Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Морфобиологические особенности культуры и обзор существующих технологий возделывания малины
1.1. Морфобиологические особенности культуры 7
1.2. Обзор существующих технологий возделывания малины 14
1.3. Особенности технологии возделывания сортов ремонтантного типа 23
1.4. Система содержания междурядий в насаждениях малины 27
1.5. Возможности повышения урожайности и снижения трудоемкости возделывания малины при традиционной технологии 29
ГЛАВА 2. Задачи, условия, материал и методика проведения исследований 36
ГЛАВА 3. Совершенствование агротехнических приемов возделывания малины
3.1. Оценка технологических операций возделывания малины по трудоемкости и степени влияния на сезонные пики потребности в рабочей силе 54
3.2. Возможности снижения трудоемкости основных технологических операций и экономико-технологическая оценка новых средств механизаци и инструментов 60
3.2.1. Вырезка отплодоносивших стеблей малины 60
3.2.2. Вертикальное закрепление стеблей на шпалере 63
3.2.3. Нормировка густоты стеблестоя 66
3.2.4. Весеннее укорачивание побегов 74
3.3. Экспериментальная оценка возможности использования гербицидов для уничтожения сорных растений в плодоносящих рядах малины 89
3.3.1. Оценка эффективности применения системных гербицидов Раундап и Агритокс для борьбы с сорными растениями в плодоносящих рядах малины 90
3.3.2. Влияние системного гербицида Раундап на рост и развитие растений малины 100
З.З.З.Оценка степени влияния системного гербицида Раундап на качество ягод малины 103
3.4. Формирование технологии, адаптированной к условиям фермерского хозяйства 106
ГЛАВА 4. Экономическая и энергетическая оценка технологий возделывания малины .
4.1. Экономическая оценка технологий возделывания малины ПО
4.2. Энергетическая оценка технологий возделывания малины 112
Выводы 114
Рекомендации производству 116
Список использованной литературы 117
- Особенности технологии возделывания сортов ремонтантного типа
- Возможности повышения урожайности и снижения трудоемкости возделывания малины при традиционной технологии
- Возможности снижения трудоемкости основных технологических операций и экономико-технологическая оценка новых средств механизаци и инструментов
- Энергетическая оценка технологий возделывания малины
Особенности технологии возделывания сортов ремонтантного типа
Масса ягоды наиболее распространенных сортов малины, как правило, не превышает 3 г, однако уже созданы сорта и формы с массой ягоды 4 - 6 г и более (Моллинг Дипайт, Глен Эск, Глен Просен, Таганка, Столичная, Маросейка и др.). Ягоды большинства сортов малины мягкие, нетранспортабельные. Так, у широко распространенного сорта Новость Кузьмина они уже через 3-4 часа после сбора начинают выделять сок. Однако имеется группа сортов, значительно превышающих плотность ягод Новости Кузьмина. Особенно высокой плотностью отличаются сорта черной малины Кумберленд, Эрли Кумберленд, Нью Логан и др., а также сорта, полученные от ступенчатой гибридизации красной малины с черной (Глен Аила, Глен Мой, Глен Просен, Столичная и др.). Ягоды этих сортов имеют повышенную устойчивость к загниванию, выдерживают длительные перевозки, их можно убирать машиной (D.L. Jennings, 1983). Такие ягоды наиболее пригодны для замораживания и получения высококачественных продуктов переработки.
Важным признаком ягод малины является их хорошая отделяемость от плодоложа, что позволяет не только получать качественную продукцию при ручном сборе, но и является непременным требованием для машинной уборки урожая.
Весьма желательное свойство ягод - не осыпаемость в течение четырех-пяти дней после созревания. Это характерно для сортов Скромница, Киржач, Метеор, Кокинская, Таганка, Маросейка. Еще более выражено это свойство у отдельных сортов малины ремонтантного типа межвидового происхождения, созданных на Кокинском опорном пункте ВСТИСП (Бабье лето - 2, Геракл, Августина и др.).
В связи с растянутым периодом цветения ягоды малины отличаются неодновременным созреванием. До последнего времени это не считалось крупным недостатком. Серьезным сдерживающим фактором рассматриваемый признак стал в связи с машинной уборкой, для которой пригодны лишь сорта с дружной отдачей урожая. (И.В. Казаков, 1994).
После созревания ягод побег вместе с плодовыми веточками усыхает и его необходимо удалить, но куст сохраняет жизнеспособность за счет многолетнего корневища и образующихся на нем новых побегов замещения. (И.В. Казаков, В.В. Кичина, 1980).
Урожайность малины зависит от условий окружающей среды, генетических компонентов сорта и взаимосвязи между этими составляющими (J.P. Prive, et al., 1993, S. Cameron, S.F. Klauer, C. Chen, 1993).
Из всех ягодных культур малина наиболее требовательна к условиям освещения. (Н.М. Куренной, В.Ф. Колтунов, В.И. Черепахин, 1985). Для получения максимального урожая следует обеспечить плодоносящим побегам оптимальный световой режим. Это может объясняться тем, что продолжительность жизни листьев на плодоносящих побегах меньше, чем на побегах текущего года, следовательно, им требуется более высокий уровень освещения в начале сезона для увеличения интенсивности процесса фотосинтеза.(О.Е. Fernandez, М.Р. Pritts, 1996; G.E. Fernandez, M.P. Pritts,1993) Кроме того, двулетние побеги обладают более низкой способностью поглощать свет, чем однолетние (G.E. Fernandez, М.Р. Pritts, 1994). Продуктивность побега увеличивается с улучшением условий освещенности путем обрезки, нормировки и подбором оптимальной поддерживающей системы.(М. Pritts, D. Handley, 1989)
Малина требовательна к влажности почвы и болезненно реагирует на недостаток влаги (D.C. Persival, et al., 1996; D.C. Persival, et al., 1998). Продуктивность растений может снижаться напрямую из-за подавления фотосинтетических процессов или косвенно, вследствие ингибирования транспортировки продуктов фотосинтеза к акцептирующим органам (М.М. Chaves, 1991). Это объясняется неглубоко залегающей корневой системой и большой листовой поверхностью, испаряющей много воды. Отмирание толстых проводящих корней в условиях длительной засухи нередко приводит к выпадению менее развитых частей и целых побегов малины. (И.А. Трунов, 1996). Для нормального обеспечения водой влажность в корнеобитаемом слое почвы должна быть удовлетворена при выпадении в год не менее 700 мм осадков. (И.В. Казаков, 1994). Наибольшее значение имеют осадки в первую половину вегетации. Самым интенсивным водопотреблением по сравнению с другими периодами вегетации отмечается период роста и созревания ягод. (А.В. Юмашев, 1997).
Малина, отличаясь высокой требовательностью к влажности, в то же время не переносит сильного переувлажнения. Избыток воды в почве приводит к отмиранию корней из-за недостатка кислорода, затягивается рост побегов, задерживается вызревание их тканей. У растений резко снижается зимостойкость и продуктивность. Кроме того, во влажной почве увеличивается численность патогенов.(М. Pritts, D. Handley, 1989)
Кроме влажности почвы растения малины предъявляют повышенные требования к влажности воздуха. Жара и сухость воздуха в период вегетации, даже при избытке влаги в почве, вызывает повреждение наиболее нежных тканей растений, иссушает и деформирует ягоды, резко снижает урожай и его качество. Именно из-за воздушной засухи (относительная влажность воздуха ниже 40 %) в южных районах страны с плодородными почвами и даже при регулярных поливах не удается получать высокие урожаи (И.В. Казаков, 1994).
Возможности повышения урожайности и снижения трудоемкости возделывания малины при традиционной технологии
Разработкой возможности механизированного сбора урожая малины занимаются с 50-х годов (R.C. Bell, 1951). Созданы и широко применяются малиноуборочные комбайны в США (B.N. Barritt, 1976; P.D. Waister and M.R. Cormack, 1981; A. Dale et al., 1994; CD. Fear, 1996), Великобритании (A.M. Ramsay et al., 1985; S.C.Gordon et al., 1997), Германии (R. Faby, 1997), Новой Зеландии (T.G. Rubens, 1983) и других странах. Количество комбайнов в Англии за период с 1992 по 1995 увеличилось в шесть раз (A. Dale et al., 1994).
В нашей стране также проводились исследования в этом направлении (А.А. Даштоян., 1978; Л.М. Махиня и др., 1976; И.А. Майковский, 1981; В.Н. Ожерельев, 1992). Были разработаны экспериментальные образцы, не уступающие зарубежным аналогам, однако в силу сложившихся экономических условий широкого распространения не получили. В отличие от США, где в отдельных регионах до 80% ягод идет на переработку, в России нет стабильных каналов сбыта ягод крупными партиями. Поскольку у малины очень короткий период послеуборочного хранения (К. Hafener, 1986), ягоды должны реализовываться немедленно после уборки.
Проводятся исследования направленные на увеличение срока хранения свежих ягод с помощью предварительного охлаждения в полевых условиях (F.L. Gorini, 1989). Предлагаемые системы, например "Icepack modulus", способны увеличить продолжительность хранения малины до четырех дней при сохранении высокого качества продукции. Недостатки данного способа: увеличение веса упаковки на 50%, возможные экологические проблемы в связи с использованием полистирона, увеличение стоимости по сравнению с традиционной упаковкой (A. Testoni and F. Lovati, 1994). Все эти мероприятия увеличивают стоимость ягод и снижают рентабельность производства. Следовательно, в сложившихся условиях механизированная уборка малины экономически не целесообразна.
Для эффективной борьбы с сорной растительностью следует выполнять комплекс мероприятий, как агротехнических, так и химических (Г. Николова, 1996). Традиционные рекомендации, такие как соблюдение севооборотов, почвенные обработки (Г.В. Трусевич, 1975; Н.М. Куренной и др., 1985), не эффективны и очень дороги, поэтому могут применяться лишь как дополнительные приемы.
За рубежом широко применяется предпосадочное внесение гербицидов и почвенная фумигация (М. Pritts, D. Handley, 1989; М. Pritts, 1996). В США в качестве фумигантов используют 1,3 дихлоропропен (торговая марка Телон), метилдитиокарбамат (т.м. Вапам) или метилбромид (М. Pritts et al., 1996). Фумигация позволяет контролировать не только сорняки, но и болезни, вредителей и нематод. Стоимость данной операции колеблется от $300 до $ 1300 на акр (М. Pritts, D. Handley, 1989).
Однако эти мероприятия не являются достаточными, поэтому для контроля сорной растительности на плантации применяют гербициды, как контактного, так и системного типа. Например, в США рекомендованы к промышленному использованию следующие препараты: дихлобенил (торговая марка Касоран), напропамид (т. м. Дервинол), симазин (т. м. Принсеп, Калибер или Симазин), глифосат (т. м. Раундап), тербацил (т. м. Синбар) и другие (М. Pritts et al., 1996; D.L. Mahr et al., 2000).
Важным аспектом применения гербицидов является экологическая безопасность производства. Потребители считают, что если в технологическом процессе использовались гербициды или любые другие химикаты, то это может быть опасно для здоровья. Действительно, препараты первого поколения наносили ощутимый вред окружающей среде и здоровью человека, однако за последние годы созданы принципиально новые формы селективного действия. Другая сторона проблемы заключается в том, что продукция, произведенная экологически чистым способом в 3-5 раз дороже. Например, в США молоко, с обычной фермы принимают по $ 6 за 100 фунтов, а из экологических хозяйств более $ 20 за 100 фунтов. Таким образом, производители покрывают дополнительные расходы, связанные с применением ручного труда и снижение урожайности, однако в России основная масса потребителей не готова платить за это дополнительные деньги. Поэтому и без того не очень успешное производство становится еще менее рентабельным.
Для исключения возможности негативного влияния гербицидов на здоровье человека проводятся исследования по оценке качества ягод. Установлено, что внесение таких препаратов как оксидофен (торговая марка Гоал), флюорохиоридон (т. м. Рейс), напропамид (т. м. Дервинол), дихлобенил (т. м. Касоран) не оказывает существенного влияния на химический состав ягод малины (Д. Атанасова, Г. Баева, 1995). Болгарские ученые А. Балинова и Г. Николова (1996) определяли остаточные количества флуазифоп-бутила и продукт его метаболизма флуазифоп-кислоту в спелых ягодах при применении гербицида фузилад-супер (12,5% действующего вещества). В результате установлено, что при разовом применении препарата в дозе 0,25 кг/га (в отношении действующего вещества) для борьбы с однолетними злаковыми сорняками с интервалом между обработкой и уборкой 1 месяц, остаточные количества в ягодах были ниже 0,1 мг/кг и удовлетворяли величину Максимальной границы остатков (МГО), определенной Агенством по охране окружающей среды США по некоторым растительным продуктам. Увеличение использования гербицидов в нашей стране подтверждает необходимость в подобных исследованиях.
Вырезка отплодоносивших стеблей является одной из самых трудоемких и утомительных операций при производстве малины. В качестве инструмента обычно используют ручной секатор. Для перерезания стебля приходится прикладывать на ручках секатора усилие порядка 200-400 Н. Учитывая, что на погонном метре ряда надо вырезать по 15 стеблей, получаем не менее 50 тыс. срезов на гектаре. Необходимость в постоянной и напряженной работе кисти руки может со временем привести к профессиональному заболеванию, которое широко распространено в зоне виноградарства.
Возможности снижения трудоемкости основных технологических операций и экономико-технологическая оценка новых средств механизаци и инструментов
Эффективное производство ягод малины немыслимо без закрепления плодоносящих стеблей на шпалере. Более того, наличие и конструкция шпалеры однозначно свидетельствует об уровне эффективности хозяйства. Так, в Польше, в хозяйствах, выращивающих малину на шпалере, урожайность в 1,5 - 2,2, а уровень рентабельности в 1,2 - 1,5 раза выше, чем в хозяйствах, выращивающих ее без шпалеры.
Прямой ущерб в связи с отсутствием шпалеры очевиден. Стебли не выдерживают нагрузки урожая и наклоняются, ягоды касаются поверхности почвы, загрязняются и теряют товарный вид. Во время сильных дождей происходит загрязнение ягод, находящихся на высоте 0,2 - 0,4 см от поверхности почвы. Именно такой высоты достигают брызги от капель интенсивного летнего дождя. Не менее важно то, что в условиях средней полосы России во влажные годы наклон стеблей способствует большему загниванию ягод, так как вблизи поверхности почвы последствия дождя ощущаются значительно дольше.
Большой ущерб растениям, незакрепленным на шпалере, наносят и сборщики ягод. Много стеблей и плодовых веточек обламывается. Кроме того, значительное число находящихся вблизи поверхности почвы ягод остается неснятыми. Сильно повреждается поросль, вследствие чего снижается урожай будущего года. И, наконец, производительность труда сборщиков при наличие шпалеры как минимум на 20 % выше, чем без нее.
Использующаяся обычно конструкция вертикальной шпалеры заимствована в виноградарстве и не отвечает биологическим особенностям малины. Ученые опытной станции штата Коннектитут (США) установили, что рассредоточение стеблей в верхней части кроны по ширине дает по сравнению с традиционной однострочной подвязкой их к шпалерной проволоке прибавку урожая в 1,13 - 2,07 раза (в зависимости от сорта, года и способа содержания междурядий) (G.R. Stephens, R.K. Kiyomoto, 1990). Это не противоречит данным отечественных ученых.
Нельзя не учитывать такой важный аспект проблемы, как трудоемкость закрепления стеблей на шпалере. При традиционно используемой конструкции шпалеры она составляет 77 человеко-часов в расчете на 1 га плодоносящей плантации.
В фермерском хозяйстве «Ягодное» нами используется простая и дешевая конструкция шпалеры, обеспечивающая резкое повышение производительности труда при вертикальном закреплении стеблей. Суть конструкции заключается в том, что стебли свободно размещаются между двумя проволоками, каждая из которых закреплена на опорах. Между собой они соединяются через 2,5 - 3 м скрепками из аллюминевой проволоки (В.Н. Ожерельев, 1996).
Наша задача заключалась в наиболее целесообразной разбивке процесса на отдельные приемы и минимизация трудоемкости каждого из них. В результате получена следующая последовательность приемов. Проходя по разделяющей плантацию на двое поперечной дороге отсоединяют все проволоки от концевых шпалерных столбов. Затем, проходя вдоль каждого ряда, снимают проволоку с защелок промежуточных опор, выводя ее при этом из плодовой стенки и укладывая на поверхность междурядья. Вновь, проходя по поперечной разделяющей плантацию дороге, подтягивают проволоки рукой и закрепляют на концевых столбах. Остается вновь пройти по рядам, вставляя проволоки в защелки промежуточных опор и соединяя их между собой скрепками, после этого происходит поперечное рассредоточение стеблей, при обеспечении их надежной фиксации в вертикальном положении. В продольном направлении стебли контактируют друг с другом и нет нужды в их дополнительной фиксации.
Скорость и надежность фиксации шпалерной проволоки на промежуточных опорах зависит от конструкции последних. В условиях средней полосы России целесообразно использовать деревянные опоры. Для фиксации шпалерной проволоки на промежуточных опорах используется гвоздь, который загибается и образует петлю.
Эффективность приведенной выше конструкции шпалеры подтверждается восьмилетним опытом ее использования в фермерском хозяйстве «Ягодное».
Следует отметить, что основной рост молодых стеблей происходит в период уборки ягод и значительная часть из них вырастает за пределами, ограниченными двумя шпалерными проволоками. В принципе можно, конечно, заправить растущие молодые побеги между двумя проволоками, но это нецелесообразно по двум причинам. Во-первых, введение побега в густую массу плодоносящей стенки неизбежно снизит его освещенность и ухудшит условия для фотосинтеза. Во-вторых, в период уборки на это просто нет времени. Когда же время появляется и вырезаны отплодоносившие стебли, побеги становятся очень длинными, поэтому ввод их между проволоками сопряжен с большой трудоемкостью и вероятностью нанесения серьезных повреждений.
Конструкция шпалеры позволяет сформировать плодовую стенку, соответствующую оптимальным агротехническим требованиям (Рис. 3.3.). В 1997 году весеннее закрепление стеблей на шпалере на площади 5 га в фермерском хозяйстве «Ягодное» заняло 84 человеко-часа. То есть по сравнению с традиционной конструкцией шпалеры и способом закрепления побегов производительность труда возросла в 4,6 раза.
Для получения максимального урожая ягод высокого качества необходимо создать растениям оптимальные условия освещенности, обеспеченности влагой и элементами питания. В частности, это достигается нормировкой густоты стеблестоя.
Оптимальная густота стеблестоя в расчете на один погонный метр ряда зависит от природно-климатических условий местности, плодородия почвы, особенностей сорта и схемы посадки. В условиях Англии и Шотландии принято оставлять 7-8 плодоносящих стеблей на один погонный метр ряда. Отечественные ученые рекомендуют увеличивать эту цифру до 10-12 штук (СИ. Ярославцев, 1988). Районированные в Брянской области сорта малины обладают побегообразующей способностью значительно превышающей потребности в формировании оптимальной густоты стеблестоя.
Статистическая оценка естественной густоты стеблестоя была проведена нами в 1997, 1999 годах на товарной плантации фермерского хозяйства "Ягодное", заложенной в 1991 году. Растения были представлены сортами Спутница и Бальзам, селекции профессора И.В. Казакова. Обследуемые ряды в течение сезона не подвергались нормировке. Результаты исследования приведены в таблице 3.2.
Энергетическая оценка технологий возделывания малины
Специфика технологии, адаптированной к условиям фермерского хозяйства заключается в стремлении достичь более равномерномерного распределения нагрузки труда и средств в течение сезона. Это связано с необходимостью минимизировать привлечение рабочей силы со стороны. Выполненные нами исследования позволяют утверждать, что решение проблемы возможно путем замены ручных операций механизированными и применение гербицидов. Сделанная оценка трудоемкости адаптированной технологии по месяцам (табл. 3.13.) и построенный на ее основе календарный график (рис. 3.15.) свидетельствуют, что со всеми работами, за исключением уборки урожая, могут справиться всего два человека. В этом случае семейное фермерское хозяйство избавлено от необходимости привлекать для выполнения операций по уходу за насаждениями рабочую силу со стороны. Самым напряженным периодом является уборка ягод (июль). Как и в традиционной технологии, в этот период рабочий день увеличивается до 16 часов и привлекаются все члены семьи.
В принципе, основной объем работ может выполнять всего один человек, а в июне и августе могут быть наняты по одному сезонному рабочему. В весенний (апрель - май) и осенний (сентябрь - октябрь) периоды даже один постоянный работник не загружен работой. Поэтому к основной специализации хозяйства (производство ягод малины) может быть добавлено производство дополнительной продукции. Главным критерием выбора дополнительной отрасли является концентрация трудоемкости в весенний и осенний периоды. Это может быть питомниководство, производство картофеля поздних сортов, гречихи, сахарной свеклы и других культур.
Сформированная нами адаптированная технология возделывания малины, с учетом всех вышеизложенных факторов, представлена в технологических картах (приложение 3).
Данные таблицы 4.1. свидетельствуют о снижении трудоемкости адаптированной технологии по сравнению с традиционной в 1,9 раза. Одним из элементов адаптированной технологии является использование гербицида Раундап для борьбы с пыреем в плодоносящих рядах малины. Применение гербицида позволяет снизить трудоемкость ручной прополки в 3,8 раза.
Уменьшение затрат труда положительно влияет на экономическую эффективность производства, так как наибольший удельный вес в производственных затратах при возделывании малины занимает заработная плата. В частности, затраты на мотыжение при традиционной технологии состоят только из заработной платы и равны 185 у.е. в расчете на 1 га плодоносящей плантации. Затраты на обработку плантации гербицидом складываются из заработной платы, затрат на амортизацию, ремонт, ГСМ, стоимости препарата и составляют 41 у.е. в расчете на 1 га. Следовательно, только применение гербицида Раундап позволяет снизить производственные затраты на 144 у.е. на 1 га плодоносящей плантации.
Таким образом, снижение трудоемкости технологии возделывания малины позволяет существенно сократить производственные затраты и повысить рентабельность производства в 2,2 раза (табл. 4.2.).
В последнее время в мировой практике наряду с традиционными методами оценки эффективности технологий возделывания сельскохозяйственных культур посредством денежных и трудовых показателей все большее значение приобретает метод энергетической оценки, учитывающий количество энергии, затраченной на производство выращенной продукции и аккумулированной в ней. Сущность этого метода заключается в учете в сопоставимых энергетических эквивалентах не только энергии живого и овеществленного труда, затраченного на технологические процессы и операции, но и энергии, воплощенной в полученной продукции. С помощью энергетической оценки возможно сравнение различных технологий производства сельскохозяйственной продукции с точки зрения расхода энергетических ресурсов, определение потоков энергии в агроценозах и выявление главных резервов экономии технической энергии в земледелии (Н.И. Цимбалист, З.К. Благовещенская, 1993). Одним из критериев, позволяющих достоверно определить затраты с- х. производства, не исключая стоимостных показателей, является энергоемкость. Этот показатель наиболее эффективен, не зависит от коньюктуры рынка и характеризует технический уровень развития технологий. В качестве основной единицы измерения энергии с 1960 года принят джоуль (Дж). Как единица теплоты джоуль соответствует 0,2394 ккал.
