Научные основы ресурсосберегающей, безотходной технологии возделывания дыни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научные основы ресурсосберегающей, безотходной технологии возделывания дыни

Специальность: 06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание учёной степени

доктора сельскохозяйственных наук

Санникова Татьяна Александровна

Астрахань 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте орошаемого овощеводства и бахчеводства РАСХН.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Коринец Валентин Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, Быковский Юрий Анатольевич

доктор сельскохозяйственных наук, Теханович Генрих Адамович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Григоренкова Екатерина Николаевна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Защита состоится «9» декабря 2009 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 212.009.09 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, Естественный институт АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Естественного института Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.

Автореферат разослан «___» ____________ 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ж.А. Зимина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одной из важнейших задач современности является улучшение снабжения населения страны высоковитаминными, экологически безопасными продуктами питания в течение всего года. Решение этой задачи должно осуществляться путём применения новейших достижений агротехники, районированных и перспективных сортов и гибридов, адаптированных к условиям региона, создания условий для улучшения качества и сокращения потерь продукции, при минимальных энергозатратах, с учётом процессов, протекающих в агроценозе и системе, человек-агроценоз, что позволит в значительной мере устранить препятствия принятию рациональных хозяйственно-экономических решений в растениеводстве.

Для того чтобы восполнить количество потребления дыни до научно-обоснованных норм необходимо увеличить её производство. В области технологии выращивания дыни особое внимание уделяется созданию ресурсосберегающих технологий. Энергетический кризис ставит перед учёными страны задачу пересмотра устоявшихся традиций в вопросах основной и предпосевной подготовки почвы, ухода за посевами, уборки урожая. Необходимо сократить затраты топливно-энергетических ресурсов во всех звеньях технологической цепочки без резкого снижения урожайности. При этом следует учитывать вопросы сохранения экологической обстановки, исключить из технологии или свести к минимуму применение химических средств защиты растений против вредителей и болезней, более интенсивно использовать биологические средства.

Учитывая биологические, хозяйственно-ценные признаки, качество плодов дыни, а также то, что потенциальные возможности культуры сдерживаются малым набором сортов, пригодных для хранения, транспортировки и переработки, отсутствием ресурсосберегающей технологии возделывания, в ГНУ ВНИИОБ были поставлены на изучение вопросы технологии возделывания, хранения, переработки дыни, использование отходов семеноводства для приготовления компоста, семян для получения дынного масла. В дальнейшем разрабатывалась научно-техническая документация (ОСТ) на технологические процессы возделывания и технические условия на сушёную продукцию дыни.

Цели и задачи исследований. Обосновать ресурсосберегающую технологию возделывания дыни с целью получения урожая высокого качества, отвечающего требованиям и нормам Минздрава РФ и разработать отраслевые стандарты на типовые технологические процессы её производства. Подобрать сорта с высокой транспортабельностью плодов для отправки в промышленные центры страны. Поэтому предусматривалось решение следующих задач:

ресурсосберегающая технология возделывания дыни при орошении в аридной зоне;

дать целевую оценку качества дыни, разработать «ценники» в рыночных условиях современного ведения хозяйства;

разработать ресурсосберегающую технологию хранения и транспортировки плодов дынь;

разработать технологию солнечно-воздушной сушки и переработки товарного урожая и отходов семеноводства дыни;

дать экономическую оценку сортообразцов дыни;

разработать ОСТ на типовые технологические процессы возделывания и сушёную продукцию дыни. дыня семеноводство урожай возделывание

Практическая значимость работы. На основании научно-обоснованных данных многолетних исследований разработаны, утверждены и действуют ОСТ на технологические процессы производства, а также разработаны технические условия на сушёную продукцию дыни высокого качества, безопасную для здоровья человека.

Установлены оптимальные температурно-влажностные параметры для транспортировки и хранения плодов дыни, обеспечивающие поставку продукции потребителю при высоком качестве.

Научно обоснована ресурсосберегающая безотходная технология возделывания дыни в зависимости от места выращивания, сорта, сроков и схем посева, способа уборки, транспортирования, хранения и переработки.

Разработана технология солнечно-воздушной сушки товарного урожая дыни, а также использование побочного сырья семеноводства для приготовления органического удобрения и масла из её семян.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. ресурсосберегающие агроприёмы возделывания дыни.

2. качество дыни при выращивании, уборке, транспортировке, хранении и переработке в рыночных условиях.

3. хранение и транспортировка плодов дынь при использовании предварительного охлаждения и различных упаковок.

4. технологические процессы переработки товарного урожая и сырья семеноводства продукции дыни. Способы получения и хранения сушёного продукта.

5. безотходная технология производства дыни.

6. экономическая эффективность и энергетическая оценка производства и переработки дыни.

Апробация результатов исследований. Основные результаты научной работы докладывались на учёных советах ГНУ ВНИИОБ, научно-методических совещаниях, на Международных, Республиканских, Всероссийских научно-практических конференциях по бахчеводству, овощеводству и картофелю:

- Теоретическая и прикладная карпология - Всесоюзная конференция, г. Кишинёв (1989);

- Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур - Международная научно-практическая конференция г. Москва (2006);

- Проблемы ресурсосберегающего производства и переработки экологически чистой сельскохозяйственной продукции - Международная научно-практическая конференция г. Астрахань (2006);

- Современное состояние картофелеводства и овощеводства и их научное обеспечение - Международная научно-практическая конференция г. Алматы (2006);

- Коняевские чтения - Всероссийская научно-практическая конференция г. Екатеринбург (2006, 2008);

- Генофонд бахчевых культур, пути его использования в решении селекционных и технологических проблем - Международная научно-практическая конференция в рамках V фестиваля «Российский арбуз» г. Астрахань (2006);

- Опыт, проблемы, перспективы функционирования АПК - IV научно-практическая конференция молодых учёных г. Астрахань (2007);

- Проблемы и перспективы развития современных элементов технологии производства сельскохозяйственной продукции г. Астрахань (2008).

На Международной выставке «перспективные технологии ХХI века» (2009).

В монографиях: «Ресурсосберегающие основы орошаемого земледелия» (2003), «Производство, переработка, хранение продукции растениеводства в Астраханской области» (2008).

Разработка отмечена Дипломом V Московского Международного салона инноваций и инвестиций (2005); Дипломом участника Каспийского форума инновационных проектов(2009).

Публикации результатов исследований. По материалам исследований разработан, утвержден, введен и действует отраслевой стандарт по технологическим процессам производства, подготовлен к утверждению ОСТ по техническим условиям на сушеную продукцию дыни. Разработано 5 рекомендаций, 6 методик, материалы вошли в сборники ГНУ ВНИИОБ по проблеме орошаемого овощеводства и бахчеводства; технологий возделывания культур, селекции и семеноводства. По теме диссертации депонировано 4 заключительных отчёта в сборнике рефератов НИР и ОКР сер. Сельское хозяйство 1985-2008 гг., в ведущих научных и научно-производственных журналах опубликовано 72 работы из них 18 в реферативных журналах ВАК, всего на 39,76 печатных листах, из них 15,9 печатных листов приходится на долю автора.

Научная новизна. Впервые разработан ОСТ «Дыни продовольственные. Типовой технологический процесс», который введён в действие 1 марта 2003 года, а также ОСТ «Дыни сушёные. Промышленное сырьё. Технические условия».

Дана оценка плодов дыни на пригодность для транспортировки в промышленные центры страны районированных и перспективных сортов и гибридов селекции ГНУ ВНИИОБ и других институтов, а также для переработки и употребления в свежем виде.

Разработана технология солнечно-воздушной сушки товарной продукции дыни и использование отходов сырья семеноводства, после выделения семян, как для приготовления консервов, дынного масла, так и на органическое удобрение.

Дана экономическая и энергетическая оценка производства, хранения и переработки дыни.

Фактический материал и личный вклад автора. Автор представленной диссертационной работы является исполнителем исследований по вопросам технологии, хранения, транспортировки, переработки дыни в ГНУ ВНИИОБ в течение 1983-2008 гг.

Личный вклад заключается в разработке программы, методики, рекомендаций, проведении лабораторно-полевых опытов, производственной проверке результатов, подготовке отчётов о научно-исследовательской работе.

В работе использованы экспериментальные материалы, полученные автором лично, а также совместно с Е.И. Ивановой, В.П. Луценко, И.М. Соколовой, Н.И Антипенко, В.А. Мачулкиной, Н.Е. Руденко и др. сотрудниками института.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, списка литературных источников и приложений.

Работа изложена на 330 страницах компьютерного текста, содержит 75 таблиц основного текста, 5 рисунков и 35 таблиц в приложении. Список использованной литературы содержит 405 наименований, в том числе 33 иностранных.

Условия и методика исследований.

Исследования проведены в 1983-2008 гг. по гостематике РАСХН, на базе ГНУ ВНИИОБ. Объектом исследований была продукция, выращенная в опытах и на производственных посевах ОНО ЭСП «Наука» государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого овощеводства и бахчеводства, ООО «Надежда 2», с-з «Коммунар» Камызякского, к-з «40 лет Октября» Лиманского района Астраханской области и в Камышинском районе Волгоградской области на аллювиально-луговых, пустынно-степных и светло-каштановых почвах.

Кроме того, технологические процессы изучались на опытных посевах отдела технологии бахчевых культур ВНИИОБ (1983-1990 гг.).

Аллювиально-луговые тяжело- и среднесуглинистые слабозасолённые хлоридно-сульфатного типа. Содержание гумуса колеблется от 1,5 до 2,7 %. Обеспеченность почвы минеральным азотом от 98 до 155 мг/100 г сухой почвы, подвижным фосфором 29,1-55 мг/100 г. обменным калием 275-448 мг/100 г почвы. Реакция почвенного раствора слабощелочная рН 7,2-7,5 и 7,7-7,9.

Пустынно-степные легкосуглинистые, незасолённые с содержанием гумуса 0,28-0,45 %. Реакция почвенного раствора ближе к щелочной рН = 8,5-8,9. содержание легкогидролизируемого азота в почве - 1,37-1,56, подвижного фосфора - 0,30-0,50, обменного калия - 24-65 мг/100 г сухой почвы.

В период проведения исследований метеорологические условия вегетационного периода были различными. Среднемесячная температура воздуха в целом была выше среднемноголетней за исключением 1988, 1989, 2003, 2008 годов, когда отмечалась низкая майская температура, сопровождающаяся поздними заморозками в первой и второй декаде мая. Количество осадков было близко к среднемноголетней норме, однако по месяцам колебания были очень существенными.

При проведении исследований изучалось влияние типов почв, сроков и схем посева, норм вносимых удобрений, поливов, химических обработок против сорняков, вредителей и болезней, а также адаптивность отдельных сортов дыни при возделывании в аридных условиях, хранение, тара, упаковка и транспортировка дыни, что является гарантом получения потребителем продукции высокого качества при минимальном содержании в плодах остаточного количества ядохимикатов, нитратов, токсичных веществ, не превышающих предельно-допустимых концентраций (ПДК), Минздрава РФ.

Изучались условия, способы и методы переработки плодов дыни: консервирование, сушка, использование сырья семеноводства на получение качественного продукта питания, а также на производство органического удобрения, масла из семян.

Определялось качество производимой продукции по пищевым и технологическим показателям районированных и перспективных сортов при сборе, транспортировке, хранении и переработке. Методической основой выполнения работ были лабораторные, полевые и производственные опыты.

Соисполнители разработок по отраслевым стандартам на типовые технологические процессы и технические условия на сушёную дыню сотрудники ГНУ ВНИИССОК.

Исследования проводили в соответствии с требованиями следующих методик:

Юдин Ф.А. Методика агрохимических исследований. - М., 1980;

Методические указания по проведению научно-исследовательских работ по хранению овощей. - М.,1982;

Исследования по хранению и транспортировке овощей. - М.,1992;

Целевая оценка качества плодов дыни (методика)/Составители В.В. Коринец, и др. - Астрахань,2006;

Агроэнергетическая оценка технологии возделывания сельскохозяйственных культур/Коринец В.В. и др. - М.,2000;

ГОСТ 7178-85 Дыни свежие. Технические условия;

ОСТ 10 315-2002 Дыни продовольственные. Типовой технологический процесс;

Князев Н. Методические указания по определению качества картофеля, плодоовощей и винограда. - М.,1972;

Доспехов Б.А Методика полевого опыта. - М.: Колос,1979.

Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве /Под ред. В.Ф. Белика. - М., 1992.

Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. - Л.:Агропромиздат, 1987.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретические основы и практика ресурсосберегающей, безотходной технологии возделывания дыни

В настоящее время наблюдается интенсивное развитие исследований в области энергетического анализа сельского хозяйства, связанное с двумя явлениями глобального характера: углубляющимися мировыми кризисами - продовольственным и энергетическим.

Рост энергозатрат в агропромышленном комплексе и снижение энергетической эффективности возделывания дыни вызывают необходимость искать пути повышения эффективности использования энергоресурсов. Во многих странах мира идёт усиленная борьба на всех этапах «энергоциклов» экономии энергоресурсов, разработка ресурсосберегающих технологий и т.д. При анализе затрат при возделывании дыни с 1908 по 2008 годы установлено, что они увеличились в 4,8 раза, при этом значительные затраты приходятся на невозобновляемые ресурсы: удобрения, орошение, уборка урожая и др. (рис. 1).

Рис. 1 Динамика энергозатрат на возделывание дыни

Для эффективного использования плодородия почвы и генетического потенциала растений ученые ГНУ ВНИИОБ в течение 30 лет разрабатывали эффективные технологии для условий орошения.

Так, обработка почвы, один из важнейших приёмов, способствующих получению устойчивых и высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

В орошаемых условиях к основной подготовке почвы предъявляются следующие требования: послеуборочное лущение стерни и глубокая (27-30 см) зяблевая вспашка плугом с предплужником. На участках с меньшим плодородным слоем - на всю его глубину, но с применением почвоуглубителей. Глубокая зяблевая вспашка дает возможность накопить влагу и элементы минерального питания, уменьшить засорённость посевов, оказать рассоляющее действие, а также создать благоприятные условия для мощного развития корневой системы растений. Перед вспашкой многолетние травы обрабатывают плоскорезом на глубину 10-12 см для подрезания корневых шеек, и через 10-15 дней участки перепахивают.

Существующие технологии возделывания бахчевых включают большое количество приёмов воздействия на почву, которые в результате ухудшают её физические показатели. В связи с этим взято направление на минимализацию обработки почвы, т.е. сокращение приёмов с использованием комбинированных широкозахватных агрегатов, целесообразное уменьшение глубины обработки, снижение затрат.

Из обобщённых научных данных известно, что расход топлива на пахоту составляет 17-20 кг/га, перепашку зяби, лущение 10-12 кг/га, фрезерование, выравнивание 4-5 кг/га, культивацию 2,5-3,5 кг/га. При возделывании дыни расход топлива на почвообработку составляет 40-43 % от общего расхода.

Для уменьшения затрат горючего и воздействия на почву необходимо: чередовать поверхностную и глубокую обработки в севообороте, пахоту с чизелеванием; совмещать технологические операции; использовать активные рабочие органы; вести полосную обработку; применять минимальную или нулевую обработку.

Для весенней обработки почвы создан комбинированный агрегат, совмещающий безотвальную перепашку зяби с фрезерованием активными рабочими органами. Безотвальная перепашка зяби с использованием комбинированного агрегата позволяет сократить затраты энергии на привод фрезы в 3-5 раз, обеспечивает сохранение запасов почвенной влаги благодаря выравниванию поверхности и мульчированию верхнего слоя, ликвидацию волнообразной поверхности после вспашки и уменьшения площади испарения. Для бахчевых культур используют сошниковые сеялки, как в богарных, так и в орошаемых зонах.

При технологии бессошникового посева дисперсия глубины посева зависит только от дисперсии твёрдости почвы, что обеспечивает коэффициент вариации не более 15 %. При этом у рыхлой почвы коэффициент вариации твёрдости уменьшается вдвое. Отсюда более дружные всходы, повышение полевой всхожести на 20-25 % и в конечном итоге снижение затрат и рост урожайности. С разработкой сеялки КОМБИ - Р впервые достигнут принцип: семена имеют «жёсткую постель» и «мягкое одеяло».

При ширине междурядий 0,45-0,9 м довсходовое боронование, междурядную обработку, прополку защитных зон, окучивание выполняются одной машиной «КОМБИ-Р», а при ширине 1,2-1,8 м - двумя машинами: «КИМБИ-Р» и «РОТОР-Р».

Для работы в зоне подстепных ильменей на культиватор КРН-5,6 А посредине междурядий устанавливают бороздопрерыватели конструкции ГНУ ВНИИОБ. Над рядками специальные секции с двумя бритвами, опирающиеся на два колеса, а также окучники перед колёсами трактора для разрушения перемычек в борозде. Культивацию проводят в агрегате с трактором МТЗ-82. окучники разрушают перемычки, бритвы обрабатывают зону возле рядков на глубину 1-3 см, остальную поверхность обрабатывают плоскорезами на глубину 4-8 см. Посредине междурядий по ходу колёс трактора и культиватора почву рыхлят окучниками или стрельчатыми лапами, а бороздопрерыватели восстанавливают перемычки во всех междурядьях. Включение бороздопрерывателей осуществляется от опорных колёс культиватора.

На выровненных участках в дельте и пойме, на культиватор КРН-5,6 А устанавливают четыре щелевателя-направителя для вождения тракторного агрегата по направляющим щелям до начала плетеобразования.

В ГНУ ВНИИОБ разработана и апробирована рядковая безгербицидная технология, предусматривающая механическую, физическую и биологическую борьбу с сорняками перед посевом, одновременно с посевом, в довсходовый и послевсходовый периоды. Действует новый принцип обработки почвы на посевах бахчевых культур в зоне рядка как в предпосевной, так и в довсходовый и послевсходовый периоды, что обеспечивает эффективную защиту всходов от сорняков и почвенной корки, а также высокое качество выполняемых работ. Существенно снижаются затраты энергии при посеве в необработанную почву стерневыми сеялками.

Широко используемый полив дождеванием весьма энергоёмкий процесс. Затраты энергии на полив пропашных культур с помощью ДДА-100 МА составляет около 6,0 МДж/м³, на подачу воды насосными станциями типа ПНС - до 2,5 МДж/м³. В условиях аридной зоны при поливе дождеванием до 30 % влаги теряется при полёте её от распылителя дождевального агрегата до поверхности почвы, часть испаряется с поверхности, идёт на фильтрацию. В начальный период вегетации, когда ещё слабо развита корневая система культурных растений, значительная её часть используется сорняками. Поэтому необходимо вместо дождевания применять комбинированный дождевально-поверхностный способ полива, за счёт профилирования поверхности почвы в процессе вегетации. Такая технология полива позволяет частично перераспределять воду по поверхности с увлажнением слоя почвы, прежде всего в зоне рядков. Это особенно эффективно при широкорядных системах посева (бахчевые).

Возможен поверхностный полив по бороздам на хорошо спланированных системах. Ввиду того, что в Астраханской области много слабоводопроницаемых почв, целесообразно применять вместо борозд - борозды-щели.

Полив по наклонным щелям-кротовинам, нарезаемым культиватором, даёт эффект на широкорядных посевах 1,4 м огурцов, арбузов, дыни, тыквы, кабачков, томатов. Экономится не только вода, но и существенно снижаются затраты на борьбу с сорняками и болезнями. Менее энергоёмко капельное орошение и внутрипочвенный полив, используемый на полях Херсонской опытной станции.

В ГНУ ВНИИОБ создана пропашная штанга и пропашное устройство, что позволило разработать многофункциональный культиватор «РОТОР - Р», работающий на скорости до 12-14 км/ч. Обрабатывает на протяжении всего периода вегетации не менее 78 % площади, причём и под листостебельной массой растений. Культиватор осуществляет полосовое прикатывание, довсходовую обработку, окучивание, прополку в рядках, междурядную обработку. При использовании активных рабочих органов повышается степень крошения почвы и достигает 95 %, создаётся мульчирующий слой «закрывающий» влагу в корнеобитаемой зоне, что снижает затраты энергии на вегетационные поливы.

Рядковая технология предлагает вождение машинно-тракторных агрегатов по направляющим щелям-бороздам. Нарезка щелей проводится до или одновременно с посевом.

Особое внимание следует уделить сокращению затрат на минеральные удобрения, пестициды, горюче-смазочные материалы без ущерба урожаю бахчевых.

Велики затраты труда на уборочные работы. На уборку дыни с площади 1 га при существующей технологии тратится 345 МДж совокупной энергии, что составляет 69,5 % общих энергозатрат. Это объясняется использованием на уборке ручного труда.

Немаловажное значение при возделывании дыни имеют сведения о долевом участии отдельных факторов в формировании урожая. Располагая такими сведениями, можно выбирать наиболее выгодный вариант количественного и качественного сочетания условий внешней среды и агротехнических приёмов для получения ресурсного урожая.

На основе обобщения многолетних исследований ГНУ ВНИИОБ составлена схема, отражающая роль отдельных факторов, учитываемых в формировании урожая дынь (рис. 2).

Рис. 2 Долевое участие факторов в формировании урожая дыни

Ресурсосберегающая технология возделывания дыни в первую очередь должна учитывать особенности местных условий: спектр солнечной энергии, почвенный покров, обеспеченность влагой и т.д. В соответствии с этим должны совершенствоваться размещение и агротехника различных сельскохозяйственных растений, набор орудий и машин возделывания и уборки.

Практические мероприятия должны быть цельными, последовательными для каждого энергоцикла и разработанными со строгим учётом почвенно-климатических условий, способов переработки и условий хранения.

Наукой и передовой практикой разработаны способы и методы, позволяющие сохранить в свежем или переработанном виде продукцию дыни продолжительное время. Переработка скоропортящихся плодов, к которым относится дыня, путём консервирования, соления, сушки, сублимаций, замораживания увеличивает общие пищевые ресурсы страны. В процессе товарной обработки урожая и реализации, как правило, содержится от 25 до 40 % нестандартной части, в зачистном урожае - в 1,5 раза больше. Согласно действующим стандартам на свежую продукцию, нестандартная часть бракуется и остаётся в местах производства на корм скоту или частично реализуется по договорённости. Переработка товарного урожая с использованием солнечной энергии является одним из резервов удовлетворения потребности населения страны в продукции, позволяющий создать безотходную ресурсосберегающую технологию производства.

Мобилизация дополнительных ресурсов органических удобрений, которым является сырьё семеноводства дыни при машинном выделении семян, есть дополнительный резерв получения органического удобрения (компоста), кроме того, из семян не используемых для реализации можно получать дынное масло, пригодное для лечебных целей, и для парфюмерной промышленности.

Ресурсосберегающие основы технологии возделывания дыни в орошении аридной зоны

В настоящее время целесообразно массовое внедрение новых энергосберегающих технологий с помощью реконструкции действующих производств, снижения материалоёмкости продукции и применение менее энергоёмких технологий и материалов, рационализации транспортных перевозок, массового замещения жидкого и экономии газообразного топлива, благодаря использованию твёрдого топлива и нетрадиционных возобновляемых энергоресурсов - энергия Солнца, ветра, горячих подземных вод (геотермальная энергия), морских приливов, биомассы (органические отходы сельскохозяйственного производства) и т.д.

Механическое сопротивление почвы является важным фактором плодородия, и чем оно больше, тем худшие условия создаются для получения урожая. Аллювиально-луговые почвы в условиях орошения чрезвычайно быстро уплотняются, и от начала вегетации до уборки твёрдость их возрастает. Это связано с уменьшением влажности почвы к уборке урожая, самоуплотнением почвы, действием орошения, атмосферных осадков. С глубиной твёрдость резко возрастает, поэтому глубина и способы обработки почвы оказывают заметное влияние на этот важный показатель физического состояния её (табл. 1).

Таблица 1

Твёрдость почвы в зависимости от приёмов основной обработки почвы, кг/см² (2004-2007 гг.)

С увеличением объёмной массы и уменьшением скважности затрудняется развитие корневой системы растений, так как уменьшается аэрация почвы. Это отрицательно сказывается на процессе нитрификации, дыхании корней растений и урожае. Одним из регуляторов физических свойств почвы являются приёмы её обработки. На любой почвенной разности обработка почвы, прежде всего, изменяет сложение и строение почвы.

Совершенствование агротехнологий в отношении минимизации давления на почву должно более интенсивно развиваться в сторону совмещения операций: предпосевных обработок с внесением удобрений и пестицидов; посева с локальным внесением удобрений и прикатыванием; предпосевных обработок, планировки поверхности и прикатывания почвы; основной обработки с внесением минеральных удобрений и т.д. Опыт применения комбинированных машин свидетельствует не только об уменьшении их уплотняющего воздействия на почву, но и снижении энергоёмкости, производственных затрат и себестоимости продукции.

Дыня для нормального развития требует почв структурных, способных непрерывно снабжать растения водой и питательными веществами. Поэтому поля из под залежей и особенно многолетних трав наиболее пригодны под посевы дыни. Лучшими предшественниками являются кукуруза, озимые и яровые зерновые, рис, целинные участки.

На орошаемых участках, рано освобождаемых от предшествующей культуры, проводится полив, лущение, зяблевая вспашка, а по мере отрастания сорняков культивация.

Лущение стерни создаёт благоприятные условия для накопления влаги и питательных веществ в почве, уничтожает сорняки и вредителей. Лущение стерни следует проводить дисковой бороной БДТ-3,0 в агрегате с трактором ДТ-75 М. Для работы на небольших участках рекомендуется борона БДН-2, навешиваемая на трактор «Беларусь».

Зяблевую вспашку под дыни проводят ранней осенью на глубину 27-30 см, в зависимости от мощности пахотного горизонта. Для пахоты используют четырёхкорпусной навесной плуг ПЛН-4-35. При зяблевой вспашке в почве накапливается больше влаги по сравнению с весновспашкой, что даёт прибавку урожая. Особое значение в условиях орошения имеет выравненность полей. Для этого применяют длиннобазовые планировщики П-4, ПА-3 или П-2,8. По мере отрастания сорных растений проводят культивацию и подзимний влагозарядковый полив.

Весеннюю обработку начинают с ранневесеннего боронования зяби или чизелевания на глубину 14-16 см чизелькультиватором ЧК-4.

Дыня относится к культуре сравнительно позднего посева. Ко времени посева поле зарастает сорняками, поэтому для уничтожения сорняков и создания лучших условий для развития растений в начальный период роста проводят предпосевные культивации. Первую на глубину 14-16 см одновременно с культивацией поля под зерновые культуры, что способствует лучшему прогреванию почвы и стимулирует прорастание сорняков. Вторую культивацию на глубину 6-8 см культиватором КПГ-4, КПГ-4Г, КПС-4 и предпосевную на глубину 6-8 см, но не позже, чем за три дня, чтобы почва слегка уплотнилась.

Рациональное применение минеральных и органических удобрений, повышает продуктивность дыни. Эффективность удобрений зависит от сроков, способов их использования и равномерности распределения по площади.

Основное удобрение вносят под вспашку (под зябь или весной) полностью калийные, фосфорные и 50 % азотные. Остаток азотных удобрений вносят в виде подкормок: первая в фазу плетеобразования, вторая в фазу образования завязей.

Дозы удобрений и соотношение между элементами минерального питания в каждой конкретной зоне устанавливается с учётом агрохимических картограмм, уровня планируемого урожая и потенциала продуктивности сорта. Допустимое отклонение от заданной нормы внесения не должно превышать 10 %.

Комплексные удобрения следует вносить только в качестве основного, а недостающие до рекомендованного соотношения азотные и фосфорные - при подкормке.

Навоз вносится на старопахотных почвах и не многолетней залежи до 30-40 т/га.

Правильное сочетание азотных, фосфорных, калийных и органических удобрений повышает устойчивость дыни к заболеваниям. Чрезмерное внесение азотных удобрений, ослабляет устойчивость растений к болезням, снижает урожайность дыни (табл. 2).

Таблица 2

Влияние доз удобрений на урожайность плодов дыни, т/га (по данным Соколовой И.М., 1983-1987 гг.)

При внесении удобрений в дозе N₁₂₀Р₁₈₀K₁₂₀ затраты энергоресурсов увеличиваются вдвое по сравнению с вариантом N₆₀P₉₀K₆₀. При оптимальном внесении удобрений накопительная энергия в продукте увеличивается в 1,1-1,5 раза в сравнении с контролем. Затраты энергии по сортам варьировали и составляли от 45570 МДж/га у сорта Таврия до 64510 МДЖ/га у сорта Мечта при N₁₂₀P₁₈₀К₁₂₀ (табл. 3).

Применение оптимальных доз минеральных удобрений в сочетании с органическими, увеличивает не только урожай дыни, но и энергозатраты в 1,1-1,5 раза.

Таблица 3

Влияние минеральных удобрений на накопление энергии, МДж/га

Выявление оптимальных, наиболее благоприятных сроков сева, обеспечивающих нормальный рост, развитие и получение высокого урожая дыни, различным по своим биологическим свойствам и хозяйственному назначению, является одним из важных вопросов в системе агротехнических мероприятий.

Исследования показали, что сроки посева оказывают влияние на рост и развитие растений, о чём свидетельствуют данные фенологических наблюдений.

Всходы дынь посеянных в первый срок (3-я декада апреля) на аллювиально-луговых тяжело и среднесуглинистых почвах, появились на 4-5 день, на пустынно-степных, легкосуглинистых - через 3-5 дней. Межфазовые периоды из-за перепада температур в начальный период роста растений удлинялись по сравнению с последующими сроками посева.

В отличие от первого срока семена дыни при втором сроке посева (1-я декада мая) оказались в более благоприятных условиях для прорастания. Нарастание суммы активных температур сократило межфазовые периоды развития растений. В связи, с чем вегетационный период сократился на 3-9 дней по сравнению с первым сроком посева.

Всходы дынь при третьем сроке посева (2-я декада мая) появились на 2-3 день. Продолжительность периодов прохождения фаз роста оставалась на том же уровне, что и при втором сроке посева, кроме межфазового периода «всходы-шатрик», что отразилась на продолжительности вегетационного периода.

Четвёртый срок посева (3-я декада мая) пришёлся на самый жаркий период месяца. Средняя температура воздуха в третьей декаде мая составила 20,8…21,8 єС, всходы появились на второй день после посева. Развитие растений проходило быстрее, чем в предыдущие сроки посева, особенно в первой половине вегетации. Более длительно проходил период «плодообразование-созревание».

Лучшие условия для формирования растений и плодов создаются в первой и второй декаде мая, растения более развитые с большим числом основных плетей и завязавшихся на них плодов. Наблюдаются значительные различия роста и развития растений на аллювиально-луговых и пустынно-степных почвах. Так при раннем сроке посева на пустынно-степных почвах на растении образовалось до четырёх основных плетей, на аллювиально-луговых почвах две в редких случаях три. Такая же закономерность отмечена и при позднем сроке посева. При втором и третьем сроках посева завязывалось плодов от 8 до 19 штук. Более крупные плоды размером 21-25 см по наибольшему поперечному диаметру были получены при первом сроке посева на буграх Бэра, по сравнению с плодами, выращенными на аллювиально-луговых почвах. Такая закономерность наблюдалась по всем срокам посева. Таким образом, посев на буграх Бэра в первой декаде мая формирует наибольшее количество плетей, как основных, так и боковых, и соответственно большее число плодов на растении, по сравнению с аллювиально-луговыми, тяжелосуглинистыми почвами.

Благоприятные условия для роста и развития дыни при посеве в первой декаде мая сказались на её урожайности (табл. 4).

Таблица 4

Урожайность дыни в зависимости от агроэкологических условий выращивания и сроков посева (среднее за 1991-1995 гг.)

Данные таблицы 4 показывают преимущество по сбору общего урожая второго срока сева. Посев в первой декаде мая, в зависимости от сорта, обеспечивал выход урожая на пустынно-степной, легкосуглинистой почве 21,3 - 46,1 т/га, на аллювиально-луговой, тяжелосуглинистой - 22,0 - 38,8 т/га, на аллювиально-луговой, среднесуглинистой - 24,6 - 43,0 т/га. Два последних срока посева не зависимо от сорта значительно уступали по выходу урожая второму сроку в 1,1 - 1,2 раза.

На пустынно-степных, легкосуглинистых почвах при всех сроках посева получен более высокий урожай 14,7-46,1 т/га, по сравнению с аллювиально-луговыми, тяжелосуглинистыми - 12,8-38,8 т/га.

Урожай дыни в зависимости от типа почв и срока посева, на примере районированного сорта Золотистая, колебался в пределах 20,5-46,1 т/га. При оптимальных сроках посева урожай составил 31,7-46,1 т/га, что в 1,1-2,0 раза больше, по сравнению с последним сроком. Выход стандартных плодов, соответственно, составил 94,7-98,3 %. Урожай с последнего срока сева по содержанию стандартных плодов 16,5-22,3 т/га резко отличается от второго срока посева на всех типах почв.

Значительные отходы урожая, отмечены при посеве в третьей декаде мая по всем типам почв, составили 11,2-15,3 %, соответственно. Увеличение отхода произошло за счёт ускоренного прохождения фаз плодообразования, что привело к измельчению плодов дыни. Следует отметить, что на всех типах почв получен низкий урожай со всех сроков посева, по сравнению со вторым сроком.

Правильное определение нормы высева, соблюдение оптимальной ширины междурядий, расстояние между растениями в рядках существенно влияет на урожайность культуры.

Более высокий урожай дыни 44,5 т/га был получен на пустынно-степных, легкосуглинистых почвах при схеме посева 1,4 х 1,0 м. Валовой урожай дыни при схеме посева 1,4 х 0,5 м составил 30,4 т/га, при этом отход был выше в 5,9-8,0 раз в сравнении с остальными схемами, а нестандарт составил 11,4-18,5 %.

На других разновидностях почв при всех изучаемых схемах посева в отдельные годы был получен неплохой урожай стандартных плодов их количество составило 62,7-70,3 %, что требовало дополнительных затрат при товарной обработке урожая.

Лучшими по урожайности при всех схемах посева оказались дыни, выращенные на пустынно-степных, легкосуглинистых почвах. За все годы исследований получен более высокий урожай стандартностью 96,6 % при схеме посева 1,4 х 1,0 м на всех типах почв. Отход за счёт больных, загнивших и гнилых, составил 11,2-15,6 %, нестандарт - 18,5-21,7 %.

Основная цель ухода за посевами - уничтожение сорной растительности, поддержание пахотного слоя в рыхлом состоянии для улучшения водно-воздушного режима почвы, что создает оптимальные условия для лучшего развития корневой системы дыни и как следствие повышение урожайности.

Для получения высоких урожаев дыни на легкосуглинистых почвах (бугры Бэра) необходимо предполивную влажность активного слоя почвы поддерживать на высоком уровне, 80-85 % НВ. При поддержании оптимальной влажности в активном слое почвы за 3-4 дня до посева проводят предпосевной полив, так как весенние суховеи к моменту сева сильно иссушают верхний слой почвы бугров Бэра. После посева проводят послепосадочный полив для обеспечения набухания и всходов семян. На легкосуглинистых почвах в период всходы-образование завязей проводят 5-6 поливов через каждые 5-8 дней в зависимости от метеоусловий. В период образование завязей - первый сбор растения поливают через каждые 6-8 суток.

На тяжело-суглинистых почвах до образования завязей дают 3-4 полива нормой 300 м³/га, а в период плодообразования - созревания плодов - 4-5 поливов по 350 м³/га. За вегетационный период кроме предпосевного дают 6-7 поливов нормой 400-500 м³/га, на степных участках 4-5 поливов по 350-400 м³/га.

Время и продолжительность поливов оказывают существенное влияние на содержание сахара в плодах. Полив в период созревания снижает эти показатели и вызывает растрескивание плодов (табл. 5).

Таблица 5

Влияние режимов орошения на уровень нитратов и сумму сахаров в плодах дыни (среднее за 1985-1990 гг.)

Система мероприятий по борьбе с вредителями, болезнями и сорняками включает: выращивание дыни в севообороте по лучшим предшественникам, уничтожение растительных остатков после уборки урожая, глубокую зяблевую вспашку (весеннюю вспашку).

Участки, засорённые семенами заразихи и идущие под бахчевые культуры, затопляют (в условиях поймы рек) на три месяца и более или размещают на них рис в целях борьбы с заразихой.

Против обитающих в почве вредителей перед посевом вносят ленточным или рядовым способом инсектициды, разрешённые к применению «Списком».

При использовании пестицидов последнюю обработку проводят за 20-30 дней до уборки урожая в зависимости от применяемого препарата.

Дыни убирают вручную, по мере созревания: для реализации на месте - зрелыми, для транспортирования на дальние расстояния - недозрелыми с плодоножкой. Также недозрелыми убирают дыни для длительного хранения, по качеству, соответствующие ГОСТ 7178-85.

Зрелость плодов определяют по появлению сильного аромата, пожелтению или посветлению коры, по лёгкости отделения плодоножки от плода, образованию сетчатого рисунка свойственного сорту. Товарную обработку с сортировкой плодов осуществляют в поле или на пунктах товарной обработки по ГОСТ 7178-85.

При уборке с семенных участков плоды скатывают в валок валкообразователем УПВ-8, подбирают подборщиком ПБВ-1, грузят навалом в транспортные средства. Применение на уборке агрегата УПВ-8 позволяет повысить производительность труда в 4 раза. Производительность подборщика ПБВ-1 составляет 25 т/ч.

Большое влияние на урожайность дыни оказывают агроэкологические условия выращивания. В условиях Астраханской области с засушливым резкоконтинентальным климатом, хорошо удаются дыни на пустынно-степных, легкосуглинистых почвах. Сумма положительных температур за период вегетации составляет 3600-4050єС, при среднемесячной температуре июля 24,9-25,4єС, что благоприятно сказывается на выращивании дыни.

При выращивании дыни на изучаемых почвах отмечено, что высокий урожай 36,2 т/га получен на пустынно-степных легкосуглинистых почвах. Выход стандартных плодов составил 92,8 %, в то время как на аллювиально-луговых, тяжелосуглинистых 83,2 %, при отходе 7,9 %.

Существенное влияние на содержание сахаров и сухих веществ оказывают почвенные условия. Так, дыни, выращенные на пустынно-степных, легкосуглинистых почвах, характеризовались более высокими показателями сухих веществ и сахаров, в сравнении с плодами, выращенными на аллювиально-луговых, тяжелосуглинистых почвах. Содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) в зависимости от условий выращивания значительно варьирует, при выращивании на легкосуглинистых почвах количество витамина С возрастает в 1,7-3,8 раза в сравнении с другими почвами.

Особенность дыни аккумулировать азот в плодах, не зависимо от почв, может быть связана с активностью фермента нитратредуктазы, которая обусловлена особенностью культуры. Плоды дыни с легкосуглинистых почв накапливали нитратов в 1,8-2,5 раза меньше, по отношению к другим изучаемым почвам (табл. 6).

Таблица 6

Влияние почв на качество плодов дыни сорта Золотистая (среднее за 1995-2000 гг.)

Изучение влияния почв при выращивании дыни в условиях Астраханской области показало, что наиболее благоприятные почвенно-климатические условия для получения высококачественного урожая, складываются на пустынно-степных, легкосуглинистых почвах.

Выращивание дыни на аллювиально-луговых, тяжелосуглинистых почвах приводит к тому, что содержание нитратного азота в плодах превышает предельно-допустимые концентрации в 1,7-2,4 раза. В плодах с пустынно-степных, легкосуглинистых почв нитратов накапливается в пределах норм (90 мг/кг), установленных Минздравом РФ (1990г).

Для дыни сорта Золотистая наиболее приемлемы сроки уборки 15-20 июля и 6-14 сентября, что обеспечивает среднюю урожайность товарных плодов за 1-2 сбора 25,0-26,5 т/га. Её можно убирать транспортёром за 1-3 сбора при сборовой урожайности 9,1-15,6 т/га. Дыню сорта Таврия можно убирать транспортёром или комбайном в 1 сбор при сборовой урожайности 31,6-34,7 т/га.

При механизированной уборке дыни обоих сортов использовали подборщик пневмозащемляющего типа. Давление в камерах составляло 0,3 атм. Рабочая скорость от 0,74 до 1,4 м/с. за один сбор подборщиками убирали 63,9 % стандартных плодов. Остались не подобранными плоды, укрытые сорными растениями, а также нестандартные, особенно расположенные в углублениях. Стандартность подобранных плодов составляла 100 %. Среди оставшихся на поле повреждено 8,5 % плодов.

Целевая оценка качества продукции дыни

В мире существует много классификаций растительного генофонда, но системно- энергетический подход к этому вопросу имеет целевую основу, и поэтому необходимо давать оценку исходя из содержания энергии в единице биомассы продукции (рис. 3). Такая классификация растительного генофонда стимулирует переход к новому мышлению - к рациональной оценке продукции растениеводства. Накопление энергии на гектар пашни производили, исходя из содержания её в сельскохозяйственной продукции и её частях. Следует отметить, что калорийность является интегральной характеристикой взаимодействия физиологического состояния сельскохозяйственных растений и факторов окружающей среды.

Кукуруза Ячмень Картофель Дыня

Рис. 3 Энергетическая ценность некоторых культур в сравнении с дыней

Энергетическая ценность дыни в пересчёте на 100 г съедобной части составляет 163 КДж. Это в 10 раз меньше, чем в 100 г пшеницы, в связи с чем целесообразно выращивать дыни не ради накопления энергии (хотя и это имеет место), а ради накопления ценных питательных веществ. Оценку плодов дыни целесообразно выполнять по данным биохимического анализа (рис. 4).

Дыня

Энергия - 163 кДж в 100 г

Углеводы - 9,6 %

Органические кислоты 0,12-0,2 %

Сахара - 7,0-10,4 %

Натрий -32,0 мг/100г

Калий - 118,0 мг/100г

Витамин С -- 13,0-20,0 мг/100г

Получение качественного продукта дыни в первую очередь осуществляется за счёт внедрения адаптированных сортов и гибридов с применением научно-обоснованных технологических процессов выращивания в соответствии с плодородием почв, климатическими и экономическими условиями. Выращивание ранних, средних и поздних сортов позволяет сделать непрерывный конвейер поступления свежих плодов на рынке сбыта в течение трех-пяти месяцев.

Под контролем качества подразумевают проверку соответствия фактических значений показателей качества их регламентированным значениям, которые устанавливаются нормативной документацией.

При контроле качества плодов дыни определяется не только соответствие, но и не соответствие требованиям. Такое несоответствие называют дефектом. Таким образом, конечной целью контроля качества плодов дыни является выявление бездефектных и дефектных экземпляров.

Дыни высокого качества получаются в бахчевых и кормовых севооборотах. Лучшими предшественниками для дыни являются: люцерна, паслёновые, кукуруза, озимые и яровые зерновые, рис, многолетняя залежь, целинные участки.

Большое значение в получении качественной продукции дыни имеет подготовка почвы, её обработка, культивация.

Применение оптимальных доз минеральных удобрений способствует значительному повышению урожайности и сохранению качества плодов дыни. Особенно благоприятно влияют на качественные показатели одновременное внесение органических и минеральных удобрений.

Дозы удобрений и соотношение между элементами минерального питания устанавливают с учётом фона плодородия почв, агрохимических картограмм, уровня планируемой урожайности и выноса растениями питательных веществ. На каждые 10 т плодов растения дыни выносят из почвы: азота - 14 кг, фосфора - 4 кг, калия - 40 кг. Поэтому, оптимальная доза внесения минеральных удобрений составляет азота 40-80, фосфора 60-80 и калия 20-40 кг действующего вещества на 1 га, в зависимости от типа почвы. Органические удобрения вносят в дозе 30-40 т/га.

Для проверки качества дынь на соответствие требованиям ГОСТ 7178-85 отбирают выборку, её взвешивают, осматривают и рассортировывают по фракциям.

Внешний вид, вкус, наличие больных и повреждённых плодов определяют визуально и органолептически, размер - измерением штангенциркулем.

Плоды каждой фракции взвешивают и вычисляют их содержание в процентах по отношению к отобранной массе плодов выборки.

Остаточные количества пестицидов, содержание тяжёлых металлов и нитратов в плодах дыни определяют методами, утверждёнными Минздравом РФ.

На перевозку плодов дыни из зон товарного производства в промышленные центры страны для потребления в свежем виде затрачивается от нескольких часов до 5-10 суток и более. При этом плоды подвергаются механическому повреждению (ушибы, вмятины, трещины и т.д.), и качество их значительно снижается. В связи с этим следует проводить следующую оценку качества плодов дыни. Прежде всего, осматривают тару (при тарной перевозке) она должна быть чистой, сухой и без постороннего запаха, а также рассчитывают потребность в таре.