Организация Картофелеводство

Государственная Программа  развития сельского хозяйства  России предусматривает удовлетворение потребностей страны  в картофеле на 95% за счет  собственного производства. Должны быть увеличены объемы рентабельного  производства картофеля  преимущественно  в крупных хозяйствах на основе современных  технологий. Подобные технологии сочетают высокопродуктивные сорта картофеля, передовую агротехнику и  комплексы  современной техники различной  технологической конфигурации и  производительности с учетом зональных  особенностей. Вместе с тем мелкие производители будут иметь важное значение длительное время.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫСОКОТОЧНОГО ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Технический и технологический  уровень развития производства, создание информационных технологий и средств  навигации выдвигает на первый план разработку основ и принципов  высокоточного управления продукционными процессами в растениеводстве и, в частности, в картофелеводстве. Новые возможности информационных технологий и навигации целесообразно использовать по мере их освоения и в картофелеводстве при разработке прецизионных технологий. Исходя из постановки вопроса создания высокоточных технологий, необходимо отметить, что он затрагивает ряд других отраслей обеспечивающих поставку технических средств, информации и предполагает постепенное углубление знаний и практики этого направления. Одним из важных вопросов прецизионных технологий в растениеводстве является использования системы  глобального позиционирования ГЛОНАС. Этим в настоящее время занимается ряд специализированных организаций. Однако вопросы управления продукционными процессами возделывания растениеводческой продукции не сводятся только к навигации, они охватывают ряд технологических операций и  подразумевают точное выполнение операций не только в пространстве, но и во-времени, поскольку разговор идет об управлении развивающимся продукционным процессом. Точность измерения и последующего выполнения операций по мере технического прогресса будет увеличиваться. Первоначально можно говорить об элементарных ареалах агроландшафта, затем его отдельных фрагментах, пятнистости, ташетах, мозаиках и даже «точках». Одновременно эта система будет распространяться от работы в отдельных хозяйствах на районы и регионы, и данные будут все более информативными. В технологии возделывания картофеля можно выделить 7 основных технологических операций.

1.Подбор полей. Картирование. Оптимальная обработка почвы   под картофель в зависимости  от агроландшафта, типа почвы и предшественников.

2. Подбор сортов картофеля  для конкретных целей производства  с учетом агроландшафта и обработка клубней картофеля ЗСВ перед и в процессе посадки.

3. Высокоточная нарезка  гребней и посадка. Внесение  стартовой дозы удобрений. 

4. Дробно-локальное внесение  органоминеральных удобрений в  почву во время ухода по  результатам картирования и прогнозу  погоды.

5. Формирование  качественных  показателей урожая. Листовая диагностика  по питанию, болезням, сорнякам  и вредителям. Проведение  листовых  обработок ЗСВ (защитно-стимулирующими  веществами).

6.Использование возможности  ночной работы и в сумерках  на всех этапах полевых работ,  включая обработку почвы, посадку,  обработку растений, уборку.

7. Уборка и запоминание  текстуры урожая. Составление карт  по текстуре урожайности картофеля  для использования в будущем.

Использование возможности  ночной работы и в сумерках на всех этапах полевых работ и составление  карт по текстуре урожайности картофеля  носят общий характер, используемый при возделывании любых культур, поэтому на нем в данной работе мы не будем подробно останавливаться. Рассмотрим наиболее специфические  операции 1-5.

Результаты исследований показывают, что перед посадкой не всегда нужны полные механические обработки  полей. Хороший эффект, например, на легких окультуренных почвах достигается  глубоким рыхлением перед посадкой или прямой посадкой картофеля без  предварительной подготовки почвы  весной.

Подготовка клубней картофеля  к посадке и посадка. Основной предпосылкой высокоточной технологии внесения удобрений и  средств  защиты от сорняков, болезней и вредителей является неравномерная, изменяющаяся, в зависимости от физиологического развития и почвенно-климатических  условий потребность растения в  элементах питания и средствах  защиты.

До посадки и во время  посадки клубни обрабатываются защитно-стимулирующими препаратами. Задача такой обработки  защитить клубни от болезней и вредителей, стимулировать эффективное прорастание  растения, развитие корневой системы. Правильный выбор средств защиты и росторегуляторов зависит от состояния клубней, сорта картофеля, почвенно-климатических условий, точности прогноза развития растения. Поскольку вовремя посадки, как правило, почва еще недостаточно прогрета целесообразно использовать для обработки клубней кремнийорганические росторегуляторы, повышающие устойчивость растений к заморозкам, хелатированные микроэлементы и гуматы (лигногуматы), биофунгициды (альбит, фитоспорин),а при необходимости и инсекцициды.

При посадке картофеля  вносятся стартовые дозы удобрений. После посадки в течение 2- 4 недель идет пробуждение и прорастание  клубней. В этот период используются собственные запасы питательных  веществ и полученные при обработке  клубней. По этой причине нет необходимости  вносить удобрения до посадки  или при посадке. В принципе при  наличии системы полива так и  нужно поступать. Потребность в удобрениях возникает в момент образования корневой системы, поэтому до появления корневой системы можно было бы не вносить минеральные удобрения. Однако в богарных условиях, учитывая почвенно-климатические условия и прогноз возможности засухи или наоборот сильного переувлажнения, когда невозможно проводить  обработки посадок, целесообразно сформировать «стартовые» дозы питательных веществ в зоне корневой системы заранее: перед или вовремя посадки. По результатам картирования рассчитываются дозы удобрений. Стартовая доза составляет-30-50% от общей дозы. На этом этапе в составе NPK превалирующими являются азотные удобрений, обеспечивающие нарастание ботвы и листовой поверхности. Применение азотных удобрений имеет решающее значение в повышении урожаев на большинстве почв Российской Федерации. Хорошая обеспеченность азотом на ранних этапах развития способствует быстрому формированию фотосинтетического аппарата. Это дает растению возможность продуктивнее использовать весенние запасы влаги в почве и формировать урожай клубней в более благоприятных погодных условиях. Удобрения при локальном способе внесения располагаются на определенной глубине почвы с лучшим режимом увлажнения. Кроме того, образуется очаг с повышенной концентрацией элементов питания в зоне корней, поэтому питательные вещества более полно используются растениями в течение всего вегетационного периода. Локальное внесение удобрений способствует усилению темпов роста и развития растений, увеличению массы корней, сокращению вегетационного периода за счет более интенсивного поглощения фосфора. Внесенные в гребни удобрения должны располагаться ниже рядка клубней на 2-3 см шириной 8-10 см, т.е. между клубнями и удобрениями должна быть прослойка почвы. Верхний предел дозы минеральных удобрений при локальном способе на суглинистых почвах N60P60K60, супесчаных почвах - N90P90K90. При более высоких дозах локальное удобрение приводит к недобору урожая, значительному ухудшению качества продукции. Азотные и фосфорные удобрения смешивают только гранулированные, в противном случае их вносят, как и калийные удобрения, раздельно.

Дробно-локальное внесение органоминеральных удобрений в  почву по результатам картирования и прогнозу погоды. Появление всходов, проведение визуального осмотра  по болезням, сорнякам и вредителям.  Внесение основной дозы по результатам  картирования,  перед  междурядными обработками или одновременно с  обработками растений. Основная доза удобрений (50-60% от общей дозы) должна быть внесена до наступления бутонизации картофеля. Усвоение элементов питания происходит в период усиленного роста ботвы - в фазу бутонизации- цветения. Ко времени цветения потребляется до 50% азота, 40% фосфора и 80% калия от максимального содержания их в растениях.  Известно, что для получения продукции высокого качества и сокращения непродуктивных потерь азота (газообразных и с инфильтрационными водами) следует ограничивать дозы азотных удобрений и относительно повышать - фосфорных и калийных. В богарных условиях доза азота на легких дерново-подзолистых почвах не должна превышать 120 кг/га д.в., на суглинистых - 90...100, на выщелоченных черноземах и серых лесных почвах - 90; на старопахотных торфяных - 30...60 и на вновь осваиваемых торфяных почвах - 60...90 кг/га.  При разработке системы удобрения картофеля необходимо учитывать скороспелость сортов. Ранние сорта более отзывчивы на минеральные удобрения, они используют питательные вещества интенсивнее и в короткий период. Поэтому удобрения под ранний картофель необходимы в достаточном количестве и в легкоусвояемой форме. Позднеспелые сорта лучше усваивают питательные вещества навоза и почвы. Доза азотных удобрений под ранние, среднеранние и среднеспелые составляет 90...100 кг, а под поздние сорта ниже - 60...90 кг/га д.в. (1).

Изменение соотношения удобрений  по мере развития растений. Для обеспечения  хорошего качества и лежкости клубней в зимнее время,  соотношение N: P: K в минеральном удобрении на дерново-подзолистых и серых лесных почвах на втором этапе должно быть следующее 1:1,2...1,5: 1,2...1,6 (или 450-500 кг/га д.в. в сумме NPK); на черноземных почвах – 1: 1,3 : 1 (430-480 кг/га д.в. в сумме NPK); на торфяниках– 1 : 3...5: 6...10 (600-1140 кг/га д.в. в сумме NPK).

Для получения качественного  картофеля на втором этапе дозу азота  уменьшают на 20-30 кг/га. Это ускоряет созревание, уменьшает повреждаемость клубней при уборке, увеличивает  долю семенной фракции.

Калийному питанию следует  уделять усиленное внимание, поскольку  на супесчаных почвах величина выноса калия на 1 т основной продукции  картофеля наибольшая (вынос азота  составляет 4,0-5,9 кг, фосфора 1,8-2,1 кг, калия 9,2-12,4 кг), а почвы с тяжелым  механическим составом фиксируют калий  сильнее и в больших размерах, чем почвы легкого механического  состава (1).

Калий регулирует деятельность ферментов, которые контролируют протекание процесса фотосинтеза. Исследования показали, что зеленые листья, в которых  содержится достаточное количество калия, способны ассимилировать диоксид  углерода в два раза больше, чем  листья с низким содержанием калия. Калий способствует лучшему использованию  железа при синтезе хлорофилла. Это  особенно заметно при недостатке усвояемого железа в почве или  в питательной среде. Растения, в  которых содержится достаточное  количество калия, способны эффективнее  использовать почвенную влагу по сравнению с растениями с дефицитом  калия. При нормальном содержании калия  в растении для получения хорошего урожая требуется меньшее количество влаги. На этом этапе важно, чтобы  наряду с азотными, фосфорными, калийными  удобрениями вносились и микроэлементы формирующие качественный урожай. Недостаток микроэлементов приводит не только к снижению урожая, вызывает ряд болезней у растений, а иногда и их гибель, но и снижает пищевую ценности картофеля.

При оптимальном содержании микроэлементов в почве растения значительно эффективнее (на 10...12%) используют азотные, фосфорные и калийные удобрения, происходит улучшение качества и  лежкости продукции. Вносить удобрения можно вразброс перед окучиванием, с последующей заделкой в почву при окучивании. Существенным положительным фактором является то, что удобрения сгребаются с междурядий, перемешиваются с почвой и направляются в гребень. Известно, что  80 % корневой системы находится в верхнем слое почве толщиной 20 см. Учитывая градиент движения удобрений под действием осадков и то, что маточный клубень располагается   на 2-3 см ниже уровня гладкой пашни,  почвы над ним после  окучивания должно быть не менее 18-20 см – окучивание почвой с хорошо перемешанными удобрениями позволяет наиболее эффективно их использовать. Необходимо отметить одну особенность: при, казалось бы, сплошном внесении удобрений в разброс, достигается эффект локального внесения, а концентрация удобрений в почве за счет эффективного перемешивания остается невысокой. При разбросном способе внесения  минеральные удобрения перемешиваются с большим объемом почвы, что усиливает фиксацию питательных веществ удобрений в малодоступные для растений формы. Локальное внесение удобрений устраняет неравномерность внесения и повышает использование питательных элементов удобрений.

Сроки и способы внесения удобрений имеют значение  для  повышения  эффективности их использования. Точное внесение способствует экономии удобрений (по сравнению с разбросным способом на 40%) и повышению коэффициента использования элементов минерального питания. При внесении удобрений в высокоточной технологии возможны два режима off-line и on-line. Режим off-line предусматривает предварительную подготовку на стационарном компьютере карты-задания, в которой содержатся пространственно привязанные, с помощью GPS, дозы удобрения для каждого элементарного участка поля. Для этого проводится сбор необходимых для расчёта доз удобрений данных о поле (пространственно привязанных). Проводится расчёт дозы для каждого элементарного участка поля, тем самым формируется (в специальной программе) карта-задание. Затем карта-задание переносится на чип-карте (носитель информации) на бортовой компьютер сельскохозяйственной техники, оснащённой GPS-приёмником и выполняется заданная операция. Трактор оснащенный бортовым компьютером, двигаясь по полю, с помощью GPS определяет свое место нахождение. Считывает с чип-карты дозу удобрений, соответствующую месту нахождения и посылает соответствующий сигнал на контроллер распределителя удобрений (или опрыскивателя). Контроллер же, получив сигнал, выставляет на распределителе удобрений нужную дозу. Режим реального времени (on-line) предполагает предварительно определить агротребования на выполнение операции, а доза удобрений определяется непосредственно во время выполнения операции. Наиболее часто используется оптический датчик Hydro-N-Sensor, который в инфракрасном и красном диапазоне света определяет содержание хлорофилла в листьях и биомассу. На основании этих данных, а также данных по сорту и фенофазе растения определяется доза азотных удобрений. Результаты выполнения операции (дозы и координаты, обработанная площадь, время выполнения и фамилия исполнителя) записываются на чип-карту.

В режиме on-line бортовой компьютер получает данные от датчика, сравнивает их с определенными и записанными в память агротребованиями, и посылает сигнал на контроллер по той же схеме, что и в режиме off-line. В настоящее время активно ведутся разработки различных датчиков, позволяющих использовать режим on-line. Это оптические датчики, определяющие содержание азота в листьях и засоренность посевов; механические, оценивающие биомассу; электромагнитные и прочие.

Формирование  качественных показателей урожая. На этом этапе  проводится визуальная и инструментальная растительная диагностика болезней, вредителей, сорняков и обеспеченности питанием. По результатам диагностики  проводятся корневые и  некорневые подкормки посадок вегетирующего картофеля. Листовые обработки пестицидами, антистрессовыми препаратами и росторегуляторами необходимы для снятия негативных явлений при внесении гербицидов, профилактической и реальной защиты от болезней и вредителей, ликвидации  дефицита микроэлементов в питании растения, окончательного формирования,  и накопления урожая с заданными параметрами. Для этого широко используются акварины, лигногуматы, хитозаны, биопестициды.

Некорневые обработки  растений микроэлементами в хелатной форме продляют жизнедеятельность  листового аппарата, способствуют увеличению урожая, повышают содержание сухого вещества и крахмала в клубнях, сахара в  корнеплодах особенно на участках с  мощно развитой ботвой. Хелаты микроэлементов являются водорастворимыми органическими солями, но диссоциации на ионы в водных средах обычно не происходит. Вследствие этого микроэлементы в хелатной форме, в отличие от минеральных солей, практически не закрепляются в почвенном поглощающем комплексе (ППК) и длительное время остаются доступными для растений.

Таким образом, для сбалансированного  и полноценного питания картофеля  необходимо применять дробно-локальное  внесение  полного минерального удобрения. Стартовая  доза вносится локально перед посадкой (или при  посадке). При появлении всходов  проводится визуальная, а при необходимости  и инструментальная диагностика  растений по минеральному питанию, наличию  сорняков, болезней и вредителей. С  учетом ее результатов и прогноза погоды вносится основная доза удобрений  при уходе или окучивании локально или вразброс в зависимости от технических возможностей с последующей  локализацией. Затем проводится обработка  гербицидами, средствами  защиты от стресса, вносятся профилактические ЗСВ.

Далее в наиболее ответственный  период формирования урожая (бутонизация-цветение) проводится визуальный осмотр полей и инструментальная диагностика растений по минеральному питанию, наличию сорняков, болезней и вредителей  и по ее результатам посадки картофеля опрыскиваются хелатами микроэлементов, лигногуматами, хитозановыми, кремний органическими препаратами и пестицидами.