Статья опубликована в рамках: LXV Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 28 декабря 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Сельское и лесное хозяйство, агроинженерные системы

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Потанин Д.В., Иванченко В.И., Замета И.В. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АДАПТИВНОГО ВИНОГРАДАРСТВА // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. LXV междунар. науч.-практ. конф. № 12(60). – Новосибирск: СибАК, 2016. – С. 78-87.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АДАПТИВНОГО ВИНОГРАДАРСТВА

Потанин Дмитрий Валериевич

зав. лабораторией кафедры плодоводства и виноградарства, Академия биоресурсов и природопользования ФГАО УВО Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского,

РФ, Республика Крым, г. Симферополь

Иванченко Вячеслав Иосифович

зав. лабораторией кафедры плодоводства и виноградарства, Академия биоресурсов и природопользования ФГАО УВО Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского,

РФ, Республика Крым, г. Симферополь

Замета Ирина Валериевна

зав. лабораторией кафедры плодоводства и виноградарства, Академия биоресурсов и природопользования ФГАО УВО Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского,

РФ, Республика Крым, г. Симферополь

ALGORITHMIZATION OF TECHNOLOGICAL PROCESSES OF ADAPTIVE VITICULTURE

Dmitry Potanin

candidate of agricultural Sciences, associate Professor of horticulture and viticulture, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE “V.I. Vernadsky Crimean Federal University”,

Russia, Republic of Crimea, Simferopol

Vyacheslav Ivanchenko

d. of agricultural Sciences, Professor, Department of fruit growing and viticulture, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE “V.I. Vernadsky Crimean Federal University”,

Russia, Republic of Crimea, Simferopol

Irina Zameta

head of laboratory, Department of fruit growing and viticulture, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE “V.I. Vernadsky Crimean Federal University”,

Russia, Republic of Crimea, Simferopol

 

АННОТАЦИЯ

Установлено, что существует практическая возможность выращивать виноград на всех территориях сельскохозяйственного назначения при условии создания оптимальных условий для роста и развития растений. Для оптимизации условий выращивания и эксплуатации промышленных насаждений винограда разработана система алгоритмического выбора технологического процесса, который учитывает все сложившиеся на территории условия. Алгоритмы разбиты на три основных блока. Блок подбора сорто-подвойных комбинаций состоит из 54 варианта, выбора формы куста и ухода за ним – 72 варианта и ухода за насаждениями – 108 вариантов.

ABSTRACT

It is established that there is a practical possibility to grow grapes in all the territories for agricultural purposes by creating optimal conditions for the growth and development of plants. To optimize cultivation conditions and operation of industrial plantations of grapes developed a system of algorithmic selection process, which takes into account all the prevailing on-site conditions. The algorithms are divided into three main sections. Block selection of the variety-rootstocks combinations consists of 54 options to choose the form of the bush and care for it – 72 variants and care for the plantings – 108 variants.

 

Ключевые слова: Виноград, Технология производства, Алгоритм.

Key words: Grapes, Production technology, Algorithm.

 

Введение. Виноградарство Российской Федерации в последние годы переживает рост и увеличение объёмов производства, площадей и урожайностей. Немаловажная роль в таком значительном подъёме отрасли вызвана политикой государства, которая направлена на максимальное обеспечение населения продукцией отечественного производства с главной целью – выйти на объёмы, необходимые для самодостаточности и продовольственной безопасности.

Для решения задачи обеспечения населения России отечественным виноградом необходимо существенно повысить и валовые сборы ягод и сырья для перерабатывающей промышленности. Это возможно не столько увеличением площадей за счёт присоединения такого благодатного для виноградарства региона, но и подобрать такие технологии, которые позволят получать гарантировано высокие и стабильные урожаи винограда при рациональном размещении культуры и подборе соответствующих технологий.

Методика проведения исследований.

Изучение технологий выращивания виноградных насаждений проводился с использованием алгоритмизации всех технологических процессов производства винограда с учётом направленности их использования.

Проведён анализ базовой технологии производства с поэлементной разбивкой отдельных мероприятий и структурированием их в блок-схемы [4, с. 25]. При этом проводился анализ влияния различных элементов на уменьшение стресса растений от влияния неблагоприятных абиотических факторов, способных снизить урожайность насаждений винограда.

Результаты и обсуждение. Виноград – многолетняя культура, продукция которой равноценно может использоваться как для употребления в свежем виде, так и на переработку. В зависимости от направления использования продукции виноградарь использует специфический подбор сортов, а также вводит дополнительные элементы агротехники, позволяющие получать продукцию заданного качества (рис. 1).

Поэтому, при начале алгоритмизации технологии производится подбор группы сортов по назначению использования продукции [2, с. 36]. Поскольку каждая из этих направлений представлена очень большим разнообразием, то внутри каждой из групп можно провести условное разделение на сорта:

  • экологически приспособленные ко всем местным условиям выращивания, включая теплообеспеченность, водный баланс территории и минимальные температуры в период глубокого покоя;
  • ограниченно пригодные, по большей части по сумме температур в вегетационный период и водному балансу, но требующие мероприятий по защите растений от критических для сорта минимальных температур;
  • мало пригодных, у которых большинство параметров экологических требований не совпадают с обеспеченностью территории, поэтому их выращивание и обеспечение высокой продуктивности сопряжено с высокими материальными затратами.

Следует отметить, что в большинстве случаев районирование сортимента всех растений, и винограда в том числе, позволяет использовать уже накопленный опыт для каждой агроклиматической зоны. Республика Крым использует районированные сорта шестой агроклиматической зоны России – Северный Кавказ, однако, почвенные и климатические условия, сложившиеся в Крыму в значительной степени отличаются от условий других административных регионов.

 

Рисунок 1. Алгоритм технологии выращивания винограда (подбор сорто-подвойной комбинации)

 

Так, в Крыму почвы имеют высокую карбонатность, в то время как в остальных регионах они имеют слабокислую либо кислую реакцию среды с минимальным содержанием подвижных (активных) карбонатов и кальция. Подобная картина сложилась при формировании почвенного покрова под воздействием глобальных тектонических процессов в регионе. Если в Крыму почвы сформировались под воздействием осадочных известковых пород, появившихся при понятии океанического дна, то на других территориях Кавказа они образовались в ходе разрушения вулканических образований с высоким содержанием серосодержащих соединений и слабоактивных металлов. Кроме этого, в значительной мере разнятся и обеспеченность территорий водными ресурсами. Исторически сложилось, что в Крыму существует достаточно жесткий дефицит воды, который может компенсироваться либо обязательным поливом, либо, при его отсутствии, значительной степени снижается урожайность и товарность столовой группы сортов, то на Северном Кавказе территории в достаточной степени, а в некоторых районах и избыточно, обеспечены водными ресурсами. Это обуславливает необходимость правильного выбора подвоев по устойчивости к почвенной засухе либо избытку влаги. Поскольку устойчивость подвоев к карбонатности и водообеспеченности почв равнонаправленные, то каждый из этих параметров требует выделения в отдельные уровни в алгоритмизации выбора сорто-подвойных комбинаций.

Таким образом, если учесть, что алгоритм выбора данных комбинаций состоит из четырёх уровней, верхний уровень, которого состоит из двух вариантов, а все остальные по три, то их суммарное количество будет составлять 54 варианта.

В данном алгоритме нами не принят во внимание аффинитет, или совместимость сортов привоя с подвоями, который, несомненно, следует учитывать. Однако, подобная работа относится в большей мере не к уровню агротехники, а к правильному поиску так называемых карт совместимости комбинаций, имеющий генетическую и физиологическую близость подвоя и привоя.

После выбора сорто-подвойной комбинации производится непосредственно сам подбор агротехнических мероприятий по уходу за насаждениями. В данном элементе обязательно учитываются экологические особенности сорта по отношению к степени морозостойкости. В случае если виноградарем выбираются сорта недостаточно морозостойкие в зоне выращивания, то необходимо включать элементы защиты насаждений от морозов. Данная защита имеет комплексный характер и напрямую влияет на формы кустов, а, следовательно, и все дальнейшие мероприятия и, как следствие, на эффективность производства продукции.

В зависимости от степени морозостойкости сорто-подвойной комбинации возможно 72 сценария ведения кустов растений (рис. 2). Они предполагают не только выбор укрывки винограда валом земли с целью недопущения повреждения надземной части куста низкими температурами, но и уходу за уже сформированной кроной.

 

Рисунок 2. Алгоритм выбора формы куста и ухода за виноградником в течении вегетации

 

Поскольку достаточно морозостойкие сорта нет необходимости укрывать валом земли на зиму, то для них наиболее применимы высокотехнологичные штамбовые кордонные формы кустов с различной их высотой. В то же время, при низкой морозо- и зимостойкости растений необходимо их укрывать, что требует использовать бесштамбовые формы. Укрытие растений валом земли – очень трудоёмкий процесс, который приводит к повреждению растений и преждевременному их старению. Поэтому желательно при этом мероприятии использовать наиболее щадящие технологии с минимальным повреждением растений. Классической формой растений в укрывном виноградарстве считается – многорукавная веерная с разнонаправленным расположением рукавов вдоль ряда. Однако, при механизированном способе укрытия виноградных кустов такая форма, зачастую, приводит к быстрой поломке рукавов, направленных навстречу движению транспорта. Поэтому при полной механизации процесса желательно применять сформированные кусты виноградников. В Крыму были разработаны такие формы, которые нашли существенное распространение в зонах укрывного виноградарства – двухъярусная многорукавная (Магарач-2), а также для полной механизации процесса снятия растений со шпалеры и укладки в грунт – одноярусная двухрукавная (Магарач-Ильчер или Магарач-3).

Все виноградные растения в интенсивных насаждениях обязательно формируются на шпалере и в течение вегетационного периода для лучшего закрепления растений на ней обычно применяют достаточно трудоёмкие работы по подвязыванию растущих однолетних побегов. Такая работа в своём классическом виде проводится до трёх-четырёх раз. Чтобы снизить затраты на такие подвязки современное виноградарские технологии предполагают вариации форм надземной части со свободным свисанием прироста. Это в некоторой степени дополнительно снижает силу роста растений и практически не требует дополнительных затрат на ручную подвязку молодых побегов. Однако такое свободное свисание подходит не во всех случаях, особенно для получения высококачественных ягод с повышенной сахаристостью. Это связано с тем, что свободно свисающие побеги зачастую загущаются переплетением и тем самым в значительной степени снижается освещённость листьев и гроздей.

Приняв во внимание, что необходимо максимально снизить затраты труда и ресурсов рекомендуется использовать двурядное расположение проволок на каждом ярусе шпалеры. Такая конструкция позволяет отрастающие побеги заводить в центр шпалерного яруса без затрат подвязочного материала при высокой производительности. Закрепление побегов к шпалере виноградное растение, как правило, обеспечивает самостоятельно, зацепляясь на шпалере своими усиками, которые с возрастом одревесневают, прочно закрепляя на ней побег.

Кроме этих мероприятий, в зависимости от назначения производимой продукции, требований заказчика к её качеству и некоторых сортовых особенностей могут применяться и дополнительные зелёные операции типа чеканки побегов и пасынкования. Эти мероприятия могут применяться как совместно, так и в отдельности, поэтому составляют отдельные уровни вариантов в наших алгоритмах. Таким образом, суммарно, по выбору форм куста и уходу за надземной частью растений существует 72 варианта.

Помимо обязательных алгоритмов выбора сорто-подвойных комбинаций и формы куста следует учитывать и уход в целом за насаждениями. Данный блок является пожалуй основным, который обеспечивает технологичность и продуктивность в интенсивных виноградников (рис. 3).

Так, схема посадки растений напрямую влияет на густоту насаждений и их продуктивность [1, с. 18]. Современные тенденции развития виноградарства, как и всего садоводства, направлены на увеличение густоты насаждений, что приводит к снижению нагрузки на отдельный куст нагрузки гроздями, а это, в свою очередь приводит к значительному увеличению качества выхода продукции.

Для технологизации ухода за почвой возможно применять три основных способа содержания междурядий – пар, залужение и их комбинацию (паро-сидеральную) систему. Традиционным в Крыму являлось и пока ещё остаётся главенствующим содержание почвы в междурядьях под чистым чёрным паром. Однако этот способ не всегда приемлем с экологической точкой зрения. На склонах он способствует эрозионным процессам, а также в целом приводит к постепенному снижению гумуса в почве за счёт его минерализации без возможности естественного восстановления.

 

Рисунок 3. Алгоритм технологии ухода за интенсивными виноградными насаждениями

 

Как полная противоположность содержанию под паром, в виноградарстве применяется залужение междурядий культурными травяными смесями либо естественными травами местного агробиоценоза [3, с. 26]. Данный способ не только практически полностью решает проблему со смывом почвенного покрова, но обеспечивает накопление органики в почвенном профиле. Дополнительно, на высококарбнатных почвах залужение улучшает питание растений, в некоторой степени снижая активную карбонатность и, как следствие, улучшая питание растений железом и магнием. Однако при таком способе затруднено укрытие кустов на зиму грунтом. Для решения этого желательно применять паро-сидеральную систему. Постоянное скашивание растений в междурядьях с оставлением скошенных растительных остатков на месте или их равномерным распределением по территории не только обеспечивает накопление органики, но ещё и благоприятен с технологической точки зрения, облегчая проход техники сразу после обильных осадков, а также снижает расход горючего при текущем уходе за насаждениями. Однако следует отметить, что залужение и паро-сидеральная система будет эффективно работать только при соответствующем водообеспечении

Следующими уровнями ухода за насаждениями следует принять обеспеченность поливной водой, что выбирается исходя из возможностей хозяйства и направленностью производимой продукции, методики борьбы в насаждениях с болезнями и вредителями, а также способу уборки урожая.

Естественно, что если при уборке урожая с полным ручным процессом либо поточным методом можно собирать виноград как для употребления в свежем виде, так и на переработку, то полная механизация с использованием виноградоуборочного комбайна пригоден лишь для сбора технического винограда для ординарного виноделия.

Из приведённой алгоритмизации технологических процессов нами были целенаправленно исключены некоторые обязательные мероприятия, которые необходимо проводить в обязательном порядке – катаровка, которая должна проводиться не реже одного раза в три года, сухие подвязки лозы и рукавов и т. д. Однако видно, что алгоритмизация позволяет в значительной мере систематизировать все технологические процессы, а выбор сорто-подвойных комбинаций и уход за самими растениями обусловлен сложившимися почвенно-климатическими условиями территории выращивания. Поэтому, для получения высоких стабильных урожаев необходимо проводить детальное обследование территории на обеспеченность в первую очередь климатическими условиями, совместимыми с требованиями отдельных сортов.

Выводы:

  1. Экологическая пластичность культуры винограда обусловлена его видовым составом и происхождением выведенных сортов. Существует практическая возможность выращивать виноград на всех территориях сельскохозяйственного назначения при условии создания оптимальных условий для роста и развития растений.
  2. Для оптимизации условий выращивания и эксплуатации промышленных насаждений винограда разработана система алгоритмического выбора технологического процесса, который учитывает все сложившиеся на территории условия. Алгоритмы разбиты на три основных блока. Блок подбора сорто-подвойных комбинаций состоит из 54 варианта, выбора формы куста и ухода за ним – 72 варианта и ухода за насаждениями – 108 вариантов.

 

Список литературы:

  1. Зармаев А.А. Влияние уплотненной посадки на продуктивность кустов винограда // Садоводство и виноградарство. – 2001. – № 6. – С. 17–20.
  2. Иванченко В.И., Тимофеев Р.Г., Баранова Н.В. Оценка агроэкологических ресурсов местности в контексте эффективности размещения сортов винограда. // Виноградарство и виноделие. – 2009. Т. 39. – С. 35–38.
  3. Петров В.С. Роль вида трав в залужении междурядий виноградников // Виноград и вино России. – 2001. – № 2. – С. 26–28.
  4. Потанин Д.В. Оценка пригодности агроклиматических условий для выращивания плодовых и ягодных культур. // Дни науки КФУ им. В.И. Вернадского. Сборник тезисов участников I научной конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов, студентов и молодых ученых. – 2015. – С. 23–25.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий