Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет 90 с., 30 рис., 17 табл., 64 источн., 6 прил.

ОРИГИНАЛЬНОЕ СЕМЕНОВОДСТВО КАРТОФЕЛЯ, БИОЛОГИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, БИОПРЕПАРАТЫ, ГУМАТЫ, ОБРАБОТКА ПОЧВЫ, СИДЕРАЛЬНЫЕ КУЛЬТУРЫ, КОМПЛЕКС МАШИН, МОНИТОРИНГ ПОЧВЕННОГО СОСТОЯНИЯ.

Объектом исследований является семенной картофель.

Цель работы: повышение эффективности производства оригинального семенного материала картофеля за счет биологизации применяемых технологий при выращивании миниклубней и подготовки почвы, мониторинга условий и качества функционирования почвообрабатывающих машин.

При проведении исследований использовались «Программа и методика научно-исследовательских работ», ВНИИКХ, 1984г, методы статистической динамики.

В условиях Северо-Запада РФ была изучена эффективность влияния применения нового биопрепарата Нодикс, гуминового препарата Гумат +7 на адаптацию посадочного материала к естественным условиям, биометрические показатели и урожайность семенного картофеля при получении миниклубней. Проведено усовершенствование инновационных методов ускоренного размножения картофеля, на этапе оригинального семеноводства позволяющее увеличить коэффициент размножения оздоровленного картофеля без снижения качества и увеличения рентабельности. Предложены рекомендации для совершенствования технологии производства семенного картофеля обеспечивающие повышение эффективности производства семенного картофеля в сложных почвенно-климатических условиях Северо-Западного региона РФ путем обеспечения благоприятных условий для развития растений и полной реализации их потенциала с учетом действия биологических объектов в специализированных севооборотах, снижающие себестоимость производства исходного семенного материала в условиях Северо-Запада РФ; даны предложения по применению нового микробиопрепарата Нодикс и препарата гуминовой природы Гумат +7 при производстве миниклубней картофеля. Выполнен выбор и обоснование машин и их рабочих органов для реализации биологизированной технологии с применением сидеральных культур при производстве оригинального семенного картофеля с учетом почвенно-климатических условий Северо-Западного региона РФ.

ВВЕДЕНИЕ

Картофель – широко распространенная сельскохозяйственная культура, занимающая по значимости четвертое место в мире среди продуктов питания после пшеницы, кукурузы и риса.

Картофелеводство – одна из немногих отраслей сельского хозяйства, где уровень самообеспечения продукцией обычно превышает 100%. Так в среднем по России за 2011-2012 гг. самообеспеченность составляла 113%, по Северо-Западному федеральному округу – 86% [1].

Очень важным является качество семенного материала, его низкое качество способно существенно снизить урожайность картофеля. Картофель, зараженный различными фитопатогенами, обнаруживается во всех категориях хозяйств и практически во всех регионах, как с благоприятными, так и с неблагоприятными условиями возделывания [2].

В комплексе первоочередных направлений развития производства картофеля в Российской Федерации наиболее актуальной задачей является повышение эффективности использования сортовых ресурсов, прежде всего лучших отечественных селекционных достижений, а также освоение современных технологических схем производства оригинального, элитного семенного картофеля.

Наиболее перспективным направлением для решения вышеназванной задачи является сочетание современных биотехнологических методов клонального микроразмножения, получение миниклубней с проведением поддерживающих клоновых отборов в полевых условиях, а также проведение ряда технологических приемов и фитосанитарных мероприятий, направленных на формирование требуемого почвенного состояния и очистку полей от патогенов и вредителей при возделывании оригинального и элитного семенного картофеля. Комплексное применение вышеуказанных технологических решений обеспечивает гарантированное получение высококачественной семенного материала в плановых объемах [3].

Важнейшая задача семеноводства – сохранить в течение длительного времени продуктивность сортов. Значение при этом имеет наращивание производства оздоровленных клубней, совершенствование схем получения элиты, а также увеличение количественного выхода семенного картофеля, сокращение материальных, трудовых и энергетических затрат [4].

При выращивании картофеля в защищенном грунте чаще всего используют интегрированную систему защиты растений, в которую входит применение не только химических средств защиты, но и биологических препаратов. Применение химических препаратов не всегда положительно сказывается на росте и развитии растении, зачастую при борьбе с патогенами происходит угнетение и полезной микрофлоры, именно поэтому целесообразно применение биоагентов [5]. Использование микробиологических препаратов на сегодняшний день, становится обязательным элементом интенсивных агротехнологий выращивания картофеля. Они оказывают положительное влияние на биологическую активность почвы, фотосинтетический потенциал растений, тем самым в значительной степени влияя на продуктивность и качество картофеля, кроме этого снижается общая пораженность картофеля болезнями в разных погодных условиях. Применение биопрепаратов направлено на повышение продуктивности и качества картофеля, снижение зависимости урожайности от климатических условий года, стрессов, развития болезней, наработанного патогенного фона почв [6]. Внедрение биопрепаратов обеспечивает экономически значимое улучшение параметров хранения картофеля и стало эффективным элементом современных технологий длительного хранения продовольственного и семенного картофеля. Также в настоящее время разрабатываются приемы обработки почв, позволяющие оптимизировать дозы удобрений и пестицидов, не уменьшая при этом урожайности культур, а наоборот, повышая ее, в том числе, — за счет увеличения коэффициента полезного действия минеральных удобрений. К числу таких приемов относится применение гуминовых веществ – гуматов. Все это особенно важно при производстве семенного картофеля в сложных почвенно-климатических условиях Северо-Западного региона РФ.

При возделывании оригинального семенного картофеля основными причинами снижения качества является высокий патогенный фон почвенного состояния, наличие насекомых – переносчиков вирусов и болезней, а также вредителей, переуплотнение корнеобитаемого слоя, которое приводит к зависимости от неблагоприятных погодных явлений. Для устранения большинства из вышеперечисленных причин предлагается внедрять элементы биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля, а также выполнить совершенствование приемов подготовки почвы в специализированном севообороте. При этом качество выполнения подготовки почвы предлагается проводить с помощью цифровых измерительных систем, способных проводить оценку почвенного состояния на глубину корнеобитаемого слоя с привязкой к карте поля.

Цель работы: повышение эффективности производства оригинального семенного материала картофеля за счет биологизации применяемых технологий при получении миниклубней в условиях защищенного грунта и оригинальных семян картофеля в полевых условиях, а также мониторинга условий и качества функционирования почвообрабатывающих машин, выполняющих подготовку почвы в биологизированной технологии.

Задачи: разработать рекомендации по применению новых микробиопрепаратов и препаратов гуминовой природы при производстве миниклубней, а также апробировать использование биологических объектов в системе подготовки полей для снижения технологических рисков, вызванные влиянием погодных условий и фитосанитарного состояния условий произрастания оздоровленного исходного материала картофеля в Северо-Западном регионе РФ.

1 Картофелеводство и семеноводство в Российской Федерации

1.1 Состояние рынка картофеля в Российской Федерации

Картофель для России – ценная продовольственная, кормовая, техническая и стратегическая культура [7]. Картофель как сельскохозяйственная культура очень популярен. Он получил заслуженную славу за то, что даёт с гектара столько же белковых веществ, сколько озимая рожь, но в три раза больше крахмала, сахара и других углеводов. Картофель отличается высокой питательностью, отличными кормовыми достоинствами и сырьевым качеством для промышленности. Картофель – это второй хлеб. Известный ученый академик Д. И. Прянишников говорил: «Выращивать картофель — это то же, что получить три колоса там, где раньше рос один».

В начале августа 2019 г. Росстат обнародовал данные, согласно которым за последние 30 лет в России практически в два раза снизилось потребление картофеля на душу населения – со 117 до 59 кг в год.

По состоянию на август 2019 г. можно констатировать, что картофель в сельскохозяйственных предприятиях и крестьянских (фермерских) хозяйствах выкопан с площади 27,2 тыс. га или 9% к посадочной площади (в 2018 г.   — 20,8 тыс. га), накопано 680,6 тыс. тонн (в 2018 г. – 537,6 тыс. тонн) при урожайности 249,9 ц/ га (в 2018 г. – 257,8 ц/га).

В 2019 г. посевные площади картофеля в промышленном секторе картофелеводства России, по предварительным данным Росстата, в хозяйствах всех категорий составили 302,3 тыс. га, что на 2,7% (на 8,5 тыс. га) меньше чем в 2018 году (таблица 1).

Таблица 1 – Посевные площади, занятые под картофель за последние 3 года

Посевные площади, занятые картофелем, тыс. га
2016 год 2017 год 2018 год
Хозяйства всех категорий
Картофель – всего
Российская Федерация 1441,28 1349,50 1324,61
Северо-Западный федеральный округ 71,76 65,03 60,36
Ленинградская область 14,59 12,88 11,25
Вологодская область 12,77 12,07 10,96
Новгородская область 12,80 10,64 10,22
Псковская область 8,64 8,42 8,22
Калининградская область 7,91 7,02 6,73
Архангельская область 7,44 6,93 6,49

продолжение таблицы 1.

Архангельская область (кроме Ненецкого автономного округа) 7,37 6,87 6,43
Республика Коми 4,43 4,06 3,78
Республика Карелия 2,60 2,45 2,25
Мурманская область 0,55 0,52 0,43
Ненецкий автономный округ (Архангельская область) 0,06 0,05 0,05

Валовый сбор картофеля [8] в 2018 г. во всех категориях хозяйств составил 22,4 млн. тонн, что превысило результат 2017 года на 3,2% (таблица 2).

Таблица 2 – Валовой сбор картофеля, тыс. т, за последние 3 года

Валовой сбор картофеля, тыс. т
2016 год 2017 год 2018 год
Хозяйства всех категорий
Картофель — всего
Российская Федерация 22463,49 21707,65 22394,96
Северо-Западный федеральный округ 1057,04 774,16 999,41
Республика Карелия 34,34 32,52 35,26
Республика Коми 63,42 35,48 54,35
Архангельская область 107,67 61,77 91,82
Ненецкий автономный округ (Архангельская область) 8,92 5,27 7,59
Архангельская область (кроме Ненецкого автономного округа) 106,78 61,24 91,06
Вологодская область 177,29 106,03 161,14
Калининградская область 126,42 109,16 142,68
Ленинградская область 179,97 186,44 204,38
Мурманская область 5,83 5,25 4,67
Новгородская область 244,30 121,02 182,70
Псковская область 117,80 116,48 122,41

Хочется отметить, что качество картофеля, используемого российскими хозяйствами на посадку, довольно низкое. По статистике Минсельхоза РФ, из всего объема семенного материала (800-900 тыс. тонн), 33% составляет несортовой материал. И только 14% сертифицируется в Россельхозцентре. Семенной рынок в стране остается серым, что влияет на объемы и качество собираемого урожая [9].

С 2014 по 2018 гг. импорт картофеля в Россию снизился на 11% – с 874,6 до 778,8 тыс. тонн. Динамика этого показателя была разнонаправленной сокращение в 2015-2016 гг., рост в 2017 г. и в 2018 г. – вновь снижение.

С августа 2014 г. в ответ на санкции ЕС, США, Канады, Австралии и Норвегии Россия ввела эмбарго на ввоз отдельных видов сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия из этих стран. В частности, был запрещен ввоз на территорию страны картофеля из вышеперечисленных стран (за исключением семенного картофеля, ввоз которого разрешен). В 2015 г. эмбарго распространилось на сельскохозяйственную продукцию из Исландии, Лихтенштейна, Албании и Черногории, а в 2016 г. – из Украины. На данный момент и в 2019 г. эмбарго все еще продолжает действовать.

По прогнозам BusinesStat, в 2019-2023 гг. импорт картофеля в Россию продолжит сокращаться. В 2023 г. он составит 560,5 тыс. т, что будет ниже уровня 2018 г. на 28,0%. Анализ рынка картофеля в России в 2014-2018 гг., прогноз на 2019-2023 гг.

Сегодня по целому ряду показателей, таких как, например, используемый семенной и племенной фонд, отечественное сельское хозяйство можно охарактеризовать как импортозависимое. Большинство крупнейших отечественных агрохолдингов также предпочитают закупать семена за границей (около 80% семенного материала – импортные сорта) [10]. В Указе Президента Российской Федерации от 21 июля 2016 года № 350 «О мерах по реализации государственной научно-технической политики в интересах развития сельского хозяйства» (далее – Указ) в числе комплекса мер, направленных на создание и внедрение до 2026 года конкурентоспособных отечественных технологий, основанных на новейших достижениях науки, отмечены меры по производству оригинальных и элитных семян сельскохозяйственных растений, племенной продукции (материала) по направлениям отечественного растениеводства и племенного животноводства, имеющим в настоящее время высокую степень зависимости от семян или племенной продукции (материала) иностранного производства [11]. В целях реализации Указа постановлением Правительства Российской Федерации от 25 августа 2017 г. № 996 была утверждена Федеральная научно-техническая программа развития сельского хозяйства на 2017–2025 годы (далее – ФНТП). Одна из задач ФНТП – создание и внедрение отечественных технологий производства семян высших категорий (оригинальных и элитных) сельскохозяйственных растений, племенной продукции (материала), а одним из мероприятий – «Создание научных и (или) научно-технических результатов и продукции для агропромышленного комплекса» [12]. Приоритетными направлениями сельского хозяйства сегодня признаны развитие селекции и семеноводства картофеля, сахарной свеклы, а также создание отечественных конкурентоспособных мясных кроссов кур бройлерного типа. К сожалению, технологический уровень отечественного картофелеводства и техническая оснащенность большинства научно-исследовательских учреждений, ведущих селекционную работу, зачастую несопоставимы с уровнем оснащенности современных западных селекционно-семеноводческих центров и компаний. Поэтому перед большинством отечественных научно-исследовательских учреждений в настоящее время стоит актуальнейшая задача модернизации и технологического переоснащения материально-технической базы. Картофель является в нашей стране, наряду с хлебом, – традиционно основной продукт питания. Именно поэтому картофелеводство, будучи важнейшей отраслью сельскохозяйственного производства в России, признано одним из приоритетных его направлений.

В национальном докладе о ходе и результатах реализации в 2018 году госпрограммы развития АПК отмечалось, что в прошлом году этот показатель составил 94,9%. В 2017 году он находился на уровне 95,3%, в 2016 году – 96,2% [13].

1.2 Особенности применения микробиопрепаратов на картофеле

Биопрепараты становятся незаменимым в картофелеводстве, полученные с помощью биотехнологий они соединяют в себе признаки органических удобрений (натуральное сырье – водоросли, торф, птичий помет и др.), минеральных удобрений (комплекс макро- и микроэлементов), регуляторов роста (фитогормоны на генетическом уровне) и биоактиваторов почвы (живые штаммы микроорганизмов или их аналоги). Они способствуют значительному повышению урожайности, улучшают качество клубней, на его товарные, технологические и экологические свойства, а это в свою очередь способствует получению безопасной продукции.

Так как картофель является наиболее распространенной сельскохозяйственной культурой, занимая четвертое место в мире среди продуктов питания, распространенность болезней на нем высокая – и составляет в России от площади всех посадок: фитофтороз – 23,4%, ризоктониоз – 7,7%, макроспориоз – 3,5% и вирусные болезни 1,0%. В некоторых опытах установлено, что предпосадочная обработка клубней картофеля биологически активными препаратами: Экстрасол, Флавобактерин и Триходермин позволяет получать более ранние и дружные всходы, способствует формированию большего числа стеблей на одном растении и благоприятствует накоплению клубневой массы [14]. В картофелеводстве получение хорошего урожая с высокими качествами клубней возможно только при наличии достаточного количества питательных веществ в почве. Органические удобрения, применяемые в первый год, имеют отдачу до 25-30% и при этом засоряют почву сорняками. Применение минеральных удобрений очень дорого, они замедляют темпы развития растений, затягивают период вегетации и способствуют при высоких температурах формированию клубневого гнезда с большим количеством мелких нетоварных клубней. Интенсивное использование минеральных удобрений и химических средств борьбы с болезнями и сорной растительностью наряду с повышением продуктивности земледелия способствует ухудшению свойств почв, загрязнению окружающей среды, снижение качества сельскохозяйственной продукции в связи с накоплением в ней вредных для организма человека и животных веществ. Помимо этого, производство и внесение минеральных удобрений требует значительных затрат труда, материально-денежных средств и энергии. Сокращении расхода минеральных удобрений при возделывании сельскохозяйственной продукции очень актуальный вопрос, поэтому изыскиваются пути мобилизации питательных элементов, содержащихся в самой почве или атмосфере, за счет применения биологических препаратов [15].

В последние годы для повышения продуктивности картофеля и его устойчивости к заболеваниям, наряду с органическими и минеральными удобрениями сельхозпроизводители применяют микробиологические препараты, действие которых основано на использовании свойств микроорганизмов, превращающих элементы питания почвы из недоступной для растений форм в легко усвояемые. Основой таких биопрепаратов являются микроорганизмы, которые взаимодействуют с растениями, образуя «ассоциативный симбиоз». Микроорганизмы выполняют ряд функций полезных для растений. Они повышают устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям, улучшают минеральное питание растений, продуцируют биологически активные вещества (БАВ) и стимулируют рост и развитие растений, снижают пораженность растений болезнями, так же подавляют развитие фитопатогенных микроорганизмов, повышают коэффициенты использования минеральных удобрений [16]. Преимущества биологических препаратов заключается в их дешевизне; эффективности взаимодействия, отсутствии угрозы нарушения экологического равновесия в биосфере, быстром разрушении в природной среде [17].

Применение биопрепаратов в отличие от химических препаратов не представляет опасности для здоровья человека и окружающей среды и как правило такие препараты дешевле химических. Основой биологических средств являются – взаимоотношения между микроорганизмами, имеющие место в природе. Очень интересны и перспективны бактерии рода Bacillus, в основном – Bacillus subtilis, они имеют наибольшее значение как агенты биологической защиты от фитопатогенов. Bacillus subtilis является продуцентом более 70 антибиотиков. Некоторые из этих антибиотиков подавляют рост фитопатогенных микроорганизмов. На сегодняшний день разработаны биопрепараты, на основе Bacillus subtilis: Бактофит, Фитоспорин, Алирин Б, Гамаир, Экстрасол и другие. Эти препараты показали свою эффективность на многих сельскохозяйственных культурах, в частности, на картофеле против ризоктониоза, черной ножки и фитофтороза [18].

По данным многих исследователей применение биологических бактериальных удобрений и микробиопрепаратов, оказывает положительное влияние на биологическую активность почвы, фотосинтетический потенциал растений, тем самым в значительной степени влияя на продуктивность и качество картофеля, кроме этого снижается общая пораженность картофеля болезнями в разных погодных. По некоторым исследованиям было установлено существенное положительное влияние бактериальных удобрений на продуктивность картофеля, улучшалось качество клубней, увеличилось содержание витамина С, снижалось содержание нитратов, также бактериальные препараты снижали влияние на распространение и развитие грибных болезней [19].

При выращивании картофеля в защищенном грунте для получения миниклубней чаще всего используют интегрированную систему защиты растений, в нее входит применение не только химических средств защиты от болезней, вредителей, но и биологических препаратов. Но мы знаем, что применение химических препаратов не всегда положительно сказывается на росте и развитии растении, зачастую происходит уничтожение не только патогенной, но и полезной микрофлоры, поэтому целесообразно применение биопрепаратов [20].

1.3 Особенности применения гуминовых удобрений на картофеле

Одним из способов повышения урожайности картофеля является обработка клубней гуминовыми препаратами перед посадкой.

В настоящее время разрабатываются приемы обработки почв, позволяющие оптимизировать дозы удобрений и пестицидов, не уменьшая при этом урожайности культур, а наоборот, повышая ее, в том числе, – за счет увеличения коэффициента полезного действия минеральных удобрений. К числу таких приемов относится применение гуминовых веществ – уникальных природных соединений, за сотни и тысячи лет сформировавшихся в биосфере (в почвах, торфах, каменном угле, донных отложениях, компостах, природных водах). Гуматы скорее, природные БАВ, которые способны, в оптимальных дозах, стимулировать прорастание семян, улучшать дыхание и питание растений, уменьшать поступление в растения тяжелых металлов и радионуклидов и в конечном итоге увеличивать урожайность. В исследованиях Чистова О.А. при оценке эффективности применения гуматов, выявлено статистически достоверное улучшение урожайности картофеля [21].

Известно, что при формировании почвенного плодородия и процессах почвообразования принимают активное участие гуминовые вещества почвы, которые являются результатом разложения органических веществ. Ежегодно вместе с урожаем убирается и накопленный органический материал, происходит уменьшение количества живых микроорганизмов, а в результате снижается и активность гумусообразования [22].

В современных условиях поддерживать плодородие земель традиционными методами очень сложно. Аграрии из-за высокой стоимости минеральных удобрений, объемы их применения в сельском хозяйстве стараются по максимуму сократить. Нехватка традиционных форм органических удобрений заставляет изыскивать новые виды органических материалов и включать их в современные агротехнологии. Один из них органоминеральные удобрения – гуматы.

Почвы бедные органическим веществом (гумусом) становятся менее устойчивыми к постоянному активному воздействию почвообрабатывающих орудий в условиях интенсивного земледелия. Без привычного внесения органических удобрений они быстрее теряют такие агрономически ценные свойства, как структурность, плотность, порозность, капиллярность, водопроницаемость, влагоемкость, которые тоже являются показателями почвенного плодородия.

Плодородие почвы определяется количеством питательных элементов, вносимых в нее, их динамикой; обменов веществ в почве и его интенсивностью. Вносимые в почву гуминовые удобрения – мощные катализаторы биохимических процессов, протекающих в почве, ее биологической активности, в первую очередь за счет того, что органическое вещество гуматов используется микрофлорой почвы как источник энергии и питательных веществ. Гуматы способствуют росту численности споровых бактерий, плесневых грибов, актиномицетов, целлюлозных бактерий.

Гуминовые кислоты, являются основным действующим веществом гуминовых удобрений — они обладают способностью к гелеобразованию. Благодаря этому качеству, после обработки почв гуматами, повышается ее влагоудерживающая способность.

Для поддержания уровня гумуса в почву вносят органические удобрения в виде навоза и торфа. Но содержание гуминовых веществ в такой органике невелико. Гуминовые кислоты (ГК) торфов и углей обладают ценными химическими свойствами и за последние годы приобретают всё большее значение в сельском хозяйстве.

Гуминовые кислоты являются важной частью гумуса, торфов и бурых углей и образуются в результате разложения микроорганизмами растительных и животных остатков. ГК – это аморфные органические соединения темно-коричневого цвета со средней плотностью 1,6 г/см3, имеющие непостоянный состав, обладающие кислотными свойствами и способностью образовывать коллоидные растворы [23].

Гуминовые кислоты: регулируют процессы роста растений; улучшают физико-химические свойства почвы; активизируют микрофлору; влияют на миграцию питательных веществ; повышают коэффициент использования минеральных удобрений.

Гуматы при применении на семенах. При обработке гуматом в семенах укрепляется иммунная система, происходит освобождение от поверхностной семенной инфекции, ослабляется отрицательное влияние травматических повреждений семян растений, повышается энергия прорастания, всхожесть семян, стимулируется рост и развитие проростков, заметно снижается поражение семян грибными болезнями, вызванными внутренней семенной инфекцией. Все вышеперечисленное резко повышает возможность будущих всходов выжить в неблагоприятных условиях внешней среды.

Гуматы и влияние на биохимический состав. Картофель, выращенный с применением комплексной обработки гуматом (замачивание клубней перед посадкой и двукратное опрыскивание в процессе вегетации), содержал на 1,8% больше сухого вещества, на 0,7-0,9% больше крахмала, на 0,9-1,3мг/100 г выше аскорбиновой кислоты. Это связано с тем, что гуминовые вещества переводят часть труднорастворимых фосфорных удобрений в усвояемую форму, делают их более доступными для растения, а от этого зависят крахмалистость и вкус картофеля [24].

Влияние гуматов на листья растения. Гуминовые препараты отличаются широким спектром воздействия на растения. Гуматы – благодаря особенностям строения и физико-химическим свойствам, характеризуются высокой физиологической активностью, активизируют метаболизм полезной микрофлоры, повышают защитный механизм растений против действия неблагоприятных климатических факторов, способствуют формированию высокого урожая сельскохозяйственных культур. По данным Хуснетдинова Т.И. применение гуматов в технологии возделывания картофеля способно увеличить урожайность до 35% [25].

Под влиянием ГК в листьях растений увеличивается интенсивность образования хлорофилла, а в плодах – растворимых сахаров, кислот и витаминов [26]. Установлено, что влияние неблагоприятных факторов связано с торможением энергетических процессов и синтеза нуклеиновых кислот в клетках. Нормализующее действие ГК направлено на ускорение синтеза нуклеиновых кислот при этом, растительный организм приобретает повышенную способность к репарационным процессам, что приводит к повышению неспецифической сопротивляемости растений в целом [27].

В опытах по изучению влияния гуминовых препаратов на развитие картофеля Жевора С. В. пишет, что растения, обработанные гуматами, имели массу ботвы на 23-25% больше, чем на контроле [28].

По мнению Коноваловой Е. В, гуминовые вещества увеличивают прирост массы ботвы растений ростовые процессы растений картофеля [29], а это положительным образом влияет на продуктивность куста картофеля.

Ученые говорят о том, что растения картофеля, обработанные гуматами, дают прибавку по массе ботвы 12-17%, а по площади листьев на 11%. В результате, прибавка урожая может достигать от 10 до 28%.

В современной системе интенсивного земледелия требуется внесения в почву больших количеств минеральных удобрений, чтобы обеспечить питание растений базовыми макроэлементами — азотом, фосфором и калием. Однако, чем выше норма внесения минеральных удобрений, тем интенсивнее эрозия почв, обеднение их гумусом и загрязнение окружающей среды.

Вместе с тем в исследованиях Дмитриченко Е.Ф. установлено, что, если сами по себе гуматы и не служат источником минерального питания растений, то они способствуют повышению коэффициента использования минеральных удобрений [30].

Преимущества гуминовых препаратов заключаются в возможности сокращения расхода минеральных удобрений без ущерба для урожая, вследствие повышения усваивания питательных веществ. А также в возможности значительно уменьшить количество применяемых пестицидов, не снижая при этом эффективности их действия, что чрезвычайно важно, как в экономическом, так и экологическом аспектах.

Гуматизированные растворы рекомендовано использовать вместе с удобрениями, гербицидами и фунгицидами. Кроме того, за счет образования комплексных соединений гуматов с ионами металлов они могут играть существенную роль в генезисе почв и питании растений [31]. Применение разных гуминовых удобрений повышает урожайность картофеля в среднем на 14-27%. Исследования Комарова А.А. показали, что на высокоокультуренных дерново-подзолистых почвах при сравнительном испытании разных гуминовых удобрений их высокую эффективность при возделывании картофеля в условиях Северо-Запада РФ. Отмечено значительное увеличение содержания крахмала в клубнях картофеля при использовании гуминовых удобрений. Сбор крахмала с единицы площади увеличивался в зависимости от вида удобрений: с 3,17 т/га на хозяйственном фоне до 4,0 т/га «Идеал» (на 26%); 4,28 т/га «Дарина» (на 35%); 4,43 т/га «Лигногумат» (более чем на 39%). Среди всех исследуемых гуминовых удобрений наилучший результат был получен при использовании препарата «Стимулайф». По сбору крахмала (4,46 т/га с обработанной площади) препарат «Стимулайф» обеспечил увеличение сбора крахмала более чем на 40% по отношению к хозяйственному фону. Кроме того, использование гуминового удобрения «Стимулайф» способствовало уменьшению накопления нитратов в продукции [32]. В настоящее время постоянно расширяются объемы и ассортимент использования различных гуминовых удобрений, что особенно актуально в условиях биологизации производства. В России постоянно применяют гуматы на площади около 3 млн. га, ежегодное их производство составляет около 2000 т, а общая потенциальная потребность в гуминовых продуктах оценивается примерно в 30000 т.

В современном сельском хозяйстве стоит задача и важнейшая проблема – разработка агротехнологий не загрязняющих окружающую среду и при этом получение продукции свободной от токсических веществ. Как считает Семенов А.А. основным элементов в такой технологии может стать применение гуминовых препаратов, которые будут эффективны, как и в качестве регуляторов роста так и удобрений. Эти препараты получают из сырья природного происхождения — угля, торфа и сланцев. Они экологически безопасны, физиологически активны, обладают адаптогенными и иммуномоделирующими свойствами, способны связывать в малоподвижные или труднодиссоциирующие соединения токсичные и радиоактивные элементы [33].

2 Условия, объекты и методы проведения вегетационных исследований

2.1 Место, материал и методики проведения вегетационных исследований

Настоящие исследования проводились в Учебно-опытном саду СПбГАУ, в пленочной теплице весенне-летнего использования лаборатории управления биотехнологическими системами в агробизнесе. Объектами наших исследований был сорт картофеля – Ред Скарлет и 3 новых перспективных сорта предоставленными для исследований ООО «Селекционная фирма ЛиГа» – ЛГ13, ЛГ14, Гусар (приложение А). В наших исследованиях изучалось влияние микробиопрепарата Нодикс, любезно предоставленный фирмой ООО «МИКРОБОКС», и гуминового препарата Гумат +7, представленный ФГБУ «Россельхозцентр» для выращивания миниклубней этих сортов.

Вегетационные опыты сопровождались необходимыми наблюдениями, учетами и измерениями, которые выполнялись с соблюдением требований методики опытного дела по Б.А. Доспехову [34]. Основные учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам – методики исследований по культуре картофеля (1967) [35, 36], контроль качества и сертификация семенного картофеля/Практическое руководство (2003) [37].

В период вегетации проводили наблюдения за наступлением фенологических фаз растений, определение площади листовой поверхности учитывали весовым методом с помощью высечек по методикам НИИКХ (1967), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) и фотосинтетический потенциал (ФП) (приложение В) [38]. Биометрические и биохимические исследования проводились на 35, 42, 49 день после посадки (приложение Г). Определение сухих веществ проводили термостатно-весовым методом [39]. Биометрические измерения учет урожая с определением его структуры проводили согласно принятой методике НИИКХ [35] и ГОСТ 7001-91 и ГОСТ 26545-89.

Учет урожайности проводили методом копки с последующим сбором вручную и взвешиванием на весах, определением структуры урожая (приложение Д, Е).

Схема вегетационного опыта:

Вариант 1 – Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;

Вариант 2 – Контроль (вода);

Вариант 3 – Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро;

Вариант 4 – Гумат +7;

Вариант 5 – Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7.

Опыт был заложен – 31 мая в плёночной теплице приложение Б, в 4-х кратной повторности по 15 растений в повторности, использовали сорта картофеля – Ред Скарлет. Посадку растений in vitro в теплицу проводили в вегетационные сосуды 20×20×23 см, объёмом – 5 л. В предварительно подготовленный и раскисленный, заправленный минеральными удобрениями торф из расчета на 1 м3 при рH 4,2 – 3 кг доломитовой муки, 1,5 кг аммиачной селитры, 1,2 кг суперфосфат, 2,0 кг сульфата калия. В период вегетации проводили биометрические исследования на 35-й, 42-й, 49-й день после посадки. В течение вегетации проводили опрыскивание вегетирующих растений водными растворами — однократно, до фазы бутонизации Гумат +7 (15 мл/1л воды на 100 м2, 04.07.2019 г.), Витанолл NP 1% рабочий раствор (10 мл/1л воды на 100 м2, 04.07.2019 г.), трижды с начала фазы бутонизации Витанолл PK 1% рабочий раствор (10 мл/1л воды на 100 м2, 18.07.2019 г., 06.08.2019 г., 19.08.2019 г.), трижды в течение всей вегетации Витанолл Микро — 0,5% рабочий раствор (5 мл/1л воды на 100 м2, 10.07.2019 г., 06.08.2019 г., 19.08.2019 г). В контроле – все обработки проводились водой. На пятый и десятый день проводили учёт приживаемости растений in vitro, высаженных в теплицу приложение Г. Приживаемость составила 99% по всем сортам.

В течение всей вегетации проводили следующие агротехнические мероприятия: рыхление грунта (3 раза), подсыпка торфа (1 раз), подкормки минеральными удобрениями – азофоска (1 раз), кемира-картофельная (1 раз) из расчета 5 г/раст. (приложение Г). В течение вегетации провели профилактические обработки против тли 9 обработок, 8 обработок – биотлин БАУ (0,1 г/л, 700 мл/35 м2), 3 – танрек (0,1 л/га), 3 – волиам флекс (0,1 л/га), 4 – регент (0,02 г/га) и 8 профилактических обработок против фитофтороза: 4 – танос (0,6 кг/га), 3 – ордан (2 кг/га), 4 – ширлан (0,3-0,4 л/га). За вегетационный период проводили 3 фитопрочистки при высоте растений 10-15 см, в начале бутонизации и в начале периода массового цветения.

В конце вегетации 27 августа провели обработку десикантом Реглон Супер (2 л/га) и через 2 недели – сбор урожая.

Схема вегетационного опыта на новых перспективных сортах картофеля – ЛГ — 13, ЛГ — 14:

Вариант 1 – Гумат +7;

Вариант 2 – Контроль (вода);

Вариант 3 – Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро;

Вариант 4 – Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

Схема вегетационного опыта применение микробиопрепарата Нодикс на новом перспективном сорте картофеля – Гусар (ЛГ-15):

Вариант 1 – Контроль (вода);

Вариант 2 – микробиопрепарат Нодикс (0,5% раб. р-р);

Вариант 3 – микробиопрепарат Нодикс (0,05% раб. р-р).

Микробиопрепарат применяли однократно, вносили рабочий раствор по 200 мл/растение. Титр клеток не менее 5•108 КОЕ/мл и продукты их метаболизма.

2.2 Описание изучаемых сортов картофеля

Гусар (ЛГ15)

word image 1467 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур Авторы: Гаджиев Н.М., В.А. Лебедева, А.А. Комаров, ООО Селекционная фирма «ЛиГа», Год включения в Госреестр РФ с 2017 года; регион допуска по 2 и 4 регионам. Проходит сортоиспытание в семи регионах РФ (2, 3,4, 5, 6, 7, 10). Срок созревания среднеспелый, направление использования столовый,

промышленного назначения, кулинарный тип B, устойчивость к вредителям и болезням, устойчив к раку картофеля патотип I, к золотистой картофельной нематоде (Ro I) и вирусу У. Устойчивость к другим вирусным заболеваниям выше средней. Среднеустойчив к ризоктониозу, парше обыкновенной и засухе. Потребительские качества: форма клубней – овальная, глубина глазков – мелкая, тип кожуры – гладкая, цвет кожуры – желтый, цвет мякоти – кремовая, размер клубня – 90-120 г, количество клубней в гнезде – 14-17 шт., товарность клубней – 94-96%, содержание крахмала – 13,0-17,2 %, лёжкость клубней – хорошая и отличная -96-98%, урожайность, максимально — 690 ц/га, столовые качества – вкус хороший, мякоть не темнеющая. При варке клубни не развариваются, имеют приятный запах, не водянистые, для многофункционального использования. Ценность сорта – нематодоустойчивость, высокая урожайность, засухоустойчивость, вирусоустойчивость, выровненность клубней в гнезде и выровненность гнёзд, высокая пластичность, глубокий период.

ЛГ13

word image 1468 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур ООО «Селекционная фирма ЛиГа». Сорт является 5-видовым гибридом. Среднеранний. Столового назначения, высокоурожайный до 60 т/га, товарность 95% . Содержание крахмала в клубнях 13,0-19,5%. Вкус отличный. Мякоть клубней желтая, при резке и варке не темнеет. Клубни овальные, ровные, розовые, с поверхностными глазками. Сорт устойчив к раку картофеля. Относительно устойчив к фитофторозу, парше обыкновенной, ризоктониозу и вирусным заболеваниям.

ЛГ – 14

word image 1469 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур ООО «Селекционная фирма ЛиГа». Сорт является 6-видовым гибридом Среднеранний. Столового назначения высокоурожайный до 55 т/га и выше, товарность 95%. Содержание крахмала в клубнях 13,0-17,0%. Вкусовые качества отличные. Мякоть клубней кремовая, при варке и резке не темнеет. Глазки мелкие, красные.

Ред Скарлет (HZPC HOLLAND B.V.)

word image 180 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур Раннеспелый, столового назначения. Растение низкое, промежуточного типа, полупрямостоячее. Лист зеленый. Листочек среднего размера. Волнистость края слабая. Венчик среднего размера, красно-фиолетовый. Товарная урожайность 16,4-19,2 т/га. Дружно формирует клубни. Урожайность на 45-ый день после полных всходов – 8,4 т/га, на 55-ый день – 10,8 т/га. Максимальная урожайность — 27,0 т/га. Клубень удлиненно-овальный, с мелкими глазками. Кожура красная. Мякоть желтая. Масса товарного клубня 56-102 г. Содержание крахмала 10,1-15,6%. Вкус удовлетворительный. Товарность 82–96%, на уровне стандартов. Лежкость 98%. Устойчив к возбудителю рака картофеля, золотистой картофельной цистообразующей нематоде. Умеренно восприимчив к возбудителю фитофтороза по ботве и по клубням. Ценность сорта: нематодоустойчивость, дружная отдача ранней продукции, высокая товарность и лежкость клубней.

2.3 Общая характеристика применяемых препаратов

2.3.1 Характеристика микробиологического препарата Нодикс

Специально селектированные по хозяйственно-ценным свойствам бактерии, выделенные из эндосферы (внутренних тканей) растений сои Дальнего Востока, входят в состав препарата Нодикс, способствуют росту растений, действуя и как биоудобрение, и как биопестицид.

Препарат состоит из компонентов, направленных на защиту и питание растений, что обеспечивает комплексный эффект на протяжении всего периода вегетации растения.

Нодикс содержит бактерии Bacillus subtilis AМ7 с титром клеток не менее 5•108 КОЕ/мл и продукты их метаболизма. Отличаем данного штамма от подобных является то, что бактерии способны активно развиваться и колонизировать растение в экстремальных условиях окружающей среды.

Одним из основных свойств штамма Bacillus subtilis AM7 является его фунгицидное (антигрибное) и бактерицидное (антибактериальное) действие по отношению к патогенной микрофлоре. Бактерии Bacillus subtilis AМ7 проявляют разностороннее действие на возбудителей заболеваний селскохозяйственных культур: вырабатывают антибиотики, являются антагонистами по отношению к фитопатогенам, в составе вторичных метаболитов бактерий присутствуют антибиотические и фунгистатические вещества липопептидной природы, а также гидролитические ферменты, способные разрушать мицелий грибов. Кроме того, они проявляют стимулирующий эффект в отношении защищаемой сельскохозяйственной культуры. Бактерии B. subtilis AМ7 синтезируют гормоны, витамины и метаболиты, которые способствуют росту корней и разлагают органические вещества, ускоряя стадии минерализации органики в почве. Фунгицидное и бактерицидное действие препарата основано на способности бактерий B. subtilis AM7 заселять ризосферу (корневую систему) и эндосферу (внутреннюю сосудистую систему) сельскохозяйственных растений и вытеснять оттуда фитопатагенные грибы и бактерии путем прямого антагонизма и продукции антибиотических веществ. Бактерии Bacillus subtilis AM7 обладает комплексом свойств, способствующих росту и развитию сельскохозяйственных культур и обеспечению высоких урожаев. Прежде всего, это защитное действие препарата против фузариоза, альтернариоза, гельминтоспориоза, церкоспороза, парши, а также ряда бактериальных заболеваний.

Механизм действия Нодикс Премиум состоит в колонизации ризосферы и эндосферы растений бактериями-антагонистами Bacillus subtilis AM7, продукции фунгицидных и бактерицидных субстанций и других активных метаболитов. Эти микроорганизмы препятствуют росту патогенов и защищают от проникновения фитопатогенов.

В ходе исследований было установлено, что бактерии колонизируют поверхность корня, стимулируют рост растений и вызывают лизис грибкового мицелия. Поскольку они являются бактериальными антагонистами, выявлено, что их антагонистические эффекты обусловлены главным образом образованием противогрибковых и антибактериальных антибиотиков, которые играют важную роль в биологическом контроле фитопатогенов.

Противогрибковые пептиды, продуцируемые бактериями B.subtilis AM7, включают микобациллины, сурфактины, микосубилиты и фунгистатины. Бактерии B.subtilis AM7 вырабатывают широкий спектр других метаболитов, включая хитиназы и другие ферменты, разрушающие клеточные стенки патогенов, летучие вещества и соединения, которые вызывают устойчивость растений. Эффективность бактерий характеризируется высокой колонизационной способностью. Отдельные бактериальные клетки могут прикрепляться к поверхностям и после деления клеток и пролиферации образуют плотные агрегаты, обычно называемые макроколониями или биопленками. Кроме фитопротекторных свойств бактерии способны стимулировать рост растений путём продукции ауксиноподобных веществ.

Категория: Микробиологическое удобрение (Bacillus subtilis)

Действующее вещество: Высококонкурентные эндофитные бактерии Bacillus subtilis (живые клетки и продукты метаболизма) титр не менее 5*108 КОЕ/мл

Препаративная форма: жидкость

Срок хранения: 2 года

Упаковка: 1 л, 3 л, 10 л

Номер свидетельства о государственной регистрации: 515-19-2044-1 [40].

2.3.2 Характеристика жидкого комплексного удобрения на основе природных гуминовых кислот с макро- и микроэлементами ГУМАТ +7

Уже первые опыты с растениями полевых и овощных культур показали, что гуматы однозначно активизируют процессы роста растений, увеличивают устойчивость их к болезням, засухе и заморозкам. Все это в конечном итоге на 20-40% повышает урожайность растений.

Гуматы влияют на общий ход обмена веществ в растениях и на процессы их роста. В растениях усиливаются азотный, фосфорный, калийный и углеводный обмены. С учетом значительного усиления проницаемости корневой системы растений успешно решается проблема эффективного усвоения минеральных удобрений. Эффективность легко растворимых в воде калийных и азотных удобрений под действием гуматов увеличивается в несколько раз. Это позволяет уменьшить дозу вносимых азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений до 30%.

Гумат +7 предназначен для предпосевной обработки семян, корневой и некорневой подкормок сельскохяйственных культур.

В состав входят азот, калий, медь, цинк, марганец, молибден, бор, кобальт, железо, гуминовые кислоты, фульвокислоты, гуматомелановые кислоты.

По результатам проведенных в 2016-2017 гг. в ФГБУ «Россельхозцентр» демонстрационных испытаний препарата «Гумат +7», можно сделать несколько выводов:

  • применение гумата при предпосевной обработке семенного материала способствует улучшению посевных качеств.
  • применение агрохимиката при обработках по вегетации способствует увеличению качества и массы урожая. Препарат оказывает стимулирующее действие на жизнедеятельность растений, повышает урожайность, улучшает качество сельхозпродукции:
  • повышает энергию прорастания семян;
  • способствует развитию мощной корневой системы растений;
  • обеспечивает повышение устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды: (жара/заморозки; засуха/переувлажнение, плохая освещенность), нейтрализует воздействие «химического стресса» от пестицидов;
  • повышает общий иммунитет растений, их устойчивость к грибным и бактериальным инфекциям;
  • ускоряет созревание плодов на 3-5 дней;
  • улучшает качество урожая;
  • повышает эффективность усвоения растениями минеральных веществ и микроэлементов;
  • сочетается с биологическими препаратами, с большинством минеральных удобрений и средствами защиты растений (усиливая их действие);
  • стимулирует развитие всех почвенных микроорганизмов, что способствует интенсивному восстановлению/образованию гумуса;
  • связывает продукты техногенного загрязнения (соединения ртути, свинца, пестициды, радионуклиды и др.) и препятствует их поступлению из почвы в растение

Схема применения включает два приема:

1. Предпосевная обработка семян необходима для активизации энергии роста, развития мощной корневой системы. Данный агроприем способствует повышению всхожести, формирует дружные всходы с хорошо налаженным корневым питанием и высокой устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным природным условиям.

2. Обработка по вегетирующим растениям (как минимум одна или две) стимулирует рост и развитие наземной биомассы и корневой системы, активизирует обмен веществ, обеспечивает питание микроэлементами. За счет этих факторов повышается интенсивность фотосинтеза и, следовательно, скорость потребления растениями питательных веществ, которые в дальнейшем формируют урожай. В результате увеличивается продуктивность и значительно улучшается качество сельскохозяйственных культур. Кроме того, снижается угнетающее действие пестицидов на культуру, нейтрализуется воздействие стресс-факторов засухи, затяжных дождей и т.д.

Применение гуминовых препаратов совмещается с другими агроприемами, не требуя дополнительных затрат [41].

2.3.3 Характеристика применяемых жидких препаратов с микро- и макроэлементами

1. Витанолл Микро

Содержание элементов питания, г/л:

3, сера 25
Мg, магний 20
Mn, марганец 20
Zn, цинк 20
Fe, железо 5
Cu, медь 2
B, бор 2
Mo, молибден 1

Вит. янтарная к-та (0,2-0,5%), рН=2,0-4,0

Витанолл Микро – это минеральный комплекс микроэлементов, необходимых для питания растений. На различных стадиях роста и развития растения его биологическая потребность в элементах питания различна. Высокая концентрация микроэлементов в Витанолл Микро помогает решить задачи, связанные с необходимостью целенаправленного вмешательства в ход вегетационного процесса с целью обеспечения растения элементами питания именно тогда, когда это необходимо. В частности, для снятия стресса от применения СЗР.

Рекомендуется применять совместно с листовыми полимерными удобрениями Витанолл.

Основные преимущества:

  • повышает устойчивость к неблагоприятным погодным условиям
  • быстро и эффективно восполняет дефицит микроэлементов
  • снимает стресс при использовании средств защиты растений
  • повышает интенсивность фотосинтеза и дыхания растений
  • усиливает собственные защитные функции растений

Нормы применения

Культура Стадия развития Витанолл Micro, л/га
Картофель Высота всходов 10-20см 0,1-0,5
Бутонизация, начало цветения 0,1-0,5

2. Витанолл NP

Содержание элементов питания, %:

N, азот 9-12
P2О5, фосфор 28-30
3, сера 0,5
Мg, магний 0,5
Zn, цинк 0,2
Mn, марганец 0,2
B, бор 0,2
Вит. С (0,01-0,05%) Вит. РР (0,01-0,05%),
Янтарная кислота (0,1-0,2%), (PH = 5,5-6,5)

Основой удобрения является органический полимер в комплексе с азотом и высоким содержанием фосфора в ионной форме. Сам полимер является плёнкообразователем. Плёнка обладает свойствами мембраны. Внешняя сторона гидрофильная, она фиксирует атмосферную влагу, а внутренняя часть плёнки гидрофобная и закрепляется на восковом слое листа, тем самым повышается эффективность действия пестицидов.

Основные преимущества:

  • предотвращает дефицит фосфора у растений;
  • повышает зимостойкость озимых культур;
  • фосфор способствует развитию корневой системы, повышает устойчивость растений к стрессам;
  • высокая степень проникновения питательных веществ в растение за счет уникальных свойств полимера и пролонгация действия препаратов в баковой смеси;
  • абсорбция влаги из окружающей среды и удержание ее на листовой пластине;
  • повышение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям;
  • максимально равномерное и длительное питание;
  • все главные элементы питания и микроэлементы находятся в виде полимерных комплексов в доступной для растения форм.
Подсолнечник Через 2 недели после первой 0,5-2
Бобовые Начало бутонизации 0,5-2

3. Витанолл PK

Содержание элементов питания, %:

K2О, калий 16-20
P2О5, фосфор 13-16
3, сера 0,5
Мg, магний 0,5
Zn, цинк 0,2
Mn, марганец 0,2
B, бор 0,2
Вит. С (0,01-0,05%) Вит. РР (0,01-0,05%),
Янтарная кислота (0,1-0,2%), (PH = 7,5-8,5)

Основой удобрения является органический полимер в комплексе с калием и высоким содержанием фосфора в ионной форме. Плёнка обладает свойствами мембраны. Внешняя сторона гидрофильная, она фиксирует атмосферную влагу, а внутренняя часть плёнки гидрофобная и закрепляется на восковом слое листа, тем самым повышается эффективность действия пестицидов.

Основные преимущества:

  • высокая степень проникновения питательных в растение за счет уникальных свойств полимера и пролонгация действия препаратов в баковой смеси;
  • предотвращает дефицит фосфора у растений;
  • стимулирует процесс цветения;
  • ускоряет сроки уборки урожая (кукуруза, соя, картофель);
  • улучшает качество плодов, продлевает срок их хранения;
  • эффективен в момент весенних и осенних заморозков, а так же в период засухи;
  • абсорбция влаги из окружающей среды и удержание ее на листовой пластине;
  • повышение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям;
  • максимально равномерное и длительное питание;
  • все главные элементы питания и микроэлементы находятся в виде полимерных комплексов в доступной для растения форме;
  • быстро и эффективно восполняет дефицит микроэлементов [42].

3 Результаты вегетационных исследований

3.1 Эффективность действия микробиологического препарата Нодикс

и гуминового препарата Гумат +7 при получении миниклубней

Промышленная и хозяйственная деятельность человека приводит к прогрессирующему загрязнению и деградации земель, разрушению поверхностного плодородного слоя почвы, насыщению его вредными для людей техногенными веществами, и соответственно, ухудшению условий окружающей среды. Использование активных гуминовых препаратов и микроудобрений помогут эффективно очистить землю от тяжелых металлов и восстановить плодородный слой земли.

В современных прогрессивных технологиях возделывания картофеля, обеспечивающих возможность получения высоких и стабильных урожаев с хорошим качеством продукции и минимальным отрицательным воздействием на окружающую среду, существенную роль могут играть гуминовые препараты и микробиологические удобрения при различных дозах и способах их применения.

Действие гуминового препарата Гумат+7 на рост и развитие картофеля

Размеры надземной массы во многих случаях являются решающими факторами, определяющими интенсивность накопления и величину урожая.

Продуктивность растений картофеля при нормальных условиях роста и развития находится в непосредственной зависимости от мощности его надземной массы. Соответственно, чем мощнее куст, тем выше урожай клубней под ним [43]. Параметры развития куста растений связаны как с общими процессами обмена веществ, так и внешними почвенно-климатическими условиями.

Существенными признаками, определяющими величину урожая растений картофеля, являются число стеблей и число клубней на растении.

Исследователи, изучавшие зависимость между отдельными компонентами продуктивности, пришли к выводу, что число клубней зависит от числа стеблей, а число стеблей – от числа ростков.

Биометрические показатели развития растений картофеля при получении миниклубней сорта Ред Скарлет в тепличных условиях представлены в таблице 3 и на рисунке 1. Было проведено 3 контрольных замера на 35-й, 42-й и 49-й день вегетации растений картофеля.

Таблица 3 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на биометрические показатели растений картофеля в условиях защищённого грунта, УОС СПбГАУ, 2019 г.

Сорт Варианты опыта* Биометрические показатели**
высота растений, см количество стеблей, шт. количество листьев, шт.
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Ред Скарлет 1 13,8 22,7 38,1 1,0 1,2 1,2 9,0 11,9 25,4
2 12,9 21,7 37,3 1,0 1,2 1,2 9,5 11,8 21,1
3 12,7 21,4 40,1 1,0 1,0 1,0 9,6 10,7 22,3
4 12,0 20,9 38,0 1,0 1,0 1,0 9,3 11,9 19,9
5 21,3 36,1 1,0 1,0 11,0 18,0

Примечание: *1) Варианты опыта: 1 – Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ; 2 – Контроль (вода); 3 – Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; 4 – Гумат +7; 5 – Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

**2) Биометрические показатели: 1 — на 35-й день, 2 — на 42-й день, 3 — на 49-й день после посадки.

word image 1470 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1471 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1472 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 1 – Биометрические показатели растений картофеля

при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: 1) Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

2) Учеты: 1 учет — на 35-й, 2 учет — на 42-й, 3 учет — на 49-й день после посадки.

Применение гуминового препарата Гумат +7 на растениях картофеля сорта Ред Скарлет не оказало заметного действия на рост и развитие растений картофеля. Количество стеблей во всех учетах было примерно одинаковым и существенно не различалось по вариантам. По количеству листьев у сорта Ред Скарлет в 1 и 2 учетах существенной разницы не наблюдалось в среднем на растении в 1 учете было 9 листьев, при проведении 3 учета наибольшее количество листьев было в вариантах 1, 3 с применением Витанол – от 22 до 25 шт., что превысило контроль на 1-4 листа соответственно.

Результаты проведенных исследований на новых перспективных сортах картофеля ЛГ-13 и ЛГ-14 по изучению влияния гуминового препарата Гумат +7 на биометрические показатели растений картофеля при получении миниклубней в тепличных условиях представлены в таблице 4 и на рисунках 2, 3.

Таблица 4 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на биометрические показатели растений новых перспективных сортов картофеля в условиях защищённого грунта, УОС СПбГАУ, 2019 г.

Сорт  

Варианты опыта*

Биометрические показатели**
Высота растений, см Количество стеблей, шт. Количество листьев, шт.
1 2 1 2 1 2
ЛГ-13 1 21,8 34,0 1,9 1,5 23,0 24,5
2 23,1 36,9 1,4 1,2 25,1 29,4
3 24,6 40,0 1,5 1,7 24,0 30,1
4 30,1 1,9 25,6
ЛГ-14 1 25,6 39,1 1,7 1,8 24,3 29,8
2 23,4 39,7 1,6 2,1 22,9 28,6
3 25,4 39,3 1,1 2,0 26,6 28,5
4 32,7 2,9 26,2

Примечание: *1) Варианты опыта: 1 – Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ; 2 – Контроль (вода); 3 – Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; 4 – Гумат +7; 5 – Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

**2) Биометрические показатели: 1 — на 35-й день, 2 — на 42-й день, 3 — на 49-й день после посадки.

На представленных сортах картофеля учеты проводили дважды на 35-й и 42-й день вегетации. При 1 учете высота растений сорта ЛГ-13 была выше в варианте 3, с применением Витанол и составила 24,6 см., в варианте с применением Гумат+7 растения немного отставали в росте – на 1,3см в сравнении с контролем. В своих исследованиях мы предполагали, что совместное применение Витанол (макро- и микроэлеменов) и Гумат+7 будет способствовать усилению росту и развитию растений картофеля, но этого не произошло. Видимо нужно еще рассмотреть в дальнейших исследованиях количество обработок и концентрацию рабочих растворов. При 2 учете наблюдалась такая же тенденция. В целом можно сказать, что растения не имели существенных отличий в изучаемых вариантах. Все растения имели хорошо развитый листовой аппарат (25-30 шт./раст.), оптимальное количество стеблей (1-3 шт./раст.) и высоту 30,0-40,0 см, соответственно.

word image 1473 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1474 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1475 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 2 – Биометрические показатели растений картофеля при применении Гумат+7, сорт ЛГ-13, 2019 г.

Примечание: 1) Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

2) Учеты: 1 учет — на 35-й, 2 учет — на 42-й, 3 учет — на 49-й день после посадки.

word image 1476 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1477 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1478 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 3 – Биометрические показатели растений картофеля при применении Гумат+7, сорт ЛГ-14, 2019 г.

Примечание: 1) Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

2) Учеты: 1 учет — на 35-й, 2 учет — на 42-й, 3 учет — на 49-й день после посадки.

В наших исследованиях мы рассмотрели влияние применения препарата гуминовой природы Гумат+7 совместно и отдельно с Витанол на продуктивность фотосинтетического потенциала, содержание сухого вещества в листьях вегетирующих растений картофеля и чистую продуктивность фотосинтеза.

Фотосинтетический потенциал посева (ФП) является важнейшим показателем продукционного процесса, который характеризуется суммарной площадью листьев за каждый день вегетационного периода и отражает напряженность работы ассимиляционной поверхности, как за межфазные периоды, так и в целом за весь период вегетации [44].

По данным А.А. Ничипорович (1961) в условиях Нечерноземной зоны (без полива) увеличение листовой поверхности только до определенного: размера для картофеля 3,5-4,0 млн. площадь листьев на мг поверхности почвы ведет к увеличению содержания сухих веществ и продуктивности посадок. Величину фотосинтетического потенциала определяет также генетическая особенность сорта, густота стояния растений, влагообеспеченность, уровень обеспеченности растений элементами минерального питания н другие факторы [45]. Продуктивность картофеля во многом определяется величиной фотосинтетического потенциала, то есть продолжительностью работы листового аппарата. Как указывает А.А. Ничипорович (1961), ФП составляет (млн. м2/га× дней): для хороших посадок – 2,2-2,5 для средних – 1,0-1,5, для плохих – 0,5-0,7.

В состав растений входит вода и так называемое сухое вещество, представленное органическими и минеральными соединениями. Соотношение между количеством воды и сухого вещества в растениях, их органах и тканях изменяется в широких пределах.

Параметром, непосредственно связанным с оптимальным водным режимом, характеризующим метаболические процессы, служит содержание сухого вещества в листьях.

Величина фотосинтетического потенциала у сорта Ред Скарлет находилась в пределах от 3,2 до 3,9 млн. м2 дней/га (таблица 5), эти показатели немного превышают литературные данные – мы это связываем с большой густотой стояния на 1 кв.м растений. Так как минирастения картофеля по технологии высаживаются в защищенный грунт в вегетационные сосуды, то на 1 кв. м размещается 16 и более минирастений.

Таблица 5 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на фотосинтетический потенциал и накопление сухого вещества в растениях картофеля сорта Ред Скарлет в условиях защищенного грунта, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Фотосинте-тический потенциал, млн. м2 дней/га Содержание сухого вещества, %*
1 2
Ред Скарлет 1. ВитNP+ВитPK+БиБАУ 3,2 7,1 10,7
2. Контроль (вода) 3,9 7,2 10,4
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 3,8 7,1 12,2
4. Гумат +7 3,4 7,0 10,6
5. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 3,7 6,5 13,5

Примечание: *Учеты: 1 учет — на 35-й, 2 учет — на 42-й.

Среди изученных вариантов наиболее эффективным оказалось совместное применение препаратов Витанол с Гумат+7. Содержание сухого вещества в данном варианте составила 13,5%, что на 3,1% больше, чем в контроле.

При исследовании влияния применения Гумат+7 и Витанол на такие же показатели у растений картофеля новых перспективных сортов мы наблюдали следующее: У сорта ЛГ-13 величина фотосинтетического потенциала в варианте 1 с применением Гумат+7 и варианте 3 с применением Витанол составляла 4,4 млн. м2 дней/га, что превысило контроль на 0,8 млн. м2 дней/га. Совместное применение Витанол с Гумат+7 не привело к увеличению данного показателя, и было на уровне контроля и составило 3,6 млн. м2 дней/га соответственно. У сорта ЛГ-14 наблюдалась такая же тенденция.

По содержанию сухого вещества в листьях растений картофеля сортов ЛГ-13 и ЛГ-14 при применении Гумат+7 и Витанол наблюдалась такая же закономерность. Так, варианты 1 и 3 с применением Гумат+7 и Витанол -содержание сухого вещества составила 10,0-13,7%, что превышало контроль на 0,7-1,5% (таблица 6).

Таблица 6 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на фотосинтетический потенциал и накопление сухого вещества в растениях картофеля новых перспективных сортов ЛГ-13 и ЛГ-14 в условиях защищенного грунта, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Фотосинтети-ческий потенциал, млн. м2 дней/га Содержание сухого вещества, %
1* 2
ЛГ-13 1. Гумат +7 4,4 9,6 12,9
2. Контроль (вода) 3,6 9,1 12,2
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 4,4 10,4 13,7
4. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 3,6 9,1 11,3
ЛГ-14 1. Гумат +7 4,6 7,3 10,0
2. Контроль (вода) 4,9 9,4 9,3
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 5,2 9,7 11,1
4. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 4,1 9,1 10,7

Примечание: *Учеты: 1 учет — на 35-й, 2 учет — на 42-й.

Общеизвестно, что — чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – это накопление биомассы единицей площади листа за единицу времени. ЧПФ измеряется в граммах сухого (или сырого) вещества, синтезирующегося 1 м2 листовой поверхности за 1 сутки (г/м2 в сутки).

ЧПФ характеризует среднюю эффективность продуктивности фотосинтеза в посеве. Она высока при низких значениях индекса листовой поверхности (ИЛП), когда освещенности листьев хорошая. ЧПФ снижается при увеличении ИЛП, так как с повышением густоты стояния растений и усилением затенения освещенность листьев снижается. ЧПФ зависит и от других внешних условий, минерального питания, обеспеченности влагой и биологических особенностей сорта. Она может быть, как положительной, так и отрицательной [19].

Влияние применения Гумат+7 и Витанол на чистую продуктивность фотосинтеза и площадь листьев растений картофеля показано в таблице 7 и 8.

Установлено, что, применение Гумат+7 и Витанол, как отдельно, так и в комплексе положительно влияло на площадь листовой поверхности у сорта Ред Скарлет и составила на 42 день вегетации в 3 варианте с применением Витанол – 6,7 м²/ м², а в варианте с совместным применением Гумат+7 и Витанол – 6,3 м²/ м² соответственно, превысив контроль на 14%. Применение Гумат+7 в варианте 4 повысил чистую продуктивность фотосинтеза до 0,6 г/м2 в сутки, при этом в контроле ЧПФ была отрицательной и составила -1,4 г/м2 в сутки соответственно.

Таблица 7 – Влияние гуминового препарата Гумат+7 на продуктивность фотосинтеза растений картофеля в условиях защищенного грунта, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Площадь листовой поверхности, м²/ м² Чистая продуктивность фотосинтеза г/м2 в сутки
1 2 1
Ред Скарлет 1. ВитNP+ВитPK+БиБАУ 2,5 5,3 0,4
2. Контроль (вода) 3,8 5,9 -1,4
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 2,8 6,7 0,1
4. Гумат +7 2,4 6,0 0,6
5. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 3,1 6,3 -0,4

При изучении влияния применения Гумат+7 и Витанол на новых перспективных сортах ЛГ-13, ЛГ-14 на площадь листовой поверхности и чистую продуктивность мы видим следующее, что совместное применение Гумат+7 и Витанол так же, как и в случае с ортом картофеля Ред Скарлет было не столь эффективно, как варианты 1 и 3 – с отдельным применением Гумат+7 и Витанол.

Так у сорта ЛГ-13 площадь листовой поверхности в варианте 1 составила 7,4 м²/ м², а в варианте 3-7,3 м²/ м² превысив контроль на 1,3-1,4 м²/ м², соответственно.

Сорт ЛГ-14 оказался не так отзывчив на применение Гумат+7, особенно это заметно при втором измерении площади листовой поверхности. Где мы наблюдали, что площадь листовой поверхности в вариантах с применением Гумат+7 и Витанол, как совместно, так и раздельно была меньше по сравнению с контролем и составила от 6,0 до6,5м²/ м², а в контроле – 7,5 м²/м² соответственно.

Таблица 8 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на продуктивность фотосинтеза растений картофеля новых перспективных сортов ЛГ-13 и ЛГ-14 в условиях защищенного грунта, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Площадь листовой поверхности, м²/ м²* Чистая продуктив-

ность фотосинтеза г/м2 в сутки

1 2 1
ЛГ-13 1. Гумат +7 3,6 7,4 1,3
2. Контроль (вода) 3,1 6,0 2,3
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 3,7 7,3 1,9
4. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 4,4 4,7 -0,5
ЛГ-14 1. Гумат +7 4,9 6,5 0,5
2. Контроль (вода) 4,7 7,5 -0,9
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 6,7 6,4 -0,5
4. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 4,4 6,0 -1,5

Примечание: *Учеты: 1 учет — на 35-й, 2 учет — на 42-й.

Влияние гуминового препарата Гумат +7 на продуктивность и структуру урожая картофеля в условиях вегетационного опыта

Продуктивность растений определяли на 90-й день после посадки растений. Учеты проводили по методике института картофельного хозяйства. Продуктивность картофеля зависит от целого ряда причин (количества стеблей, площади и массы листовой поверхности, количества и массы клубней с одного куста). При изучении эффективности влияния гуминового препарата Гумат+7 на урожайность семенного картофеля, по показателям продуктивности, таким как число клубней, в гнезде и их масса, средняя масса клубней с куста (таблица 9, рисунок 4).

Таблица 9 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на продуктивность растений картофеля при получении миниклубней, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Средняя масса клубней с 1 растения, г Средняя масса 1 клубня, г Среднее кол-во клубней с 1 растения, шт.
Ред Скарлет 1. ВитNP+ВитPK+БиБАУ 255,0 37,1 6,9
2. Контроль (вода) 241,8 34,5 7,0
3.ВитNP+ВитPK+ВитМикро 226,8 34,7 6,5
4. Гумат +7 174,4 24,4 7,2
5.ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 167,1 22,0 7,7
НСР05 -35,9

word image 1479 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 4 – Средняя масса клубней с 1 растения при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: 1 вариант – витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ; 2 вариант – Контроль (вода); 3 вариант – Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; 4 вариант – Гумат +7; 5 вариант – Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

Как видно из таблицы 9 и рисунка 4 средняя масса клубней с 1 растения у сорта Ред Скарлет составляла от 167,1 до 255 г. В 1 варианте данный показатель составил 255 г., он на 87,9 г. был выше показателей 5 варианта, также хорошие показатели по массе были во 2 варианте и составляли 241,8 г. с растения.

Средняя масса клубня у сорта Ред Скарлет составляла 22,0-37,1 г., при этом в 1 варианте он был равен 37,1 г, этот показатель был больше на 4-12 г., чем в вариантах 2-5. Самыми мелкими были клубни в варианте 5, их масса в среднем была не более 22 г. (рисунок 5).

word image 1480 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 5 – Средняя масса 1 клубня при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: 1) Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

Количество клубней на одно растение у сорта Ред Скарлет варьировало от 6,5 до 7,7 шт., максимальный показатель – 7,7 клубней был в варианте 5, также хорошие показатели наблюдали и в 4 варианте – 7,2 (рисунок 6).

word image 1481 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 6 – Среднее количество клубней с 1 растения при применении Гумат+7, 2019 г. Примечание: 1) Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7;

Также нами были исследованы вышеприведенные показатели продуктивности у сортов ЛГ-13, ЛГ-14 (таблица 10, рисунок 7).

Средняя масса клубней с 1 растения у сорта ЛГ-13 составляла от 191 до 250,7 г, у сорта ЛГ-14 от 166,2 до 200,1 г. Наибольшая масса у сорта ЛГ-13 наблюдалась в варианте 2, наименьшая в варианте 4. У сорта ЛГ-14 разница между вариантами была не существенной, но более высокую массу получили в 1 варианте.

Таблица 10 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на продуктивность растений картофеля при получении миниклубней, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Средняя масса клубней с 1 растения, г Средняя масса 1 клубня, г Среднее кол-во клубней с 1 растения, шт.
ЛГ-13 1. Гумат +7 213,1 22,5 9,5
2. Контроль (вода) 250,7 23,5 10,7
3. ВитNP+ВитPK+ВитМикро 208,9 22,2 9,4
4. ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 191,0 21,5 8,9
НСР0,5 =41,1
ЛГ-14 1. Гумат +7 200,1 26,6 7,5
2. Контроль (вода) 178,7 23,9 7,5
3.ВитNP+ВитPK+ВитМикро 166,2 19,6 8,5
4 ВитNP+ВитPK+ВитМикро+Гумат+7 187,7 22,9 8,3
НСР0,5 =31,8

word image 1482 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур word image 1483 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 7 — Средняя масса клубней с 1 растения при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: 1 вариант — гумат +7; 2 вариант — контроль (вода); 3 вариант — витанолл NP + витанолл PK+ Витанолл Микро; 4 вариант — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

Как видно на рисунке 8 средняя масса 1 клубня у сорта ЛГ-13 варьировала от 21,5 до 23,5 г., разница по вариантам была не существенной. Более крупные клубни у сорта ЛГ-14 получили в 1 варианте, их масса составляла 26,6 г, а в варианте 3 в среднем всего 19,6 г.

word image 1484 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 8 — Средняя масса 1 клубня при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: Вариант 1 — Гумат +7; Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

По показателю среднего количества клубней с одного растения у сорта ЛГ-13 получили следующие показатели (рисунок 9): в 1 варианте 9,5 клубней, во 2 варианте 10,7 клубней, в 3 варианте 9,4 клубней и в 4 варианте 8,9 клубней. У сорта ЛГ-14 количество клубней составляло 7,5-8,5 шт. с растения.

word image 1485 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 9 — Среднее количество клубней при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: Вариант 1 — Гумат +7; Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

Учет урожайности показал, что применение МБП Нодикс (таблица 11) в концентрации 0,5% не способствовал повышению продуктивности растений, а наоборот снизил среднюю массу клубней с 1 растения, более низкая концентрация 0,05% оказалась эффективнее, но все же средняя масса клубней в варианте без применения МБП была выше, чем в вариантах с применением МБП. Средняя масса клубней с 1 растения у сорта Гусар составила от 233,8 до 288,8 г. На основании всего вышеизложенного можно предположить, что для более эффективного применения МБП нужно применять еще более низкую концентрацию.

Таблица 11 – Влияние микробиопрепарата Нодикс на продуктивность растений картофеля при получении миниклубней сорта Гусар, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Средняя масса клубней с 1 растения, г Средняя масса 1 клубня, г Среднее кол-во клубней с 1 растения, шт.
Гусар 1. Контроль (вода) 288,8 33,1 8,7
2. Микробиопрепарат Нодикс (0,5%) 233,8 25,8 9,1
3. Микробиопрепарат Нодикс (0,05%) 277,1 31,3 8,9
НСР0,5 =38,1

Получение наибольшего числа клубней важно для максимального увеличения степени размножения семенного материала. Предпочтение поэтому нужно отдать сортам, которые имеют количество клубней выше среднего (10-15 шт.), одинаковой фракции (выравненность в кусте), с неглубоким расположением глазков.

В дальнейшем для проведения структурирования урожайности мы взвешивали миниклубни и распределяли их по весовым фракциям (таблица 12-14).

Таблица 12 – Влияние микробиопрепарата Нодикс на структуру урожая картофеля при получении миниклубней сорта Гусар, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Среднее количество клубней по фракциям, шт.
Всего более 125, г 81-125, г 51-80, г 26-50, г 10-25, г менее 10, г
Гусар 1 8,7 0,0 0,5 1,5 2,6 2,1 2,0
2 9,1 0,0 0,1 0,6 3,3 3,2 1,9
3 8,9 0,0 0,4 1,7 2,2 2,6 2,0

Примечание: 1 – Контроль (вода); 2 – микробиопрепарат Нодикс (0,5% раб. р-р); 3 – микробиопрепарат Нодикс (0,05% раб. р-р).

Средняя фракция сорта Гусар составляла 71,8-77,9%. По вариантам соотношение в 1 варианте составляло 71,8%, во 2 варианте 77,9%, и в 3 варианте 72,9%. Здесь можно отметить, что в контроле 2 варианте преобладала фракция в 10-50 г, а в 1 варианте преобладала фракция 26-80 г, также 1 и 3 варианты был представлен более крупными клубнями.

Как видно из таблицы 13 наиболее многочисленной фракцией у сорта Ред Скарлет была фракция массой 26-50 г, 10-25 г.

Таблица 13 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на структуру урожая картофеля при получении миниклубней сорта Ред Скарлет, 2019 г.

Сорт Варианты опыта* Среднее количество клубней по фракциям, шт.
Всего более 125, г 81-125, г 51-80, г 26-50, г 10-25, г менее 10, г
Ред Скарлет 1 6,9 0,2 0,6 0,9 2,1 1,5 1,6
2 7,0 0,0 0,5 1,3 1,9 2,1 1,2
3 6,5 0,2 0,4 0,8 1,7 2,4 1,0
4 7,2 0,0 0,1 0,7 2,0 2,5 1,9
5 7,7 0,1 0,1 0,7 1,5 2,9 2,4

Примечание: * Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ;Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7.

В процентном соотношении у сорта Ред Скарлет доля средней фракции составляла 65-76,2%. В 1 варианте она составила 65%, во 2 варианте – 76,2%, в 3 варианте – 75,5%, в 4 варианте – 72%, в 5 варианте – 66,7% (рисунок 10). Самые крупные клубни у данного сорта получили в первом варианте, и наибольшее количество мелких клубней получили в 5 варианте – их доля составляла 31,6 %.

word image 1486 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 10 – Соотношение клубней сорта Ред Скарлет по фракциям при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: Вариант 1 — Витанолл NP + Витанолл PK + биотлин БАУ; Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Гумат +7; Вариант 5 — Витанолл NP + Витанолл PK + Витанолл Микро+ Гумат +7.

Анализируя показатели соотношения по фракциям можно отметить, что в данном случае преобладали фракции от 50 г и ниже (таблица 14). В эти показатели входят 3 фракции, наиболее оптимальных по размеру миниклубней, что позволяет снизить площадь для их хранения, при этом остается высокое качество миниклубней картофеля.

Таблица 14 – Влияние гуминового препарата Гумат +7 на структуру урожая картофеля при получении миниклубней, 2019 г.

Сорт Варианты опыта Среднее количество клубней по фракциям, шт.
Всего более 125, г 81-125, г 51-80, г 26-50, г 10-25, г менее 10, г
ЛГ-13 1 9,5 0,0 0,1 0,9 2,3 2,5 3,7
2 10,7 0,0 0,3 1,1 2,1 3,2 3,9
3 9,4 0,0 0,3 0,8 2,0 2,9 3,4
4 8,9 0,0 0,3 0,9 1,6 2,1 4,0
ЛГ-14 1 7,5 0,1 0,3 0,6 1,8 2,7 2,0
2 7,5 0,0 0,1 0,6 1,9 2,4 2,4
3 8,5 0,0 0,0 0,5 2,3 2,5 3,2
4 8,3 0,0 0,1 0,7 2,1 2,8 2,5

Примечание: Вариант 1 — Гумат +7; Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

В процентном соотношении доля средней фракции у сорта ЛГ-13 составляла 51,9-60,6%, наибольше количество средней фракции было во 2 варианте, наименьшее в 4 варианте (рисунок 11-12). У данного сорта в 4 варианте наблюдалось большое количество мелкой фракции, его доля тут составляла 45,1%.

word image 1487 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 11 – Соотношение миниклубней сорта ЛГ-13 по фракциям при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: Вариант 1 — Гумат +7; Вариант 2 — Контроль (вода); Вариант 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; Вариант 4 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

У сорта ЛГ-14 доля средней фракции по вариантам существенно не различалась, она составляла 62,2-68,3%, в 1 и 4 вариантах эта доля была выше. Самые мелкие клубни были в варианте 3, крупные в варианте 1.

word image 1488 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 12 — Соотношение миниклубней сорта ЛГ-14 по фракциям при применении Гумат+7, 2019 г.

Примечание: 1 — Гумат +7; 2 — Контроль (вода); 3 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро; 4 — Витанолл NP + Витанолл PK+ Витанолл Микро + Гумат +7.

4. Выбор и обоснование средств механизации для обработки почвы в биологизированном севообороте производства оригинальных семян картофеля

При выборе и обосновании средств механизации для обработки почвы в технологии возделывания оригинальных семян картофеля учитывался ряд требований данной культуры к условиям произрастания в различные периоды его развития, специфика производства семенного материала высоких репродукции в открытом грунте, а также ботанические и физиологические особенности ряда биологических объектов, которые предлагается использовать в специализированном севообороте для улучшения фитосанитарного состояния почвы и её физико-механических свойств.

Основными особенностями, влияющими на качество получаемой продукции и объемы её производства, можно принять: проведение обязательных мероприятий по минимизации численности патогенных объектов в почве (споры грибов, болезнетворные бактерии, а также среда их обитания) и личинок насекомых, способных повреждать клубни и переносить болезни [46]; обязательная оценка почвенного состояния по параметрам физико-механических свойств с целью выявления и устранения препятствий внутри почвы для свободного развития корневой системы растений; проведение мероприятий по созданию наиболее благоприятного теплового режима, обеспечивающего наиболее быстрое развитие растений в начальный период вегетации и устойчивость к воздействию грибковых почвенных патогенов [47]; обеспечение растений сбалансированным питанием [48]; минимальное воздействие на почву со стороны машинотракторных агрегатов; максимальное использование потенциала доступных природных и биологических ресурсов. Комплексное воздействие всех перечисленных факторов как раз и обеспечивает минимизацию зависимости результатов производств оригинального семенного картофеля от влияния неблагоприятных погодных условий [49].

Из вышесказанного следует, что для получения планируемого уровня урожая оригинальных семян картофеля высокого качества необходимо обеспечить условия для наибольшей реализации потенциала растений, а также сформировать здоровую среду обитания растений, минимизировав уровень патогенов в почве, наличие сорной растительности и присутствие вредителей, а также переносчиков болезней [50]. Данные задачи в значительной мере решаются за счет рационального выбора машин и орудий для подготовки почвы при возделывании оригинального семенного картофеля.

Основной задачей подготовки почвы при возделывании оригинального семенного картофеля является обеспечение беспрепятственного развития корневой системы растений, которая может распространяться на глубину до 130 см и в ширину до 90 см (рисунок 13) [51]. В связи с этим требуется подобрать такие орудия для подготовки почвы, которые способны обеспечить разуплотнение корнеобитаемого слоя. На основе анализа взаимодействия с почвой различных рабочих органов почвообрабатывающих машин установлено, что любое их воздействие приводит к увеличению плотности в некотором объеме зоны контакта [52] с обрабатываемым пластом. Поэтому при выборе типа почвообрабатывающих машин для подготовки почвы при возделывании оригинального семенного картофеля предпочтение было отдано тем орудиям, чьи рабочие органы формируют минимальные зоны уплотнения в зоне контакта с почвой. Проведенный обзор показал, что наименьшая зона уплотнения формируется при взаимодействии с почвой рыхлительных лап, оснащенных узкими наконечниками [53].

1

Рисунок 13 – Строение корневой системы картофеля.

Для устранения переуплотнения в корнеобитаемом слое наиболее эффективным приемом является глубокое рыхление почвы тяжелыми культиваторами и чизельными почвообрабатывающими орудиями, которые при обработке почвы выполняют разрушение плотного слоя рыхлительными лапами, оснащенных узкими наконечниками (ширина не более 8 см) [54]. Для исключения дальнейшей путаницы примем обобщенное название вышеуказанных почвообрабатывающих орудий – культиваторы-глубокорыхлители. Рыхлительные лапы, расставленные на раме этих орудий с определенным шагом, при взаимодействии с почвой производят деформацию обрабатываемого пласта, которая распространяется под некоторыми углами в продольной и поперечной плоскостях. Значения углов распространения деформации зависят от типа почвы и её влажности, а также от угла наклона наконечника рыхлительной лапы. Необходимо также отметить, что при работе культиваторов-глубокорыхлителей не происходит оборот пласта и вынос нижележащих почвенных слоев на поверхность поля, что позволяет проводить глубокую обработку почвы полей даже с незначительной мощностью гумусного горизонта. В особой степени глубокое рыхление почвы положительно сказывается в почвенно-климатических условиях Северо-Западного региона, где пахотный слой не превышает 20-22 см.

За счет того, что при распространении зон деформации в поперечной плоскости происходит их пересечение от воздействия смежных рабочих органов на глубине 18-20 см, то обработка почвы культиваторами-глубокорыхлителями заменяет вспашку и не требует дополнительных проходов почвообрабатывающих орудий для выравнивания поверхности поля. После прохода культиваторов-глубокорыхлителей в почве остается сеть пор и капилляров, по которым происходит накопление влаги в осенний и зимний периоды, а также свободно распространяется корневая система возделываемых культур.

На основе анализа взаимодействия рабочих органов культиваторов-глубокорыхлителей из нескольких видов данных орудий был выбран культиватор компании Lenken Karat 9/300, который наиболее всего подходит для основной подготовки почвы при её подготовке под посадку оригинального семенного картофеля. Рабочие органы данного культиватора оснащены узкими наконечниками, применение которых минимизирует зоны уплотнения по их следу на дне борозды. Установка рабочих органов в три ряда на раме орудия с шагом 30 см обеспечивает сплошное рыхление почвы в междуследии на глубину до 20 см при работе на глубине свыше 30 см. Схема данного культиватора представлена на рисунке 14.

word image 1489 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 14 – Схема культиватора-глубокорыхлителя Karat 9/300.

Из этого рисунка видно, что культиватор Karat 9/300 является навесным, который соединяется с трактором посредством 3-х точечной навески 1. На 3-х балочной раме 2 симметрично установлены стойки рабочих органов 3, к которым на быстросъемном башмаке установлены долотообразные наконечники. На задней части рамы 2 установлен ограничитель перемещения параллелограммного механизма 4, с помощью которого регулируется глубина обработки почвы. Для защиты рабочих органов от поломок при наезде на камни или иные препятствия используется пружинное предохранительное устройство 5. Дополнительной системой защиты рабочих органов от поломок служит срезной болт, который установлен в креплении стойки. Для заделки борозд, остающихся по следу стойки рабочих органов, на поперечной балке установлены заделывающие диски 6, регулируемый по высоте. Для защиты этих дисков от поломок при наезде на препятствия стойки их крепления также оснащены пружинной системой защиты. Для дополнительного выравнивания поверхности поля и устранения гребнистости с обеих сторон культиватора на специальных фиксируемых шарнирах установлены дополнительные боковые диски 7. Данные диски имеют возможность изменять угол атаки в зависимости от высоты гребня и рабочей скорости культиватора-глубокорыхлителя. Задний опорный каток 8 служит в качестве опоры при настройке глубины обработки. При этом он позволяет дополнительно выравнивать поверхность почвы и упрочнять её верхний слой, защищая от сноса под действием ветра и обильных осадков. Тип и удельный вес опорного катка зависит от типа почв и задач, стоящих перед основной обработкой почвы. В нашем случае использовался одинарный каток трубчатого типа диаметром 540 мм. При необходимости проведения качественной предпосадочной обработки почвы на глубину не более 15 см, а также наиболее полной заделки в верхний слой удобрений и растительных остатков, на данном культиваторе предусмотрена установка стрельчатых лап шириной 24 см взамен долотообразных наконечников, предназначенных для рыхления подпахотного горизонта. Крепление различных видов рабочих органов на быстросъемных башмаках позволяет оперативно проводить перенастройку орудия на разную глубину обработки в зависимости от задач, поставленных перед обработкой почвы.

Таким образом, применение комбинированного культиватора-глубокорыхлителя Karat 9/300 при подготовке почвы под посадку оригинального семенного картофеля позволяет проводить интенсивное крошение обрабатываемого слоя, хорошо выравнивать поверхность поля и упрочнять её поверхность, защищая от воздействия эрозионных процессов.

Однако необходимо отметить, что применение тяжелых машинотракторных и транспортных агрегатов приводит к тому, что зона уплотнения может распространяться на глубину более 50 см (рисунок 15). В особой степени уплотнение глубоких почвенных горизонтов отмечается при повышенном содержания влаги ранней весной и поздней осенью. Как правило, большинство применяемых для основной обработки почвы культиваторов-глубокорыхлителей предназначены для рыхления на глубину не более 40-45 см. Дальнейшее увеличение глубины обработки почвы требует значительных затрат энергии на её проведение, а также значительно снижает производительность выполнения данного технологического приема. Поэтому для устранения уплотнения почвы на значительной глубине (более 40 см) было предложено использовать способность глубокого проникновения в почву корневой системы ряда быстрорастущих растений, имеющих стержневую корневую систему. Таким образом для целей устранения уплотнения почвы на значительной глубине при подготовке почвы под посадку оригинального семенного картофеля предлагается использовать потенциал биологических ресурсов – быстрорастущих сидеральных культур.

 

word image 181 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Глубина, см

Влажность

10

20

30

40

50

60

%

21

21

21

41

124

124

124

103

82

82

82

62

41

62

62

41

кРа

 

Рисунок 15 – Глубина распространения уплотнения почвы под действием ходовых систем МТА в зависимости от влажности.

Обзор доступных растений, которые могут использоваться в качестве сидеральных культур для разуплотнения нижних слоев почвенного горизонта в условиях Северо-Западного региона РФ, показал, что наиболее подходящей культурой является редька масличная. Данная культура обладает глубоко проникающей корневой системой (рисунок 16), неприхотлива к условиям произрастания, устойчива к заморозкам и большинству болезней, характерных для крестоцветных, имеет короткий вегетационный период и формирует мощную растительную массу, которая подавляет развитие большинства сорных растений. Период цветения редьки масличной наступает на 50-55 день после посева, при этом высота растений достигает 120-130 см, а корневая система проникает на глубину более 150 см. Поэтому применение данного биологического объекта позволяет решить множество задач, стоящих перед системой подготовки почвы, при возделывании оригинального семенного картофеля. Кроме этого, для посева данной культуры можно использовать посевной модуль, предназначенный для распределения вразброс незначительных норм семенного материала, гранулированных пестицидов и микроудобрений, который устанавливается на любой почвообрабатывающий агрегат, оснащенный прикатывающими катками.

http://agro-archive.ru/uploads/posts/2015-11/1448540583_r2.jpeg

Рисунок 16 – Глубина распространения корневой системы редьки масличной в период цветения.

Помимо способности быстрого проникновения корневой системы редьки масличной на значительную глубину отмечается также активное выделение ею фитонцидов, отпугивающих личинки насекомых, которые могут повредить клубни картофеля, а также подавляющие активность патогенных микроорганизмов и грибов, находящихся в почве [55]. Кроме этого, введение данной культуры в качестве сидерата значительно повышает эффективность применения удобрений за счет того, что её корневая система извлекает из почвы элементы питания, находящихся в труднодоступной форме, и делает их доступными для последующих культур в виде пожнивных остатков.

Ранее указывалось, что редька масличная образует обильную растительную массу, урожайность которой к моменту цветения достигает 45-60 т/га. За счет этого и происходит подавление сорной растительности, а заделка наземной части в верхние слои почвенного горизонта эквивалентна внесению 20 т/га органических удобрений. Однако значительную сложность вызывает процесс заделки такого объема высокостебельной растительной массы с помощью традиционных почвообрабатывающих орудий. Высокостебельная масса требует измельчения перед её заделкой. Это связано с тем, что растительные остатки, разрезанные на элементы длиной не более 15 см и частично расщепленные вдоль стеблей, при заделке в верхний слой почвы, где преобладает аэробная почвенная биота, проходят процесс минерализации в 7-8 раз быстрее по сравнению с массой, заделанной в почву без измельчения. Для этих целей наиболее часто используют тяжелые дисковые бороны [56], оснащенные вогнутыми дисковыми рабочими органами с вырезной кромкой (рисунок 17). Для обеспечения высокого качества работы дисковых таких орудий их рабочие органы устанавливаются с некоторым углом атаки к направлению движения агрегата, а также с определенным углом наклона дисков по вертикали.

Image result for disc harrow on the green manures

Рисунок 17 – Заделка сидератов тяжелой дисковой бороной.

Измельчение растительной массы можно также выполнять рабочими органами в виде плоских дисков с гладкой или волнистой кромкой (рисунок 18). В этом случае диски устанавливаются вдоль направления движения агрегата.

Image result for ножевые катки статьи

Рисунок 18 – Плоские диски с волнистой кромкой.

При этом необходимо отметить, что при наличии длинностебельной растительной массы обработка почвы дисковыми орудиями не позволяет обеспечить надлежащее качество её измельчения и последующей заделки в почву. Поэтому технологический прием по заделке сидеральных культур с использованием дисковых борон проводится за два прохода в поперечных направлениях [57]. Кроме этого, при значительном объеме растительной массы при первом проходе дисковые орудия могут забиваться почвой и растительными остатками, которые не способны свободно пройти в междисковом пространстве. Движение дисковых борон по полю при наличии на нем высокостебельной растительной массы ограничивает их рабочую скорость до 8-10 км/ч, что снижает производительность данных орудий на 30-35%. Необходимо также отметить, что применение дисковых почвообрабатывающих орудий приводит к уплотнению почвы в нижележащих слоях за счет значительного вертикального воздействия дисковых рабочих органов на дно борозды, практически, по всей ширине захвата. Поэтому с целью обеспечения благоприятных условий для развития корневой системы картофеля после двойного прохода дисковых орудий потребуется выполнить дополнительное глубокое рыхление почвы.

Более высокое качество измельчения массы сидеральных культур за один проход агрегата можно достичь при использовании мульчирующих машин с активным приводом рабочих органов от ВОМ трактора. Рабочие органы таких машин шарнирно присоединяются к валу с горизонтальной или вертикальной осью вращения. В первом случае растительная масса срезается молотковыми или V-образными ножами и дополнительно измельчается о противорежущие пластины, установленные в кожухе машины (рисунок 19). Измельченная растительная масса равномерно распределяется по поверхности поля и частично приминается опорным роликом, который служит для регулировки высоты среза. Такие машины могут устанавливаться на фронтальной навеске трактора для того, чтобы не забивались почвообрабатывающие орудия, навешенные на задней навеске (рисунок 20).

Ротационные измельчители с вертикальной осью вращения рабочих органов имеют бóльшую ширину захвата по сравнению с машинами с горизонтальной осью вращения за счет шарнирного соединения отдельных секций с приводом измельчающих ножей (рисунок 21). Это позволяет выполнять качественное измельчение растительной массы на полях с не выровненным рельефом.

Related image

Рисунок 19 – Схема машины для измельчения растительной массы с горизонтальной осью вращения рабочих органов.

Image result for Rotary cutter on the green manure

Рисунок 20 – Комбинация передненавесного роторного измельчителя и навесного плуга при заделке сидеральных культур.

Основными недостатками машин с активным приводом рабочих органов, используемых для измельчения растительной массы сидеральных культур, является их низкая производительность и значительные затраты энергии. Поэтому применение таких машин в технологии подготовки почвы при возделывании оригинального семенного картофеля сдерживается экономическими соображениями.

Related image

Рисунок 21 – Измельчение сидеральных культур прицепной ротационной машиной с вертикальной осью вращения рабочих органов.

В последнее время для измельчения растительных остатков широкое распространение получили почвообрабатывающие орудия, оснащенные поперечными ножами [58]. Это могут быть ножевидные диски или ножевидные катки. Эти рабочие органы могут использоваться в составе комбинированного почвообрабатывающего агрегата (рисунок 22) или устанавливаться на прикатывающих катках различной конструкции. Особенностью таких рабочих органов является плоские ножи, выполняющие разрез растительных остатков в поперечном направлении относительно движения агрегата. Длина резки зависит от шага установки ножей и, как правило, не превышает 15-17 см.

Image result for Maxi Roll Dal-Bo Рисунок 22 – Ножевидный каток в составе комбинированного почвообрабатывающего агрегата.

При использовании ножевидных катков в составе комбинированных почвообрабатывающих агрегатов их диаметр не превышает 400 мм, поэтому при измельчении высокостебельных культур на высокой скорости при недостаточном вертикальном усилии на них может наматываться растительная масса, что приводит к забиванию орудия и необходимости последующей остановки для очистки. Поэтому применение ножевидных катков в составе комбинированного почвообрабатывающего агрегата требует обязательного использования системой их догрузки за счет переноса части веса орудия на каток. Эта необходимость усложняет конструкцию комбинированного почвообрабатывающего агрегата и его настройку. Кроме этого качество измельчения растительной массы будет зависеть от рельефа поля, т.к. при изменении положения орудия относительно трактора в продольной плоскости будет происходить изменение давления катка на почву.

Более высокое качество измельчения растительной массы можно обеспечить при использовании ножевидных водоналивных катков большого диаметра (рисунок 23). При движении по полю катков большого диаметра (свыше 600 мм) происходит гарантированная укладка растительной массы вдоль направления движения агрегата, после чего ножи разрезают её на отдельные элементы длиной 15-17 см.

Related image

Рисунок 23 – Водоналивной ножевидный каток.

При заполнении корпуса катков водой происходит увеличение удельного давления катка на почву, которое не зависит от рельефа поля ввиду того, что ширина каждой секции такого орудия не превышает 3 м. Наполнение водой корпуса ножевого катка позволяет достичь удельной массы орудия равной одной тонне на один метр ширины захвата. Это позволяет уверенно разрезать растительную массу значительного объема, когда такая нагрузка одномоментно воздействует на узкое лезвие ножа при его вхождении в почву. При заглублении ножа корпус катка частично расплющивает стебли растительной массы, находящиеся в зоне контакта, что способствуют ускорению процесса последующей минерализации сидеральных культур при их заделке в почву и более полное усвоение элементов питания последующими культурами. Необходимо также отметить высокую производительность проведения измельчения сидератов при использовании ножевидных катков большого диаметра. Хорошее качество их работы обеспечивается при скорости движения агрегата от 20 до 25 км/ч.

После измельчения растительной массы и частичного разрезания ножами катка верхнего слоя почвы заделку значительного объема зеленого удобрения на глубину 10-15 см легко выполнить культиватором-глубокорыхлителем, оснащенного стрельчатыми лапами, описание которого было выполнено выше. При заделке зеленой массы редьки масличной в почву выделяется значительный объем метаболитов, богатых различными органическими веществами, алифатическими и ароматическими кислотами, стеролами и различными ингибиторами растений, грибов и бактерий. Эти органические соединения обуславливают высокие алелопатические свойства (способность биологических объектов выделять соединения, которые тормозят или подавляют развитие патогенной микрофлоры) метаболитов редьки масличной, в результате чего происходит угнетение сорной растительности, возникает антогонизм с личинками жука-щелкуна (проволочник) и тлей. Кроме личинок насекомых и сорных растений метаболиты, выделяемые редькой масличной, эффективно борются с вредоносными грибами – фузариями и ризоктонией, присутствующих в почве. Эти обстоятельства обуславливают значительное улучшение фитосанитарного состояния почв, подготовленных к посадке оригинального семенного картофеля с применением сидеральных культур.

Таким образом, проведенный анализ требований растений картофеля к условиям своего произрастания, выявление факторов, определяющих высокое качество выращиваемой продукции, а также критический обзор технических средств для подготовки почвы и заделки сидератов позволил определить перечень машин, необходимых для подготовки почвы к посадке оригинального семенного картофеля в почвенно-климатических условиях Северо-Западного региона РФ. Для основной обработки почвы рекомендуется использовать комбинированный культиватор-глубокорыхлитель типа Karat 9/300, рабочие органы которого оснащаются узкими рылительными лапами. При установке на данный культиватор модуля для посева сидеральных культур одновременно с глубокой обработкой можно выполнять посев семян быстрорастущих сидеральных культур, которые заделываются в почву опорными катками на глубину 1-1,5 см. После того, когда сидеральные культуры достигнут фазы полного цветения (как правило, через 50-55 дней после посева), для их измельчения предлагается использовать водоналивной ножевидный каток большого диаметра, способного качественно выполнять данный технологический прием с большой производительностью. Заделку измельченной растительной массы предлагается выполнять культиватором Karat 9/300, оснащенного стрельчатыми лапами для неглубокой обработки почвы. Такой комплекс машин позволит качественно подготовить почву к посадке оригинального семенного картофеля с учетом особенностей применения сидеральных культур для улучшения фитосанитарного состояния полей.

 

5 Результаты оценки почвенного состояния в биологизированной технологии при подготовке почвы под посадку оригинального семенного картофеля

Для производства оригинального семенного картофеля на опытном поле ФГБОУ ВО СПбГАУ был выделен изолированный участок, защищенный лесопосадками с трех сторон. Перед началом проведения полевых работ была произведена оценка параметров почвенного состояния данного участка по показателю твердости почвы – аналога её плотности [59]. Данные исследования проводились с целью оценки условий развития корневой системы растений, формирования и рационального использования водных ресурсов.

Твердость почвы в корнеобитаемом слое оценивается по сопротивлению среды при равномерном внедрении в неё конусного деформатора. Для измерения этого параметра использовался цифровой пенетрологгер, способный фиксировать усилие, с которым конусный деформатор преодолевает сопротивление почвы, и текущую глубину погружения конуса. Встроенная антенна GLONASS/GPS приемника позволяет фиксировать точное место измерения для дальнейшего отображения текущего почвенного состояния на карте поля и оценки динамики изменения оцениваемых параметров во время вегетации растений.

Оценка параметров почвенного состояния проводилась на основании статистической обработки результатов измерения твердости почвы, лежащей в основе методов статистической динамики сельскохозяйственных агрегатов. Данный метод подразумевает получение значительного массива данных (не менее 100) по длине гона с определенным шагом изменений, который выбирается в зависимости от частотной составляющей измеряемого процесса [60]. Ввиду того, что верхний почвенный слой имеет низкочастотный характер изменения своей структуры [61], то шаг измерений принят равным 1 метр.

После проведения экспериментальных исследований производится математическая обработка данных результатов полевых исследований, по результатам которой рассчитываются оценки статистических характеристик процесса изменения твердости почвы R(l)i в каждом i слое:

– математическое ожидания mRi;

– среднеквадратическое отклонение word image 1490 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

– коэффициент вариации VRi.

Поскольку характер изменения твердости почвы по слоям является случайным, в вероятностно-статистическом смысле, то для её качественной и количественной оценки используют характеристики случайных процессов.

Полная система характеристик m-мерного распределения представляет собой совокупность начальных моментов по всем сечениям случайной функции.

Начальная моментная функция первого порядка представляет собой математическое ожидание mx случайной функции х(f) при (m+)

word image 1491 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур (1)

При расчетах широко используют понятие среднего значения mср наблюдаемого процесса. Среднее значение вычисляют по результатам N дискретных измерений (среднее арифметическое)

word image 1492 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур (2)

При неограниченном увеличении числа измерений N величина mср приближается к математическому ожиданию mx. Поскольку среднее значение случайной величины обычно называют оценкой математического ожидания, то в дальнейшем будем обозначать mср как mx.

Для практических расчетов в качестве информационной характеристики разброса случайного процесса используют функцию среднеквадратического отклонения или стандарт случайной величины word image 1493 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

word image 1494 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур (3)

В качестве относительной характеристики разброса значений случайного процесса относительно его среднего значения используют коэффициент вариации Vx, который представляет собой среднеквадратическое отклонение (в процентах) от математического ожидания, т.е.

word image 1495 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур (4)

Таким образом, в исследованиях для оценки процессов почвенного состояния используются показатели математического ожидания mx, среднеквадратического отклонения σx и коэффициент вариации Vx [62].

Измерения твердости почвы с целю оценки условий развития корневой системы картофеля проводились на опытном участке для последующего выбора и обоснования средств механизации подготовки почвы при возделывании оригинального семенного картофеля. Шаг измерений составлял 1 м, глубина погружения перетрологгера – 70 см, количество измерений – 100. На основании выполненных измерений был получен массив данных, который позволил получить оценку статистических характеристик процесса изменения твердости почвы на опытном поле, предназначенного для возделывания оригинального семенного картофеля. Оценки статистических характеристик были получены для каждого 5-ти сантиметрового слоя, на основании чего была составлена таблица 15.

Таблица 15 – Оценки статистических характеристик изменения твердости почвы R в различных слоях почвенного горизонта a с шагом 5 см в исходном состоянии опытного поля

a, см 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
mR, МПа 0,4 0,6 1,6 3,2 4,1 4,7 4,5 4,6 5,1 3,8 3,2 2,2 2,3 3,2
σR, МПа 0,13 0,17 0,42 0,7 0,98 0,99 0,99 0,83 0,97 0,65 0,64 0,4 0,44 0,74
VR, % 32 28 26 22 24 21 22 18 19 17 20 18 19 23

Анализ таблицы 15 показал, что в верхнем слое почвы отмечается некоторая неоднородность состава, которая будет влиять на стабильность работы почвообрабатывающих и посевных машин, работающих на незначительной глубине. При увеличении глубины процесс изменения твердости почвы в каждом из исследуемых слоев стабилизируется, о чем говорят более низкие значения коэффициента вариации данного показателя по сравнению с верхними слоями почвенного горизонта. Такие значения коэффициента вариации для нижних слоев почвенного горизонта могут свидетельствовать о стабильности протекания технологического процесса машин, предназначенных для глубокой обработки почвы.

Анализ результатов статистической обработки также показал, что промерзание верхнего слоя на глубину до 15 см обеспечивает хорошее саморазуплотнение почвы в этих горизонтах, о чем свидетельствуют низкие показатели математических ожиданий значений твердости почвы в этих горизонтах. При такой твердости почвы корневая система растений картофеля будет развиваться беспрепятственно без значительных затрат энергии на ранних стадиях вегетации растений.

Для визуального анализа первоначального почвенного состояния опытного поля, предназначенного под посадку оригинального семенного картофеля, по показателю твердости почвы в корнеобитаемом слое на основании статистической обработки результатов выполненных измерений и был простроен график изменения математических ожиданий mRi в зависимости от глубины расположения i-го слоя (рисунок 24).

word image 182 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 24 – Первоначальное состояние значений твердости почвы mRi по глубине a на опытном поле ФГБОУ ВО СПбГАУ, выделенного под посадку оригинального семенного картофеля.

Анализ данного рисунка показал, что на глубине свыше 25 см отмечается наличие переуплотненного слоя, который сформирован в результате многократного проведения вспашки поля с использованием отвально-лемешных плугов, настроенных на одну и ту же глубину. Выполнение вспашки в условиях повышенной влажности почвы приводит к тому, что толщина слоя, который уплотняется под воздействием плуга, достигает 20 см. В этом случае нижняя граница переуплотненного слоя отмечается на глубине 45 см. В зоне переуплотнения почвы значения математического ожидания её твердости превышают 4,5 МПа, при котором проникновение корневой системы картофеля в нижележащие слои становится невозможным [63]. При таком плотном сложении в почве, практически, отсутствуют поры и капиллярные каналы, по которым может свободно перемещаться почвенная влага. Поэтому наличие переуплотненного слоя на глубине от 25 до 45 см не позволит накопить влагу при её избытке и не позволит корням растений проникнуть в нижележащие слои при недостатке влаги. Всё это снижает возможности полной реализации потенциала растений, а также приводит к значительной зависимости результатов выращивания оригинального семенного картофеля от влияния неблагоприятных погодных условий.

Для устранения переуплотнения почвы в подпахотном горизонте на первоначальном этапе подготовки почвы под посадку оригинального семенного картофеля была проведена обработка опытного поля культиватором-глубокорыхлителем Karat 9/300, оснащенного узкими долотообразными наконечниками рыхлительных лап, закрепленных на сменных башмаках (рисунок 25). На основании данных, полученных при измерении твердости почвы было выбрано максимальное значение настроечной глубины обработки, равного 35 см. Рабочая скорость движения агрегата при такой глубине обработки не превышала 8 км/ч.

Image result for Lemken karat cultivator K 6 share

Рисунок 25 – Культиватор Karat 9/300, оснащенный узкими рыхлительными лапами на быстросъемном башмаке.

Ввиду того, что глубина зоны уплотнения превышает 45 см, то для последующего разуплотнения почвы в нижележащих слоях почвенного горизонта с помощью биологических объектов одновременно с глубокой обработкой почвы культиватором Karat 9/300 проводился посев редьки масличной посредством использования посевного модуля PS 300 с электрическим приводом высевающего аппарата и вентилятора распределительной системы. Семена редьки масличной распределялись вразброс перед прикатывающим катком, который заделывал их в почву на незначительную глубину (1…1,5 см).

После проведения глубокой обработки почвы была проведена оценка почвенного состояния опытного поля ФГБОУ ВО СПбГАУ. Методика измерения твердости почвы и последующей статистической обработки результатов аналогична методике, представленной выше. Измерения проводились в 100 точках с шагом 1 м на глубину 70 см.

По результатам выполненных измерений был получен массив данных, который позволил получить статистическую оценку почвенного состояния опытного поля после применения культиватора-глубокорыхлителя, настроенного на глубину 35 см. В таблице 16 представлены статистические оценки процесса твердости почвы после прохода культиватора Karat 9/300 для каждого 5-ти сантиметрового слоя.

Таблица 16 – Оценки статистических характеристик изменения твердости почвы R в различных слоях почвенного горизонта a с шагом 5 см после прохода культиватора-глубокорыхлителя

h, см 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
mR, МПа 0,6 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 2,6 3,7 4,8 4,0 3,1 2,3 2,5 3,3
σR, МПа 0,17 0,24 0,18 0,19 0,16 0,22 0,73 0,89 1,01 0,76 0,71 0,55 0,5 0,73
VR, % 28 30 25 27 23 31 28 24 21 19 23 24 20 22

Анализ таблицы 16 показал, что после прохода культиватора-глубокорыхлителя нарушен уплотненный слой на глубину до 40 см. Полученная рыхлая структура обработанного слоя позволяет накапливать влагу от выпавших осадков в нижележащих слоях, которая проникает туда по крупным порам и капиллярным каналам. Кроме этого рыхлая структура обработанного слоя позволит корневой системе сидеральных культур (в нашем случае – масличной редьке) беспрепятственно проникнуть к зоне уплотнения за короткий период времени.

Для визуальной оценки твердости почвы после применения культиватора-глубокорыхлителя на основе результатов, представленных в таблице 16 был построен график изменения математических ожиданий mRi в зависимости от глубины расположения i-го слоя (рисунок 26). Из рисунка 26 видно, что средние показатели твердости почвы в слое 40…50 см все ещё превышают критическое значение в 4,5 МПа, при котором проникновение корневой системы картофеля в нижележащие слои остается невозможным. Для устранения этого уплотнения потребуется применение более энергоемкой операции по ещё более глубокому рыхлению почвы или использовать потенциал биологических ресурсов – сильной проникающей способности стержневой корневой системы сидеральных культур. В первом случае эффект разуплотнения глубоких будет достигнут в более короткие сроки, но потребует дополнительного прохода малопроизводительного почвообрабатывающего агрегата и значительных затрат на топливо.

word image 183 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 26 – Изменение твердости почвы R по глубине a после прохода культиватора-глубокорыхлителя Karat 9/300

Второй вариант разуплотнения слоев на значительной глубине займет большее количество времени, однако является более предпочтительным для технологии возделывания оригинального семенного картофеля, т.к. позволяет не только разуплотнить корнеобитаемую зону, но и улучшить физико-механические свойства почвы, а также обеспечить благоприятные фитосанитарные условия для производства высококачественной продукции.

Через 60 дней после основной обработки опытного поля с одновременным посевом сидератов растения достигли фазы полного цветения и начала формирования нижних стручков. При этом средняя высота стеблестоя составляла 130 см (рисунок 27). Для заделки высокостебельной растительной массы редьки масличной в верхний слой почвы требуется предварительное её измельчение.

word image 184 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 27 – Редька масличная в качестве сидеральной культуры.

Для эффективной заделки значительного объема растительной массы сидеральных культур в верхний слой почвы использовался водоналивной ножевидный каток большого диаметра (рисунок 28). Каток был полностью заполнен водой и его удельный вес составлял 1 тонна на метр ширины захвата. Такой вес катка позволял гарантированно разрезать растительную массу по следу трактора, двигаясь по полю на скорости 20 км/ч. Длина разрезанных частиц редьки масличной не превышала 17 см, при этом стебли растений были частично расплющены. Измельченные таким образом растительные остатки беспрепятственно заделываются в верхний слой почвы почвообрабатывающими агрегатами.

word image 185 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 28 – Измельчение сидератов водоналивным ножевидным катком.

Дальнейшая заделка измельченной массы в верхний слой почвы выполнялась культиватором Karat 9/300, оснащенным стрельчатыми лапами, закрепленными на быстросъемном башмаке (рисунок 29). Глубина обработки почвы при такой комплектации культиватора-глубокорыхлителя составляла 15 см. Неглубокая обработка почвы позволяла достичь рабочей скорости агрегата до 12 км/ч, что способствовало быстрой заделке измельченной массы до её высыхания и потери полезных свойств.

После заделки сидеральных культур была проведена оценка почвенного состояния поля, предназначенного под посадку оригинального семенного картофеля. Для этой цели проведено измерение твердости почвы в 100 точках по длине гона с шагом 1 метр на глубину 70 см.

По результатам выполненных измерений был получен массив данных, который позволил получить статистическую оценку почвенного состояния опытного поля после заделки сидеральной культуры – редьки масличной. В

Image result for Lemken karat cultivator K 6 share Рисунок 29 – Культиватор Karat 9/300 со стрельчатыми лапами на быстросъемном башмаке

В таблице 17 представлены статистические оценки процесса твердости почвы после выполнения данного приема для каждого 5-ти сантиметрового слоя.

Таблица 17 – Оценки статистических характеристик изменения твердости почвы R в различных слоях почвенного горизонта a с шагом 5 см после заделки редьки масличной

a, см 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
mR, МПа 1,2 2,1 1,7 1,6 2,6 3,2 1,8 1,6 1,7 2,2 2,0 1,9 2,2 2,1
σR, МПа 0,35 0,61 0,46 0,4 0,68 0,77 0,41 0,34 0,41 0,44 0,46 0,42 0,4 0,42
VR, % 29 29 27 25 26 24 23 21 24 20 23 22 18 20

Анализ данных, представленный в таблице 17, показал, что комбинация применения культиватора-глубокорыхлителя и биологических особенностей редьки масличной, используемой в качестве сидеральной культуры позволили полностью устранить переуплотнение почвы в корнеобитаемом слое. Кроме этого необходимо отметить, что заделка значительных объемов растительных остатков в верхний слой почвы позволило несколько стабилизировать процесс изменения твердости по длине гона, о чем свидетельствуют более низкие значения коэффициента вариации твердости почвы в верхних слоях почвенного горизонта. Это позволит обеспечить более стабильную и устойчивую работу последующих машин для предпосадочной подготовки почвы и посадки семян картофеля.

Для визуальной оценки твердости почвы после заделки растительной массы сидератов на основе результатов, представленных в таблице 15 был построен график изменения математических ожиданий mRi в зависимости от глубины расположения i-го слоя (рисунок 30).

word image 186 Исследование методов и средств биологизации технологии производства оригинального семенного картофеля с использованием биопрепаратов и сидеральных культур

Рисунок 30 – Изменение твердости почвы R по глубине a после заделки редьки масличной в верхний слой

Из рисунка 30 видно, что после заделки в верхний слой растительной массы сисдеральной культуры в почве отсутствуют зоны уплотнения во всем корнеобитаемом слое. Средние значения твердости почвы не превышают средние показатели твердости почвы не превышают значения 3,5 МПа, что обеспечивает свободное проникновение корневой системы картофеля в нижележащие слои почвенного горизонта, богатые запасами влаги и элементов питания. В такой почве по порам и капиллярам, сформированными корневыми и растительными остатками, а также почвообрабатывающими орудиями, под действием физических сил и природных явлений перемещается влага, что позволяет накопить значительные её запасы в периоды избыточного увлажнения, не допуская скопления воды на поверхности поля.

Таким образом, комбинированное воздействие на почву культиватора-глубокорыхлителя и биологических объектов в виде сидеральных культур позволило за один сезон подготовить почву для возделывания оригинального семенного картофеля за минимальное число проходов сельскохозяйственных агрегатов по полю. Предложенный метод подготовки почвы при возделывании оригинального семенного картофеля позволяет обеспечить все условия для полной реализации потенциала растений, минимизировать влияние неблагоприятных погодных условий при отсутствии осадков, а также при их избытке, значительно сократить содержание в почве сорной растительности, патогенной биоты и личинок насекомых-вредителей картофеля. Проведенные измерения твердости почвы показали положительную динамику улучшения почвенного состояния поля, на котором выполнялись исследования.

При внедрении сидерального пара в практику подготовки полей под посадку оригинального семенного картофеля с обязательными приемами измельчения растительной массы и её заделки в верхний аэрируемый слой почвы не только улучшается фитосанитарная обстановка и обеспечивается хорошее проникновение влаги и корневой системы в глубокие слои почвенного горизонта, а также улучшается структура и однородность почвы за счет насыщения всего корнеобитаемого слоя существенным объемом органического вещества.

Высокое содержание растительных остатков в верхнем слое позволяет повысить содержание влаги в корнеобитаемом горизонте за счет минимизации прогрева нижележащих слоев по причине низкой теплопроводности почвы с большим количеством органического вещества. Кроме этого наличие органического вещества способствует хорошей структуризации почвы, что обеспечивает её устойчивость к разрушению и хорошее крошение при механическом воздействии во время возделывания оригинального семенного картофеля с использованием современных интенсивных технологий и энергонасыщенных сельскохозяйственных агрегатов.

Создание в предшествующий период хорошо структурированной почвы, которая имеет способность саморазуплотняться во время зимнего периода, позволяют при возделывании оригинального семенного картофеля исключить проведение предпосадочной подготовки и выполнять весь цикл весенне-полевых работ за один проход картофелепосадочного комбинированного агрегата с минимальными затратами времени и энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Применение гуминового препарата Гумат+7 на растениях картофеля сорта Ред Скарлет не оказало заметного действия на рост и развитие растений картофеля. Количество стеблей во всех учетах было примерно одинаковым и существенно не различалось по вариантам. По количеству листьев у сорта Ред Скарлет в среднем на растении в 1 учете было 9 листьев, при проведении 3 учета наибольшее количество листьев было в вариантах 1, 3 с применением Витанол– от 22 до 25 шт., что превысило контроль на 1-4 листа соответственно. На сортах картофеля при 1 учете высота растений сорта ЛГ-13 была выше в варианте 3, с применением Витанол и составила 24,6 см в варианте с применением Гумат+7 растения немного отставали в росте – на 1,3 см в сравнении с контролем. В своих исследованиях мы предполагали, что совместное применение Витанол (макро- и микроэлеменов) и Гумат+7 будет способствовать усилению росту и развитию растений картофеля, но этого не произошло. Видимо нужно еще рассмотреть в дальнейших исследованиях количество обработок и концентрацию рабочих растворов. При 2 учете наблюдалась такая же тенденция. В целом можно сказать, что растения не имели существенных отличий в изучаемых вариантах. Все растения имели хорошо развитый листовой аппарат (25-30 шт./раст.), оптимальное количество стеблей (1-3 шт./раст.) и высоту 30,0-40,0 см, соответственно.
  2. При применении препарата гуминовой природы Гумат+7 совместно и отдельно с Витанол вличина фотосинтетического потенциала у сорта Ред Скарлет находилась в пределах от 3,2 до 3,9 млн. м2 дней/га, эти показатели немного превышают литературные данные – мы это связываем с большой густотой стояния на 1 м2 растений. Среди изученных вариантов наиболее эффективным оказалось совместное применение препаратов Витанол с Гумат+7. Содержание сухого вещества в данном варианте составила 13,5%, что на 3,1% больше, чем в контроле. При исследовании влияния применения Гумат+7 и Витанол на такие же показатели у растений картофеля новых перспективных сортов мы наблюдали следующее: У сорта ЛГ-13 величина фотосинтетического потенциала в варианте 1 с применением Гумат+7 и варианте 3 с применением Витанол составляла 4,4 млн. м2 дней/га, что превысило контроль на 0,8 млн. м2 дней/га. Совместное применение Витанол с Гумат+7 не привело к увеличению данного показателя, и было на уровне контроля и составило 3,6 млн. м2 дней/га соответственно. У сорта ЛГ-14 наблюдалась такая же тенденция. По содержанию сухого вещества в листьях растений картофеля сортов ЛГ-13 и ЛГ-14 при применении Гумат+7 и Витанол наблюдалась такая же закономерность. Так, варианты 1 и 3 с применением Гумат+7 и Витанол – содержание сухого вещества составила 10,0-13,7%, что превышало контроль на 0,7-1,5%.
  3. Установлено, что применение Гумат+7 и Витанол, как отдельно, так и в комплексе положительно влияло на площадь листовой поверхности у сорта Ред Скарлет и составила на 42 день вегетации в 3 варианте с применением Витанол – 6,7 м²/м², а в варианте с совместным применением Гумат+7 и Витанол — 6,3 м²/м² соответственно, превысив контроль на 14%. Применение Гумат+7 в варианте 4 повысил чистую продуктивность фотосинтеза до 0,6 г/м2 в сутки, при этом в контроле ЧПФ была отрицательной и составила -1,4 г/м2 в сутки соответственно. При изучении влияния применения Гумат+7 и Витанол на новых перспективных сортах ЛГ-13, ЛГ-14 на площадь листовой поверхности и чистую продуктивность мы видим следующее, что совместное применение Гумат+7 и Витанол так же, как и в случае с ортом картофеля Ред Скарлет было не столь эффективно, как варианты 1 и 3 — с отдельным применением Гумат+7 и Витанол. Так у сорта ЛГ-13 площадь листовой поверхности в варианте 1 составила 7,4 м²/м², а в варианте 3-7,3 м²/м² превысив контроль на 1,3-1,4 м²/м², соответственно. Сорт ЛГ-14 оказался не так отзывчив на применение Гумат+7, особенно это заметно при втором измерении площади листовой поверхности. Где мы наблюдали, что площадь листовой поверхности в вариантах с применением Гумат+7 и Витанол, как совместно, так и раздельно была меньше по сравнению с контролем и составила от 6,0 до6,5м²/ м², а в контроле – 7,5 м²/ м² соответственно.
  4. При изучении эффективности влияния гуминового препарата Гумат+7 на урожайность семенного картофеля, по показателям продуктивности, таким как число клубней, в гнезде и их масса, средняя масса клубней с куста можно сказать что, средняя масса клубней с 1 растения у сорта Ред Скарлет колебалась от 167 до 255 г с одного растения. В 1 варианте данный показатель составил 255 г., он был на 88 г выше показателей 5-го варианта с совместным применением Гумат+7 и Витанол, среднее количество клубней варьировало от 6,5 до 7,7 шт. на одно растение. Средняя масса клубней на 1 растение сорта ЛГ-13 составила от 191 до 251 г, у сорта ЛГ-14 от 166 до 200 г.
  5. Учет урожайности при получении миниклубней показал, что при применении нового микробиопрепарата на минирастения сорта Гусар урожайность в изучаемых концентрациях варьировала от 234 г до 277 г, в контроле – 289 г. Таким образом для повышения урожайности недостаточно однократного применения Нодикс, и необходимо отработать концентрацию рабочего раствора изучаемого препарата.
  6. Для качественной подготовки почвы под посадку оригинального семенного картофеля достаточно использовать комбинированный культиватор-глубокорыхлитель, оснащенный сменными рабочими органами для основной и поверхностной обработки почвы, а также водоналивной ножевидный каток большого диаметра для измельчения растительной массы сидеральных культур.
  7. Введение в севооборот сидерального пара позволяет подготовить почву под посадку оригинального семенного картофеля с высоким качеством за счет комбинации механического воздействия на почву и активизации биологической активности сидератов.
  8. Обеспечение условий для глубокого проникновения в почву корневой системы сидеральных культур, а также заделка значительных объемов их наземной части в верхний слой почвенного горизонта существенно улучшает фитосанитарное состояние почвы, подготовленной под посадку оригинального семенного картофеля, снижает количество сорной растительности, а также улучшает физико-механические свойства почвы.
  9. Внедрение предлагаемой системы подготовки почвы под посадку оригинального семенного картофеля позволит значительно сократить затраты на его производство, снизить зависимость от влияния неблагоприятных погодных условий, обеспечить наиболее высокое качество получаемой продукции.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Измайлов Ф. Х. Общими усилиями проблемы семеноводства в России можно решить // Картофель и овощи. – 2012. – №3. – С. 7-9.
  2. Коновалова Г. И. Использование биотехнологических методов и приемов в современном семеноводстве картофеля // Вопр. картофелеводства. Актуальные проблемы науки и практики: науч. тр. – М., 2006. – С. 332-336.
  3. Потапкина А. В. Биотехнология в семеноводстве картофеля // Аграр. наука Евро-Северо-Востока. – 2002. – № 3. – С. 88-89.
  4. Молявко А. А. Картофель Нечерноземья: монография. – Брянск: ГУП «Брянск. обл. полигр. объединение», – 2011. – 176 с.
  5. Чекалова К. В., Марквичев Н. С. Совмещение биопрепаратов с химическими средствами защиты растений // Картофель и овощи. – 2006. – № 8. – С. 20.
  6. Кравченко А.В., Федотова Л.С. Биологические удобрения – важный фактор повышения продуктивности и качества картофеля// Картофель и овощи. – 2011. – № 4. – С. 6-7.
  7. Анисимов. Б.В. Европейские технологии – российским картофелеводам / Б.В.Анисимов// Картофель и овощи. – 2013. – № 6. – С.31.
  8. Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс]. – URL: http://www.gks.ru / (дата обращения 2019-10-08)
  9. Журнал картофельная система – URL: http://www.potatosystem.ru/avgust-2019-kratkij-obzor-situatsii-v-otrasli/ (дата обращения 2019-10-15).
  10. Агроинвестор [Электронный ресурс]. – URL: http:// www.agroinvestor.ru/technologies/news/28443-utverzhdena-nauchno-tekhnicheskaya-programma-2025 / (дата обращения 2019-10-15).
  11. О мерах по реализации государственной научно-технической политики в интересах развития сельского хозяйства. Указ Президента Российской Федерации от 21 июля 2016 г. № 350 [Электронный ресурс]. – URL: http://kremlin.ru/acts/bank/41139 (дата обращения 2019-10-16).
  12. Об утверждении Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017– 2025 годы. Постановление Правительства Российской Федерации от 25 августа 2017 г. № 996. [Электронный ресурс]. – URL: http://government.ru/docs/29004 (дата обращения 2019-10-15).
  13. Электронный журнал AgroXXI.ru. Урожай картофеля в России в 2019 году ожидается более 7 млн тонн – URL: https://www.agroxxi.ru/rossiiskie-agronovosti/urozhai-kartofelja-v-rossii-v-2019-godu-ozhidaetsja-bolee-7-mln-tonn.html (дата обращения 2019-10-15).
  14. Удалова Е.Ю., Гордеева А.В. Особенности внесения биопрепаратов на картофеле //Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». – 2017. – ч 3. – №2 (10). –С. 25-27.
  15. Баснев, С.С. Совершенствование элементов технологии возделывания и хранения картофеля для условий степной, лесостепной и горной зон Северного Кавказа (на примере республики Северная Осетия-Алания) /С.С. Баснев: автореф. дис… док. с.-х. наук. – Владикавказ: 2009. – 45 с.
  16. Наплекова Н.Н., Чемерис М.С. Влияние микробиологических препаратов и осадков сточных вод на продуктивность и качество картофеля // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 6 (часть 1) – С. 127-130.
  17. Басов, A.A. Урожайные свойства клубней картофеля при их ежегодной повторной сортировке в растворе карбамида и обработке биопрепаратами Биоплант комплекс и Никфан /A.A. Басов: автореф. дис… канд. с.-х. наук. – М.: 2009. — 18 с.
  18. Джалилов Ф.С. Биологические препараты против болезней растений // Картофель и овощи. – 2018. – № 8. – С. 2.
  19. Кравченко А.В., Федотова Л.С. Биологические удобрения – важный фактор повышения продуктивности и качества картофеля// Картофель и овощи. – 2011. – № 4. – С. 6-7.
  20. Чекалова К. В.,Марквичев Н. С. Совмещение биопрепаратов с химическими средствами защиты растений // Картофель и овощи. – 2006. – № 8. – С. 20.
  21. Чистова, О. А. Оценка эффективности применения гуматов при выращивании картофеля / О. А. Чистова, О. А. Макаров, Н. Н. Панина //Почвоведение – продовольственной и экологической безопасности страны: тезисы докладов VII съезда Общества почвоведов им. В. В. Докучаева. –Белгород, 2016. – Т. 1. – С.139-140.
  22. Кириллова Г.Б. Влияние расчетных доз удобрений на урожайность и качество картофеля //Агрохимия. – 2005. – № 12. — С. 31-35.
  23. Орлов Д.С. Инфракрасные спектры поглощения гуминовых кислот / Д.С. Орлов, О.Н. Розанова, С.Г. Матюхина // Почвоведение. — М.: МГУ, 1992. – №1. – С. 17-24.
  24. Макаров О.А., Степанов А.А. и др. Опыт оценки влияния гуминовых препаратов на урожайность и качество картофеля //Агрохимический вестник. – 2014. – № 1. – С. 22-26.
  25. Хуснетдинова, Т. И. Эффективность применения гуматов различного происхождения на урожайность и качество картофеля / Т. И. Хуснетдинова, Н.Ф. Черкашина, П. Н. Балабко // Почвоведение – продовольственной и экологической безопасности страны: тезисы докладов VII съезда Общества почвоведов им. В. В. Докучаева. – Белгород, 2016. – Т. 1. – С.133-134.
  26. Сторчай Л.П. Влияние гумата на некоторые физиологические процессы и уменьшение аккумуляции яда в тканях яблони // Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. – Днепропетровск, 1983. – Т.8. — С. 47-50.
  27. Христева Л.А. Действие физиологически активных гуминовых кислот на растения при неблагоприятных внешних условиях // Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. — Днепропетровск, 1985.–Т.4. — С. 5-23.
  28. Жевора, С. В. Влияние гуматов на продуктивность картофеля / С. В.Жевора, В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова // Вестник современной науки. – 2017. – № 9. – С. 61-67.
  29. Поломошнова, Н. Ю. Применение стимуляторов роста в технологии выращивания картофеля / Н. Ю. Поломошнова, Е. В. Коновалова // Экология, окружающая среда и здоровье человека XXI век: сб. статей II Межд. научно-практ. конф. – Красноярск, 2016. – С.113-115.
  30. Дмитриченко Е. Ф. Влияние гуминовых препаратов на формирование продуктивности и качества картофеля на дерново-подзолистой супесчаной почве: дис. …канд. с.-х. наук. – Пенза, 2009. – 167 с.
  31. Петриченко В.Н., Николаев Г.И. Продуктивность картофеля в зависимости от агрофона, гуминовых удобрений и регуляторов роста растений //Агрохимический вестник. – 2012. – №2. – С. 28-30.
  32. Комаров А.А. Результаты производственных испытаний действия гуминовых удобрений на урожайность картофеля // Известия СПбГАУ. – 2019. – № 1(54). – С. 74.
  33. Семенов А.А. Влияние гуминовых кислот на устойчивость растений и микроорганизамов к воздействию тяжелых металлов /Автореф. Дисс…..канд.биол. наук. – М.: 2009. – 25 с.
  34. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 2011. — 351 с.
  35. Методика исследований по культуре картофеля М., НИИКХ.1967.263 с.
  36. Методические указания по поддержанию и изучению мировой коллекции картофеля / С. М. Букасов, А.Г. Зыкин, А.Я. Камераз и др.; Под ред. С. М. Букасова. Л.: ВАСХНИЛ, Всесоюз. НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, – 1976. – 27 с.
  37. Малько A.M. и др. Контроль качества и сертификация семенного картофеля: практическое руководство / М: «Росинформагротех», 2003. – 316 с.
  38. Воробейков Г.А., Царенко В.П., Лунина Н.Ф. Полевые и вегетационные исследования по агрохимии и фитофизиологии СПб.: 2014. – 142 с.
  39. Ермаков А.И. Методика биохимических исследований. М.: Агропромиздат, 1987. – 278 с.
  40. Компания ООО Микробокс – URL: http://microbox-company.ru/nodix_premium2 (дата обращения 2019-11-09).
  41. ФГБУ «Россельхозцентр» – URL: https://rosselhoscenter.com/ , Открытое акционерное общество «Гумат» – URL: http://gumat-irkutsk.ru/(дата обращения 2019-11-09).
  42. Онлайн справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ, от портала AgroXXI.ru https://www.agroxxi.ru/ (дата обращения 2019-12-02).
  43. Арнаутов В.В., Ильин В.Ф., Рожалин Л.В., Жуковский Д.И. Агротехника картофеля. Огиз-Сельхозгиз, –1945. –202 с.
  44. Васильев А.А. Влияние глауконита на фотосинтетическую деятельность и урожайность картофеля // Вестник КрасГАУ. – 2013. – № 11. – С. 100-106.
  45. Ничипорович, А.А. О свойствах посевов растений как оптической системы / А.А. Ничипорович // Физиология растений. – 1961. – Т.8. – №5. – С. 536-546.
  46. Integrated pest management for potatoes in the Western United States. Second edition. University of California, Statewide integrated pest program. Agriculture and natural resources. Publication 3316. – 2006. – 167 p.
  47. Шёбер-Бутин Б, Гарбе Ф, Бартельс Г. Иллюстрированный атлас по защите сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей. Издательская группа «Контэнт». – 2006. – 231 с.
  48. A. Mulder, L.J. Turkensteen. Potato diseases. Aadappelwereld B.V. & NIVAP. The Netherlands. – 2005. – 280 p.
  49. P.C. Struik, S.G. Wiersema. Seed potato technology. Wageningen Pers. The Netherlands. – 1999. – 383 p.
  50. Эффективное картофелеводство: в теории и на практике. 2-е издание. Минск. Наша идея. – 2018. – 182 с.
  51. Шпаар Д. Картофель /Д. Шпаар. 3-е издание. Торжок, ООО «Вариант» – 2004. – 465 c.
  52. Кушнарев А.С. Механико-технологические основы обработки почвы / А.С. Кушнарев, В.И. Кочев. – К.: Урожай. – 1989. – 144 с.
  53. Лобачевский Я.П. Современное состояние и тенденции развития почвообрабатывающих машин / Я.П. Лобачевский, Л.М. Колчина. – М.: ФГНУ «Росинформагротех». – 2005. – 116 с.
  54. Труфанов В.В. Глубокое чизелевание почвы / В.В. Труфанов. – М.: Агропромиздат. – 1989. – 140 с.
  55. Новиков М.Н., Тамонов А.М., Фролова Л.Д., Ермакова Л.И. Сидераты в земледелии нечерноземной зоны // Агрохимический вестник. – 2013. – №4. – С. 20-26.
  56. Мингалев С.К. Солома и сидерат как удобрение и способы их заделки // Аграрный вестник Урала. – 2015. – №6(136). – С. 10-13.
  57. Линков С.А., Закараев А.С. Влияние сидеральных культур на агрофизические свойства почвы и урожайность подсолнечника // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2015. – №8. – С. 140-143.
  58. Козлов Н.С. Обзор и анализ конструкций рабочих органов почвообрабатывающих агрегатов для измельчения растительных остатков // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. – 2017. – №1. – С. 123-125.
  59. Калинин А.Б., Теплинский И.З., Кудрявцев П.П. Оперативный контроль плотности почвы при функционировании технологических машин и орудий // Сб. научн. тр. Международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава «Научное обеспечение развития сельского хозяйства и снижение технологических рисков в продовольственной сфере»: в 2-х частях. – 2017. – С. 459-462.
  60. Лурье А.Б., Сельскохозяйственные машины / А.Б. Лурье, В.Г. Еникеев, И.З. Теплинский, В.А. Смелик. – Санкт-Петербург, изд-во СПбГАУ. – 1998. – 366 с.
  61. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов / А.Б. Лурье. 2-е издание. – М.: «Колос». – 1981. – 387 с.
  62. Лурье А.Б. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин / А.Б. Лурье, А.А. Громбчевский. – Л.: Машиностроение, 1977. – 528 с.
  63. Медведев В.В. Твердость почв / В.В. Медведев. – Харьков: КГ1 «Городская типография, 2009. – 152 с.
  64. Труфанов В.В. Глубокое чизелевание почвы / В.В. Труфанов. – М.: Агропромиздат, 1989. – 140 с.

Приложения

Автор НИР 

Оглавление

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *