мощность, Вт 90
Напряжение питания, В 12
Емкость бака для раствора, л 200
Число форсунок, шт 8
Рис. 1. Технологическая схема оборудования
1 - электронасос; 2 - пульт управления электронасосом; 3 - емкость для препарата; 4 - рама; 5 - регулятор стабилизатора давления; 6 - расходомер (ротаметр); 7 - запорный кран; 8 - распределитель; 9 - манометр; 10 - комплект тройников с отсечными клапанами и фильтрами; 11,12 - форсунки; 13 - сошники картофелесажалки.
На рисунках 2 и 3 представлены варианты установки оборудования на картофелесажалке и пропашном
культиваторе соответственно.
Рис. 2. Установка оборудования на сажалке КСМ-4
Рис. 3. Установка оборудования на пропашном культиваторе КОН-2
Схема проведения полевого опыта №2 по исследованию влияния различного вариантного состава технологических операций (приемов) в процессах обработки почвы и ухода за растениями на урожайность картофеля представлена в таблице 3 [7].
Таблица 3
Схема опыта №2 по исследованию технологических процессов обработки почвы и ухода за
посадками картофеля.
№ варианта Варианты технологических процессов и операций (приемов)
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
Исследования проводились на отдельном участке опытного поля, являющемся продолжением участка под картофелем в полевом севообороте органического земледелия.
Операция глубокого рыхления междурядий с довсходовым боронованием осуществлялась с использованием разработанного в 2017 году экспериментального пропашного
культиватора-глубокорыхлителя [8,9,10].
Возделывание картофеля проводилось без использования компостов, но с применением биологических защитно-стимулирующих препаратов.
Результаты и обсуждение
Результаты экспериментальных
исследований по оценке влияния биопрепаратов и компоста на урожайность картофеля представлены таблице 4 и на рисунках 4 и 5.
Таблица 4
Влияние биопрепаратов и компоста на урожайность картофеля
№ варианта Биопрепараты Урожайность стандарта Урожайность мелкого картофеля Доля мелочи в общей биомассе
Витаплан Флавобак-терин Компост кг Мга т/га %
0 0 0 17,8 1,45 7,5
Х 0 0 25,3 1,42 5,3
Х Х 0 24,0 1,09 4,4
0 0 90 24,5 2,09 7,8
Х Х 90 27,6 1,48 5,1
Х 0 90 29,2 2,02 6,5
Х 0 180 29,3 2,61 8,2
НСР Р0,95 1,8 0,9
Рис. 4. Зависимость урожайности картофеля от дозы внесения компоста с разным содержанием азота
Рис. 5. Зависимость урожайности картофеля от дозы внесения ЗСП «Витаплан», СП
Результаты экспериментальных
исследований по влиянию различных вариантов схем технологических приемов обработки почвы и ухода за растениями на урожайность картофеля представлены на рисунке 6.
Средние значения урожайности для указанных схем технологических процессов обработки почвы и ухода за растениями составили: в варианте 1 - 24,6 т/га; в варианте 2 - 24,8 т/га; в варианте 3 - 28,3 т/га; в варианте 4 - 28,8 т/га; в варианте 5 -16,5 т/га; в варианте 6 - 19,6 т/га.
Рис. 6. Зависимость урожайности картофеля от технологических приемов обработки почвы
полученных установлены
В результате анализа экспериментальных данных следующие закономерности.
Использование компоста в дозе 90 кг га по содержанию азота по сравнению с контрольным вариантом приводит к увеличению урожайности картофеля с 17,8
т га до 24,5 т га что составляет 6,7 т га или 37,64%, а в дозе 180 кг/га - до 29,3 т/га, что составляет 11,5 т/га или 64,6% от контрольного варианта.
Значительное влияние на урожайность картофеля оказывает вариантный состав технологических приемов обработки почвы и ухода за посадками картофеля. Повышение урожайности с 16,5 т га при отвальной вспашке без глубокого рыхления междурядий до 28,8 т га при безотвальной основной обработке почвы с глубоким рыхлением междурядий при уходе за посадками достигает 12,3 т га, что составляет 75% от контрольного варианта. Резкое снижение урожайности (до 16,5 т/га) при отвальной основной обработке почвы объясняется недостаточным количеством влаги в вегетационный период развития растений.
Является существенным влияние на урожайность картофеля применение биологического защитно-стимулирующего препарата «Витаплан», СП. Его использование при обработке клубней при посадке с дозой 20г т и последующей 2-х кратной обработке листовой поверхности приводит к повышению урожайности с 21,15 т га до 27,08 т га, что составляет 5,93
т га или 28% по сравнению с контрольным вариантом. По всей видимости, это связано с активацией как самих растений картофеля, так и микрофлоры в ризосфере растений картофеля, что позволило получить дополнительное количество питательных веществ.
Выводы
В условиях 2018 года, даже без внесения компоста и биопрепаратов, а только за счет реализации внутреннего плодородия почвы была достигнута урожайность в 17,8 т/га.
Анализ результатов проведенных исследований свидетельствует о высокой эффективности совместного использования перспективных индустриальных компостов, современной системы биологической
а также новых приемов и
технических средств, урожайность органического
защиты растений технологических модифицированных обеспечивающих продовольственного картофеля до 29,3 т га.
Полученные зависимости могут быть использованы при формировании
биологизированных технологий
возделывания картофеля в конкретных хозяйственных условиях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Хухта Харри, Минин В.Б. Основные принципы органического сельского хозяйства. СПб - Миккели: АСПИРСТ. 2014.40с.
2. Минин В.Б., Максимов Д.А., Устроев А.А., Мбайхолойель Э. Системный подход к технологическому обеспечению развития органического земледелия Экологически устойчивое земледелие: состояние, проблемы и пути их решения: Сб. науч. тр. Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. ВНИИОУ - филиал ФГБНУ
«Верхневолжский ФАНЦ». Иваново: ПресСто, 2018. С. 331-338.
3. Максимов Д.А., Минин В.Б., Мельников С.П., Устроев А.А., Логинов Г.А., Мбайхолойел Э. Экспериментальные исследования по возделыванию картофеля в соответствии с требованиями органического земледелия Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. № 93. С. 34-43.
4. Попов В.Д., Минин В.Б., Максимов Д.А., Папушин Э.А. Обоснование
интеллектуальной системы управления органическим производством в
растениеводстве // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 4(97). С.28-41
5. Устроев А.А., Калинин А.Б., Логинов Г.А., Кудрявцев П.П.. Оценка эффективности операции глубокого рыхления междурядий при возделывании картофеля в органическом земледелии Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. № 93. С. 43-47.
6. Валге А.М. Использование систем Excel и Mathcad при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства (Методическое пособие) Валге А.М., ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. СПб, 2013. 200 с.
7. Устроев А.А., 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.
8. Устроев А.А., Калинин А.Б., Кудрявцев П.П. Исследование пропашного культиватора - глубокорыхлителя для обработки посадок картофеля в органическом земледелии Техника и оборудование для села 2018. № 6. С. 22-24.
9. Калинин А.Б., Теплинский И.З., Устроев
A.А., Кудрявцев П.П. Секция рабочих органов пропашного культиватора-гребнеобразователя// Патент России №169780. 2017. Бюл. № 10. 10. Старовойтов
B.И., Минин В.Б., Устроев А.А., Логинов Г.А., Воронов Н.В. Технические вопросы обеспечения органического земледелия в России // Картофелеводство: Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии селекции и семеноводства картофеля» под ред. С В. Жеворы, М., ФГБНУ ВНИИКХ. 2017.С. 130-133.
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. Minin V.B., Maksimov D.A., Ustroev A.A., Mbaikholoiel' E. Sistemnyi podkhod k tekhnologicheskomu obespecheniyu razvitiya organicheskogo zemledeliya [A systematic approach to technological development of organic agriculture]. "Environmentally sustainable agriculture: state, problems and ways to solve them". Proc. Rus. Sc. Prac. Conf. Ivanovo: PresSto. 2018: 331-338. (In Russian)
3. Maksimov D.A., Minin V.B., Mel'nikov S.P., Ustroev A.A., Loginov G.A., E. Mbaikholoiel. Eksperimental'nye issledovaniya po vozdelyvaniyu kartofelya v sootvetstvii s
trebovaniyami organicheskogo zemledeliya [Experimental studies on potatoes cultivation under requirements of organic farming]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. No. 4 (93): 34-43. (In Russian) 4. Popov V.D., Minin V.B., Maksimov D.A., Papushin E.A. Obosnovanie intellektual'noi sistemy upravleniya organicheskim
proizvodstvom v rastenievodstve
[Substantiation of intellectual management system of organic crop production]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 4(97): 28-41. (In Russian)
5. Ustroev A.A., Kalinin A.BLoginov., G.A., Kudryavtsev 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. No.4 (93): 43-47. (In Russian)
6. Valge A.M. Ispol'zovanie sistem Excel i Mathcad pri provedenii issledovanii po mekhanizatsii sel'skokhozyaistvennogo 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)
7. Ustroev A.A., Kalinin A.B., Murzaev E.A. Otsenka effektivnosti tekhnologicheskikh operatsii v protsessakh osnovnoi obrabotki pochvy i ukhoda za posadkami v organicheskoi tekhnologii vozdelyvaniya kartofelya [Efficiency assessment of technological operations of primary soil tillage and crop care in organic potato cultivation]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i
zhivotnovodstva. 2018. No. 3 (96): 66-73. (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. No. 6: 22-24. (In Russian)
9 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) 10. 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-prakticheskoi konferentsii «Innovatsionnye tekhnologii selektsii i semenovodstva kartofelya» pod red. S.V. Zhevory [Potato farming: Proc. Int. Sci. Prac. Conf. "Innovative technologies of potato breeding and seed production". S.V. Zhevor (ed.)]. Moscow: FGBNU VNIIKKh. 2017: 130-133. (In Russian)
УДК 631.343 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10126
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕЖДУРЯДИЙ В
ОРГАНИЧЕСКОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ
Н.В. Романовский; А.Н. Перекопский, канд. техн. наук
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
В статье приведены результаты оценки эффективности стандартных рабочих органов для междурядной обработки посевов столовых корнеплодов в зависимости от способа ориентации
101
