Глобальное и локальное изменение климата характеризуется сильными ливнями и засухами, что вызывает температурные и влажностные стрессы растений, размывание гребней и сложности при осенней уборке урожая из-за переувлажнения почвы.
Новые подходы по реализации схем эффективного землепользования: создание индустриальных агротехнопарков, агробиокластеров, реализующих выращивание и глубокую переработку продукции, ставят задачи по совершенствованию полевых технологий производства, в первую очередь, картофеля и топинамбура, как наиболее энергозатратных культур.
Задачи по модернизации технологий для выращивания 40-60 т/га картофеля и 60-80 т/га топинамбура, решаются путем подбора полей, максимального использования возможностей удобрений, средств защиты, полива, высокоточных технологий для промышленного возделывания этих культур.
Современные тракторы и уборочная техника для снижения удельного давления на почву имеют колеса с широкими шинами 60-90 см, что соответственно требует широких междурядий 90 см и более. Однако оптимальное расстояние между растениями определяется биологией: размером клубневых гнезд и габитусом растений [1].
Многочисленными исследованиями доказано, что общая урожайность при оптимальном расстоянии между клубнями при посадке, определяется густотой посадки, которая для картофеля, например, составляет 35-50 тыс. растений/га, или 160-240 тыс. стеблей/га, в зависимости от назначения продукции [1]. Таким образом, возникает техническое противоречие между расширением междурядий и густотой стеблестоя. Решить его позволяют грядовые технологии с посадкой в 2-4 строки и расположением кустов в шахматном порядке [2], которые особенно важны для топинамбура, поскольку его клубневые гнезда значительно больше, чем у картофеля, и расстояние между кустами должно быть соответственно больше - в зависимости от сорта и урожайности в 1,2-2,0 раза. Серьезной проблемой при возделывании топинамбура в гребнях остается уборка зеленой массы, во время которой происходитуплотнение гребней колесами вывозящих ее грузовых автомобилей, что затрудняет последующую выкопку клубней.
Для оптимального развития клубненосных растений необходимо сформировать и поддерживать определенные технологические параметры зоны развития клубневого гнезда и корневой системы: оптимальную плотность почвы, влажность, устойчивость к сильным ливням и засухе. Картофель и топинамбур - культуры "рыхлых почв". Особенно сильно они реагируют на уплотнение, переувлажнение и засуху. Оптимальная величина объемной массы для дерновоподзолистых и слабо суглинистых почв составляет 1,0-1,2 г/см3. В более плотной почве слабее развивается корневая система, клубни мельче и сильнее деформированы [3].
При вегетации картофель и топинамбур потребляют огромное количество влаги. Общий коэффициент водопотребления зависит от урожайности и погодных условий и составляет для Подмосковья 70-150 м3/т [3].
Цель исследований — предложить приемы и технические средства, которые могут быть использованы для реализации универсальной инновационной технологии возделывания картофеля и топинамбура.
Осеннюю обработку почвы при возделывании топинамбура желательно проводить оборотным плугом, что исключает образование на поле свальных гребней и развальных борозд. После вспашки почву обрабатывают дисковыми боронами. На глинистых почвах дискование желательно выпонлнять в два следа. Обработку следует проводить только при наступлении физической спелости почвы [1].
1. Результаты посадки в гребни и гряды картофеля и топинамбура
Технология | Картофель (сорт Удача) | Топинамбур (сорт Скороспелка) |
урожайность, т/г | содержание примесей. % | урожайность, т/г | содержание примесей, % |
Гребневая | 29,1 | 25,0 | 36,2 | 32,2 |
Грядовая | 28,6 | 18,5 | 38,6 | 23,7 |
Для создания мелкофракционной почвенной структуры с достаточным объемом пор и хорошим контактом с нижними водоудерживающими слоями необходимо проводить предпосадочную обработку почвы. Ее следует выполнять только на необходимую глубину, которая должна быть на 4-5 см ниже уровня последующего размещения клубней. Это делается для того, чтобы при уборке подкапывающие лемеха комбайнов не поднимали на элеватор пласт необработанной почвы, которую трудно, а при некоторых условиях и невозможно отсе- парировать от клубней[1].
Эффективный прием - локальное глубокое рыхление по центру гряды с локальным внесением удобрений и влагоудерживающих биополимеров, разрушающее подплужное уплотнение, обеспечивающее улучшение водно-воздушного режима гряды [1].
Принимая во внимание то, что на урожайность топинамбура большое влияние оказывает влагообеспеченность, все обработки почвы должны быть направлены на увеличение сохранения почвенной влаги, улучшение влагосберегающей способности и уменьшение испарения.
2. Техническая характеристика грядообразователей с активным приводом рабочих органов
Показатель | Р35-170 | D45-1701 | D45-185 | ТР35-Зх170 | ТР45-Зх185 |
Тип рабочих органов | активные |
Количество нарезаемых гряд | 1 | 1 | 1 | 3 | 3 |
Параметры гряды, см: |
Основание | 170 | 170 | 185 | 170 | 185 |
Стол гряды | 150 | 150 | 160 | 150 | 160 |
Высота | 25 | 30 | 30 | 30 | 35 |
Рабочий орган | Горизонтальные фрезбарабаны |
Мощность трактора, kW. / л.с. | 48-60 / 65-80 | 60-70 / 80-95 | 63-82 / 85-110 | 142-164 / 190-220 | 186-223 / 250-300 |
Масса кг | 880 | 1040 | 1090 | 3800 | 4100 |
Предпосадочную обработку почвы необходимо осуществлять по направлению последующей посадки, что в дальнейшем обеспечит лучший режим работы техники. На суглинистых почвах ее можно проводить вертикально-фрезерными культиваторами с последующим формированием гряды пассивным грядообразователем [1].
В Нидерландах, Швейцарии, Германии и России в течение нескольких лет грядовые системы изучают как альтернативу гребневым с шириной междурядий 75 см (см. рисунок). В результате исследований установлено, что при одинаковой плотности посадки урожайность на грядах несколько ниже, чем в гребнях; условия произрастания более благоприятны на широких грядах при ширине тракторной колеи 180 см в отличие от сравнительно узких гряд с двумя рядами при ширине колеи 150 см. Прироста урожайности на грядах можно добиться увеличением плотности посадки и равномерным распределением клубней [1].
Рисунок. Схема возделывания картофеля на грядах при различной колее трактора
В нашей стране разработана инновационная грядовая технология возделывания картофеля и топинамбура [2,4], согласно которой предпосадочная обработка почвы осуществляется на глубину 8-12 см с одновременной полосной подпочвенной культивацией на 16-25 см под будущие рядки растений. Результаты ее испытания показали, что урожайность картофеля на грядах близка к величине этого показателя, полученной на гребнях. Сбор клубней топинамбура при возделывании на грядах был выше, чем на гребнях. При этом содержание примесей в ворохе при уборке картофеля составляло соответственно 18,5 и 25,0%, топинамбура - 23,7 и 32,2% (табл. 1). Большее содержание примесей в ворохе при возделывании на гребнях, по сравнению с грядами, объясняется повышенным уплотнением почвы техникой при междурядной обработке и механизированной уборке стеблей.
Для создания грядовой машинной технологии возделывания топинамбура целесообразно рассмотреть возможности конверсии существующих машин.
Основная операция весной перед посадкой клубней картофеля и топинамбура при грядовой технологии - нарезка гряд машинами с фрезерными или пассивными рабочими органами, в зависимости от механического состава почвы (табл. 2). Если при предпосадочной обработке использовали фрезерные машины, атакже на легких почвах для образования гряд можно применять грядообразователи (грядоформирователи) с пассивными рабочими органами. По ширине захвата и параметрам формирования гряды эти машины можно рассматривать как базовые для разработки машинного комплекса новой технологии.
Посадка клубней топинамбур проводится в самые ранние срою которые возможны в зоне его вь ращивания. Для реализации этот технологического процесса подходи набор орудий и приспособлений ана логичный используемому для гребне вой технологии картофеля. Высадк осуществляется с расстоянием межд клубнями 35-50 см в шахматном по рядке по схемам 110+40, 70+40+41 или 100+40+40 см. При выращива нии топинамбура важно обеспечит! заданную густоту стояния растений Норма высадки зависит от массь клубня и густоты посадки, она варьирует от 555 до 1850 кг/га (табл. 3).
3. Норма высадки клубней при двух строчках посадки на гряде (180 см
Расстояние между растениями в ряду, см | Число кустов, тыс. шт./га | Норма высадки клубней при массе одного клубня в граммах, кг/га |
25 | I 30 | 40 I | 50 |
30 | 37,0 | 925 | 1110 | 1480 | 1850 |
40 | 27,8 | 695 | 834 | 1112 | 1390 |
50 | 22,2 | 555 | 666 | 888 | 1110 |
Использование грядовой технологии позволяет расширить расстояние для прохода трактора без снижения густоты посадок. Это имеет большое значение при промышленном производстве топинамбура, поскольку у него убирают как надземную (листостебельную массу), так и подземную (клубни) часть растений. Причем при уборке надземной массы, требуется не замять зоны расположения клубневых гнезд. Именно с этой целью в предлагаемой грядовой технологии предусмотрена колея 180 см (параметр нижнего основания гряды), что обеспечивает возможность использования различных энергетических средств, отдельных марок самоходных кормоуборочных комбайнов, тракторных прицепов и автотранспорта для вывоза скошенной зеленой массы с поля.
Посадку топинамбура на гряде можно осуществлять картофелепосадочными машинами. Для этих целей подходят GL 32 Е и GL 660 фирмы "Grimme", а также СР 22 фирмы "Miedema" (табл. 4). Они обеспечивают хорошую раскладку клубней, как подлине рядка, так и по глубине посадки. Наличие различных по размерам ложечек и вставок в ложечки высаживающих аппаратов позволяет выполнять посадку любыми фракциями семенного материала. Результаты анализа показывают, что для реализации грядовой технологии такие машины подходят в качестве базовых при посадке в 1 и 3 гряды.
Для проведения ухода за посадками топинамбура используют фрезерные или пассивные культиваторы. Междурядная обработка культиваторами в особенности важна до появления всходов и по всходам до высоты растений 20-30см. При возделывании топинамбура нужно, по возможности, избегать использования химических средств защиты растений. Культура устойчива к болезням и вредителям, поэтому перспективно ее выращивание по технологиям органического земледелия с последующим использованием продукции в качестве сырья для производства детского питания [4].
4. Технические характеристики картофелесажалок для посадки топинамбура на грядах
Показатель | GL660 | GL32E | Miedema СР 22 |
Число рядков, шт. | 6 | 2 | 2 |
Число гряд, шт. | 3 | 1 | 1 |
Междурядье, см | 75-90 | 75-90 | 75-90 |
Вместимость бункера, кг | 5000-6000 | 500 | 550-700 |
Шаг посадки, см | 12,5-45 | 12,5-45 | 10-50 |
Конструктивная масса, кг | 3800 | 460 | 685 |
Мощность трактора, kW/л.с. | 75/100 | 37/50 | 37/50 |
Габариты (ДхШхВ), мм | 4980x4800 (6200)x1980 | 1500x2145 (1800)x1800 | 1640x1750 (1880)x1600 |
В зависимости от назначения, условий и времени реализации клубней топинамбура промышленная технология уборки предусматривает три варианта: прямое комбайнирова- ние; уборка копателями с укладкой в валки урожая из нескольких рядков, с последующим подбором комбайнами; укладка копателями урожая в неубранные рядки с последующей уборкой комбайнами.
Необходимо отметить, что у топинамбура механическая связь клубня со столонами значительно сильнее, чем у картофеля, поэтому отделение его клубней от корневой системы усложняется [4]. В связи с этим необходим специальный адаптер, например, шнеки и интенсификаторы элеваторов, к картофелеуборочным комбайнам для уборки топинамбура[4].
Таким образом, грядовые технологии эффективны для выращивания картофеля и топинамбура.
Решить проблемы технического оснащения промышленного возделывания топинамбура на грядах можно путем конверсии техники для выращивания картофеля.
Представленные предложения и характеристики машин могут лечь в основу разработки технологических карт возделывания картофеля и топинамбура по грядовой технологии.
Литература.
[1]. Картофель России: монография / под редакцией А.В. Коршунова . М.: ООО "Редакция журнала "Достижения науки и техники АПК", 2002. Т.2. 321 с.
[2]. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Черников Д.В. Способ выращивания растений топинамбура / Патент № 2539635 RU. 05.12.2014. 5 с.
[3]. Замотаев А.И., Коршунов А.В., Старовойтов В.И. и др. Агрономическая тетрадь. Возделывание картофеля по интенсивной технологии. М.: Россельхозиздат, 1986.104с.
[4]. Королев Д.Д., Симаков Е.А. и др. Картофель и топинамбур - продукты будущего. М.: Информагротех, 2007. 292 с.
Авторы:
В.И. СТАРОВОЙТОВ, доктор технических наук, зам. директора;
О.А. СТАРОВОЙТОВА, кандидат сельскохозяйственных наук.
Источник: Журнал "Земледелие»