Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ производства топинамбура в мире и российской федерации, биологические особенности и современные технологии возделывания топинамбура .12
1.1 Анализ производства топинамбура и состояние отрасли 12
1.2 Морфологические и агробиологические особенности топинамбура .16
1.3 Топинамбур - перспективная культура для продуктов здорового питания 26
1.4 Требования к потребительским и технологическим показателям качества топинамбура 32
1.5 Обзор технологий и технических средств для возделывания
топинамбура .37
Глава 2 Условия, методика и методология проведения исследований 67
2.1 Почвы опытных участков 67
2.2 Климатические и агрометеорологические условия проведения исследований .68
2.3 Характеристика сортов топинамбура, используемых в качестве объектов исследований 78
2.4 Условия проведения исследований 82
2.5 Методика полевых опытов, наблюдений, анализов и учётов 83
2.6 Условия и методика, наблюдения, анализ и учёт лабораторного опыта аэрогидропонного метода размножения оригинального топинамбура 91
2.7 Методология построения инновационной схемы последовательного технологического процесса семеноводства и производства топинамбура для переработки 93
ГЛАВА 3 Влияние сортовых ресурсов и технологических воздействий на рост, развитие и продукционный процесс выращивания топинамбура 98
3.1 Исследование сортовых особенностей полевого развития топинамбура 98
3.1.1 Фенологические наблюдения и биометрические показатели растений 98
3.1.2 Учет болезней на растениях .101
3.1.3 Учет вредителей на растениях топинамбура .104
3.1.4 Учет сорных растений на посадках коллекции топинамбура 105
3.1.5 Продуктивность зелёной массы 108
3.1.6 Параметры клубневого гнезда .111
3.1.7 Учет урожая сортообразцов топинамбура 112
3.1.8 Ценность топинамбура как кормовой культуры
3.2 Исследование свойств сортовых ресурсов топинамбура .118
3.3 Влияние технологических воздействий параметров средообразующего пространства на урожайность топинамбура
3.3.1 Планирование эксперимента .125
3.3.2 Оптимизация технологического процесса выращивания топинамбура .125
3.3.2.1 Критерий оптимизации, значимые факторы и их уровни варьирования 125
3.3.2.2 Оптимизация технологического процесса выращивания топинамбура..127
ГЛАВА 4 Обоснование технологии выращивания топинамбура .134
4.1 Формирование инновационной схемы последовательного технологического процесса семеноводства и производства топинамбура для переработки .134
4.1.1 Инновационная схема последовательного технологического процесса оригинального семеноводства топинамбура 137
4.1.2 Размножение in vitro материала .137
4.1.3 Аэрогидропонный метод размножения оригинального топинамбура 141
4.2 Обоснование технологии выращивания миниклубней в биоконтейнерах.146
4.2.1 Результаты исследования технологических свойств биоконтейнеров для посадки миниклубней топинамбура .146
4.2.2 Автоматическая сажалка миниклубней топинамбура 151
4.3 Методика выращивания суперэлитного топинамбура .156
4.3.1 Сорта 156
4.3.2 Подбор полей 157
4.3.3 Предпосадочная обработка поля и посадка 158
4.3.4 Уход и развитие растений 160
4.3.5 Фитопрочистки посадок питомника и супер-элиты топинамбура .161
4.3.6 Уборка
4.4 Широкорядные посадки - новый технологический прием выращивания топинамбура .162
4.5 Пути повышения качества семенных посадок оригинального топинамбура за счет бесконтактного распознавания больных растений
4.5.1 Обнаружение больных растений .166
4.5.2 Потенциальные спектральные методы для выявления заболевания растений 169
4.5.3 Использование беспилотных летательных аппаратов для оценки качества посадок оригинального топинамбура 171
4.6 Уборка топинамбура 177
Глава 5 Агрономическое обоснование инновационной машинной технологии возделывания топинамбура на семена и для переработки .186
5.1 Влияние ширины междурядий на технологические параметры топинамбура .186
5.1.1 Описание технологического процесса и комплекта машин для возделывания топинамбура .187
5.1.2 Плотность почв и технологические параметры топинамбура .189
5.1.3 Болезни топинамбура .191
5.1.4 Урожайность сортов топинамбура в зависимости от ширины междурядий 191
5.2 Технология выращивания семенного топинамбура .193
5.2.1 Предпосадочная обработка поля и посадка 194
5.2.2 Распознавание болезней .194
5.2.3 Уборка селекционно-семеноводческих участков 195
5.3 Промышленное выращивание топинамбура для переработки .201
ГЛАВА 6 Влияние технологии возделывания и сортовых особенностей топинамбура на хранение и пригодность для переработки 217
6.1 Влияние сортовых особенностей и технологии возделывания на сохранность клубней топинамбура 217
6.2 Переработка топинамбура .227
ГЛАВА 7 Экономическая и энергетическая эффективности возделывания топинамбура
2 7.1 Материальные затраты на производство микрорастений топинамбура .234
7.2 Экономическая эффективность производства миниклубней топинамбура .
7.2.1 Материальные затраты на производство миниклубней топинамбура в весенне-летних теплицах в горшечной культуре .235
7.2.2 Экономическая эффективность производства миниклубней топинамбура в аэрогидропонной установке
7.3 Экономическая эффективность производства оригинального семенного топинамбура 237
7.4 Экономическая эффективность производства семенного топинамбура 239
7.5 Экономическая эффективность производства топинамбура продовольственного и для переработки .
7.5.1 Экономическая эффективность производства топинамбура продовольственного и для переработки при выращивании с шириной междурядий 75 см 242
7.5.2 Экономическая эффективность производства топинамбура продовольственного и для переработки при выращивании с шириной междурядий 90 см 244
7.6 Энергетическая эффективность возделывания разных сортов топинамбура .248
Общие выводы по диссертации
Предложения производству 256
Список использованных источников
- Топинамбур - перспективная культура для продуктов здорового питания
- Методика полевых опытов, наблюдений, анализов и учётов
- Исследование свойств сортовых ресурсов топинамбура
- Плотность почв и технологические параметры топинамбура
Введение к работе
Актуальность темы. Топинамбур (Helianthus tuberosum L.) – одна из самых перспективных биоэнергетических сельскохозяйственных культур универсального назначения, являющаяся источником инулина, фруктозы и пектина. Зеленая масса топинамбура характеризуется высоким содержанием углеводного комплекса, что позволяет получать из каждой тонны 83,2 л спирта. В сухой массе растений содержится до 17% протеина со сбалансированным аминокислотным составом. Введение в состав кормов отходов производства инулина и биоэтанола из топинамбура обеспечивает повышение экономической эффективности животноводства и гарантирует экологическую безопасность животноводческой продукции (Королёв Д.Д., 2007; Н.И. Вавилов, 1963).
Анализ научных исследований показывает, что главные проблемы при внедрении топинамбура возникли из-за отсутствия технологии получения здорового семенного сортового материала. В настоящее время отмечается инвестирование в строительство предприятий по переработке топинамбура на инулин, но отсутствие в промышленных масштабах отечественного сырья, механизированной технологии и комплекса машин для возделывания топинамбура ставит под угрозу реализацию этих инвестиционных проектов на национальной сельскохозяйственной базе (Старовойтова О.А. (2015, 2017)).
Внедрение механизированной технологии возделывания топинамбура открывает возможности широкомасштабной промышленной переработки топинамбура с целью производства сырья для получения инновационных продуктов здорового питания, кормов для животноводства, биоэтанола, топливных пеллет (Кузьминова Г.С., 2014).
Гипотеза: Увеличение урожайности, снижение трудоемкости, потерь и механических повреждений клубней топинамбура при уборке возможно за счет создания и обоснования механизированной технологии посадки, ухода за растениями и уборки.
Степень научной разработанности проблемы. Вопросам изучения топинамбура посвящены труды Вавилова Н.И., Тимирязева К.А., Дунина М.С. и др. Вопросам использования топинамбура для переработки посвящены труды Голубева В.Н., Зеленкова В.Н., Ярошевич М.И. и других авторов. Проблемами повышения эффективности использования топинамбура, за счет сортовых и технологических возможностей занимаются Кочнев Н.К., Пасько Н.М., Старовойтов В.И., Усанова З.И. и др. Существенный вклад в изучение проблемы внесли зарубежные исследователи: Schittenhelm S., Pilnik W., Гулый И.С., Стэнли Дж. др.
Однако в трудах этих ученых не рассматриваются вопросы, связанные с массовым внедрением топинамбура в промышленное использование: классификация сортов топинамбура по назначению; семеноводство; технологии механизированного возделывания.
Цель исследований – агрономическое обоснование технологического процесса механизированного выращивания топинамбура семенного и для переработки разных по срокам созревания и назначения сортов для повышения эффективности, формирования высоких урожаев и улучшения качественных показателей продукции применительно к условиям ЦФО РФ.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
- провести анализ требований к сортам топинамбура различного целевого
назначения: семенной, для производства продуктов здорового питания,
инулина, гранулированных и сочных кормов;
- изучить технологические характеристики сортов топинамбура,
формирование фотосинтетического аппарата, классифицировать и выявить
влияние технологических приемов на ход продукционного процесса при
возделывании их по разным технологиям;
- разработать технологическую схему выращивания оригинального
семенного материала топинамбура на основе получения из меристемы
пробирочных растений, массовое производство миниклубней на основе
аэрогидропоники с дальнейшим выращиванием в полевых условиях до
массового получения элитного семенного материала;
- научно обосновать и разработать исходные требования на машины для
механизированного возделывания топинамбура, обеспечивающие
максимальную продуктивность разных сортов;
- изучить особенности формирования урожайности, компонентов его
структуры и показателей качества клубней и продуктов его переработки;
- рассмотреть влияние технологии возделывания и сортовых особенностей
на хранение топинамбура, его количественные и качественные показатели;
- дать оценку экономической и энергетической эффективности
возделывания топинамбура.
Научная новизна работы заключается в исследовании и классификации свойств топинамбура, агрономическом обосновании новых механизированных технологических процессов, параметров и режимов работы, повышения урожайности, товарной и семенной продуктивности посадок топинамбура.
Впервые разработана эффективная технология, включающая
производство оригинального семенного материала «in vitro» топинамбура, массовое размножение в условиях аэрогидропоники, обоснование на основе исследований технологии и комплектов машин для выращивания в полевых условиях высококачественного топинамбура семенного и для переработки.
В результате исследований выявлена положительная роль новых технологических приемов механизированного возделывания топинамбура с меньшими затратами труда и средств.
Теоретическая и практическая значимость. На основании
проведенных исследований проведена классификация топинамбура по
технологическим свойствам, разработаны теоретические обоснования
технологии механизированного возделывания топинамбура в семеноводстве и производстве сырья для переработки.
Результаты исследования имеют практическую значимость, как для производства, так и для учебного процесса, в частности, при изучении
современных технологий возделывания топинамбура. Практическая значимость исследования для производства заключается в агрономическом обосновании технологических процессов механизированного возделывания в полевых условиях высококачественного топинамбура семенного и для переработки.
Получены базы данных по технологическим свойствам топинамбура с определением зависимости технологических свойств от технологических воздействий: новых технологических приемов - ширины междурядий и механизированного удаления зеленой массы, посадки с использованием созданного нами способа выращивания семенного топинамбура на основе «in vitro» и аэрогидропонной биотехнологии (Патент на изобретение РФ № 2534350) и внедрения его в условиях Российской Федерации. Разработаны рекомендации по применению современных технологий возделывания семенного топинамбура и топинамбура для переработки.
Степень достоверности. Достоверность подтверждается применением стандартной методики проведения полевых опытов в течение 6 лет, результатами cтатистической обработки, полученных методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов с использованием программы STATISTICA 6.0.
Реализация результатов исследований. Результаты, полученные в ходе исследований, были проверены в производственных условиях и внедрены: в специализированном семеноводческом хозяйстве ООО «ВИВА» на площади 17 га по производству оригинального семенного топинамбура; в хозяйстве ООО «Урухский консервный комбинат» (Кабардино-Балкарская республика), производящем топинамбур на площади 100 га для переработки в сиропы и инулин; в ООО «Калуга-Агро» (Калужская обл.), производящем топинамбур на площади 50 га для использования на корма. Исходные требования для разработки по технологии посадки топинамбура вошли в Программу Союзного государства «Инновационное развитие производства картофеля и топинамбура на 2013-2016 гг.» и реализуются на опытном производстве ВИМ опытной партией 5 комплектов машин для возделывания топинамбура. Фактический
экономический эффект - 117,5 тыс. руб./га.
Апробация работы. По результатам исследований подготовлены
доклады и обсуждены на более 45 конференциях. Основные из них: на XIII
Международном экологическом форуме «День Балтийского моря» (СПб, 2012);
на Международных научных конференциях PГAУ – МСХА имени K.A.
Тимирязева (2014, 2015, 2016); на Всероссийских научно-методических
конференциях с международным участием в Ивановской ГСХА имени Д.К.
Беляева (2015, 2016, 2017); на Международной научно – практической
конференции «Картофелеводство» в НПЦ НАН Беларуси по картофелеводству
и плодоовощеводству» (Минск, 2016); на Республиканской научно –
практической конференции «Постиндустриальный мир: зеленый рост и зеленая
экономика» (Усть-Каменогорск, 2016); на Международных научно-
практических конференциях Воронежский ГАУ (2015, 2016, 2017); на ІІI Международной научно-практической конференции в рамках IІ-го научного форума «Неделя науки в Крутах – 2017» (Украина, 2017); на XII Международной научно-практической конференции 21 век: фундаментальная наука и технологии (North Charleston, 2017); на Международной научно-практической конференции «Картофелеводство» (ВНИИКХ, 2009-2017) и др.
Публикации. Основное содержание научной работы и ее результаты полностью отражены в 62 печатных работах, в том числе: 15 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, одном в журнале МБД Scopus, в методических рекомендациях и одном патенте на изобретение № 2534350.
Основные положения, выносимые на защиту:
- анализ состояния и выбор приоритетных направлений развития
технологии и средств механизации возделывания топинамбура;
- особенности роста и развития различных по скороспелости сортов
топинамбура и классификация их по технологическим свойствам;
- динамика накопления урожая зеленой массы и клубней топинамбура;
- обоснование инновационной механизированной технологии
возделывания и уборки семенного и топинамбура для переработки;
изменение структуры и качества урожая при применении механизированной технологии возделывания топинамбура;
экономическая и энергетическая эффективности производства топинамбура в семеноводстве и товарном производстве.
Личный вклад соискателя. Личный вклад соискателя состоит в непосредственном участии в постановке задач и целей исследования, получении, обработке и интерпретации результатов экспериментальных исследований и производственной проверки, апробации результатов и подготовки основных публикаций по выполненной работе. Результаты экспериментальных и теоретических исследований получены автором.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 294 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, содержит 57 таблиц, 49 рисунков, 5 приложений. Список использoванных источников включает 243 источника, в тoм числе 101 зарубежной литературы.
Топинамбур - перспективная культура для продуктов здорового питания
Некоторые части внутреннего (анатомического) строения клубня топинамбура можно обнаружить на разрезе невооруженным глазом. Представляя собой видоизмененный стебель, клубень топинамбура напоминает его и своим анатомическим строением. На разрезе молодого клубня можно обнаружить следующие части: в центре клубня располагается сердцевина, окруженная кольцом открытых (содержащих камбий) проводящих сосудов. Проводящий луб этих пучков вместе с лубяной паренхимой широким слоем лежит снаружи от камбия. По мере развития клубня, которое происходит в результате деятельности камбиального слоя клеток, в молодом клубне намечаются изменения, делающие клубень более приспособленным к отложению запасных питательных веществ, в частности инулина, и отличающие его строение в зрелом виде от типичного строения стебля. Средняя часть клубня, как и в молодом возрасте, занята сердцевинойИсследование среза клубня представляет следующую картину (рисунок 1.3). 2 3 4 5 6 7
Наружный слой состоит из нескольких рядов опробковевших клеток перидермы, сменившей эпидермис молодого клубня. Эти опробковевшие клетки защищают клубень от потери влаги и неблагоприятных внешних воздействий. По направлению внутрь клубня перидерма переходит в кору. При наличии промежуточных клеток переход этот может происходить постепенно. У окрашенных клубней именно в этих промежуточных слоях клеток, следовательно, во внешних клетках перидермы, находится пигмент. Кора состоит из паренхиматических клеток, заполненных зернами инулина, и проводящих элементов луба – ситовидных трубок. Далее, внутри располагается слой образовательной ткани, или камбия. За камбиальным слоем следует кольцо сосудистых пучков (сосудистое кольцо). Благодаря деятельности камбия происходит развитие клубня в толщину и образование лубяной и древесинной частей клубня. Большую часть луба в клубне топинамбура составляет лубяная паренхима, а древесины – древесинная паренхима. Проводящие элементы занимают здесь ничтожную часть общей массы. Центральная часть клубня занята сердцевиной с отходящими от нее лучами, направленными к почкам. Паренхима состоит из крупных и тонкостенных клеток. Клетки эти, как уже отмечено, заполнены инулином, причем распределение инулина в них неравномерное. Наиболее богаты инулином внутренние клетки коры и внешние клетки сердцевины, приближающейся с обеих сторон к камбиальному слою. По мере удаления от камбия к центру клубня содержание инулина в клетках уменьшается. Центральная часть клубня водяниста, и клетки ее становятся полупрозрачными. В коре клубня, наоборот, наиболее богаты инулином внутренние части; во внешних же клетках коры, расположенных под пробковым слоем, преобладают азотистые составные части клубня. Следует отметить хорошо выраженную у клеток паренхимы способность в случае повреждения клубня усиленно делиться перегородками, параллельными поврежденной поверхности, и образовывать новый слой пробки, предохраняющей клубень от высыхания. Такое многослойное строение верхнего слоя клубня топинамбура представляет интерес при создании оборудования для уборки, очистки клубней топинамбура от почвы. Относительно мало известно о временной последовательности деления и дифференцировки клеток, проводящих зимние запасы веществ в клубни. Остаются малоизученными места локализации синтеза фруктана (инулин, фруктозан), сохранение питательных веществ в клетках Вакуолярный объем зависит от размера и числа клеток. Размер отдельных клеток в клубнях топинамбура изменяется с типом ткани: коры (286 клеток на 10 мм2), расширение зоны (145 клеток на 10 мк2) ранения, ткани (85 клеток на 10 мк2 и сердцевина (149 клеток на 10 мк2) [194].
Уровень репродукции, общее число клеток и их размеры постоянно увеличиваются после начала формирования клубней, но эти факты не были соответствующим образом задокументированы. Клубни состоят в основном из паренхимных клеток - хранилищ запасных питательных веществ, перемежающихся с небольшим количеством клеток сосудистого происхожения [171]. Паренхиматозные клетки при относительно большой зрелости имеют тонкие стенки, и очень вакуолизированы. Обычно в них существует только тонкий слой цитоплазмы, которая меняется по толщине (т. е. обычно меньше 5 мк) и прижимается к клеточным стенкам. Вакуоли пересекает небольшое количество цитоплазматических нитей, уходящих вдоль тонких линейных участков в цитоплазму. Примыкающие к клеточной стенке цитоплазматические участки занимают только 0,30 мк2 и располагаются по всему периметру клеточной стенки. В цитоплазме не содержит ядра, пластид, митохондрий, сферосом. Из числа пластид в клетках клубней топинамбура обнаружены только немногочисленные микротрубочки, аналогичные диктиосомам. Цитоплазма содержит также яйцевидные хрусталеподобные органы от 0,5 до 1,0 мк. в диаметре и связаны одной мембраной и круглые, иногда овальные органы, содержащие мелкозернистый, электронно-плотный материал. Последние имеют полиморфные формы (1,5 мк в диаметре). Ядра обычно прижимаются к клеточным стенкам, отдельные экземпляры сплюснуты и имеют форму сфероидов, содержащих одно или несколько ядрышек. Рибосомы расположены еспорядочно в цитоплазме и редко связаны с эндоплазматического ретикулумом. Митохондрии группируются в более широких областях цитоплазмы, особенно вокруг ядра [171, 194].
Методика полевых опытов, наблюдений, анализов и учётов
Посадочная техника Нидерландов Получили распространение сажалки фирмы Miedema, рядностью от 2 до 8. Над высаживающими ложками картофелесажалки Miedema СР по всей ширине расположена подвижная решетка. Сами ложки идеально подходят как для пророщенного, так и для резаного посадочного материала. Большой верхний ролик снабжен смотровым люком. Оптический контроль пропусков гарантирует оптимальную точность посадки. Кроме того, легко регулируемые по высоте два широких колеса контроля глубины с тракторным профилем обеспечивают непревзойденное копирование рельефа почвы.
Фирма «Kverneland» (Норвегия) выпускает прицепные и навесные картофелесажалки, минимальная высота загрузки посадочного материала которых составляет 0,75-1,4 м. Картофелесажалки мод. UN3000 и UN3200 оснащены бункерами для минеральных удобрений вместимостью соответственно 450 и 1200 кг. Картофелесажалки фирмы «UniaCroup» (Польша) используются для посадки, а при незначительном их переоборудовании – для высадки рассады овощных культур с одновременным внесением минеральных удобрений. Совместное предприятие ЗАО «Колнаг» (г. Коломна, Московская обл.) основано в 1995 г. тремя компаниями – Конструкторским бюро машиностроения с российской стороны и фирмами «Agrico» и «Netagco» (Нидерланды) для выпуска комплекта современных машин с целью производства картофеля и овощей по интенсивным технологиям в крупных сельхозпредприятиях и фермерских хозяйствах.
Картофелесажалка UN3100. Для более крупных сельхозпроизводителей предназначена четырехрядная картофесажалка. Она имеет очень высокую производительность. Существуют два их вида: одна с фиксированным бункером, другая с гидравлически управляемым бункером. В обеих версиях бункер рассчитан на 1250 кг. Гидравлически управляемый бункер идеально подходит для загрузки навалом, фиксированный - для загрузки клубней из мешков или ящиков. Сажалка сконструирована так, что ее колеса следуют за поворотами трактора и на глубину посадки картофеля практически не влияет количество клубней в бункере и вес сажалки.
Техническая характеристика: число рядов – 4, модель (тип) - навесная, фиксированный/гидравлический бункер, ширина междурядий (шаг 5 см) - 70-90 см, посадочный интервал - 10-62 см, вместимость бункера для клубней -1250 кг, минимальная высота загрузки клубней - 1,40/0,80 м, ширина машины (75 см междурядья) - 3,15 м, вес (пустой) с дисками - 890/940 кг, вес (пустой) с гребнеобразователями - 950/1000 кг, размеры колес - 7,00-12"/7,50-16", разбрасыватель удобрений - не предусмотрен, аппликатор для внесения пестицидов - 12 х 2 л, рабочая скорость - 4-8 км/ч.
Картофелесажалка UN3200. Следующим звеном в ряду высококачественной техники Underhaug является четырехрядная прицепная сажалка с гидравлическим бункером UN3200. Это лучший выбор для крупных сельхозпроизводителей, которые требуют от техники совмещения максимальной аккуратности с высокой производительностью. Благодаря высокой грузовместимости бункера – 2500 кг, время простоя под загрузку уменьшается до минимума. Эффективность этой машины вдвое превышает эффективность двухрядной и достигает 10 га за рабочий день. Большой диаметр пневматических колес 9,5-24 дюйма обеспечивает легкую езду даже в рыхлой почве. Но для дополнительной поддержки имеются два передних колеса (11/65-12 дюйма), которые поставляются как дополнительное оборудование. Следующая важная деталь – это установленный спереди бункер для удобрений (1250 кг вместимостью), а также устройство для обработки клубней пестицидами. Как и у навесных сажалок, интервал и глубина посадки легко настраивается даже без использования каких-либо дополнительных инструментов. Данная сажалка агрегатируется с трактором мощностью от 80 л.с. при скорости посадки 4-8 км/час.
Техническая характеристика: число рядов – 4, модель (тип) - прицепная, гидравлический бункер, ширина междурядий (шаг 5 см) - 70-90 см, посадочный интервал - 10-62 см, вместимость бункера для клубней - 2500 кг, минимальная высота загрузки клубней - 0,75 м, ширина машины (75 см междурядья) - 3,60 м, вес (пустой) с дисками - 1460 кг, вес (пустой) с гребнеобразователями - 1520 кг, размеры колес - 9,50-24", разбрасыватель удобрений - 400 кг, аппликатор для внесения пестицидов - 12 х 2 л, вместимость бункера для удобрения - 1200 кг, рабочая скорость - 4-8 км/ч., устройство для обработки клубней раствором пестицидов - 400 л.
Шестирядная прицепная сажалка UN3300 предназначена для тех производителей, которым нужна производительность больше, чем у четырехрядной прицепной сажалки. Шестирядная сажалка при 6-8 км/ час сажает 3,2-3,8 га/ч. при междурядьях 90 см. При объеме бункера около 5000 кг прицепа, время, потраченное на его заполнение, сводится к минимуму. Данная модель позволяет высаживать 15 га и более за обычный рабочий день. Четыре пневматические колеса, закрепленные на двух задних поперечных тележках, гасят любые колебания, вызванные неровностью почвы и позволяют вести посадку на более высокой скорости. Минимальная высота загрузки клубней составляет 100 см. Посадочные аппараты приводятся в действие двумя колесами, следующими вслед за тракторными, посредством двух коробок передач. Гидравлические маркеры являются опцией. Для транспортировки по дороге предоставляется буксировочный комплект.
Техническая характеристика: число рядов – 6, модель (тип) - прицепная, гидравлический бункер, ширина междурядий (шаг 5 см) - 75-80-85-90 см, посадочный интервал - 10-62 см, вместимость бункера для клубней - 5000 кг, минимальная высота загрузки клубней - 1,0 м, ширина машины (75 см междурядья) - 5,40 м, вес (пустой) с дисками - 3500 кг, размеры колес - 9,50-24" 11,2-24", разбрасыватель удобрений - не комплектуется, аппликатор для внесения пестицидов - 12 х 3 л, рабочая скорость - 4-8 км/ч. Норвежский концерн TKS Mekaniske представляет самую последнюю серию картофелесажалок для профессиональных фермеров (рисунок 1.10). В течение многих десятилетий сажалки Underhaug были известны их точностью, высокой эффективностью, надежностью, и высоко ценятся среди механизаторов. По сравнению с прошлыми сериями, новая серия UN3700 предлагает много новых и уникальных особенностей.
Исследование свойств сортовых ресурсов топинамбура
При уборке могут использоваться также: опциональные системы видеонаблюдения, позволяющие следить за всеми функциями картофелеуборочного комбайна (например, 2-х рядный картофелеуборочный комбайн SE 150/170-60, Grimme). B случае возникновения проблемы с машиной, экран видеонаблюдения автоматически переключается на соответствующую камеру, и водитель может сразу получить представление об имеющейся неисправности.
При сортировке могут использоваться электронные сортировальные пункты со специализированным программным обеспечением и регистрации всего процесса сортировки через модем on-line. Так, например, электронная сортировальная установка MiedemaSmartGraders (Miedema Smart Solutions) обеспечивает мгновенный анализ полученных изображений и осуществляет сортировку исходя из диаметра, объема, формы и качества. Средняя производительность по транспортировке у Smart Grader SG 400 (4-рядного) 4-10 т/ч, а у Smart Grader SG 600 (6-рядного) 5-15 т/ч в зависимости от среднего веса клубня. При этом точность размера клубня достигает 0,1 мм.
Исследования ученых, а также решения, интегрированные в системы поддержки принятия решений, в первую очередь должны отвечать на вопросы: где можно выращивать топинамбур, какова ожидаемая длина вегетационного периода, ожидаемые результаты с орошением и без, оценка рисков ночных заморозков, какая ожидается концентрация сухого вещества в клубне и его размер, как далеко должна находиться производственная площадь от населенных пунктов и т.п. В настоящее время существуют исследования по зонированию, то есть определению агроэкосистем картофеля в глобальном масштабе с использованием наборов данных о почве и климате. Глобальные климатические наборы данных сравниваются с данными местных метеостанций, и последствия для отбора температурных порогов обсуждаются. Исследования по зонированию также показывают взаимосвязь концентрации сухого вещества для хранения и обработки, влияние различных схем орошения на урожайность. Дистанционное получение снимков с высоким разрешением
Урожайность сельскохозяйственной культуры является одним из важных источников информации при управлении продукционным процессе в точном земледелии. Он интегрирует влияние различных пространственно распределенных факторов таких, как свойства почвы, топография, густота насаждений, наличие в почве элементов питания, обеспеченность влагой, фитосанитарное состояние. Карта урожайности, таким образом, является незаменимым источником информации для точного земледелия как сама по себе, так и в сочетании с другой информацией [7, 11, 210, 218]. Несмотря на наличие в продаже и широком использовании мониторов урожайности, большинство уборочных комбайнов не оборудовано ими. Более того, информация, получаемая при помощи мониторов урожайности, может быть использована только после уборки урожая, в то время как многие решения, связанные недостатком питательных элементов, влаги в почве, наличием вредителей растений должны приниматься во время вегетационного периода. Получение изображения посевов во время роста и развития растений посредством дистанционного зондирования полезно не только после уборки, но и во время вегетационного периода. Кроме того, карты посевов, полученные с использованием дистанционного зондирования можно рассматривать, в некоторой степени, как альтернативу картам, получаемым при помощи монитора урожайности, установленного на комбайне. Обычно спутниковые изображения посевов используют для определения урожая с больших площадей. Для оценки вариабельности урожайности в рамках одного поля эти изображения из-за их недостаточного разрешения имеют ограниченное применение. Мультиспектральные системы, установленные на пилотных и беспилотных летательных аппаратах, позволяют получать снимки в узком диапазоне спектра и в реальном масштабе времени [1, 2, 189, 210, 217, 239].
По мере увеличения количества комбайнов, с установленными на них мониторами урожайности, появилась возможность получать большой объем данных о поле. Наличие систем мониторинга урожайности и дистанционного зондирования позволяет установить более точно корреляционную связь между данными по урожайности и спектральными снимками, полученными системами ДЗ. Установлению этих связей посвящены работы [155, 165, 175, 217].
Рынок средств технического зрения (СТЗ) в России характеризуется как высококонкурентный (по сравнению с другими сегментами рынка) с тенденцией к постоянному снижению цен. Преобладающие позиции на рынке оборудования СТЗ занимают иностранные производители. Основными импортерами зарубежного оборудования являются дилеры, торговые дома, филиалы иностранных фирм. В среднесрочной перспективе возможно увеличение доли рынку отечественных производителей оборудования СТЗ 41.
Распознавание образов и определение характеристик является приоритетной задачей, выполняемой СТЗ. Известны работы отечественных и зарубежных ученых по построению средств, включающих СТЗ: В.В. Альта, A.M. Башилова, И.Ф. Бородина, В.А. Веселовского, A.C. Ильинского, Ю.В. Казимирко, Э.В. Кувалдина, И.С. Лискера, Ю.И. Посудина, С.А. Родикова, В.И. Старовойтова, Bravo, C., Moshou, D., Н. Rosell, J.R., Sanz, R., Van der Zande, D. и др. [155, 165, 191, 205, 206, 233, 236]. В России накоплен определенный опыт в разработке и использовании СТЗ при производстве картофеля [4, 8, 9, 73, 74]. В своей кандидатской работе [73] Сорокотяга А.А. провел исследования по разработке электронно-оптического способа компьютерной оценки морфологических параметров листьев, обеспечивающего выявление отличимости, однородности и стабильности сорта при сортоиспытании и сортосопровождении в период вегетации растений. Рассмотрена структурная схема управления производством семенного материала, представляющая собой биологический конвейер, который организован таким образом, чтобы поток сертифицированного семенного материала был непрерывным и удовлетворял требованиям ГОСТа для сортового материала с целью получения качественных семян на производство продовольственного материала.
Плотность почв и технологические параметры топинамбура
Анализируя данные таблицы по высоте растений можно отметить, что сорта Выльгортский, Диетический, Надежда, Находка, Сиреники, Скороспелка, Бланк Брекос и Калужский достигли высоты в конце вегетации – 155…170 см; сорта Подмосковный, Интерес достигли высоты 175…208 см; сорта Интерес 21, Таджикский и Виолет де Ренсе – 220…235 см; сорта Коренёвский, Новость ВИРа, Шпиндель – 270…280 см.
Площадь ассимиляционной поверхности листьев в начале сентября у сортов Выльгортский, Диетический, Надежда, Находка, Сиреники, и Бланк Брекос составила 0,41…0,84 м2/куст; сортов Подмосковный, Скороспелка, Интерес 21, Коренёвский. Виолет де Ренсе составила 0,93…1,30 м2/куст, сортов Калужский, Новость ВИРа, Шпиндель – 1,44…1,59 м2/куст. Наибольшая площадь ассимиляционной поверхности листьев 2,10…2,31 м2/куст оказалась у сортов Интерес и Таджикский.
Топинамбур поражается возбудителями болезней различной этиологии: бактериями, вирусами, грибами. Помимо этого, растения топинамбура болеют непаразитарными функциональными болезнями, обусловленными различными экологическими факторами – недостатком питательных элементов, в частности азотистых и фосфорных соединений и др. [58, 126, 132, 149, 151].
Бактериальные болезни топинамбура. На топинамбуре в разных районах ареала распространения периодически паразитируют и развиваются как полупаразиты и сапрофиты 4 вида бактерий. На коллекционных посадках ФГБНУ бактериальные болезни обнаружены не были. Вирусные болезни топинамбура. Помимо известного в тридцатые годы ХХ века вирусного заболевания топинамбура, описаны новые патотипы вирусных болезней топинамбура. Это кармашковость листьев топинамбура, курчавость верхушечных листьев топинамбура, мозаика топинамбура = мозаика земляной груши, морщинистость листьев топинамбура, пестролистность топинамбура. До настоящего времени вирусы топинамбура не имеют широкого распространения, но в связи с резкими изменениями климатических условий и связанными с этим стрессовыми ситуациями у растений количество патотипов вирусов у топинамбура может расшириться. К этому списку следует прибавить вирусы близкого по систематическому положению подсолнечника, потенциально опасные для растений топинамбура, которые гораздо лучше изучены. В настоящее время известно 9 вирусных и микоплазменных заболеваний подсолнечника. Они проявляются в виде пятнистостей, мозаики, курчавой деформации верхушечных листьев, гофрировки листовых пластинок, израстания и редукции листьев, деформации венчика, стерильности семян [16, 30, 120].
На коллекционных посадках ФГБНУ вирусные болезни на топинамбуре обнаружены не были. Грибные болезни топинамбура. На топинамбуре в разных районах ареала распространения периодически паразитируют и развиваются как паразиты, полупаразиты и сапрофиты - 32 вида фитопатогенных грибов. Из патогенов стеблей и листьев наиболее значительны: склеротиниоз (два вида возбудителя - склеротиния склеротиорум топинамбура (Sclerotinia sclerotiorum (Lib,) Mass.) и Склероция рольфси (Sclerotium Rolfsii Sacc.). Далее Фиматотриха омнивора топинамбура. (Phymatotrichum = Ozonium omnivorum (Shear.) Dugg.) и мучнисторосые грибы – ложная мучнистая роса = мильдью (Plasmopara helianthi Scaw. Novot/ f. Helianthi Novot.) и Мучнистая роса (Erysiphe cichoracearum DCF helianthi Jacz.) [30].
В таблице 3.2 приведены данные по распространению мучнистой росы. Мучнистая роса практически не влияет на урожайность клубней, но отрицательно влияет на качество зелёного корма и силоса (рисунок 3.2). В июле отмечено незначительное поражение листьев ложной мучнистой росой 1…3%. При этом поражение растений составляло 1-10% поверхности листьев в виде единичных пятен на отдельных растениях, что соответствует 8 баллам.
Наиболее поражёнными мучнистой росой в 1-ю декаду сентября оказались растения ранних сортов (Скороспелка, Бланк Брекос) до 14…15% листьев и среднеранних сортов (Выльгортский, Надежда) до 11…12%, среднеспелых сортов (Диетический, Калужский, Находка, Подмосковный, Сиреники) до 8…12%. Слабо поражены растения позднеспелых (Интерес, Интерес 21, Новость ВИРа, Шпиндель) сортов до 5…7%. Наименее пораженными оказались растения среднеспелых сортов (Кореневский, Подмосковный, Виолет де Ренсе) и позднего сорта Таджикский - до 1…4% листьев. При этом поражение растений составляло 1-10% поверхности листьев в виде единичных пятен на отдельных растениях, что соответствует 8 баллам.