Четверг , 23 Сентябрь 2021

Технология выращивания картофеля в промышленных масштабах: Интенсивная технология возделывания картофеля

Содержание

Интенсивная технология возделывания картофеля

Картофель может выращиваться в любом регионе. Он пользуется огромной популярностью у населения, поэтому неудивительно, что его выращивают в промышленных масштабах. При больших объемах выращивания этой культуры без опытного агронома не обойтись. Ведь необходимо точно следовать технологии выращивания картофеля.

Технология производства — это различные производственные мероприятия, которые превращают имеющиеся исходные ресурсы в качественный результат производства, в виде урожая. В растениеводстве исходные ресурсы — это солнце, грунт, вода, удобрения, посадочный материал.

Малейшее нарушение агротехники может привести к увеличению себестоимости выращивания, увеличению трудозатрат, снижению урожая. Соответственно все эти факторы повлияют на сумму прибыли от картофелеводства.

Необходимы хорошие условия для выращивания картофеля. В первую очередь правильно выбрать место для посадки растения.

Выбор участка и размещение картофеля в севообороте

В больших масштабах картофель выращивают в полевых условиях. К выбору участков для посадки нужно подходить очень серьезно, поскольку от качества грунта зависит будущий урожай. У этого растения довольно слабая корневая система, требующая рыхлую, легкую, воздухо и влаго проницаемую почву. Лучше всего подойдут песчаные легкие, супесчаные, подойдут и суглинистые почвы.

Поля под посадку картофеля

Грунт должен оставаться рыхлым после дождей и полива, не заплывать и уплотняться. Поэтому если грунт глинистый или тяжелый чернозем, для его разрыхления нужно вносить довольно много органики и тщательно обрабатывать специальной техникой. Необходимы сухие ровные участки без уклонов, затопления и заболачивания. Кислотность почвы на уровне 5,5 — 6,5 РН. Сильно засоренные сорняком поля так же не лучший выбор, особенно если много таких сорных трав, как пырей.

Пасленовые культуры имеют много болезней и вредителей, поэтому из-за риска повторного заражения, картофель сажают на тоже место только через 3-4 года. Иногда в открытом грунте при хорошей обработке земли на полях и внесении удобрений можно посадить это растение 2 года подряд. Но лучше этого не делать, поскольку в почве могут остаться бактерии болезней и вредители.

В севообороте площадь чистого пара должна быть не более 50%. Площади чистого пара — это земли, которые оставляют незасаженными, но при этом подготавливают для будущих посадок.

Чистый пар считается хорошим предшественником для посадки картофеля.

Чтобы почва продуктивно плодоносила необходимо соблюдать севооборот.

Выбор предшественников и подготовка почвы

Правильный севооборот позволят содержать почву в отличном состоянии. Благодаря правильному чередованию культур грунт остается питательным, рыхлым. А несоблюдению севооборота приведет к снижению урожайности и болезни растений.

Это важный пункт в технологии выращивания картофеля в промышленных масштабах.

Вспашка полей под картофель

Картофель в открытом грунте прекрасно растет после озимых, яровых культур, бахчевых растений, бобовых и сидератов. Сидератами очень полезно засеивать поля. Они не только питают почву, делают ее структуру лучше, но также способны очистить ее от возбудителей различных болезней.

Категорически противопоказано сажать картофель после культур из его семейства: перца, томатов, баклажанов. У них идентичные заболевания и вредители, которые могут сохраниться в почве. Не лучшие предшественники морковь, свекла и капуста.

Технология посадки картофеля включает в себя подготовку почвы. В случаях, когда поля сильно засорены сорными травами осенью после уборки предшествующего растения, производят обработку грунта гербицидами (Раундап, Чистарт). Обязательно проводят пахоту поля. Зябь пашут тракторами с плугами на глубину 30 см. Когда почвы легкие песчаные глубина может быть меньше.

Осенняя пахота нужна для того, чтобы:

  • сделать почву легче, воздухопроницаемой, улучшить структуру грунта;
  • напитать ее влагой за время зимы;
  • уничтожить вредителей, живущих в земле;
  • избавиться от многолетних сорняков и корней сорных трав.

Вместе с пахотой в землю вносят органические, а также минеральные удобрения. Вносить осенью органику (компост, навоз, сидераты, торф) обязательно. За зимний период бактерии почвы перерабатывают органические удобрения в питательные вещества для растений. При регулярном внесении органики в землю, увеличивается качество почвы и снижается кислотность.

Вспашку полей нужно производить в начале или середине осени, когда еще нет обильных осадков. Мокрый грунт пахать трудно и это приводит к образованию больших комьев.

Чтобы определить количество необходимых удобрений и каких элементов нужно добавить больше, предварительно делается анализ почвы.

  • Для питательных почв достаточно внести от 20 до 40 тонн органики на 1 га,
  • Для бедных почв — от 40 до 60 тонн на 1 га.

Во время пахоты производят нарезку гребней.

Нарезка гребней и внесение минеральных удобрений

Особенности выращивания картофеля позволяют сажать его два раза за сезон. Чтобы посадить ранний картофель, нужно чтобы почва была возделана в соответствии с технологией.

Нарезка гребней на полях

Нарезка гребней на почве позволяет грунту быстрее просохнуть и прогреться на солнце. Это позволяет посадить клубни овоща раньше. Гребни нарезают только в сухую погоду.

  • Идеальные размеры гребня в высоту 20 см, а шириной у основания 60 см.
  • Междурядья должны быть не менее 75 см.

Такой способ культивирования почвы позволят получить хороший урожай без позеленения клубней. Нарезку гребней делают весной в засушливых районах с песчаной землей. На легких почвах гребни делают высотой до 16 см, на влажных — от 16 см до 18.

Минеральные удобрения вносят во время нарезки гребней, исходя из следующих расчетов на 1 тонну урожая:

  • азота — в пределах 7 кг;
  • фосфора от 1,5 до 2,7 кг;
  • калия — примерно 8 кг;
  • кальция- 4 кг;
  • магния — 2 кг.

Картофель плохо переносит хлорсодержащие удобрения, вкус плодов ухудшается. Поэтому следует использовать калийные удобрения без хлора.

Также это растение хорошо отзывается на подкормки такими микроэлементами, как бор, цинк, медь, молибден. Если во время вегетации заметна нехватка какого-то микроэлемента, проводят внекорневую подкормку кустов.

При достаточном внесении различных удобрений в почву, в дальнейшем во время вегетации подкормки не потребуются.

Заранее подготавливают посадочный материал.

Подготовка посадочного материала

Качественный, здоровый посадочный материал — это залог отличного урожая. Перед посадкой необходимо подготовить клубни. Это включает в себя следующие мероприятия:

  • выгрузка картофеля из мест хранения;
  • отбраковка загнивших, поврежденных, пораженных болезнями клубней;
  • разделение их на фракции;
  • обогрев и прорастание глазков для ранних сортов;
  • протравливание от грибковых заболеваний фунгицидами.

Хранилище посадочного материала

Для посадки нужно использовать здоровые, соответствующие сорту и требованиям 1 и 2 класса клубни. Не допускается использовать подмороженные, подгнившие, нестандартной формы клубни.

Посадочный материал начинают готовить за 2-3 недели до высадки в грунт. Это позволяет улучшить качество клубней и повысить урожайность.

Картофель разделяют на фракции с помощью сортировальных роликов. СУществуют следующие фракции:

  • 25-50 г — мелкие,
  • 50-80 г — средние,
  • 80-120 г — крупные,
  • более 120 г — очень крупные.

После сортировки клубни вывозят на закрытые площадки, где раскладывают слоем толщиной до 20 см и просушивают в течение 12 дней с температурным режимом 16-20 градусов тепла. В это время происходит прорастание глазков. В это же время проводят протравливание картофеля от болезней. А для ускорения прорастания проводят обработку клубней различными стимуляторами.

Применение регуляторов роста растений

Проросшие клубни картофеля

Склонность культуры к заболеваниям и неблагополучные погодные условия может значительно снизить урожайность. Проведенные исследования показали, что благодаря антистрессовым и рост регулирующим препаратам возможно снизить влияние неблагоприятных факторов.

Средняя урожайность, получаемая в России примерно 17 т на га, тогда как возможности культуры позволяют получать до 40 т на га.

Применение таких препаратов как Эпин, Циркон, Силиплант показали хорошие результаты. Обработка клубней Цирконом увеличивала всхожесть на 4%, также снизилась заболеваемость фитофторозом и альтернариозом. Обработка клубней и последующее двукратное опрыскивание кустов во время активного развития растения увеличило урожайность на 1,9 т/га.

Обработка Силиплантом сначало притормозило проращивание клубней, но потом ускоряло массовые всходы культуры. Ускорялось развитие растения, бутонизация на 7 дней раньше, цветение на 5 дней. При этом ботва сохранялась на 26 дней позже обычного срока вегетации, что позволяло клубням наращивать массу.

Стимуляторы роста положительно влияют на рост, развитие зеленой массы и корневой системы, увеличивают урожайность. Растения легче переносят перепады температур, засуху или повышенную влажность, меньше подвержены болезням и менее страдают от обработок гербицидами.

Важно соблюдать технологию возделывания картофеля, что включает в себя соблюдение сроков посадки культуры.

Оптимальные сроки посадки

Слишком ранняя или наоборот поздняя посадка крайне отрицательно отражаются на урожайности. Посадку производят когда почва прогрелась до 7 градусов на глубине до 12 см. В Центральной полосе с конца апреля и до начало мая. Посадочные работы должны быть завершены в течение 12 дней. При посадке используют несколько способов.

Способы посадки

Посадка картофеля

В зависимости от региона и качества почвы используют разные способы посадки. Основные — это гребневая и гладкая.

  • Для гладкой посадки при проходе картофелесажалки выравнивается поверхность почвы. Этот способ позволяет удерживать влагу в грунте, но воздухопроницаемость земли ухудшается.
  • При гребневом способе создаются гребни и между ними борозды. Клубни сажают в гребни. Такой способ хорошо зарекомендовал себя на влажных тяжелых почвах, поскольку улучшает аэрацию и прогревание грунта. Благодаря более рыхлой структуре, земля не задерживает большое количество влаги после дождей.

Широкие междурядья облегчают технологические процессы по уходу за посадками. Эти два способа характерны для промышленного производства.

При выращивание на дачном участке хорошо показал себя чешский способ выращивания картофеля.

  • В ямку глубиной около 30 см, кладем картошку, присыпаем землей на 10 см, сверху накрывается любым непрозрачным материалом: картон, спанбонд
  • Следим как появятся ростки около 5 см, и засыпаем их землей или компостом, и так продолжаем пока вся ямка не  будет заполнена.
  • Таким образом белый этиолированный стебель вырастит высотой около 30 см. Именно на нем и формируются столоны, на которых потом будут картофелины.
  • После того как совсем уберем материал, засыпаем стебель и ждем уже зеленых ростков. 

Уход за посадками

Картофельные поля

Чтобы обеспечить эффективный агротехнический процесс нужно осуществлять правильных уход за плантациями картофеля. Задачи ухода за растениями — это обеспечение рыхлости грунта, своевременный полив, защита растений от вредителей, болезней, сорняков в течение всего периода вегетации. Поскольку корневая система у картофеля слабая, необходимо чтобы почва сохраняла рыхлую структуру.

Обеспечение рыхлости почвы

Рыхлость почве обеспечивает такая производственный процесс как окучивание. Окучивание не только улучшает структуру почвы, а также улучшает клубнеобразование. На тяжелых, глинистых почвах, а также для сортов среднего и позднего срока созревания окучивание проводят два раза до всходов. Первое окучивание делают через 6 дней от посадки, второй раз через 7 дней после первого. Междурядья обрабатывают культиваторами, которые не только рыхлят почву, но и срезают молодые всходы сорняков. В случае, когда дожди размыли гребни необходимо сделать дополнительное окучивание

Окучивание и рыхление почвы

При гладкой посадке производят боронование земли два раза до появления всходов, через каждые 6 дней. Нужно производить это осторожно, чтобы клубни, которые посажены неглубоко, не оказались на поверхности. После всходов боронование лучше не производить, чтобы не травмировать молодые кусты.

  • На тяжелых почвах в первый раз рыхлят на глубину до 16 см, второе рыхление не глубже 8-10 см.
  • На супесчаных сначала на глубину до 12 см, следующий раз не глубже 6 см.

Если стоит засушливая погода, окучивание на песчаных почвах не делают, только неглубокое рыхления для избавления от сорняков. Своевременные обработки уничтожают до 90% сорных трав.

Защита от сорняков

Сорняки не только угнетают растения, отбирая питательные вещества, ухудшают качество грунта, а также являются переносчиками заболеваний. Наиболее распространенные и вредные — это осока, пырей, вьюнок. Эти сорняки имеют мощные корни и прекрасно выживают в земле даже в засуху.

  • Вьюнок
  • Осока
  • Пырей

Тщательная предпосевная подготовка полей очень важна.

  • Обработка грунта гербицидами, глубокое вспахивание полей уничтожает до 90% многолетних сорных растений.
  • Окучивание почвы после посадки, но до всходов позволяет избавиться от молодых всходов сорняков.

В дальнейшем, когда появились молодые кустики картофеля использование гербицидов становится невозможным. Оптимальным способов является поверхностное рыхление почвы, при котором срезаются выросшие сорняки. Нужно не допустить, чтобы сорняки успели разрастись, а их корневая система стала мешать посадкам. Это также минимизирует риск развития болезней и вредителей.

Защита от болезней и вредителей

Картофель подвержен многим заболеваниям (грибковым, вирусным, бактериальным). Они не только могут сильно снизить урожайность, но и нанести серьезный вред посадкам.

Опрыскивание посадок от болезней и вредителей

Самыми вредными, опасными и распространенными являются следующие грибковые инфекции:

  • фитофтороз,
  • альтернариоз,
  • сухая гниль.
  • парша,
  • фузариозное увядание,
  • мучнистая роса и прочие.

Среди бактериальных болезней наиболее опасны:

  • черная ножка,
  • бурая бактериальная гниль,
  • кольцевая гниль,
  • мокрая гниль картофеля,
  • бактериоз стеблей.

Вирусные заболевания наносят огромный вред растениям, отражаясь на кустах и клубнях (скручиваемость листьев, мозаичность, карликовость).

Существует также много неинфекционных болезней, которые возникают из-за неблагоприятных погодных условий, нарушений агротехники, переизбытка удобрений, например:

  • бронзовость листьев — передозировка кальция и недостаток калийных удобрений;
  • дуплистость корней — резкие изменения температуры воздуха и влажности грунта;
  • железистая пятнистость плодов — нехватка фосфора во время жаркой засушливой погоды;
  • потемнение мякоти клубня — ошибки в агротехнике.

Самые распространенными заболевания картофеля в любых регионах являются фитофтороз и альтернариоз. Потери от этих болезней могут составлять до 60%. Важно проводить профилактические обработки кустов фунгицидами: Ридомил Голд, Браво, Ревус Топ, Ширлан. Обработки производят на всех стадиях вегетации растения с периодичностью каждые 2 недели.

Нарушения технологий выращивания могут привести к заражению культуры вредителями. Их насчитывается около 60 видов, самые вредоносные:

  • колорадский жук,
  • картофельная моль,
  • проволочник.
  • Картофельная моль
  • Колорадский жук
  • Проволочник

Колорадский жук способен уничтожить 50% зеленой массы куста. Борьба с ним обязательна. Такие агротехнические мероприятия, как рыхление, обязательное уничтожение ботвы предыдущих посадок, внесение аммиачных удобрений в жидком виде помогут уничтожить часть личинок этого вредителя. Жук откладывает личинки в момент зарождения бутонов и цветения растения. В этот период производят опрыскивание инсектицидами. Через неделю после обработки производят осмотр кустов, если вредитель где-то остался, делают повторную обработку.

Существуют экологически безопасные для людей, но эффективные биопрепараты для борьбы с жуком: Новодор, Колорадо, Битоксибациллин и другие.

В борьбе с проволочником необходимо вносить инсектициды в гранулах в почву при высадке клубней. (Базудин, Дурсбан, Гетерофос).

Картофельная моль еще один опасный вредитель. Гусеницы делают ходы в стеблях, клубнях картофеля. Уничтожают их препаратами: БИ-58, Анометрин, Фозалон, Децис. Обработки производят в вечерние или утренние часы, как и полив.

Орошение

Полив картофеля на полях производят с помощью дождевальных машин. Орошение кустов проводится сверху. В разные периоды вегетации у этой культуры потребность в воде различна. Во время всходов и в конце вегетации потребность во влаге минимальна, около 70%. В период всходов наращивается корневая система, при высокой влажности она будет поверхностной, что плохо для дальнейшего развития растения.

Полив картофеля

В конце вегетации снижают влажность, чтобы клубни имели хороший вкус, не были водянистыми, долго хранились. Больше всего полива необходима в момент бутонизации и формирования клубней. Влажность почвы должна быть 85%. Нехватка воды в этот период может значительно снизить урожайность. Количество необходимый воды для полива зависит от региона, качества грунта, выпадающих осадков. В южных засушливых регионах с песчаными почвами полив требуются чаще.

Важный пункт в технологии выращивания картофеля в открытом грунте — удаление ботвы.

Уничтожение ботвы

Обязательно до сбора урожая удалять ботву. Это делается для того, чтобы:

  • облегчить работу комбайнов;
  • ускорить созревание клубней;
  • не допустить заражения клубней болезнями, имеющимися на кусте.

Удаление картофельной ботвы

Ботву удаляют двумя способами: механическим или химическим. Ее скашивают специальными машинами на высоте от 10-20 см, измельчают и потом используют для силосования вместе с ботвой других растений, например кукурузы, свеклы.

Нельзя оставлять ботву на поле, это может привести к заражению болезнями новых посадок.

Химический метод применяют если ботва заражена фитофторозом. Ее опрыскивают специальными препаратами, что приводит к засыханию куста. Но и в этом случае ее нужно срезать и удалить с поля.

Уничтожение ботвы делают перед уборкой урожая.

Уборка урожая

Уборка урожая комбайном

Лучшие сроки для уборки урожаю это когда ботва начинает отмирать. Однако, сроки могут затянуться, поэтому урожай убирают по зеленой ботве. В сухих легких почвах убирают комбайном, на влажных тяжелых картофелекопателем, а потом вручную собирают клубни. После сбора производят сортировку и закладку урожая на хранение.

Хранение урожая

Хранение собранного урожая — важный пункт во всей цепочке выращивания картошки в больших объемах. Для длительного хранения и сохранения урожая используются овощехранилища, в которых создаются все оптимальные условия:

  • Влажность, чтобы урожай не высыхал и не загнивал;
  • Сортировка позволяет отделить здоровые клубни о поврежденных;
  • Создание условий для заживления повреждений овоща, полученных при сборе;
  • Температурный режим, чтобы лежкость картофеля была дольше и он не прорастал;

Наиболее распространены два способа хранения картофеля:

  1. Навалом. Способ в некоторой степени ресурсосберегающий — можно экономить на таре для хранения, но нужна хорошая система вентиляции.
  2. В контейнерах. Более гибко можно сортировать овощи по различным параметрам, создавать многоярусный склад, а также проще транспортировать и следить за сохранностью. Но экономически более затратный способ складирования.
  • Хранение в контейнерах
  • Хранение навалом

Заключение

Технологическая карта возделывания картофеля была написана давно опытными агрономами, исходя из опыта выращивания этой культуры в открытом грунте. Ежегодно происходит внедрение новых технологий и схем обработки картофеля, строятся и изобретаются новые агрегаты и оборудование, улучшающие процесс культивации и делающие его более эффективным.

Урожай картофеля

Важно соблюдать все этапы посадки картофеля, технологической карты и агротехники, следить за тенденциями, применять самые высокопроизводительные практики и тогда большой качественный урожай картофеля гарантирован.

Как выращивают картошку в Германии

Возделывание картофеля в условиях промышленного производства — Светич

На Урале, в Сибири и вообще в Средней полосе России картофель растет весьма неплохо. Чуть южнее он мельчает и вырождается. Чуть севернее не вызревает из-за недобора положительных температур. Но в целом возделывается и потребляется практически везде. Может быть, поэтому равнодушных к этой культуре почти не бывает: узнать что-то новое про картошку всегда интересно. И это значит, что данная с/х культура может быть одной из основ продовольственной безопасности и развития экономики. И не только для Уральского региона. Ведь с экономической точки зрения каждый регион ищет свои «точки роста», свои возможности, чтобы занять свое место и играть определенную роль в общем цикле производства.
 

В последние годы площадь под картофелем в личных подсобных хозяйствах (ЛПХ), на пригородных садово-огородных участках постепенно уменьшается, что видно невооруженным глазом. Это можно считать одним из признаков повышения благосостояния сельского и городского населения, все большего нарастания разнообразия и качества питания, повышения общей культуры питания и общего качества жизни.
 

Снижается площадь под картофелем и в сельскохозяйственных предприятиях: С 1987 по 2015 гг. она уменьшилась в Свердловской области с 47 до 15,4 тыс. га. Как и в сфере молочного животноводства это стало следствием появления крупного промышленного производства и значительного увеличения урожайнос-ти и сохранности продукции благодаря новым инновационным разработкам, предлагаемым наукой.
 

Об этом и многом другом говорится в практических рекомендациях под названием «Характеристика новых сортов картофеля и технологии возделывания в условиях Среднего Урала», выпущенных в 2016 году авторским коллективом в составе Е.П. Шаниной, Н.Н. Зезина, А.А. Шанина, Е.М. Клюкиной, П.А. Шестакова, М.А. Стафеевой, Л.Б. Сергеевой, Л.В. Гусевой (Екатеринбург: ФГБНУ «Уральский НИИСХ». 24 с.).
 

Эти научные рекомендации были изданы небольшим тиражом преимущественно для руководителей и специалистов региональных агропромышленных предприятий, занимающихся производством картофеля. В материале нашей рубрики «АПК: технология» мы детально расскажем о промышленном возделывании культуры в крупных картофелеводческих хозяйствах, использующих новые современные сорта.
 

В условиях современного ускоренного технологического инновационного развития во многих развитых странах наблюдается укрупнение хозяйств и переход на промышленное ведение сельского хозяйства, что имеет объективные причины. В отличие от мелких раздробленных хозяйств в более крупных, благодаря централизации, происходит улучшение технологического контроля и соблюдения технологической дисциплины. И это является, может быть, одной из основных причин увеличения доли больших картофелеводческих хозяйств и снижения площадей в мелких хозяйствах (в том числе, ЛПХ). Соблюсти и проконтролировать все элементы технологии в раздробленных хозяйствах на малых площадях бывает труднее. Намного легче это делать в крупных промышленных масштабах.
 

В крупных хозяйствах более реальна возможность приобретения и использования высокопроизводительной дорогостоящей широкозахватной и высокотехнологичной техники для применения современных технологий точного земледелия (культурного земледелия, «интеллигентного земледелия»). Происходит упрощение технологического контроля за дозами удобрений, стимуляторами роста, пестицидами, биологическими препаратами. А также за параметрами (стандартами) глубины посадки, обработки, уборки, сортировки и другими современными благами научных инноваций.
 

Это же касается и улучшения контроля качества конечной продукции.

Во многом эти факторы стали объективной причиной возникновения крупных промышленных централизованных хозяйств во многих развитых странах. В США с 1992 года количество фермерских хозяйств уменьшилось с 2,7 млн. до 1,2 млн. Труд на крупных мегафермах стал более механизированным. «Аграрный рынок утратил свою былую стихийность и продовольственный вопрос потерял значение «социального дестабилизатора» (В.А. Зальцман. Экономика и сельское хозяйство Соединенных Шатов Америки. Нивы России. 2017. № 8). Из этой статьи можно видеть, что трудные времена в плане продовольственного обеспечения случались не только в России. Тенденции общего развития и общей культуры ведения сельского хозяйства во многом имеют одинаковые черты.
 

Предлагаемые рекомендации будут полезными и достойными внимания не только для промышленников. Но и для более широкой аудитории, занимающейся выращиванием культуры. В том числе, и в лич-ных подсобных хозяйствах, на садово-огородных участках и т.п., поскольку около 70% площадей под картофелем все же возделывается в ЛПХ. Многие элементы технологии и общие принципы выращивания могут быть применимы и на небольших приусадебных участках.
 

Ценность подобных рекомендаций в том, что изложены не просто отдельные отрывочные мнения и по-рой экзотические придумки энтузиастов-огородников, которые нередко можно прочитать в популярных любительских изданиях, а дается чисто научный подход, выверенный десятилетиями целенаправленного научного поиска и обобщения. С подключением многих технологических новинок актуальных для нынешнего этапа развития картофелеводства.
 

Итак, представляем некоторые ключевые элементы технологии промышленного возделывания картофеля: требования к почве, биологические особенности, предшественники, обработка почвы, внесение удобрений, подготовка посадочного материала, посадка, уход за посадками, уборка картофеля, послеуборочная доработка и хранение.
 

Требования к почвам. Картофель возделывают на дерново-подзолистых, серых лесных, черноземных средне- и легкосуглинистых, супесчаных почвах. Не пригодны тяжелосуглинистые почвы, сильно уплотненные и избыточно увлажненные, участки с низким плодородием и крутыми склонами, сильным засорением пыреем и высоким количеством проволочника в почве.
 

Биологические особенности культуры таковы, что клубни картофеля прорастают при температуре +3..+5°С без образования корней, а с образованием корней при +7..+12°С. Оптимальная температура в период всходов составляет +15°С (всходы через 15 суток, при низкой – через 20-25 суток). Температура почвы около +20°С – является оптимальной для роста ботвы и клубнеобразования. Критический период по отношению к влаге – бутонизация-формирование клубней.
 

Лучшими предшественниками для картофеля являются крестоцветные, зернобобовые, озимые зерновые, однолетние травы. Насыщение севооборотов семенным картофелем не должно превышать 25%. Севообороты для продовольственного картофеля могут иметь насыщение этой культурой до 50 %.
 

Требования к основной обработке почвы – создать оптимальный водно-воздушный режим, объём гребня, плотность в зоне клубнеобразования картофеля, равномерно распределить органические и минеральные удобрения, уничтожить сорные растения. Основные этапы подготовки почвы: разделка стерни, вспашка, весенняя культивация.
 

Не позднее 2-3 дней после уборки стерневых предшественников проводится лущение на глубину 6-8 см дисковыми боронами.
 

На полях, засорённых корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, вместо лущения проводят обработку гербицидами сплошного действия. Условием эффективного применения гербицидов является температура воздуха не ниже +15°С, активный рост сорняков.
 

Почву под картофель готовят плугами с оборотом пласта на глубину 25-30 см, на участках с меньшей глубиной пахотного слоя – на всю его глубину через 10-15 дней после использования гербицидов.
 

Весенняя обработка начинается при наступлении физической спелости почвы. На легких почвах проводят боронование, на связных и уплотненных – культивацию на глубину 8-10 см с целью закрытия почвенной влаги. На легких и средних почвах весной также проводят культивацию в два следа на глубину 18-20 см.
 

Внесение удобрений. На формирование 100 ц клубней картофеля требуется 40-60 кг д.в. азота, 12-20 кг фосфора и 60-110 кг калия, 20-40 кг серы, 10-25 кг магния, 25-50 кг кальция и микроэлементы.
 

Органические удобрения (хорошо перепревший соломистый навоз, торфо-навозный компост) вносят под предшествующую культуру или осенью в минимальной норме 40-60 т/га; торф – 400-600 т/га.
 

Запашка сидеральных культур (редька масличная, рапс, озимая рожь, люпин узколистный) с урожайностью более 20 т/га эквивалентна внесению 30 т/га органических удобрений. Использование сидератов по фитосанитарным показателям и влиянию на качество клубней предпочтительнее использования навоза.
 

Азотные удобрения, как правило, вносят в два приёма: основная доза – весной под культивацию или нарезку гребней и в подкормку – до 30 кг д.в./га при высоте растений 10-15 см.

Калийные хлорсодержащие удобрения вносят осенью под основную обработку почвы, фосфорные – осенью или весной.
 

Под картофель целесообразно дополнительно к основным удобрениям вносить 30-50 кг/га магния и 30-60 кг/га серы до посадки и специальные составы микроэлементов в период вегетации.
 

Особые регламентирующие требования к внесению удобрений:

1. Подкормка в фазу начала смыкания ботвы проводится при наличии признаков азотного голодания и при орошении.

2. При угрозе развития болезней типа парши (жаркая, сухая погода в фазу бутонизации) обязательно проводится некорневая подкормка микроудобрениями.

3. Использование азотных подкормок необходимо завершить до середины июля, во избежание накопления избыточного количества нитратов в клубнях картофеля.
 

Подготовка посадочного материала. Для посадки используют сорта картофеля, включённые в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации. Категория высаженных семян – не ниже 3 репродукции, для семенных участков, не ниже элиты.
 

Подготовку посадочного материала начинают заблаговременно, но не позднее, чем за две недели до посадки, с проведением:

— выгрузки клубней из хранилища,

— сортировки и калибрования,

— воздушно-теплового обогрева или проращивания,

— протравливания и обработки клубней стимулирующими веществами.
 

Семенной материал сортируют на фракции: для сортов округло-овальной формы – менее 28 мм, 28-55 мм и свыше 55 мм по наибольшему поперечному диаметру; для сортов с удлинённой формой, соответственно, менее 30 мм, 30-60 мм, более 60 мм, удаляют загнившие, больные, нестандартные клубни и примеси. В каждой фракции может быть не более 3% по массе клубней смежных фракций.
 

На размножение высоких репродукций и дефицитных сортов используют все фракции, но высаживают их отдельно.

Воздушно-тепловой обогрев проводят в течение 10-14 дней:

— в хранилище с активной вентиляцией температуру насыпи клубней постепенно поднимают на 1°С в сутки до 8-15°С путём вентиляции подогретым воздухом или за счёт естественного прогревания массы клубней.
 

При проращивании картофеля в таре температура воздуха должна быть + 10-15°С, влажность воздуха – 85-90 %, освещённость – 200-500 люкс.

Предпосадочное протравливание с увлажнением (расход воды 10-20 л/т) проводят за несколько дней до посадки или во время ее. При интенсивной технологии – непосредственно при посадке.


Для протравливания используют фунгициды и инсектофунгициды, внесенные в «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» (и при последующих обработках используются гербициды и десиканты только разрешенные данным списком).

 

Продолжение в следующем номере журнала.

Особенности голландской технологии выращивания картофеля | Fermer.Ru - Фермер.Ру - Главный фермерский портал

В последние годы в сельскохозяйственных предприятиях, фермерских и приусадебных хозяйствах, а также на садово-огородных участках стали возделывать больше сортов картофеля голландской селекции. После сортоиспытания их на госсортоучастках более 30 сортов из Нидерландов рекомендованы для выращивания в отдельных регионах России. Однако не все из них полюбились катофелеводам и остались для дальнейшего размножения и использования. Пополнение сортимента картофеля продуктивными голландскими сортами практически не сказалось на повышении урожайности. Ведь наш российский сортовой картофель потенциально высокоурожайный и даже при неполном выполнении рекомендуемой технологии способен давать 20- 30 т/га. Однако средняя урожайность в хозяйствах частного сектора немного выше 11 т/га, в то время как у голландских фермеров она составляет 30-40 т/га.

Одновременно с завозом в сельхозпредприя-тия голландских сортов ученые и практики внимательно изучали голландскую технологию возделывания картофеля. Она разработана для хозяйств, где большие картофельные поля, и предусматривает использование специального набора сельскохозяйственных машин. Картофель - культура рыхлых почв, к клубням должны беспрепятственно поступать воздух и вода. Поэтому при его выращивании необходимо создать оптимальные условия для развития мощной корневой системы и надземной массы.

Основу голландской технологии возделывания картофеля составляет комплекс агротехнических приемов. Для обработки почвы используют фрезерные орудия с активными рабочими органами, почва становится очень рыхлой. Против сорняков обязательно применяют гербициды. Всегда соблюдают технологическую дисциплину, то есть все приемы, предусмотренные агротехникой, выполняют качественно и в намеченные сроки. Отличительная особенность голландской технологии - сокращение до минимума количества механических обработок при уходе за посадками. После формирования высокообъемных гребней за один проход агрегата междурядную обработку почвы в дальнейшем не проводят.

Российские ученые также совершенствуют технологию выращивания картофеля с учетом конкретных почвенно-климатических условий, которые у нас очень разнообразны по регионам. Так, ВНИИ картофельного хозяйства (Московская обл.) разработал и рекомендует для различных зон интенсивные технологии возделывания картофеля с междурядьями 70 и 90 см с использованием отечественного комплекса машин, в том числе фрезерного культиватора. Они включают элементы голландской технологии: фрезерование при подготовке почвы к посадке и уходе, формирование гребней за один проход агрегата, применение гербицидов по гребням.

В последние годы в сельхозпредприятиях площади под картофелем значительно сократились и доля его производства снизилась в 1997 г. до 8 %. Доля же производства в хозяйствах частного сектора возросла до 91 %. Поэтому на приусадебных и садово-огородных участках надо применять современные приемы возделывания этой культуры. Старательные картофелеводы могут с большой пользой использовать отдельные элементы голландской технологии. Взять хотя бы размещение картофеля. Для него выделяют участки с высоким агрофоном и обязательно применяют чередование культур, возвращают на прежнее место не ранее чем через 3-4 года. При этом почва очищается от возбудителей многих грибных и бактериальных болезней.

Качество посадочного материала - основа основ голландской технологии. Российским огородникам на это следует обратить особое внимание. Голландские фермеры высаживают только оздоровленный от вирусной инфекции и других болезней сертифицированный (высококачественный) семенной картофель продуктивных сортов. Он должен отвечать нормативам стандарта: клубни диаметром 30-50 мм, сортовая чистота и всхожесть 100 %, обязательно высокая репродукция: суперэлита или элита - это главные факторы продуктивности, сортовой картофель ниже второй репродукции на семенные цели не используют.

Очень важен правильный расчет густоты посадки картофеля и последующего стеблестоя. Для получения хорошего стандартного семенного материала посадку загущают так, чтобы на 1 м2 развивалось не менее 30 стеблей. Для этого после проращивания на посадку отбирают клубни, на которых проросло не менее пяти глазков, из них разовьются пять основных стеблей. На 1 м2 высаживают 6, а на 100 м2 - 600 клубней.

Предпосадочная обработка почвы и уход за растениями должны создать условия для быстрого развития куста и корневой системы, особенно в первый период вегетации. Этому способствуют обязательное проращивание или обогрев клубней, мелкая посадка на глубину 4 см, при появлении всходов высокое окучивание и формирование гребней высотой 23-25 см и шириной у основания 75 см.

Для предпосадочной обработки почвы и формирования гребня голландцы применяют фрезерные орудия. Все преимущества фрезерования знают огородники, которые используют мотокультиватор “Крот” или аналогичные мотоблоки, снабженные фрезерными рабочими органами. Мотокультиватор “Крот” МК-1 предназначен для неглубокого (20 см) рыхления почвы и ее разравнивания. Им можно также заделывать в почву органические и минеральные удобрения, окучивать растения, удалять сорняки и почвенную корку после дождя и полива. Имеются хорошие отзывы об эффективной работе на огородном участке мотокультиватора “Фортуна”. Ему под силу более глубокая обработка почвы (22 см). В наборе к нему имеется две фрезы. Но в своем большинстве нашим огородникам приходится надеяться на орудия ручного труда.

После образования высокого гребня других междурядных обработок почвы по голландской технологии не предусматривается. Но если не применять против сорняков гербициды, то без междурядных рыхлений и окучивания на наших огородах не обойтись. При этом мотыжение следует проводить с большой осторожностью, чтобы не повредить корневую систему растений и не сместить укоренившиеся стебли.

Большое значение имеет и ширина междурядий. Голландские фермеры сажают картофель с междурядьями 75 см. К сожалению, из-за экономии земли на наших посадках можно видеть узкие (40-50 см) междурядья. Это затрудняет окучивание рыхлой почвой, развивающиеся корни подрезаются. В результате растения отстают в росте и развитии. Из-за недостатка почвы для окучивания клубни оголяются и зеленеют, что недопустимо при выращивании продовольственного картофеля. Для получения полновесного урожая ширина междурядий для ранних сортов картофеля рекомендуется 65-70 см, для поздних - 75-80 см.

Обязательный агроприем на голландских посадках картофеля - опрыскивание растений препаратами против фитофтороза - вредоносного заболевания, которое за 3-4 дня может погубить все растения. Картофельные поля обрабатывают 5-6 раз и более в строгой последовательности препаратов, учитывая степень развития болезни. К сожалению, завезенные сорта голландской селекции не оправдали надежду росийских картофелеводов по устойчивости к фитофторозу, ибо она достигается не на основе иммунитета, как предполагалось, а в результате многократных химических обработок растений.

При выращивании посадочного материала картофеля голландская технология предусматривает меры борьбы и с вирусными болезнями, которые уносят 30-40 % урожая. Косвенный способ защиты картофеля от этих болезней - уничтожение тлей как переносчиков вирусов. Эти насекомые, заселяющие многие культуры и сорняки, заражают картофель во время вегетации, перенося инфекцию от больных растений на здоровые. Для опрыскивания картофеля против тлей используют специальные химические препараты. На наших полях при выращивании семенного картофеля основной способ борьбы с вирусными болезнями - это удаление больных растений при прочистках.

Но вот подходит пора уборки урожая. Поскольку вся технология выращивания картофеля основана на создании условий для быстрого роста и развития растений, то голландские фермеры убирают клубни сравнительно рано, это предотвращает заражение их фитофторозом и другими болезнями. Так, на продовольственные цели картофель выкапывают в конце августа и начале сентября, то есть раньше, чем в средней полосе России и даже на юге Нечерноземья. Картофель на семенные цели убирают еще раньше - в июле - начале августа, а не в сентябре, как это часто бывает на наших полях. Перед уборкой картофеля с поля обязательно удаляют ботву, клубни оставляют в почве еще на 10-12 дней в зависимости от назначения и сорта. Это способствует их лучшему созреванию, быстрому образованию прочной кожуры, что снижает механические повреждения, повышает сохранность.

Некоторые владельцы садово-огородных участков начали применять отдельные элементы голландской технологии. Так, в Раменском районе Московской области Г. А. Ганзен высаживает клубни в мелкие бороздки хорошо обработанного участка и присыпает почвой слоем не более 4 см. Одновременно в качестве маячной культуры высевает бобы. При появлении всходов картофеля он мотыгой формирует гребни высотой 20- 25 см при ширине междурядий для ранних сортов 65-70 см, для поздних - 80 см. В течение вегетации картофель не окучивает. Для посадки использует сорта разных групп спелости: из ранних - Удачу, Жуковский ранний, Сантэ; из среднеспелых - Луговской, Свитанок киевский и позднеспелый - Ласунак. Приобретя клубни высокой репродукции, он ежегодно поддерживает продуктивность сортов простыми приемами семеноводческой работы: во время вегетации картофеля Г. А Ганзен отмечает хорошо развитые, мощные кусты без признаков поражения болезнями, с типичными признаками сорта, а при уборке оставляет на семена клубни из лучших, наиболее урожайных гнезд. С площади 1,5 сотки стабильно получает 600 кг и более картофеля, что хватает. семье на продовольствие и на семена для будущего года.

При сопоставлении голландской технологии и отечественной, рекомендуемой для огородников, можно найти ряд общих элементов. Об этом говорит опыт картофелеводов, которые, выполняя весь комплекс агротехники, выращивают на своих сотках по тонне и более клубней. Их опыт обобщен в брошюре “Картофель, полезные советы”, изданной фирмой “Среди цветов”. О том, как повысить урожай картофеля на своем участке в 3 раза, обстоятельно рассказывает картофелевод В. И. Митин. Он начал с введения технологической дисциплины. Для этого составил технологическую карту, то есть перечень необходимых работ и сроки их проведения. По результатам агрохимического анализа определил содержание основных элементов питания в почве и ее кислотность. Ввел двупольный севооборот, высаживая картофель после овощных культур. При этом на рано освободившиеся площади высевает овес и салатную горчицу, зеленую массу запахивает при осенней обработке почвы. Приобрел и размножил новые продуктивные сорта, улучшил посадочный материал отбором клубней на семена от лучших по развитию кустов. Грамотное применение агротехники позволило ему за два года увеличить урожай с 1,5 сотки с 180-300 до 600-900 кг.

Однако на многих российских огородах картофель выращивают по упрощенной, примитивной схеме: посадка - окучивание - уборка. На посадку используют в основном что придется - вырожденный семенной материал многолетнего .использования, а значит, неизвестной массовой репродукции, так как немногие ведут простую семеноводческую работу - отбор клубней на семена. Не вошло еще в практику возделывания картофеля и применение приемов борьбы с фитофторозом, в том числе и своевременное опрыскивание растений защитными препаратами, что ведет в отдельные годы к значительному недобору урожая.

Картофель - очень благодатная и пластичная культура. Низкая же урожайность ее у российских огородников объясняется незнанием ее биологических особенностей, использованием на посадку случайного посадочного материала низких репродукций и нарушением технологии возделывания.

Л. И. СТАРЦЕВА, кандидат с.-х. наук, заслуженный агроном РФ
Источник: АгроЖурнал - http://www.agrojour.ru

Как выращивают картофель - Как это сделано, как это работает, как это устроено — LiveJournal

Сегодня расскажу о промышленном выращивании картофеля. Все фото – с площадок агрохолдинга, в котором работаю.

Среднее потребление картофеля на душу населения в России составляет 120–130 кг в год. Согласно статистике, на территории нашей страны ежегодно выращивается порядка 33 млн тонн картофеля. 24 млн из них выращивает население. И всего 9 млн – промышленное выращивание.


Перед высадкой семенной материал раскладывают по таким вот чулочкам. В полутьме клубни прорастают. Идеальное развитие – сначала корень потом стебель.

В теории, технология начинается с пробирки, куда положили чистейшие клетки и вырастили мини клубни, из которых в свою очередь выросли Супер-Супер элитные семена. Следующая репродукция - Суперэлита, далее просто Элита, и потом по номерам – первая репродукция, вторая и т.д. В России эта часть не развита, поэтому семена элиты и суперэлиты закупаются в Европе, а в производстве для потребителя используются клубни не ниже первой репродукции.

Парк техники, навесного и прицепного оборудования необходим обширный. Установленные навигаторы направляют оператора по полю, датчики отслеживают передвижения, расход топлива. Современная техника сама может ездить по полю по заданной траектории, но если не чувствует в седле присутствия - с места не сдвинется.

Картофельные поля берегут пуще глаза от вирусов-болезней-вредителей. Вскопать огород соседу – серьезнейшее нарушение. Земля, и даже пыль с участка, где сорок восьмую репродукцию готовятся вырастить, с химией, вносимой по совету свояченицы, к которой уже выработался стойкий иммунитет – самый лютый враг полей и урожаев. Болезни распространяются стремительно, а лечить долго и дорого.

На чистоту полей сильно влияет и севооборот. Один и тот же участок используется под картофель один раз в четыре года. Хорошим предшественником являются бобовые, плохим – томаты: растения относятся к одному семейству и подвержены одинаковым «болячкам».

Осенняя подготовка почвы состоит из лущения стернии и вспашки. Весенняя - направлена на создание мелкопахотного рыхлого слоя. Оптимальным сроком начала посадки считается момент, когда почва на глубине 5 см прогреется до 8°С.

Через 20 – 21 день после посадки появляются первые всходы. К этому времени необходимо завершить «окучивание» - формирование гребней. Именно в них создается необходимый микроклимат для развития корневой системы. Потребность клубней картофеля в дыхании в 12 раз выше, чем у обычных растений.

Как только появились первые листочки, картошке нужна влага. Расход воды на гектар достигает 20- 35 тысяч литров, что равно 20—35 мм осадков за один полив.

Самый благоприятный режим орошения картофеля создается круговыми дождевальными машинами. В длину они могут достигать 500 метров.

Поля, оснащенные такой техникой, сверху выглядят круглыми.

Зелёная картошка – та, что увидела свет раньше времени. После гребнеобразующей фрезы из земли так просто не выберешься - факт. Но если солнце печёт, а дождя всё нет – гребень не выдерживает, трескается. Хлорофиллу на радость. Так и появляются у картофелин зелёные бока, которые, кстати, с 1 июля к продаже запрещены.

Начиная с посадки, во время которой каждый клубень опрыскивается защитным препаратом, и в течение всего периода созревания от 7 до 10 раз посевы обрабатываются специальными растворами, защищающими картофель от сорняков, болезней и вредителей. В некоторых регионах Европы эта цифра доходит до 18 раз за сезон.

Состав для обработок подбирается в зависимости от показателей проб почвы. Обращаю внимание, химия, лежащая на прилавках в отделах сад/огород не имеет отношения к пром. производству - это жёсткие формы препаратов, которые в промышленных масштабах не используются.

За две-три недели до сбора урожая удаляются вершки, что позволяет корешкам обзавестись крепкой кожурой – растение естественным образом готовится к завершению цикла.

Во время уборочной бункер комбайна, ёмкостью шесть тонн (при средней урожайности картофеля 50 тн/га), заполняется клубнями за 7 минут. Каждый картофелеуборочный комбайн стоит как пяток новеньких Х6 БМВ.

Однако, мало вырастить и убрать. Надо сохранить. Строят высокотехнологичные картофелехранилища, площадь - с два футбольных поля. Это рассчитано на 16,4 тыс тонн картофеля, будет оборудовано датчиками и автоматикой, регулирующей температуру и влажность.

Для навального хранения в полу проложены вентиляционные шахты, в камерах с ящиками установлены вентиляторы. Здесь картофель доживет до следующего сезона без потери свойств и внешнего вида. На макете видно внутреннее устройство внутренних камер.

А вот уже готовая мощь.

Есть и такие, попроще.

Свежесобранный картофель. Часть земли отсеивается сразу, часть – на пункте весового контроля.

Перед продажей – мойка и фасовка.

В магазине есть смысл предпочесть мытый картофель грязному. Потому, что некоторые умельцы специально пачкают его! Нет лучше способа замаскировать недостатки, а заодно сыграть на народных убеждениях.

В Европе уже давно картофель представляют потребителю, обозначая оптимальный способ его приготовления. Сорта для пюре и гриля содержат большое количество крахмала, хорошо развариваются, пюре получается нежным и тает во рту. Картофель средней крахмалистости с высоким процентом сухого вещества и низким содержанием сахаров используется для жарки. Он в меру плотный, хорошо сохраняет форму, не приобретает при обжаривании «шоколадной» корочки и горьковатого привкуса. Низкокрахмалистый картофель – для супов и салатов, он не разваривается и удобно нарезается после варки. А вот пюре из него получится «резиновым».

Так что зачастую утверждение «она даже картошку не может приготовить» не совсем корректно. Это всё. Будьте здоровы!

Источник

Еще раз напомню, что посты теперь можно читать на канале в Яндекс.Дзене

и как обычно в инстаграме.    Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.

Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Как выращивают, собирают и обрабатывают картошку

Пару месяцев назад в период сборки сельхозяйственных культур мне удалось попасть на ферму, где выращивают и обрабатывают картофель. Вы скажете что же здесь удивительного, подумаешь, я так делаю каждый год на даче! Конечно легко рассуждать об этом, когда выращиваешь для себя и всего несколько мешков, но когда объемы картофеля произведенного в промышленных масштабах измеряются в сотнях тонн, то тут придется поломать голову над тем, как его выращивать, хранить, собирать и придавать ему нужный товарный вид.

Сегодня специально для kak_eto_sdelano репортаж об одном из самых популярных продуктов на нашем столе.


Наша экскурсия начинается с летних картинок, когда я с группой блогеров приехал в Рузский район, где известный агрохолдинг "Рузское молоко" выращивает экологический картофель. То есть без химикатов, которыми обычно обрабатываются поля, для уничтожения паразитов. Если в прошлом году под картошку было отведено 68 га, то в этом году под "второй хлеб" было выделено 315 га.

Побродив немного по кромке поля я был удивлен насколько ровно и аккуратно выглядят высаженные ряды. Потом нам рассказали, что агрохолдинг при посадке картофеля применяет трактора оборудованные GPS приемником и управляется cо спутника. В этом случае посадки выглядят идеально ровными и обеспечивают высокую точность и отсутствие погрешностей при работе. Звучит фантастически, особенно для выращивания простой картошки, но я поверил на слово.

Далее картошка растет и дожидается, пока блогеры не нагрянут с очередным визитом на поле. Такая возможность, как я написал ранее выдалась в сентябре, как раз, когда пошли дожди и размокло все вокруг. Нас привезли к полю, и так как у меня не было особого желания пачкать свою обувь, то лишился возможности увидеть воочию как собирают картофель. Фотографии взял у Димы e_strannik

Даже в такую погоду работникам приходится выходить в грязнющее поле. Конечно что-то отбраковывается в процессе сборки картошки, это совсем небольшая и не критичная часть для остального объема собранного урожая. Насчет сортов картошки - это Гала, Сантэ, Жуковский, Удача, Аврора и Ред Скарлетт. Они подбирались тщательно - ранние сорта убираются в августе, а поздние в конце сентября, чтобы при уборке картошки избежать спешки и все было собрано вовремя.

Картошку привозят в хранилище, где она на специальном оборудовании первоначально очищается от грязи, корней и прочего.

Православный камаз.

Затем картошка поступает в оборудованное для нее хранилище. Здесь темно и прохладно, потому картошка будет храниться достаточно долго. В этом помещении может находиться до 3 тыс. тонн картофеля. Высота навала не должна превышать 4 м, иначе картофель нижних слоев плющится и гниет, а гнилая картошка может испортить остальной урожай. К тому же картошка просушивается и хранится при постоянном обдуве воздухом.

Но картошка не может просто лежать и храниться все время, кто-то должен ее кушать, потому она поступает на конвейер, по которому начинается ее путь к упаковке, а затем на полки магазинов.

Далее она движется по ленте к моечной машине.

По пути отбраковывается нестандартный или побитый картофель

Так как он потерял свой товарный вид, то не пойдет в продажу, это брак. Но его не выкинут и не отдадут на корм свиньям. Его продадут на завод для переработки в крахмал, для этого сгодится любая картошка.

Корнеплод нужного размера потом попадает в моечно-полировочный аппарат,

где он принимает спа и полируется как в лучших моечно-полировочных машинах Лондона и Филадельфии).

На этом фото кстати, видны барабаны с помощью которых снимается лишняя кожура.

Далее умытый и причесанный картофель попадает в ласковые женские руки

Здесь опять идет отбраковка, вернее более тщательная калибровка по размеру.

Эта картошка попадет в магазин в мешках (возможно не в таких как этот) и пойдет в продажу на вес.

Остальная же картошка прошедшая фейс-контроль и дресс-код станет элитной. И тут я не шучу.

Корнеплод опять ждет специализированная машина.

Здесь, в этом аппарате картошка упаковывается в стандартные пакеты по 2.5 кг. На мой вопрос почему именно два с половиной кг., а не три к примеру, мне ответили, что британские ученые выяснили, что это средне-статистический вес, который покупатель берет в магазине за один поход. Я попытался вспомнить сколько беру картошки за раз и понял, что действительно это так, беру в среднем 2-2.5 кг.

Упакованная картошка попадает из аппарата на такую "карусель"

Чистенькая и откалиброванная элитная картошка. Как нам сказали, рузский картофель сорта "Удача" 26-29 августа принял участие в выставке "Агрорусь 2014" в Санкт-Петербурге и получил золотую медаль.

В магазине такая упаковка стоит около 150 р. если не ошибаюсь. Ее можно приобрести в магазинах сетей "Азбука Вкуса", "Глобус Гурмэ", "Билла", а также в фирменных магазинах агрохолдинга Москвы и Московской Области. Мы получили в подарок по упаковке и я скажу вам, что она действительно вкусная.

Так все выглядит со стороны.

Здесь есть и другая линия, которая упаковывает картошку в сетки по 5 кг.

Все готово к отправке в лучшие магазины столицы и подмосковья.

Не калиброванная картошка будет продаваться по другой цене, которая нравится мне больше) Но она от этого не становится менее вкусной.
Теперь и вы знаете, как выращивают, собирают и обрабатывают картошку, которую вы так любите с майонезом и селедкой, как и я).

Взят у aslan в Как выращивают, собирают и обрабатывают картошку

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Еще раз напомню, что посты теперь можно читать на канале в Телеграме

и как обычно в инстаграме.    Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.

Все авторские ролики загружаются на мой канал, поддержите его подпиской, кликнув по этой ссылке - Как это сделано или по этой картинке. Спасибо всем подписавшимся!


ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ


Картина Алексея Ильича Бортникова «Весна пришла»

Технологии выращивания картофеля

Школа ОЖЗ - технология выращивания картофеля

к.б.н. Ильдар Мардашин "О выращивании картофеля"

 

Выбор участка и размещение посадок картофеля.

Картофель можно возделывать на почвах любого типа. Исключение – сильно кислые (рН ниже – 4,1) и щелочные (рН выше 7,4), тяжелые почвы с близким залеганием грунтовых вод. Лучшими являются богатые гумусом суглинки, супеси и особенно суглинистые черноземы с мелкокомковатой структурой, т.к. картофель имеет слаборазвитую корневую систему и поэтому ему требуются рыхлые почвы, достаточно обеспеченные воздухом и влагой.

Внимание! Рыхлость, рыхлость и еще раз рыхлость почвы.

Тяжелые суглинистые, глинистые и песчаные почвы необходимо окультурить, внеся большие дозы органических удобрений. В рыхлой почве происходит нормальный газообмен между почвой и атмосферой, и создаются лучшие тепловой и водный режимы. Корни, столоны и растущие клубни в такой почве обеспечены кислородом. На уплотненных почвах столоны ветвятся, клубни образуются мелкие и уродливые, что уменьшает величину и снижает качество урожая. Непригодны участки, сильно засоренные пыреем и заселенные проволочником. Картофель любит хорошо освещённые солнцем участки. Оптимальные агрохимические показатели почв: рН (КС1) 5,3-6,5, содержание гумуса не менее 1,8%, подвижного фосфора и обменного калия не менее 150-200 мг/кг почвы.

 

 

ИНТЕРЕСНО и ВАЖНО.

При посадке картофеля желательно разместить семенной картофель от продовольственного, а также ранние сорта от средне- и позднеспелых на расстоянии не менее 100 м. Такое разделение даёт возможность предотвратить массовое перенесение возбудителя фитофторы на семенной, а также с ранних на более позднеспелые сорта, которые отличаются повышенной устойчивостью к болезни. Защитный эффект такой пространственной изоляции ещё выше, если между источниками инфекции и семенными посадками высажены деревья или высеяны высокостебельные культуры (кукуруза, подсолнечник).

Выбор предшественника

Картофель хорошо растёт после бобовых, огурцов, бахчевых и сидеральных культур. Эти культуры создают хорошие условия для обеспечения картофеля элементами питания, улучшают водно-воздушный режим почвы, снижают в ней запас инфекции и число вредных насекомых. Нельзя сажать картофель после томатов, которые имеют одинаковые с картофелем болезни, а также лука, сильно засоряющего и уплотняющего почву. Наилучшими очистителями от возбудителей болезней являются редька, люпин, горох, бобовые и сидераты. Они почти в 2 раза снижают количество возбудителей парши обыкновенной, в 2,5 раза – ризоктониоза и в 3-10 раз - резиновой гнили. В качестве очистителей от нематоды рекомендуют высаживать картофель после вико-овсяной смеси, кукурузы, а для семенных посадок - после черного пара. Но кукуруза, овощные культуры способствуют накоплению в почве стеблевой нематоды. Не рекомендуют высаживать картофель после свеклы, моркови и капусты, поскольку они усиливают поражение клубней паршой обыкновенной и ризоктониозом.

Обычно картофель можно высаживать на одно и то же поле не ранее чем через 4 года. Однако на плодородных, с хорошим водно-воздушным режимом почвах, а также при внесении в почву гуминовых и микробных препаратов, которые очищают её от всяких загрязнителей (тяжёлых металлов, выбросов промышленных предприятий и автомобилей, засоления и т. д.) и возбудителей болезней, можно получать хорошие урожаи клубней на одном и том же участке.

Подготовка почвы под посадку картофеля.

Целью подготовки почвы под картофель является создание оптимального водно-воздушного и питательного режимов, уменьшение плотности и создание мелкокомковатой структуры в зоне клубнеобразования, равномерное распределение органических и минеральных удобрений, уничтожение сорных растений, возбудителей болезней и вредителей. Достичь этого можно осенней перекопкой почвы на глубину 27-30 см с одновременным внесением органических и минеральных удобрений. Осенью земля отдыхает, и почвенные микробы, находящиеся в ней, намного продуктивнее переводят питательные вещества органики в доступные для растений формы.

Картина Николая Федоровича Новикова «Картошка»

В качестве органических удобрений используют навоз, компост, куриный помёт, зелёные удобрения (сидераты), торф и многое другое, что гниёт в земле. При систематическом внесении органики постепенно увеличивается содержание гумуса и уменьшается гидролитическая кислотность. Однако, чтобы увеличить содержание гумуса всего на 0,15-0,35%, нужно в течение 20-30 лет ежегодно на 1 сотку вносить 60-80 кг навоза. Единственный способ быстро увеличить содержание гумуса в почве – это внести совместно с органикой высококонцентрированные гуминовые препараты «Дар Плодородия» (Рисунок №1) и «Сотка Чернозёма» (Рисунок №2).

Рисунок №1. Внесение препарата «Дар Плодородия».

Рисунок №2. Внесение препарата «Сотка Чернозема».

Эти препараты, в отличие от навоза, не содержат семян сорняков, увеличивают урожай, безвредны для почвы и получаемой с неё клубней, хорошо очищают почву от любых загрязнителей, совместимы со всеми препаратами и удобрениями, служат хорошим питанием для полезной биоты. Этими препаратами проливают почву перед или после перкопки. Почему нужна глубокая осенняя перекопка?! Она уменьшает засоренность участка, способствует уничтожению многих вредителей и возбудителей болезней, улучшает водный и воздушный режим, способствует повышению эффективности вносимой органики и накоплению питательных веществ, более глубокому проникновению и более равномерному расположению корней растений в почве. На маломощных почвах и на низинных почвах с близким залеганием грунтовых вод углубление пахотного слоя должно вестись постепенно, не более чем на 2-3 см в год, и сопровождаться обязательным внесением органических удобрений. Перекопку нужно начинать как можно раньше – до начала выпадения обильных осенних осадков. При запоздалой осенней перекопке почва бывает переувлажнена, и качество перекопки ухудшается. Комья земли при осенней перекопке не нужно разбивать. Это позволит почве больше набрать влаги за осенне-зимний и ранневесенний период. Эффективно и быстро разрыхлить и улучшить структуру почвы, увеличить её пористость, способность поглощать избыток влаги, а затем её постепенно отдавать растениям можно внесением под перекопку почвоулучшителей «ПухоВита» и «33 Богатыря» (Рисунок №3).

Рисунок №3. Внесение в почву препарата «Разрыхлитель оздоравливающий ПухоВита» и препарата «33Богатыря».

Кроме того, эти препараты поглощают и очищают почву от избытка солей, которые накапливаются в пахотном слое при испарении близко залегающих грунтовых вод и при внесении избыточных количеств минеральных удобрений, вредных загрязнителей (остатков средств защиты растений от болезней и вредителей, таких как Престиж и Табу) и возбудителей болезней. При рН почвенного раствора менее 5,3 необходимо под осеннюю перекопку внести Раскислитель Известь–Гуми с бором (10 кг на 30-50 м2) (Рисунок №4).

Рисунок №4. Внесение препарата «Раскислитель Известь –Гуми» с бором.

Чтобы получить ранний картофель, осенью после перекопки и поверхностной обработки на почвах с крупной структурой нарезают гребни. Весной в гребнях почва быстрее подсыхает и прогревается, что позволяет высадить картофель раньше. Нарезать гребни нужно только при сухой погоде. Осенью надо формировать высокие гребни с широким основанием и поперечным сечением 800-1000 см2. Идеальный гребень в период формирования должен иметь высоту 20 см и основание 55-65 см. Высадив картофель на таких гребнях, можно получить высокий урожай без нежелательного позеленения клубней. Осенняя нарезка гребней даёт лучшие результаты при применении междурядий в 75 см.

Картина Ахмата Фаткулловича Лутфуллина «Огороды деревни Урсук»

Предпосадочная подготовка почвы весной. Весной почву под картофель при наступлении физической спелости нужно перекопать на глубину до 18-20 см, разбивая глыбы и комья и разрушая почвенную корку. Спелая почва не мажется и при ее сжатии в руке образуется комок, который рассыпается при падении с высоты 1м. Весенняя перекопка разрыхляет почву, которая за осенне-зимний и ранневесенний период уплотняется под действием осадков и собственной тяжести. При этом создаёт в зоне клубнеобразования мелкокомковатую структуру с хорошими капиллярными связями с водосодержащими нижележащими слоями подпочвы. В её задачу входит также сохранение накопившейся влаги, очищение от сорняков и заделка удобрений. Всё это создает хорошее ложе для клубней, оптимальные условия для их прорастания и роста растений. Весной почва особенно чувствительна к давлению. Поэтому предпосадочную обработку почвы нельзя проводить при ее повышенной влажности.

На лёгких почвах (песчаных и супесчаных) гребни под посадку картофеля нарезают весной. Это надо делать не менее чем за 3-7 дней до посадки. Высота гребней на суглинистых почвах - 12-14 см; на лёгких - 14-16 см; в условиях избыточного увлажнения – 16-18 см от дна.

Внесение удобрений.

Без внесения удобрений мы не получим высокого урожая картофеля и хорошего качества и вкуса клубней. По данным, полученным в различных зонах, картофель на каждые 100 кг урожая выносит: д.в. – 0,4-0,6 кг. азота, 0,15-0,25 - фосфора и 0,6-1,0 - калия, 0,2-0,4 - серы, 0,1-0,25 - магния, 0,25-0,5 кг - кальция и ряд микроэлементов. 75% азота, 50% фосфора, 60% калия картофель потребляет в период бутонизации - цветения, когда происходит максимальный прирост ботвы и клубней. После цветения поглощение элементов питания картофелем из почвы сокращается, происходит использование элементов, накопленных в ботве. Наилучшие условия питания для картофеля создаются совместным внесением органических (навоз, компост, сидераты и др.) и минеральных удобрений. Под картофель вносят под перекопку 3-4 кг/м2, максимально – 6-8 кг/м2 перепревшего навоза. В среднем с 1кг полуперепревшего навоза вносится азота –0,005, фосфора-0,002, калия – 0,006 и кальция – 0,004 кг. Азот из навоза используется только на 30-70%. Внесение 3 кг/м2 навоза соответствует всего примерно 0,040 кг/м2 усвояемого азота.

В качестве органического удобрения более эффективен «Настоящий куриный помет» (Рисунок №5).

Внесение 1 кг/м2 этого органического удобрения заменяет по эффективности действия на растения 10 кг навоза. К тому же он термически обработан (+3000С) и, в отличие от навоза, не содержат яиц гельминтов, семян сорняков и возбудителей болезней. Вносить его нужно на 1м2 грядки под картофель 0,4-0,5 кг. Можно использовать также мягкое удобрение из ферментированного куриного помёта Бионекс-1(Рисунок №5) в тех же дозах.

Рисунок №5. Внесение препарата «Настоящего куриного помета» перед посадкой картофеля и препарата Бионекс -1 локально.

Хорошими источником органических удобрений являются сидераты, зеленую массу которых заделывают глубоко под перекопку. Высеваются они после рано убираемых культур или между основными культурами. В качестве сидератов самые подходящие культуры Вика + Рожь и Вика + Овёс, семена которых обработаны препаратами Гуми и Фитоспорин. Гуми и Фитоспорин способствуют быстрому нарастанию зелёной биомассы, появлению клубеньковых бактерий на корнях вики и обогащению почвы азотом. К тому же Фитоспорин способствует очищению почвы от болезнетворных бактерий. Посеяв эти сидераты даже в конце лета – начале осени (вика + рожь) или рано весной (вика+овёс), можно за короткое время многократно увеличить количество заделываемого в почву зелёного удобрения. При наличии на участке проволочника в качестве сидерата лучше высеять горчицу, семена которой также обработаны Гуми и Фитоспорином (Рисунок №6).

Рисунок №6. Посев зеленых удобрений (сидератов).

Органические удобрения переходят в доступные для растений формы лишь через определенное время и не обеспечивают растения элементами питания в первой половине вегетации. Поэтому совместно с органическими удобрениями необходимо внести мягкие органо-минеральные удобрения серии Гуми-Оми, полученные на основе ферментированного куриного помёта, которые содержат не только азот, фосфор и калий, но и микроэлементы. С осени нужно внести под перекопку фосфор и калий: это препараты Гуми-Оми Осенний (Рисунок №7) или смесь Гуми-Оми Фосфор + Гуми-Оми Калий (Рисунок №7), соблюдая инструкции по применению. На песчаных почвах эти удобрения лучше внести под весеннюю перекопку почвы.

Рисунок №7. Внесение под перекопку препарата Гуми-Оми Осенний и препарата Гуми-Оми Фосфор, Гуми-Оми Калий.

Весной под перекопку необходимо внести азот – это мягкие органо-минеральные удобрения Гуми-Оми Весенний (Рисунок №8) или Гуми-Оми Азот (Рисунок №8). Дополнительно в лунки при посадке клубней необходимо внести по 1 ст. ложке удобрения Гуми-Оми Картофель (Рисунок №9).

Рисунок №8. Внесение под перекопку препарата Гуми-Оми Весенний и весенний удобрительный полив Гуми-Оми Азот.

Рисунок №9. Внесение Гуми-Оми Картофель перед посадкой в лунки.

Подготовка клубней к посадке.

Для получения раннего урожая клубней надо их предварительно прорастить. Самый эффективный способ получения дружных всходов и раннего урожая клубней – провести их проращивание (яровизацию) на свету при температуре 15-20˚С в течение 20-25 суток. Если до посадки осталось всего две недели, тогда проращивать нужно при +30˚С. На свету клубни зеленеют, и в них образуется вещество соланин, который препятствует развитию возбудителей болезней в клубнях. Перед проращиванием клубни перебирают, удаляя загнившие и больные, и отбирают для посадки клубни весом от 50 до 100 г. До закладки на проращивание клубни на 10-12 часов опускают в теплую воду. За это время они вберут в себя достаточно влаги, что ускорит пробуждение глазков. Затем клубни обеззараживают, окунув в раствор марганцовки (10 г марганцовки на 10 л воды) (Рисунок №10) или препарата Богатый-Микро Цинк (1%) + Медь (1%) из расчёта 24 мл (2 ст. ложки) на 10 л воды (Рисунок №10). Это предупредит развитие таких болезней картофеля, как фитофтороз, ризоктониоз и т.д.

Рисунок №10. Обеззараживание клубней картофеля марганцовкой и Богатым-микро Zn+Cu.

Обеззараженные клубни укладывают в любую тару: деревянные или пластиковые ящики, бутыли из-под воды или просто раскладывают на полках или подоконнике в два ряда. В неделю один раз клубни переворачивают, чтобы на них равномерно попадал свет, и для предотвращения пересыхания время от времени опрыскивают водой. Если нет полок, советуют нанизать клубни на проволоку или капроновую леску и развесить эти "бусы" так, чтобы картофель подвергался действию света и воздуха. За 3-7 дней до посадки эти клубни можно поместить в ящики или в парник, пересыпая слоями увлажнённого субстрата (опилок - лучше перепревших, торфокрошки, вермикулита). Можно просто засыпать клубни влажным субстратом в тех ящиках, где они проращивались. В таких условиях клубни быстро формируют корни и, если их высадить в открытый грунт, сразу пойдут в рост.

Проращивать клубни можно во влажных (но не сырых) опилках, торфе или вермикулите. Для этого субстрат насыпают на дно тары и укладывают на него клубни в три – четыре слоя, пересыпая каждый слой влажным субстратом. Влажную яровизацию проводят в течение 12-15 дней, не дольше, так как клубни могут перерасти и испортиться.

Длина ростков перед посадкой должна быть не более 1,5-2 см, для чего температуру проращивания при необходимости понижают. Если клубни были приобретены незадолго до посадки или ко времени посадки клубни не проросли, то за несколько дней до посадки их нужно прогреть при температуре 35-40˚С. Это ускорит пробуждение глазков.

Во время проращивания или же до посадки клубни опрыскивают препаратом Борогум-М (0,5 ч.л.) + Фитоспорин-М РеаниматоР (2 ч.л.) на 0,5 стакана воды на 10 кг клубней (Рисунок №11).

Рисунок № 11. Подготовка клубней к посадке.

Посадка картофеля.

После проведения этих процедур можно спокойно приступать к посадке клубней, зная, что любимая культура изначально получила хороший старт для своего дальнейшего развития. Оптимальный срок посадки для картофеля – когда почва на глубине посадки прогреется до +8…+10°С. Густота посадки из расчёта не менее 3,5 клубня на 1м2. При посадке клубней на дно лунки положить 1 ст. ложку удобрения Гуми-Оми Картофель.

Клубни высаживают на суглинках при посадке по гладкому полю на глубину 6-8 см, а в гребень – 8-10см, на легких же супесчаных и песчаных почвах, соответственно, на 8-10 и 10-12 см, а в южных районах даже до 10-14 см, считая расстояние от верхней части клубня до поверхности поля. Для получения ранней продукции картофель высаживают на меньшую глубину, а при запаздывании с посадкой клубни высаживают глубже.

Картина Винсента Ван Гога «Селяне за посадкой картофеля»

Уход за посадками.

Особенностью выращивания картофеля является поддержание в рыхлом состоянии почвы в зоне образования и роста столонов и клубней, чему способствует окучивание посадок. Также необходимы прополка, полив, подкормки и защита от вредителей и болезней. На тяжёлых суглинистых и глинистых почвах на посадках средне- и позднеспелых сортов картофеля проводят двукратное окучивание: первое - после появления всходов, второе – спустя 2-3 недели после первого. Раннеспелый картофель окучивают только один раз: когда высота растения достигнет 10-12 см, второе окучивание заменяют рыхлением. Глубина окучивания должна быть на лёгких почвах - 13-15 см, на тяжёлых – 10-12 см. Это способствует бурному росту корней и образованию новых побегов.

Картина Эдварда Генриа Поттаста «В саду»

Окучивание лучше проводить через некоторое время после дождя или полива (по утренней росе), когда почва влажная и рыхлая. При установлении жаркой и сухой погоды перед окучиванием нужно полить посадки картофеля. Когда нет возможности для проведения полноценных поливов, особенно при засухе, специалисты рекомендуют окучивание заменить рыхлением. Начинают эту работу с прополки и только потом присыпают кусты землей. Высота холмика при окучивании должна быть как можно выше, можно закрыть даже часть верхних листьев картофеля, что является эффективным приёмом для уменьшения позеленения клубней и борьбы с фитофторозом. Клубни на глубине более 10-15 см поражаются фитофторой в 5-10 раз меньше, чем на глубине 3-5 см. Заодно при окучивании мы защищаем кусты от возвратных холодов.

Картина Уильяма Меррита Чейза «Картофельное поле»

После появления всходов, во время бутонизации и после цветения посадки картофеля необходимо пролить. На легких почвах поливать надо чаще, но меньшими дозами: 3 л под каждый куст, на тяжелых – реже, но обильно: 2-3 ведра под куст. Поливать нужно только в вечернее время. После каждого полива или дождя необходимо рыхлить почву (если почва налипает на мотыгу, момент еще не настал; если начинает пылить - вы опоздали с рыхлением). Обычно полив совмещают с подкормкой удобрениями. Перед первым окучиванием, когда после всходов идёт интенсивное нарастание биомассы растения, подкормить препаратом Богатый.

Картина Виктории Михайловны Якимовой «Картошка цветет»

Болезни и вредители.

В борьбе с колорадским жуком и другими вредителями очень эффективен биологический препарат Гуми + БТБ (Рисунок №12). Опрыскивание посадок этой культуры рекомендуется проводить в период массового появления личинок 1-3-го возрастов. Двух - трехкратное опрыскивание по личинкам 1-2-го возрастов не уступает по эффективности химическим препаратам. Сроки применения этих биоинсектицидов должны быть приурочены к моменту появления личинок 1-2-го возрастов. К этим биоинсектицидам не вырабатывается устойчивость. Очень эффективен препарат против тлей, которые являются переносчиками вирусных и фитоплазменных болезней картофеля.

Рисунок №12. Опрыскивание кустов от личинок колорадского жука препаратом Гуми+БТБ.

Картина Аркадия Александровича Пластова «Сбор картофеля»

Картина Павла Петровича Попова «Сбор картофеля»

Картина Бориса Михайловича Кустодиева «Торговка овощами»

 

650 кг. Картофеля с 1 сотки

 

 

Как вырастить картофель под сеном или соломой. Обустройство теплых грядок

 

 

Предпосадочная обработка картофеля. Как получить высокий урожай

 

 

Школа ОЖЗ - технология выращивания картофеля.

 

 

Как получить ГИГАНТСКИЙ УРОЖАЙ КАРТОФЕЛЯ или 750 кг. картофеля с 1 сотки!

 

 

Как получить большой и здоровый урожай картошки!

 

 

Подготовка семенного картофеля к посадке. Как получить высокий урожай картошки

 

 

Применение препаратов Гуми и Фитоспорин при выращивании картофеля

 

 

О картофеле и черенковании декоративных кустарников - Школа ОЖЗ

 

Frontiers | Как справиться с засухой: стресс и адаптивные реакции картофеля и перспективы улучшения

Введение

Картофель ( Solanum tuberosum L.) имеет большую экономическую ценность и считается четвертой по значимости продовольственной культурой в мире. По данным ФАО (2011), выращивание в мире на 19,2 млн га привело к производству около 374 млн тонн. Производство картофеля обеспечивает продукты питания, занятость и доход как товарную культуру (Scott et al., 2000) и помогает в увеличении доступности продовольствия, одновременно способствуя лучшему коэффициенту землепользования за счет повышения совокупной эффективности систем сельскохозяйственного производства (Gastelo et al., 2014). Картофель выращивают более чем в 125 странах, и более миллиарда человек во всем мире потребляют его ежедневно (Mullins et al., 2006). Бедные и наиболее недоедающие фермерские домохозяйства во многих развивающихся странах зависят от картофеля как основного или вторичного источника продуктов питания и питания (Lutaladio and Castaidi, 2009), поскольку его короткий и гибкий вегетативный цикл делает его хорошо подходящим для севооборота с другими основными культурами. Более того, его можно выращивать в таких условиях окружающей среды, где другие культуры могут потерпеть неудачу (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2009 г.).Глобальное географическое производство картофеля показывает, что он выращивается на всех континентах, кроме Антарктиды (Rowe and Powelson, 2002). Картофель не только удобен в выращивании, но и является прекрасным источником питательных веществ, включая углеводы, белки, витамин C, несколько форм витамина B и минералы (Camire et al., 2009; White et al., 2009; Birch et al. , 2012). В качестве основного продукта питания клубни картофеля богаты соединениями, включая аскорбат, β-каротин, органические кислоты и полипептиды, богатые цистеином, которые способствуют биодоступности минералов.Кроме того, в картофеле мало антипитательных веществ, таких как оксалаты и фитаты, которые могут снизить биодоступность минералов (White et al., 2009).

Засуха уже представляет собой одно из наиболее серьезных препятствий для роста растений и продуктивности наземных экосистем во многих регионах по всему миру (Chaves et al., 2003), а доступность воды для сельскохозяйственных сообществ становится еще более дефицитной. Влияющие факторы включают недостаточное количество осадков, чрезмерный уровень солей в почвенном растворе или увеличивающееся использование ограниченных ресурсов пресной воды для конкурирующих городских и промышленных целей (Neumann, 2008).Климатическая модель предсказывает, что глобальное потепление еще больше усилит засуху в результате увеличения эвапотранспирации (Salinger et al., 2005; Cook et al., 2007), хотя, вероятно, будут большие региональные различия (Metz et al., 2007) с частотой и увеличение интенсивности с 1 до 30% на землях с экстремальной засухой к 2100 году (Fischlin et al., 2007). Эти негативные последствия изменения климата в сельском хозяйстве резко повлияют на бедные и маргинализованные группы, средства к существованию которых зависят от сельского хозяйства в сочетании с ограниченными возможностями борьбы с ними.Влияние изменения климата на производство картофеля в Ирландии с использованием имитационных моделей (в пакете DSSAT) показало ожидаемое относительно равномерное повышение температуры примерно на 1,6 ° C по стране к климатическому периоду 2075 года (Holden et al., 2003) и урожайность картофеля. ожидается, что в 2055 и 2075 годах упадет урожай неорошаемых клубней, что приведет к серьезной потере урожая на большей части территории страны к 2055 году (Holden et al., 2003). В северных регионах с умеренным климатом будет больше неоднородности погодных явлений, при этом северная Европа будет влиять на большее количество дождей зимой и значительно меньше летом (Haverkort and Verhagen, 2008), влияя как на сельскохозяйственное производство, так и на адаптацию.В регионах Средиземноморья и Сахеля в периоды года, когда нет тепла, урожайность картофеля будет снижаться по мере того, как подходящие периоды становятся короче. Более высокий спрос на испарение приведет к менее эффективному использованию воды, и только орошение может дать ключ к увеличению урожайности картофеля в умеренном климате (Haverkort and Verhagen, 2008). Что касается картофеля, то засуха снизит потенциальный урожай картофеля на 18–32% в прогнозируемый период 2040–2069 годов (Hijmans, 2003). Признак воздействия засухи на производство и выращивание картофеля можно увидеть из имеющихся данных ФАО и недавних тематических исследований.В 2011 и 2012 годах засуха и волны тепла в США привели к ущербу для яровых культур (включая картофель) и животноводству, что привело к убыткам в размере 40–88 миллиардов долларов (NOAA, 2011, 2012). В 2010 году засуха затронула Россию и привела к производственным потерям примерно 30% на промышленных картофельных фермах и домашних хозяйствах в Центральной долине и Волге - федеральном округе, который традиционно производит более 60% урожая картофеля в России (GAIN, 2010; Barriopedro et al. др., 2011). Модели урожая предсказывают, что урожайность картофеля может снизиться примерно на 30% в результате дефицита воды в Польше (http: // www.Climateadaptation.eu/poland/agriculture-and-horticulture/).

Реагирование на засуху

Обнаружение засухи и сигнализация

Засуха ограничивает продуктивность сельскохозяйственных культур, воздействуя на фотосинтетические процессы на уровне полога, листьев или хлоропластов, либо напрямую, либо путем подавления обратной связи, если транспорт фотосинтата к поглощающим органам ограничен (Jones and Corlett, 1992). Характер реакции растений на засуху регулируется интенсивностью, продолжительностью и скоростью развития навязанной засухи (Pinheiro and Chaves, 2011).На рисунке 1 представлен обзор воздействия различных уровней засухи и ответных мер, вызванных этими уровнями. В мягких и умеренных условиях ухудшаются характеристики устьиц, что приводит к потере биомассы, в то время как в тяжелых условиях неустьевые факторы могут стать доминирующими (Liu et al., 2010), ограничивая фотохимическую эффективность и активность Rubisco и, таким образом, влияя на биохимический и физиологический метаболизм (Xu и др., 2010). Путь передачи светового сигнала замыкающими клетками остается основным механизмом, регулирующим открытие устьиц (Lee, 2010), тогда как на механизм поведения устьиц влияет АБК в передаче сигналов от корня к побегу при стрессе (Jia and Zhang, 2008).Растения, выращенные в условиях засухи, обычно имеют более низкую устьичную проводимость, что помогает экономить воду и поддерживать соответствующий водный статус листа, но в то же время снижает внутреннюю концентрацию CO 2 листа и фотосинтез (Chaves et al., 2002). Тем не менее, точная взаимосвязь также зависит от других факторов, например генотипа, влияния истории засухи и условий окружающей среды (Schulze and Hall, 1982; Tardieu and Simonneau, 1998). Было показано, что длительное воздействие на лист или крону растения дефицита низкого давления пара создает своего рода «память» в замыкающих клетках, что приводит к потере закрывающих стимулов устьичных ответов (Nejad and Van Meeteren, 2007; Fanourakis et al., 2011). Таким образом, при изучении реакции на засуху необходимо различать терминальную или прерывистую засуху и ее взаимодействие с окружающей средой. В случае окончательной засухи доступность воды в почве постепенно снижается, что приводит к преждевременной гибели растений, в то время как периодическая засуха включает конечные периоды неадекватной воды, возникающие в одном или нескольких интервалах в течение вегетационного периода (Neumann, 2008) (Рисунок 1). Время перемежающейся засухи во время роста может иметь гораздо большее влияние на биомассу и урожай, чем интенсивность засухи, а также может зависеть от продолжительности стресса и фенологической стадии (Pinheiro and Chaves, 2011).Потери урожая зависят от фазы роста растений, затронутой засухой (вегетативной и репродуктивной) (Serraj et al., 2004), что косвенно снижает скорость фотосинтеза, фиксацию CO 2 и, в конечном итоге, приводит к меньшему количеству ассимилированного продукта (Mafakheri et al., 2010 ). На Рисунке 2 показаны различные стадии роста картофеля и то, как ограниченная вода среда может влиять на рост и развитие растений и, в конечном итоге, на урожайность, даже если недостаток воды временный. У картофеля урожай клубней коррелирует как с индексом урожая (HI), так и с сухим веществом, поэтому для селекции очень важно понимать зависимость генотипической изменчивости от распределения ассимилятов и производства сухого вещества (Jefferies and Mackerron, 1987, 1993; Mackerron and Jefferies, 1988; Gregory and Simmonds, 1992; Jefferies, 1993a; Tourneux et al., 2003b). Имеется мало информации о последствиях длительного режима нехватки воды, но исследования широко изучали краткосрочные последствия отсутствия воды, предполагающие, что влажность почвы не должна опускаться ниже 50% доступной воды для сельскохозяйственных культур для максимального урожая (Mackerron and Jefferies, 1986). Засуха на картофеле не только снижает урожайность, поскольку культура может извлекать меньше доступной воды из почвы по сравнению с другими культурами (Weisz et al., 1994), но также может нанести ущерб качеству продукции, например, из-за увеличения парши обыкновенной. заболеваемость (Mane et al., 2008).

Рис. 1. Блок-схема, подробно описывающая влияние различных типов засух и то, как растения реагируют на раздражитель на молекулярном, физиологическом и морфологическом уровнях .

Рис. 2. Влияние водного стресса на разные стадии роста картофеля .

На молекулярном и биохимическом уровне растения воспринимают стресс засухи и реагируют на него, динамически изменяя регуляторные реакции во время транскрипции и экспрессии белков, что влияет на многие биохимические пути и, следовательно, на физиологические процессы и процессы развития (Mane et al., 2008; Vasquez-Robinet et al., 2008). Снижение фотосинтеза в результате засухи опосредуется устьичными и неустотными эффектами, что в последствии включает снижение потока электронов в результате как фото-ингибирующего повреждения, так и регулятивного контроля рассеивания энергии в хлоропластах (Angelopoulos et al. 1996; Бейкер, 2008). Закрытие устьицы снижает доступность CO 2 в мезофилле, а также изменения в транспорте электронов и биохимических путях (Boyer, 1976) - все это способствует снижению фотосинтеза (Cornic et al., 1983; Genty et al., 1987) в условиях дефицита воды. Биохимические изменения включают снижение синтеза рибулозобисфосфата (RuBP) (Gimenez et al., 1992), снижение активности Rubisco и снижение эффективности карбоксилирования (Martin and Ruiztorres, 1992) или то и другое (Faver et al., 1996). Постепенное снижение максимальной метаболической емкости при стрессе приводит к насыщению скорости фотосинтеза и, таким образом, предполагает участие ферментов цикла фотосинтетического восстановления углерода, включая карбоксилазу / оксигеназу RuBP (Rubisco).Ограничение синтеза RuBP, вероятно, вызвано ингибированием синтеза АТФ из-за прогрессирующей инактивации или потери фактора связывания в результате увеличения ионного (Mg 2+ ) (Lawlor, 2002). Селективное усиление способности активазы Rubisco может частично усилить фотосинтез при стрессе, но это усиление обычно будет небольшим (Parry et al., 2013). На уровне транспорта электронов снижение ассимиляции CO 2 приводит к снижению регенерации НАДФ + в цикле Кальвина (Schapendonk et al., 1989; Cruz de Carvalho, 2008), что приводит к сопутствующему образованию активных форм кислорода (ROS) и потенциальному фото-ингибирующему повреждению. Более того, пониженная межклеточная концентрация CO 2 (при закрытии устьиц) способствует оксигенации RuBisCO, которая также может вносить вклад в продукцию ROS (Cruz de Carvalho, 2008). На рисунке 1 представлено подробное описание реакции растений на засуху, стимулы к различным типам засухи, их влияние на сигнальные пути и адаптивные реакции растений. Различные сигнальные пути инициируют каскады фосфорилирования и активируют соответствующие факторы транскрипции, которые запускают клеточные ответы в условиях засухи.Эти факторы транскрипции регулируют экспрессию генов как первичный ответ растения, приводящий к адаптации растения к стрессу (Rensink et al., 2005). Цитозольный Ca 2+ участвует в качестве вторичного мессенджера клеточного сенсора в передаче сигналов, внутриклеточной коммуникации и координации частей реципиентных клеток для достижения поведенческой цели (Sanders et al., 2002; Trewavas, 2002). В дополнение к локализованным ответам есть убедительные доказательства важной роли передачи сигналов на большие расстояния, например, абсцизовая кислота (ABA) в качестве основного химического корня для сигнала стресса у растений, выращиваемых в сухих условиях (Davies and Zhang, 1991; Davies). и другие., 2002; Додд, 2005; Hey et al., 2010). В ответ на сигнал засухи дозировка растительного гормона ABA увеличивается по сравнению с серьезностью стресса, и он представляет собой ключевой сигнал в клеточном ответе за счет активации экспрессии различных генов, чувствительных к засухе (Chaves et al., 2003). Другие гормональные сигналы, посылаемые к побегам через поток транспирации вместе с АБК при восприятии засухи, включают этилен и гибберелловую кислоту (GA). Исследования показали, что эти гормоны вызывают реакции как в зрелых, так и в молодых листьях, с ответом АБК в зрелых клетках листа и ответом этилена и ГА на делящиеся и разрастающиеся клетки листа (Skirycz et al., 2010; Верелст и др., 2010). Аналогичным образом показано, что жасмоновая кислота (JA) или жасмонат являются важными клеточными регуляторами, активирующими путь передачи сигнала между восприятием стресса и реакцией в условиях засухи (Wasternack and Parthier, 1997; Du et al., 2013; Lee et al., 2013). Некоторые семейства белков служат интерфейсом для передачи сигналов ABA, JA и (GA), подтверждая решающее функциональное участие передачи сигналов, полученных из липидов, в ответах на абиотический стресс (Golldack et al., 2014). Совместимые растворенные вещества, включая аминокислоты, соединения аммония, соединения сульфония, сахара и полиолы, защищают клеточные структуры (Chen et al., 2007). Чтобы защитить растительные ферменты и белки от денатурирования при стрессе засухи, совместимые растворенные вещества помогают стабилизировать ферменты (Büssis and Heineke, 1998). Дифференциальная реакция распределения и накопления растений на это сложное взаимодействие определяет их статус в отношении выживания или смерти. Гибель растительных клеток в условиях сильного стресса засухи происходит, когда концентрация АФК превышает потенциал поглотителя, что приводит к непоправимому повреждению различных растительных клеток, включая липиды, белки и дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК).

Адаптивный ответ

Растения реагируют на ограничение доступности воды посредством сложной серии адаптивных изменений, часто сопровождаемых пагубными плейотропными эффектами (Chaves et al., 2002; Jones, 2014). В контексте сельского хозяйства фермеры и селекционеры обычно определяют засухоустойчивые сорта как те, которые сохраняют урожай в условиях засухи. Дефицит воды вызывает реакции, которые выражаются в росте, воспроизводстве, разделении ассимилятов, выживании и смерти. Эти адаптивные ответы могут представлять собой краткосрочную физиологическую регуляцию, обратимые клеточные корректировки, структурные необратимые корректировки и генотипические корректировки.Эволюционные реакции на водный стресс видны в свете генетической адаптации, которая создает особый набор признаков, позволяющих им преобладать (Körner, 2003). Адаптация растений к засухе может включать в себя избегание или толерантность и, следовательно, сценарии адаптации к стрессу, которые можно разделить на (i) предотвращение дефицита воды в тканях / обезвоживания, (ii) толерантность к дефициту воды в тканях и (iii) механизмы эффективности (Turner, 1986 ; Джонс, 2014). Избежать дефицита воды в тканях (засухоустойчивость согласно Левитту, 1980) можно с помощью «спасения от засухи», когда растение растет только в периоды обильной водности и часто сопровождается быстрым фенологическим развитием.Процесс ухода от засухи имеет большое значение в засушливых регионах, где адаптированные однолетние растения могут сочетать короткую продолжительность жизни с высокими темпами роста и газообмена при использовании максимального содержания влаги в почве (Maroco et al., 2000). Избежать обезвоживания тканей можно также за счет увеличения поглощения воды, связанного с адаптивными аспектами, такими как увеличение глубины корня, изменение структуры укоренения (Jackson et al., 2000) или за счет уменьшения потери воды в результате механизмов, включающих закрытие устьиц или приспособление листа. энергетический баланс за счет уменьшения поглощения света или модификации тепломассопереноса в пограничном слое листа (Ларчер, 2000; Митра, 2001; Джонс, 2014).Высокое устьичное сопротивление может наблюдаться, когда температура листа картофеля выше 25 ° C, а градиент давления пара относительно постоянен (Ku et al., 1977), что приводит к значительному снижению транспирации. Закрытие устьиц картофеля при высокой температуре листа является отражением адаптации к более прохладной окружающей среде (Ku et al., 1977). Примечательно, что повышенное устьичное сопротивление может не приводить к пропорциональному снижению скорости транспирации, потому что при заданном снижении транспирации из-за закрытия устьиц повышение температуры листа будет сильно зависеть от факторов окружающей среды, особенно радиационной нагрузки на лист и тепла. коэффициент передачи воздуха (Сяо, 1973).Факторы, не относящиеся к устьицам листа, часто называемые «мезофиллом», вызывают значительное снижение транспирации по мере развития водного стресса. Кроме того, дефицит воды влияет на устьица, влияя на уровень АБК или гормональный баланс растений (Chaves, 1991).

Хотя плотность устьиц и размер устьиц играют важную роль в определении скорости транспирации и проводимости листьев и особенно в обеспечении быстрого реагирования на дефицит воды, большая часть наиболее важного контроля потери воды в течение жизненного цикла культуры достигается за счет корректировки площадь листа (Wolfe et al., 1983; Джонс, 2014). Устойчивость к дефициту воды в тканях чаще всего включает поддержание тургора, даже когда водный потенциал тканей снижается либо за счет осмотической регулировки (ОА) (Morgan, 1984), либо в результате наличия жестких клеточных стенок или уменьшения размера клеток (Wilson et al. др., 1980). Существенные различия между видами в их способности переносить дефицит воды в тканях и, таким образом, продолжать метаболизм при низких потенциалах воды, часто связаны с накоплением так называемых «совместимых» растворенных веществ.Наше функциональное определение засухоустойчивости основано на стабильности урожая и высокой относительной урожайности в условиях дефицита воды. Это было предложено в качестве полезного критерия отбора для адаптации при различной степени дефицита воды (Пинтер и др., 1990). Потенциальные механизмы повышения эффективности для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к засухе включают повышение эффективности водопользования (WUE) и повышение эффективности преобразования ассимилятов в урожайность (HI). На практике растение может сочетать ряд механизмов засухоустойчивости (Ludlow, 1989), но важно отметить, что существует важный компромисс, связанный со многими механизмами «засухоустойчивости», поскольку они могут снизить потенциальный урожай: например, устьичный закрытие сохраняет воду, но также снижает фотосинтетическую ассимиляцию.

Понимание взаимодействий между различными биохимическими, молекулярными и физиологическими механизмами адаптации к стрессу имеет жизненно важное значение для выявления признаков, которые могут улучшить устойчивость сельскохозяйственных культур к стрессу с помощью как традиционных селекционных, так и трансгенных стратегий (Evers et al., 2010). В контексте изменения климата также существует острая необходимость в понимании и разработке методов выращивания картофеля, которые помогут адаптироваться к дефициту воды и их взаимодействию с характеристиками, которые придают толерантность или устойчивость к стрессу.В этом обзоре обсуждается текущее состояние знаний в области идентификации признаков с доказательствами нашего понимания засухоустойчивости картофеля и дополнительно освещаются стратегии и механизмы, используемые для решения проблемы адаптации. В обзоре также обсуждается использование новых «фенотехнологических» платформ и то, как их можно использовать для сокращения разрыва между генотипированием и фенотипированием при стрессе, вызванном засухой, и для улучшения методов разведения.

Влияние засухи на картофель

Физиологические и морфологические реакции

Физиологические реакции зависят от сорта и варьируются в зависимости от источника семян или физиологического возраста клубней (Steckel and Gray, 1979).Различия в источнике могут влиять на характер роста листвы и урожайности, а также на количество корневых зачатков и возможный размер корневой системы (Wurr, 1978). Как и следовало ожидать, физиологические реакции на засуху часто более тесно связаны с потенциалом «предрассветной» воды, чем с дневным потенциалом воды (Jones, 2007). Стратегии физиологического ответа включают чувствительные к засухе устьицы, которые приводят к низкой скорости транспирации и относительно повышенному внутреннему WUE независимо от уровня радиации и, таким образом, способствуют росту в районах с ограниченной доступностью воды (Coleman, 2008).На транспирацию влияет площадь листа, соотношение корней и листьев, ориентация листа, форма листа, характеристики поверхности листа (опушение), толщина листа и распределение устьиц. Обзор исследований, подчеркивающих влияние засухи на морфологические / физиологические признаки картофеля, показан в Таблице 1 (с указанием на Рисунке 1), а стадии урожая, на которых эти характеристики влияют, выделены на Рисунке 2.

Таблица 1. Сводная информация о влиянии засухи на различные морфологические и физиологические признаки и обобщенный поиск литературы, подчеркивающий эти эффекты у картофеля .

У растений, находящихся под водным стрессом, наблюдается снижение проводимости листьев (g 1 ), которое в значительной степени снижается параллельно с водным потенциалом листьев (Ψ 1 ) с эффективной стратегией сохранения воды, зависящей от характеристик архитектуры навеса, таких как площадь навеса, открытая / закрытие навеса, ориентация листьев и скорость кутикулярной транспирации. Картофель демонстрирует изогидрические характеристики с водным потенциалом почвы (, почва ) и устьичной проводимостью (g s ), снижающимися при водном стрессе, при сохранении Ψ 1 , аналогичных значениям, полученным в условиях отсутствия стресса (Liu et al., 2005), предполагая отсрочку наступления стресса. Predawn Ψ 1 и g s , следовательно, могут использоваться в качестве параметров водного стресса, поскольку они демонстрируют последовательную взаимосвязь с ростом и урожайностью. Исследования водного стресса у картофеля показали уменьшение разрастания стеблей и листьев, что привело к уменьшению листвы, уменьшению навеса, уменьшение индекса площади листьев, уменьшение биомассы побегов и, наконец, уменьшение содержания сухого вещества (Jefferies, 1992, 1993b; Jefferies and Mackerron, 1993; Dallacosta et al., 1997; Deblonde et al., 1999; Деблонд и Ледент, 2001; Mane et al., 2008; Альбиски и др., 2012; Anithakumari et al., 2012). Эти морфологические реакции зависят от времени стресса (стадии развития), а также от того, является ли стресс краткосрочным или долгосрочным. Стресс на этапах зарождения столонов и клубней не только сдерживает рост листвы и растений, но также ограничивает количество столонов, что приводит к уменьшению количества клубней и, следовательно, к снижению HI и сухого вещества, что влияет на конечный урожай (Fasan and Haverkort, 1991; Deblonde and Ledent , 2001; Lahlou et al., 2003; Tourneux et al., 2003b; Evers et al., 2010). В некоторых случаях исследования показали некоторые противоположные эффекты на морфологические и физиологические признаки, которые можно отнести к взаимодействию генотип х с окружающей средой. Контрастные сообщения об увеличении HI (Fleisher et al., 2013) и снижении HI (Fasan and Haverkort, 1991) можно объяснить различными условиями окружающей среды, использованными для исследований. В первом использовалась камера для исследования почвы, растений и атмосферы с контролируемым солнечным освещением (SPAR) с краткосрочными циклами засухи, тогда как последние выращивались под постоянным укрытием от дождя в мобильных контейнерах.Сообщалось, что длина корня уменьшается под воздействием водного стресса с использованием как скрининга in vitro (Albiski et al., 2012), так и оценки терминальной засухи (Auber et al., 2013). Это контрастирует с более ранним отчетом (Jefferies, 1993a), в котором показана постоянная длина корня при использовании собственных и взаимных прививок в качестве посадочного материала, при этом побеги оказывают доминирующее влияние на определение распределения сухого вещества между побегом, корнем и клубнями. Исследования Katerji и его коллег показали значительное снижение WUE, когда культуры выращиваются в глинистой почве, так как во время активной фазы роста происходит снижение водопоглощения растениями, растущими в глинистой почве (Katerji and Mastrorilli, 2009), что противоречит результатам, показывающим, что WUE не зависит от типа почвы и засоленности (Karam et al., 1996). Аналогичные противоречивые результаты были получены для количества столонов, когда засуха либо уменьшала количество столонов (Haverkort et al., 1990) в серии экспериментов на делянках, в горшках или контейнерах в теплице или под навесом от дождя, либо увеличивала количество столонов. номер (Lahlou and Ledent, 2005) для других экспериментов в полевых и тепличных условиях. Во всех этих противоположных исследованиях условия окружающей среды, тип почвы, тяжесть стресса и фенологическая стадия индукции стресса различались и, возможно, привели к изменчивости результатов.

Размер растений, уменьшенная площадь листьев, раннее созревание и длительное закрытие устьиц являются ключевыми характеристиками в ответ на смягчение воздействия засухи на растения (Weisz et al., 1994; Mahan et al., 1995; Karamanos and Papatheohari, 1999; Farooq et al., 2009; Xu et al., 2009). Аналогичным образом, способность картофеля образовывать большую «надземную» биомассу оказалась эффективной страховкой от дефицита воды в почве (Schittenhelm et al., 2006). Как обсуждалось выше, реакция растений на засуху может включать избегание или терпимость.В то время как реакции избегания и сопротивления включают морфологические ограничения, изменение размера, площади и анатомии купола, а также увеличение устьичного и кутикулярного сопротивления, толерантность в первую очередь связана с поддерживающим клеточным тургором, который включает ОА и эластичность клеток или тканей. Ограничение измерения большого количества генотипов по признакам, связанным с толерантностью, без высокопроизводительных подходов привело к использованию трансгенных подходов к биоинженерным культурным растениям для определения толерантности (обсуждается в следующем разделе).

Модели роста сельскохозяйственных культур позволяют нам оценить сложность механизмов засухоустойчивости и должны помочь обеспечить основу для определения оптимальных стратегий для любой конкретной экологической комбинации. Например, закрытие устьиц на ранней стадии в ответ на засуху может сэкономить воду для будущего роста за счет текущего роста, но не повлияет на окончательный рост и усвоение продукта (Spitters and Schapendonk, 1990). Хотя работа по выяснению физиологических основ этой ассоциации все еще продолжается, дискриминация изотопов углерода (δ 13 C) показывает значительную положительную корреляцию с высотой растения и сухой биомассой листвы растений (Legay et al., 2011; Anithakumari et al., 2012). δ 13 C измеряет соотношение стабильных изотопов углерода ( 13 C / 12 C) в сухом веществе растений по сравнению с соотношением в атмосфере (Condon et al., 1990). В условиях дефицита воды δ 13 C представляет собой надежную оценку устьичной проводимости (Condon et al., 2002) и WUE у сельскохозяйственных культур (Turner, 1997; Tambussi et al., 2007). Исследования показывают, что устойчивые к засухе генотипы демонстрируют высокий WUE, контроль устьиц и удлинение корней за счет поддержания фотосинтеза и предполагаемого экспорта сахарозы в клубни под воздействием засухи.Исследования показывают, что высокая скорость ассимиляции CO 2 способствует высокой ассимиляции N, которая, в свою очередь, регулирует активность нитратредуктазы (NR), с меньшим снижением NR, связанным с засухоустойчивостью (Balasimha and Virk, 1978; Das et al., 2005) .

Гены, чувствительные к засухе

Экспрессия в ответ на стресс считается важным механизмом адаптации, поскольку она играет важную роль в толерантности. В нескольких исследованиях было каталогизировано большое количество генов, демонстрирующих дифференциальную экспрессию во время стрессовой обработки как в зерновых, так и в модельных культурах.Хотя этот список можно разделить на WUE, избегание и побег и, наконец, толерантность на основе связанных черт, этот параграф объединяет их под одним заголовком, поскольку эти механизмы являются интерактивными и реакция одного пути влияет на другой. Исследования показали, что транскрипция гена гликолиза и деградация аминокислот сильнее подавляются у устойчивых к засухе сортов по сравнению с восприимчивыми к засухе (Evers et al., 2010). Стресс засухи привел к сильной репрессии генов, связанных с фотосинтезом, у устойчивых к засухе сортов (Reiter, Vanzin, 2001; Evers et al., 2010). При восстановлении после стресса гены, связанные с PSII, показали, что генотип-специфические ответы активации увеличивают накопление сахарозы и биосинтез клеточной стенки (Mane et al., 2008). Имеются данные о высокой метаболической активности митохондрий у засухоустойчивого сорта (Vasquez-Robinet et al., 2008), в то время как чувствительный сорт характеризовался более высокими уровнями пролина, трегалозы и ГАМК (γ-аминомасляной кислоты) (Vasquez-Robinet et al., др., 2008). Некоторые гены, связанные с функцией митохондрий, были более негативно затронуты в генотипах, подверженных засухе.Дигидролипоамиддегидрогеназа и АДФ-сахарбифосфатаза были активированы в устойчивых к засухе клонах, но подавлены в чувствительных к засухе клонах. Гены антиоксидантов и шаперонов, локализованные в хлоропласте, были более высоко экспрессированы у устойчивых к засухе сортов, тогда как ABA-чувствительные транскрипционные факторы (TF) были более выражены у чувствительных к засухе (Vasquez-Robinet et al., 2008). Оценка in vitro в контроле и условиях водного стресса выявила предполагаемые гены-кандидаты на устойчивость к засухе в качестве факторов транскрипции и сигнальных молекул, таких как протеинкиназы и ERF1 (фактор ответа этилена 1) (Anithakumari et al., 2011, 2012). Подавление гена CBP80 (ядерного кэп-связывающего белка) у сорта Desiree увеличивает толерантность к водному дефициту за счет инициирования Cap-Binding Complex (CBC), который распознает и связывается с кэп-структурой транскриптов РНК-полимеразы II в ядре (Papp et al. al., 2004; Kierzkowski et al., 2009; Pieczynski et al., 2013). Устойчивое к засухе растение, замалчиваемое по гену CBP80 , обнаруживало АБК-гиперчувствительный ответ закрытия устьиц (Pieczynski et al., 2013).Было показано, что продукты генов miR 159, MYB33 и / или MYB101 , которые действуют ниже CBP80 , участвуют в АБК-опосредованной регуляции реакции картофеля на засуху, и аналогичные исследования также выявили и охарактеризовали семейства микроРНК для реакции на стресс засухи и их предполагаемые гены-мишени, включая miR171 (stu-miRNA171a, b и c), miR159, miR164, miR166, miR390, miR395, miR397, miR398, miR408 и miR482 (Hwang et al., 2011a, б; Pieczynski et al., 2013; Zhang et al., 2013). Большинство генов, идентифицированных в вышеупомянутых исследованиях, показывающих дифференциальное подавление регуляции, участвовали в фотосинтезе и метаболизме углеводов, включая белки, связывающие хлорофилл ab, фруктозо-1,6-бисфосфатаза, трегалозо-6-фосфатсинтаза, в то время как сахарозосинтаза была усилена (Hwang et al. др., 2011а, б; Кондрак и др., 2012).

Изменения профилей транскриптов при наложении водного стресса, вызванного полиэтиленгликолем (ПЭГ), показывают, что активированные гены преимущественно участвуют в углеводном обмене, клеточной коммуникации и передаче сигналов, тогда как подавляемые гены в основном включают АТФ-зависимую РНК-геликазу и цитохром Р450. вакуолярной АТФ-синтазой и генами, участвующими в синтезе белка (Leone et al., 1994; Ambrosone et al., 2011; Zhang et al., 2014). Гены, участвующие в различных путях метаболизма белков, участвуют в раннем ответе, контролируя сворачивание белка и его оборот / деградацию, тем самым внося свой вклад в регуляцию синтеза белка, предотвращая серьезное повреждение клеток при дефиците воды (Ambrosone et al., 2013). В таблице 2 показан список дифференциальной экспрессии генов с использованием проверенной ОТ-ПЦР и микроматрицы с использованием листового материала под водой и стресса, вызванного ПЭГ у картофеля.Показано, что дегидрины (члены группы 2 семейства обильных белков позднего эмбриогенеза) связаны с важнейшими защитными функциями за счет стабилизации мембран, устойчивости к осмотическому давлению и защиты белков - так называемой шаперонной функции (Allagulova et al., 2003; Lopez et al. др., 2003; Агостон и др., 2011). Исследования показывают, что дегидрины взаимодействуют с мембранами внутри клеток и уменьшают повреждения, вызванные обезвоживанием, благодаря своей способности заменять воду и через свои гидроксильные группы (Baker et al., 1995) и дегидрины, как показано, играют фундаментальную роль в ответной реакции растений и адаптации к абиотическому стрессу (Hanin et al., 2011). Сравнение анализа экспрессии в нетрансгенном картофеле и трансгенном картофеле AtDREB1A (Dehydrin response element binding protein) указывает на то, что картофель может обладать механизмами устойчивости к абиотическому стрессу, контролируемыми нативными TFs, подобными AtDREB1A (Watanabe et al., 2011). Избыточная экспрессия StMYB1R-1 (MYB-подобный фактор транскрипции) улучшает устойчивость растений к стрессу, и считается, что индуцированная повышенная экспрессия AtHB-7 (ген гомеобокса арабидопсиса), RD28 (реакция на высыхание), ALDH (альдегид дегидрогеназа) и ERD15 (ранний ответ на обезвоживание) в условиях стресса засухи повышает толерантность (Shin et al., 2011). Индукция гена протеинфосфатазы 2C была положительно связана с сохранением урожайности в условиях засухи у засухоустойчивых сортов, экспрессирующих более высокие уровни фактора транскрипции DREB (Schafleitner et al., 2007b, c).

Таблица 2. Список подтвержденных (ОТ-ПЦР и микроматрица) активируемых (+) и подавляемых (-) генов, участвующих в реакции на стресс засухи у картофеля .

Конститутивная сверхэкспрессия гена ScCBFI из Solanum commersonii в трансгенных Solanum tuberosum и S.commersonii , выращенные in vitro , показали лучший общий рост растений и развитие корней в условиях стресса, вызванного засухой, что свидетельствует о реакции адаптации к засухе (Teresa Pino et al., 2013). Трансгенные растения картофеля, которые сверхэкспрессируют ген Arabidopsis thaliana DHAR ( AtDHAR1 ) в цитозоле, демонстрируют большее удлинение побегов, чем растения дикого типа, из-за повышенного содержания AsA (аскорбата), что приводит к повышенной устойчивости к засухе и солевому стрессу (Eltayeb et al., 2011).Трансгенные линии картофеля, экспрессирующие TPS1 (ген трегалозы-6-фосфатсинтазы), эффективно удерживают воду при обработке засухой и сохраняют приемлемый уровень фотосинтетических процессов в течение более длительного времени, чем дикий тип, поскольку трансгенные линии имели более низкую скорость фиксации CO 2 и плотность устьиц ниже оптимальные условия роста, чем у нетрансформированных контрольных растений (Stiller et al., 2008). Обсуждаемые выше исследования показывают, что реакция экспрессии генов в стрессовых условиях сильно зависит от генотипической изменчивости.

Комбинации стрессов

Растения взаимодействуют как с абиотическими (температура, засуха и засоление), так и с биотическими (травоядные и патогены) факторами по отдельности или в сочетании. Комбинация стрессов изменяет метаболизм способами, которые могут отличаться от ответов на разные стрессы, применяемые индивидуально (также в зависимости от вида), поскольку молекулярные сигнальные пути, контролирующие абиотические и биотические стрессы, могут взаимодействовать или противодействовать друг другу (Рижский и др., 2004; Mittler, 2006 ).Что касается абиотических стрессов, изменения температуры, питательных веществ и присутствие тяжелых металлов, токсинов и окислителей могут способствовать стрессу растений, и некоторые из вышеупомянутых стрессовых комбинаций могут вызывать повреждение клеток и вызывать вторичные стрессы, такие как осмотические и окислительные. (Wang et al., 2003), что отрицательно сказывается на урожайности, качестве клубней и рыночной стоимости (Wang-Pruski and Schofield, 2012; Rykaczewska, 2013). В Arabidopsis транскриптомное и метаболическое профилирование растений, подвергшихся сочетанию засухи и теплового стресса, показало частичное сочетание двух мультигенных путей защиты и накопление сахарозы и других сахаров, таких как мальтоза и глюкоза (Рижский и др., 2004). Доказательства эволюционного сохранения стрессовых реакций на солевые, осмотические, тепловые и АБК-стимулы были выделены Massa et al. (2013). Чистый фотосинтез и респираторный потенциал были ниже у растений, подвергшихся засухе, через 4 недели после обработки (хорошо поливной и засухой, с опрыскиванием листьев селеном (Se) и без него) с Se, вызывающим высокий респираторный потенциал в листьях (Germ et al., 2007). Более высокая эффективность преобразования энергии в ФСII, выраженная более высоким квантовым выходом, наблюдалась у обработанных Se растений через 2 недели после обработки (Germ et al., 2007). Дефицит воды в сочетании с внесением кремния (Si) снижает общий уровень сахара и концентрацию растворимого белка в листьях картофеля, при этом концентрация Si в листьях картофеля увеличивается в условиях дефицита (Crusciol et al., 2009). Воздействие SO 2 в условиях хорошо обводненной воды приводило к дефолиации и уменьшению сухой массы листьев, стеблей и клубней, тогда как обычно не было снижения сухой массы, вызванного SO 2 в условиях водного стресса (Qifu and Murray, 1991).Хорошо поливные растения накапливают значительно больше серы в листьях, чем растения, испытывающие водный стресс при той же концентрации SO 2 (Qifu and Murray, 1991). Комбинированный эффект нематодной инфекции и водного стресса привел к снижению урожайности клубней картофеля с уменьшением общего потребления фосфора, калия и магния (Fatemy and Evans, 1986; Fasan and Haverkort, 1991; Haverkort et al., 1991). Поскольку взаимодействие между стрессами иногда регулируется одними и теми же сигнальными и регуляторными сетями, поэтому понимание этих регуляторов, связывающих разные пути ответа, дает лучшие возможности для размножения устойчивых к стрессу культур / генотипов, охватывающих широкий спектр.

Потенциальные признаки засухоустойчивости картофеля

Способность поддерживать экономическую урожайность в условиях дефицита воды является ценным признаком, когда наличие воды является проблемой. Это может быть достигнуто за счет предотвращения обезвоживания, толерантности к обезвоживанию и других характеристик, связанных с оптимальным ростом и метаболизмом в условиях стресса (Okogbenin et al., 2013). Желательные фенотипические признаки засухи должны быть генетически связаны с урожайностью в условиях стресса, иметь высокую степень наследственности, генетически изменчивые, легко измеряемые, стабильные в течение периода измерения и не должны быть связаны со снижением урожайности в нестрессовых условиях (Окогбенин и др., 2013). Урожайность картофеля зависит от времени водного стресса в течение вегетационного периода (Spitters and Schapendonk, 1990), а также от климатических и почвенных условий (Tourneux et al., 2003a), поэтому необходимо учитывать эти факторы, прежде чем давать рекомендации по оптимальным фенотипам для любые конкретные среды. Можно было бы ожидать, что некоторые признаки, такие как повышенная WUE или повышенная переносимость данного дефицита воды, будут в целом адаптивными. Как правило, это не так, поскольку обычно возникают соответствующие затраты (например,g., более высокий WUE обычно происходит за счет более низкой скорости фотосинтеза, в то время как переносимость дефицита воды часто имеет метаболические затраты). Действительно, важным признаком является не WUE, а «эффективное использование доступной воды» (т.е. адаптированное к конкретной среде выращивания) (Blum, 2009). По этой причине результаты искусственных (например, гидропонных или контролируемых сред) исследований могут не иметь прямого отношения к засухоустойчивости в полевых условиях, хотя они могут помочь идентифицировать генотипы с признаками, которые, как предполагается, будут иметь ценность в конкретных средах (например,g., низкая устьичная проводимость для постоянно ограниченной воды). Ниже мы обсудим ряд признаков, которые были предложены в качестве решающих факторов генетического улучшения устойчивости к засухе. Подчеркивая эти черты, мы также хотим подчеркнуть, что скорость восстановления после повторного полива также зависит от интенсивности, продолжительности и видов до засухи (Xu et al., 2010). Кроме того, видоспецифические вариации гидравлических потенциалов имеют решающее значение для управления динамической реакцией растений во время восстановления (Blackman et al., 2009).

Стоматологические символы

Растения приспосабливаются к условиям засухи, либо уменьшая потери воды, либо поддерживая водопоглощение. ОА приводит к увеличению количества растворенных веществ (органических растворенных веществ и неорганических ионов) в растительных клетках, что приводит к снижению осмотического потенциала, что, в свою очередь, может улучшить гидратацию клеток, помочь поддерживать тургор клеток в тканях листа, поддерживать метаболические процессы и, таким образом, способствовать росту растений и урожайности. при стрессе засухи (Morgan, 1984; Ludlow, Muchow, 1990; Sanders and Arndt, 2012).Исследования диплоидного мутанта «обвислости» у картофеля, листья которого увядают в течение дня, что приводит к преждевременному опаданию листьев, указывает на преимущество устьичного гидростата у нормальных растений, поскольку увядание и высокая и тонкая структура «обвисания» связаны не с корневой или сосудистой системой, а с устьичной системой. открытие. Между видами возникают межвидовые различия в их реакции и взаимосвязи устьичной проводимости с потенциалом воды в листьях, поскольку устьичная проводимость контролируется сложным взаимодействием внутренних и внешних факторов, а не только наличием воды в почве.Тем не менее, исследования в основном показывают, что устьица закрываются с увеличением засухи. Следовательно, измерение устьичных признаков (размер и частота) и контроль потери воды могут помочь в идентификации желаемых генотипов. Размер и частота устьиц являются факторами, которые влияют на сопротивление устьиц, поскольку большая часть воды уходит через устьица (Wang and Clarke, 1993). Методы дистанционного зондирования с использованием теплового диапазона спектра могут использоваться в качестве индикатора состояния воды в растениях, и ранние исследования показали взаимосвязь между измеренной температурой растительного покрова (на которую косвенно влияет закрытие устьиц) и состоянием воды в растениях картофеля (Dallacosta et al., 1997; Leinonen et al., 2006). Таким образом, различия в температуре растительного покрова можно использовать в качестве метода отбора для проверки устойчивости к засухе среди генотипов картофеля (Prashar et al., 2013; Prashar and Jones, 2014). Эти методы скрининга можно использовать для фенотипирования больших популяций, чтобы идентифицировать хромосомные области, контролирующие открытие и закрытие устьиц, и для выведения культур с оптимальным ответом устьиц с некоторой пластичностью в поведении, так что устьица остаются открытыми в условиях достаточного количества воды, но закрываются по мере увеличения дефицита воды.

Фотосинтез

Одним из основных физиологических последствий нехватки воды для сельскохозяйственных культур является снижение скорости фотосинтеза на единицу площади листа (Moorby et al., 1975; Vos and Oyarzun, 1987; Schapendonk et al., 1989; Dallacosta et al., 1997; Deblonde and Ledent, 2001; Germ et al., 2007). Ключевыми факторами являются снижение чистого фотосинтеза в результате закрытия устьиц (Vos and Oyarzun, 1987; Trebejo, Midmore, 1990; Haverkort et al., 1991; Jefferies, 1994; Liu et al., 2005) и уменьшение площади листьев под воздействием водного стресса. способствуют потере урожая из-за засухи (Legay et al., 2011). Фотосинтетически активная радиация в растениях поглощается хлорофиллом и дополнительными пигментами хлорофилл-белковых комплексов, которые мигрируют в реактивные центры ФС I и II, где происходит преобразование квантового фотосинтетического процесса (Horton et al., 1996). Флуоресценция хлорофилла помогает распознать различные функциональные уровни фотосинтеза, включая процессы на уровне пигмента, реакции первичного света, реакции транспорта электронов тилакоидов, реакции темной ферментативной стромы и медленные регуляторные процессы (Smillie and Nott, 1982; Maxwell and Johnson, 2000; O 'Neill et al., 2006). Анализ содержания хлорофилла и параметров флуоресценции хлорофилла, включая начальную флуоресценцию ( F 0 ), максимальную флуоресценцию ( F m ), переменную флуоресценцию ( F v ) и максимальную квантовую эффективность ФСII ( F v / F m ) считается важным подходом для оценки здоровья или целостности внутреннего аппарата во время фотосинтетических процессов внутри листа, обеспечивая платформу для быстрого и точного определения и количественной оценки устойчивости растений. стрессу засухи (Vertucci et al., 1985; Chaerle and van der Straeten, 2000; Клавель и др., 2006; Buerling et al., 2013). Эти параметры могут оценивать влияние стресса на рост и урожай, поскольку эти характеристики тесно связаны со скоростью обмена углерода (Fracheboud et al., 2004; Czyczylo-Mysza et al., 2011). Они могут служить надежными индикаторами для оценки энергетического и метаболического дисбаланса фотосинтеза и урожайности по генотипам в условиях ограниченного количества воды / стресса (Araus et al., 1998). Компоненты фотосинтетического аппарата могут быть повреждены у чувствительных к засухе генотипов, в то время как устойчивые к засухе генотипы могут уменьшить или избежать нарушений, вызванных стрессом засухи (Smillie and Nott, 1982; O'Neill et al., 2006). Генетические различия в фотосинтетической способности существуют на внутривидовом и межвидовом уровнях, поэтому использование фотосинтетической способности в качестве физиологического маркера может быть реалистичным, если была подтверждена положительная взаимосвязь между фотосинтетической производительностью и ростом в стрессовых условиях (Ashraf and Harris, 2013) .

Флуоресценция хлорофилла обеспечивает быстрые индикаторы и метод изучения изменений фотосинтетической способности картофеля в условиях водного стресса (Anithakumari et al., 2012), тогда как соотношение между F v и F m и различия в температуре растительного покрова можно использовать в качестве метода отбора для скрининга засухоустойчивости среди генотипов картофеля (Ranalli et al., 1997; Prashar et al., 2013; Prashar, Jones, 2014). Параметры флуоресценции хлорофилла F 0 , F m , F v и F v / F m демонстрируют генотипические вариации при стрессе засухи у картофеля с уменьшающий аффект (Anithakumari et al., 2012). Это является результатом фотоингибирования (Baker and Horton, 1987), обратимой фотозащитной регуляции или необратимой инактивации PSII (Baker and Bowyer, 1994; Long et al., 1994). Повышение степени водного стресса приводит к снижению наследуемости F v / F m (Jefferies, 1992; Zrùst et al., 1994; Anithakumari et al., 2012). Имеются данные о весьма значительной корреляции между эмиссией флуоресценции и урожайностью клубней с генотипами, различающимися по ответу (Ranalli et al., 1997). Небольшое снижение квантовой урожайности в результате засухи связано с засухоустойчивостью, и это наблюдается у скороспелых сортов (Van Der Mescht et al., 1999; Anithakumari et al., 2012). Параметры флуоресценции хлорофилла могут разделять генотипы в соответствии с их устойчивостью к дефициту воды (Newell et al., 1994).

Различия в распределении листьев под углом в принципе могут повлиять на перехват света и фотосинтез (Jones, 2014), например, теоретический анализ показал, что увеличение угла наклона листьев навеса с 30 до 60 ° должно привести к потенциальному увеличению количества сухого вещества. накопление от 15 до 30% после полного увеличения площади листьев кукурузы (Tollenaar and Bruulsema, 1988).Подобный морфологический сдвиг может быть рассмотрен для картофеля путем селекции на более прямолистные навесы. Можно предположить, что генотипы, которые поддерживают расширение растительного покрова и максимальное поглощение света, будут давать более высокое содержание сухого вещества и значительный урожай в условиях ограниченного количества воды (Frusciante et al., 1999). Хотя более высокая скорость фотосинтеза и связанные с ним признаки, такие как сохранение зеленого цвета, связаны с более высокими урожаями (Cattivelli et al., 2008), это не обязательно означает, что отбор на высокую ассимиляцию улучшит устойчивость к засухе, поскольку такие линии могут быстрее использовать воду и больше страдают от засухи.

Эффективность использования воды (WUE)

Модель роста и урожайности Passioura (1996) описывает урожайность как продукт поглощения воды (WU), эффективности водопользования (WUE) и HI. Улучшение любого из этих компонентов при сохранении других постоянных может повысить урожайность, но взаимодействия могут происходить с увеличением WU, например, как правило, связаны с пониженным WUE. Это означает, что при выборе любого из этих компонентов необходимо учитывать влияние на другие.На физиологическом уровне WUE можно определить как отношение фотосинтеза к транспирации, а также одновременное отношение чистой ассимиляции углерода к транспирации воды устьицами с листа (Xu and Hsiao, 2004; Guo et al., 2006). Эффективность транспирации листьев определяется клеточными растворенными веществами, специфическими ионами, pH и АБК, производимыми в листе или импортируемыми из корня (Blum, 2009). WUE на уровне всего растения и урожая относительно ниже по сравнению с уровнем листьев из-за потери воды, связанной с нефотосинтетическим процессом, и респираторной потери углерода во время преобразования исходного фотосинтата в биомассу, а также из-за доли от общего количества поступающей воды, которая никогда не используется заводом (Guo et al., 2006). Факторы, влияющие на транспирацию растений и использование воды на уровне всего растения в условиях засухи, включают продолжительность роста (Mitchell et al., 1996), проницаемость листьев (Kerstiens, 2006), ночную транспирацию (Caird et al., 2007), усыхание листьев (Blum и Аркин, 1984), площадь и ориентация листьев (Xu et al., 2009), рост листьев (Weisz et al., 1994) и испарение почвы (Rebetzke and Richards, 1999). WUE имеет тенденцию к увеличению по мере закрытия устьиц (Vos, Groenwold, 1989; Jones, 2014).Преимущество конститутивного закрытия устьиц ожидается только в постоянно засушливой среде, где оно может привести к усилению WUE, но там, где возникновение засухи не определено, конститутивное закрытие, вероятно, будет невыгодным для урожая, если только генотипы не демонстрируют гибкость при открытии и закрытии. зависит от стресса. В постоянно засушливой среде генотипы, которые могут истощать влажность почвы только медленно и могут оптимизировать WUE сельскохозяйственных культур, а не максимизировать кратковременный рост. В идеале они будут продолжаться до тех пор, пока уровень воды в почве не истощится, после чего рост остановится (Elsharkawy et al., 1992). Можно было бы ожидать, что растения с большим числом устьиц на единицу площади или с большей длиной и шириной будут терять больше воды, но могут существовать естественные компенсации между размером и частотой (Jones, 1977), в то время как движения устьиц могут перекрывать такие морфологические различия (Jones , 1987). Низкая скорость транспирации кутикулы может уменьшить обезвоживание листьев и способствовать их выживанию (Wang and Clarke, 1993). Ранняя прорастание может улучшить как WU, так и WUE, в то время как глубокие корни и / или осморегуляция в соответствующих условиях увеличивают извлечение воды из почвы (Richards, 2006; Blum, 2011; Sadok and Sinclair, 2011).

Значительный прогресс в оценке генетической изменчивости WUE был достигнут после установления физиологических связей между δ 13 C и WUE (Farquhar and Richards, 1984; Farquhar et al., 1989). δ 13 C использовался в качестве заменителя WUE и успешно применялся для томатов (Martin and Thorstenson, 1988), пшеницы (Rebetzke et al., 2002) и риса (Impa et al., 2005). Тем не менее, хотя понимание наследования δ 13 C может быть полезным для развития сортов картофеля с высоким WUE (Anithakumari et al., 2012), важно понимать взаимосвязь между TE, WUE и урожайностью при различных уровнях водного стресса. Улучшение WUE сельскохозяйственных культур приводит к более высокой урожайности, если может поддерживаться высокий HI, поскольку общий выход биомассы в засушливой среде положительно связан с WUE (Blum, 2009; Araus et al., 2012). TE находится под генетическим контролем (Masle et al., 2005) и исключает количество воды, потерянной в результате испарения почвы, и, следовательно, должно рассматриваться как потенциальный признак стресса засухи (Manavalan et al., 2009). Должно быть так, что WUE может в первую очередь быть результатом ограниченного использования воды, а не чистого улучшения производства или ассимиляции растений, и поэтому для оценки селекционного признака решающее значение имеет эффективность использования ресурсов и конечный продукт. Эффективная селекционная стратегия будет учитывать адаптивные характеристики растений, которые определяют эффективное использование воды, предотвращение обезвоживания и потенциальную урожайность (Blum, 2009).

Поддержание состояния воды: температура и развитие растительного покрова

Поддержание водного статуса завода возможно, если оно оборудовано соответствующим «гидравлическим оборудованием» (Sperry et al., 2002), а также дополнительные характеристики для уменьшения энергетической нагрузки на растение, а также для управления эффективным использованием воды (Chaves et al., 2002; Blum, 2011). Состояние водного потока, транспирации и связанный с ним потенциал воды в листьях можно использовать для сравнительного фенотипа с целью идентификации засухоустойчивых генотипов. Очевидным ограничением является динамический характер присущих им свойств, влияющих на состояние воды в течение дня. С помощью надежной и автоматизированной платформы фенотипирования эту проблему можно обойти с помощью измерений «от рассвета до заката».Растения, которые могут поддерживать адекватное относительное содержание воды (RWC) в течение более длительного периода времени в условиях засухи, будут иметь наибольшую вероятность продолжения метаболического функционирования и выживания, и исследования смогли продемонстрировать, что сорта с более высокой устойчивостью к засухе были способны поддерживать более высокое клеточное гидратация в условиях засухи (McCann, Huang, 2008). RWC успешно использовался для дифференциации засухоустойчивых и засухоустойчивых сортов картофеля (Coleman, 1986).Относительно более низкая температура полога у сельскохозяйственных культур, подвергшихся воздействию засухи, указывает на поддержание высокой устьичной проводимости; это может указывать на эффективное поддержание водного статуса тканей, в частности, за счет эффективного поглощения влаги почвой или других адаптивных свойств (Blum, 2009). Исследования с использованием различных культур, включая пшеницу (Amani et al., 1996; Rebetzke et al., 2013), рис (Horie et al., 2006), сорго (Mutava et al., 2011) и, совсем недавно, картофель (Prashar et al., ., 2013) сообщили, что температура растительного покрова может быть связана с урожайностью и поэтому может использоваться в качестве метода отбора (Jackson et al., 1981; Лейнонен и Джонс, 2004; Грант и др., 2007; Джонс, 2007; Zia et al., 2013). Следовательно, лучшее понимание механизмов, которые регулируют рост в условиях дефицита воды, таких как те, которые участвуют в отключении активности меристемы, будет жизненно важным в разработке новых технологий для увеличения роста в условиях стресса (Tisne et al., 2010).

Корневые символы

Морфология и архитектура корневой системы на любой стадии развития могут влиять на гидростатический градиент.Сопротивление корневой системы потоку воды как в радиальном направлении (в корень), так и в осевом направлении (в пределах ксилемы) может быть достаточно большим, чтобы значительно увеличить градиент, снизить гидравлическую проводимость и повысить температуру растительного покрова (Mahan et al., 1995). . Картофель очень чувствителен к водному стрессу по сравнению с другими видами (Porter et al., 1999) из-за его неглубокой (Iwama, Yamaguchi, 2006) и разреженной (Jefferies, 1993a) корневой системы. Тенденция к увеличению соотношения корней и побегов в условиях засухи и к поддержанию роста корней в большей степени, чем рост побегов (Jefferies, 1993a), вероятно, будут способствовать устойчивости к засухе.

Выведение новых сортов с превосходным качеством корней, обеспечивающих поглощение воды из более глубоких слоев почвы и при низкой влажности почвы, поможет более эффективно использовать воду для выращивания картофеля (Iwama, 2008). Различия в общей морфологии, включая степень разветвления и глубину укоренения, могут снизить доступность воды из-за неспособности корневой системы исследовать больший объем почвы и, таким образом, увеличить градиент (Mahan et al., 1995). Сообщалось о генотипических различиях по глубине укоренения (Steckel, Gray, 1979; Tourneux et al., 2003a, b) и объем роста корней (Mackerron, Peng, 1989; Jefferies, 1993a), в то время как положительная корреляция между массой корней, массой побегов и конечным урожаем клубней привела к предположению об использовании массы корней в пахотном слое в качестве критерий отбора (Ивама, 2008). Один из подходов к отбору глубоко укоренившихся генотипов заключается в измерении устойчивости корней к выдергиванию (PR) (Ekanayake and Midmore, 1992; Stalham and Allen, 2004). Различия в способности корней продолжать удлиняться при низком водном потенциале также могут быть адаптацией к дефициту воды (Westgate, Boyer, 1985; Spollen et al., 1993), как и более эффективные архитектуры рутирования (Porter, Semenov, 2005; Tardieu, 2012; Wishart et al., 2013). Раннее активное разрастание корней может быть полезным признаком отбора для поддержания урожайности картофеля при ограниченном уровне воды (Puértolas et al., 2014). Стоит отметить, что концепция идеотипа корня может быть использована в практической полевой селекции только при наличии глубоких знаний о стрессовой среде растений, а также о метаболических затратах, которые несет растение для развития и поддержания более сильной корневой системы (Tuberosa, 2012).Помимо хорошо известных факторов плотности и глубины корней, гидравлические характеристики растения и его взаимодействие с почвенной средой очень важны для адаптации к засухе (Vadez, 2014).

Метаболиты и биохимический ответ

OA является ключевым механизмом адаптации к засухе, который позволяет растениям поддерживать абсорбцию воды и давление тургора клеток и, таким образом, потенциально способствовать устойчиво более высокой скорости фотосинтеза и расширению роста (Cattivelli et al., 2008). Накопление метаболита во время засухи функционально не связано с повышением уровня толерантности или различиями в толерантности между генотипами. Уровни метаболитов могут увеличиваться из-за увеличения деградации или снижения биосинтеза другого метаболита без какого-либо защитного эффекта (Degenkolbe et al., 2013). Ответ на метаболическом уровне варьируется в зависимости от генотипа, и исследования показали дифференциальное накопление осмотически активных растворенных веществ. Эта реакция на стресс также использовалась в качестве индикатора засухоустойчивости различных модельных растений и сельскохозяйственных культур (Schafleitner et al., 2007c; Vasquez-Robinet et al., 2008; Evers et al., 2010). Исследования на картофеле показали, что стресс засухи приводит к накоплению осмотически активных растворенных веществ, включая пролин, инозит, рафинозу, галактинол и трегалозу (Vasquez-Robinet et al., 2008; Evers et al., 2010; Legay et al., 2011; Kondrak et al., 2012), что указывает на осмопротекторную или осморегуляторную функцию (Schafleitner et al., 2007a; Teixeira and Pereira, 2007). Пролин служит акцептором АФК и используется в качестве неферментативного антиоксиданта для противодействия повреждающему действию различных членов АФК, помогает выживанию при водном стрессе за счет осмозащиты (Vanková et al., 2012). Синтез и катаболизм пролина необходимы для оптимального роста при низком водном потенциале, в то время как его метаболизм и функция по поддержанию благоприятного соотношения NADP / NADPH важны для понимания метаболической адаптации к засухе и усилий по повышению устойчивости к засухе (Sharma et al., 2011). Пролин может действовать как сигнальная молекула, чтобы модулировать функции митохондрий, влиять на пролиферацию или гибель клеток и запускать экспрессию специфических генов, что может иметь важное значение для восстановления растений от стресса (Szabados and Savouré, 2010).Подобно метаболизму, биохимический ответ также изменяется в зависимости от стресса. Win et al. (1991) сообщили, что применение антитранспирантов, которые повышают водный потенциал листа и изменяют градиенты потенциала листьев: клубней у растений картофеля, подвергшихся водному стрессу, приводит к большему накоплению Ca 2+ в клубнях и обращает вспять некроз клубней, связанный с дефицитом Ca 2+ . . Исследования Лефевра и его коллег показали увеличение концентрации большинства проанализированных катионов в большом количестве сортов в ответ на дефицит воды, при этом были выявлены два сорта, которые смогли поддерживать хорошую стабильность урожая в сочетании с высоким содержанием минералов в условиях дефицита воды ( Lefevre et al., 2012). Биохимические реакции картофеля на засуху сложны, при этом уровни антиоксидантов показывают увеличение, уменьшение или отсутствие эффекта в зависимости от генотипа и типа антиоксиданта (Andre et al., 2009; Wegener and Jansen, 2013). Повышенная активность пероксидазы, супероксиддисмутазы и каталазы в ответ на окислительный стресс была отмечена у картофеля (Boguszewska et al., 2010), но на содержание антиоксидантов у сортов с желтыми клубнями обработка засухой влияет слабо по сравнению с не желтыми клубнями. типы подшипников, которые демонстрируют высокую вариабельность в зависимости от сорта (Андре и др., 2009).

Индекс урожая

HI - ключевой индекс разделения, который показывает степень ремобилизации фотосинтатов в клубнях. Исследования показывают, что поддержание высокого уровня HI является наилучшей стратегией повышения урожайности в стрессовых условиях засухи (Ludlow and Muchow, 1990). Различные адаптивные механизмы могут быть связаны с ростом, разделением биомассы и урожайностью в различных стрессовых условиях засухи (McClean et al., 2011). Хотя противоположные ответы генотипов в ответ на засуху могут отражать очень разные эволюционные стратегии, изменение разделения на части растений на ранней стадии роста рассматривается как адаптивный ответ устойчивых генотипов к стрессу засухи (Specht et al., 2001; McClean et al., 2011). Высокий HI в сочетании с высоким соотношением лист / стебель с низким количеством ветвей может способствовать достижению высоких и стабильных урожаев картофеля в условиях, подверженных засухе (Iwama, 2008; Deguchi et al., 2010), и, аналогичным образом, выявлению генотипов, которые могут использовать фотосинтаты для большего Расширение клубней за счет биомассы побегов поможет в выборе устойчивости к засухе.

Перспективы будущих исследований

Селекция на засухоустойчивость представляет собой проблему, поскольку это генетически сложный полигенный признак, в котором задействовано несколько путей.Успех в достижении этой цели не только помогает расширить возделывание сельскохозяйственных культур в районах, подверженных засухе, но, кроме того, может обеспечить более стабильную урожайность в условиях колебаний окружающей среды. Выявление генетической изменчивости засухоустойчивости является первым основным требованием для развития селекции в условиях засухи. Понимание генетической архитектуры компонентов засухоустойчивости является важной вехой. Эффективное улучшение посевов для обеспечения устойчивости к засухе потребует пирамиды множества разрозненных признаков, при этом различные комбинации подходят для разных условий выращивания.Сложность пирамидирования генов, связанных с засухоустойчивостью, у высокогетерозиготных тетраплоидных сортов картофеля с учетом других важных экономических признаков представляет собой серьезную проблему, связанную с сопротивлением сцепления и искажением при сегрегации между межвидовыми гибридами, что создает дополнительные проблемы. Надеюсь, что эти проблемы можно будет обойти с помощью биотехнологических подходов в будущем.

Дикие виды и адаптированная зародышевая плазма являются резервуаром многих полезных генов / аллелей, поскольку они эволюционировали в результате естественного отбора, чтобы выжить в экстремальных климатических условиях (Sharma et al., 2013), и поэтому оценка этого материала имеет важное значение для прогресса. Следует учитывать время и интенсивность засухи (Chaves et al., 2003; Cattivelli et al., 2008; Coleman, 2008). Понимание взаимосвязи между поглощением подземных вод корнями и потерей надземных вод из системы побегов важно и полезно для разведения в различных сценариях окружающей среды. На рисунке 3 представлена ​​обобщенная информация о потенциальных адаптивных особенностях при водном стрессе.Эти черты в основном участвуют в поглощении воды и перемещении энергии, и мы придерживаемся мнения, что для устойчивого управления водным стрессом комбинация этих черт поможет в выведении устойчивых к стрессу сортов картофеля. Крайне важно понимать взаимодействие между этими агрономическими, физиологическими и морфологическими признаками, чтобы понять устойчивость к засухе и разведение в целях устойчивости.

Рис. 3. Гипотетическая модель морфологических и физиологических признаков, влияющих на поглощение и баланс воды у картофеля, подвергшегося засухе .

Необходим комплексный подход, когда высокопроизводительное генотипирование может быть точно связано с фенотипированием в различных полевых условиях окружающей среды. Отсутствие точного фенотипирования является серьезным препятствием для прогресса. Последние достижения в области сенсорных технологий визуализации сделали возможным дистанционную оценку характеристик стресса в полевых условиях. Инфракрасная термография (IRT) использовалась в качестве фенотипического ресурса для оценки стресса растений (Jones et al., 2009; Prashar et al., 2013), и это необходимо изучить с использованием мультисенсорных подходов (Furbank and Tester, 2011; Araus and Cairns, 2014). Эффективное использование термографии для высокопроизводительного фенотипирования (ПВТ) требует адекватного контроля изменений, возникающих в результате окружающей среды, и использования соответствующих методов нормализации (Prashar et al., 2013; Prashar and Jones, 2014). Хотя IRT в сочетании с эффективным анализом изображений обеспечивает мощный подход для сравнения большого количества генотипов для фенотипирования в полевом масштабе признаков, связанных с водными отношениями растений, подход с использованием одного датчика имеет ограничения, поскольку на комплексные стрессовые характеристики влияет не только один физиологический или морфологический компонент.Благодаря тому, что IRT предоставляет информацию об изменениях устьиц, отражающих WUE и урожайности сельскохозяйственных культур, при использовании в сочетании с другими доступными технологиями, такими как флуоресценция и гиперспектральная визуализация, она может быть более мощной (Chaerle et al., 2009; Furbank and Tester, 2011; Mahlein et al. al., 2012; Busemeyer et al., 2013; Andrade-Sanchez et al., 2014; Luis Araus and Cairns, 2014) в понимании сложных характеристик, таких как засуха (Topp et al., 2013; Honsdorf et al., 2014) . Фенотипирование с высокой пропускной способностью также позволяет всестороннюю оценку сложных признаков, позволяя количественно измерить вклад отдельных параметров.Благодаря новым технологическим достижениям в методах ПВТ оценка трехмерных характеристик, таких как архитектура растений или форма растений, становится возможной. Как обсуждалось ранее, архитектура растений и ее развитие предоставляют полезную информацию о стрессовых реакциях и адаптации растений и их связи с урожайностью, что позволяет связать высокопроизводительное генотипирование с высокопроизводительным фенотипированием как для наземных, так и для подземных характеристик (Dhondt et al., 2013 ; Chen et al., 2014; Deery et al., 2014; Paulus et al., 2014).

Наряду с эффективным анализом и воспроизводимостью для высокопроизводительного фенотипирования, другим важным требованием для фенотипирования поля засухи является наличие адекватных условий водного стресса и достижение надлежащего контроля над полевой стрессовой средой для обеспечения соответствующего профиля испытаний на засуху (Tuberosa, 2012). Поэтому совершенно необходимо, чтобы исследователи выбрали идеальные подверженные засухе регионы с ограничением количества дождевых осадков или орошения в разумные сроки.Также может быть полезна искусственная борьба с засухой с помощью укрытий от дождя. Протоколы экспериментов, включающие поле и контрольную среду, должны дополнять друг друга, поскольку некоторые физиологические особенности лучше использовать в любой ситуации. Важность понимания репликации и повторяемости результатов в полевых условиях имеет важное значение для характеристики эффектов QTL и оценки стабильности в различных условиях и породе для различных условий и различных сценариев взаимодействия стресса (Cattivelli et al., 2008). Анализ G × E (генотип × среда), который становится все более распространенным, должен быть включен с руководством (M) в любой контролируемый и полевой эксперимент для идентификации генотипов для конкретной среды и в рамках конкретной системы методов управления (G × E × M) для преодоления проблем, связанных со стрессовыми качествами.

Стратегия генов-кандидатов устраняет границы между количественной и молекулярной генетикой при изучении сложных реакций на стресс, вызванные засухой, и успешно применялась к засухоустойчивости риса и ячменя (Nguyen et al., 2004; Tondelli et al., 2006). Сравнительный анализ omics стресс-зависимых эпигеномов может помочь в понимании адаптации к засухе. Усилия по трансгенным исследованиям должны быть сосредоточены на обеспечении устойчивости к засухе при увеличении или стабилизации урожайности клубней. Это означает, что трансгенные растения, живущие в засухе, должны иметь обширную корневую систему, пониженную плотность устьиц и высокий WUE, в то же время обладая более высокими уровнями АБК, пролина, растворимого сахара, реагирующих на активность ферментов, поглощающих виды кислорода, во время стресса засухи (Werner et al., 2010; Ю. и др., 2013). Трансгенные подходы должны сыграть роль в будущем в разработке устойчивых к засухе сортов картофеля с включением конкретных клонированных генов и ограничением передачи нежелательных генов от донорского организма (Ashraf, 2010). Точно так же использование новых методов геномной инженерии, таких как технология РНК-управляемой эндонуклеазы для специфической для последовательности экспрессии генов, известной как кластерные короткие палиндромные повторы с регулярными интервалами (CRISPR), обеспечивает простой подход для избирательного нарушения экспрессии генов в масштабе всего генома (Sander and Joung, 2014).Поскольку черты стресса являются сложными, подходы, такие как пирамидирование генов, не только для сочетаний стрессов, но и для конкретных стрессов, можно применять с осторожностью (Ashraf, 2010). Этот подход привел к созданию генов, которые кодируют совместимые органические осмолиты, регуляторы роста растений, антиоксиданты, белки теплового шока и ТФ, участвующие в экспрессии генов у картофеля (Stiller et al., 2008; Shin et al., 2011; Zhang et al. , 2011; Kondrak et al., 2012; Cheng et al., 2013; Pal et al., 2013; Pieczynski et al., 2013). Трансгеники можно использовать в полной мере после снятия законодательных барьеров во многих странах, чтобы предоставить возможности для обширных полевых испытаний в различных средах.

Корневая система растений может действовать как «ресурсный остров», который привлекает и отбирает определенные микробные сообщества, которые могут способствовать росту растений за счет усиления фотосинтетической активности растений и синтеза биомассы в условиях дефицита воды (Ruiz-Sanchez et al., 2011; Marasco et al. , 2012; Naveed et al., 2014). Исследования продемонстрировали потенциал симбиоза арбускулярной микоризы (AM) в создании засухоустойчивых сортов кукурузы и сладкого картофеля соответственно (Boomsma and Vyn, 2008; Naher et al., 2013). AM усиливает адаптацию растений сладкого картофеля к стрессу засухи, на что указывают более высокие значения RWC листа, сухой массы корня, длины корня, транспирации и WUE по сравнению с растениями без AM (Naher et al., 2013). Эти микроорганизмы обладают огромным потенциалом, поскольку возникающая в результате толерантность / приспособляемость может быть приписана изменениям в микробном сообществе почвы, а не генетическим изменениям растений.Например, почвенные микробы могут стимулировать растения к более быстрому увеличению засухоустойчивости соединений или элиситоров и, таким образом, повышения устойчивости к стрессу (Horn et al., 2013; Okamoto et al., 2013). Однако способности сельскохозяйственных культур воспользоваться преимуществами засухоустойчивости, вызванной почвенными микроорганизмами, могут препятствовать современные методы ведения сельского хозяйства, которые снижают взаимодействие сельскохозяйственных культур с почвой (Bennett et al., 2013).

Целостный подход, включающий морфологические, физиологические, биохимические, фонологические и анатомические реакции на водный стресс, должен предоставить наилучшие возможности для повышения засухоустойчивости посевов картофеля.От генетиков, физиологов, селекционеров, агрономов и технологов требуются согласованные усилия для точных и точных фенотипических оценок и разработки платформ для автоматического анализа неизбежно больших картируемых популяций. Это обеспечит хороший мониторинг и фенотипирование физиологических, морфологических и ростовых параметров в условиях водного стресса. Срочно необходимо выявление большего количества фенотипов картофеля, которые положительно коррелируют с засухой на полях.Стоит отметить, что разные условия окружающей среды в разных регионах выращивания картофеля требуют разнообразных вариантов, и есть чему поучиться и извлечь пользу из их взаимодействия со сложной природой признака.

Заключение

Одной из серьезных задач следующего десятилетия является смягчение любого воздействия изменения климата на растениеводство, при этом основное внимание уделяется поддержанию уровня производства сельскохозяйственных культур при ограниченном доступе воды. Многосторонний подход с использованием комбинированного опыта будет иметь решающее значение для поддержания производства картофеля.Необходимо активизировать усилия по улучшению базы данных генов, связанных с засухой картофеля, и нашего понимания их потенциальной роли в ответных мерах на засуху. Естественная изменчивость зародышевой плазмы дикого и культивируемого картофеля обеспечивает отличную платформу для открытия диагностических маркеров для селекции с помощью маркеров (MAS), а также для клонирования и встраивания генов засухоустойчивости, применимых к различным аграрным зонам. Хотя генетическая манипуляция с использованием ключевых генов, выявленных в результате функциональных исследований, открывает значительные возможности для создания устойчивых к засухе сортов, необходимо будет гарантировать, что любые пагубные негативные эффекты будут исключены.Появление новых подходов, включающих использование высокопроизводительных «омических» технологий (также известных как «Феномика»), включая генетические, физиологические, биохимические, молекулярные и биотехнологические методы, дает надежду на захватывающие инновации для поддержания продовольственной безопасности и безопасности доходов, уменьшения бедности, и снижение рисков для фермеров в уязвимой сельскохозяйственной среде.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Этот обзор был составлен в рамках стипендии Марии Кюри, предоставленной первому автору JEO Европейским Союзом. Мы с благодарностью отмечаем финансовую поддержку правительства Шотландии и благодарим коллег из Института Джеймса Хаттона за критическую рецензию рукописи. Выражаем благодарность Национальному научно-исследовательскому институту корнеплодов Умудике, Нигерия, за их поддержку.

Список литературы

Агостон, Б.С., Ковач, Д., Томпа, П., и Perczel, A. (2011). Назначение полного остова и динамика внутренне неупорядоченного дегидрина ERD14. Biomol. Назначение ЯМР. 5, 189–193. DOI: 10.1007 / s12104-011-9297-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Альбиски, Ф., Найла, С., Санубар, Р., Алкабани, Н., и Муршед, Р. (2012). In vitro Скрининг линий картофеля на засухоустойчивость. Physiol. Мол. Bio. Растения 18, 315–321. DOI: 10.1007 / s12298-012-0127-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аллагулова, С.Р., Гималов Ф., Шакирова Ф., Вахитов В. (2003). Дегидрины растений: структура и предполагаемые функции. Биохимия (Моск.) 68, 945–951. DOI: 10.1023 / A: 1026077825584

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Альва А., Мур А. и Коллинз Х. (2012). Влияние недостаточного орошения на урожай клубней и качество сортов картофеля. J. Crop Improv. 26, 211–227. DOI: 10.1080 / 15427528.2011.626891

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Амани, И., Фишер, Р. А., и Рейнольдс, М. П. (1996). Связь понижения температуры растительного покрова с урожайностью орошаемых сортов яровой пшеницы в условиях жаркого климата. J. Agron. Crop Sci. 176, 119–129. DOI: 10.1111 / j.1439-037X.1996.tb00454.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Амброзоне, А., Коста, А., Мартинелли, Р., Массарелли, И., Де Симоне, В., Грилло, С. и др. (2011). Дифференциальная регуляция генов в клетках и растениях картофеля при резком или постепенном воздействии водного стресса. Acta Physiol. Растение. 33, 1157–1171. DOI: 10.1007 / s11738-010-0644-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Амброзоне А., Ди Джакомо М., Леоне А., Грилло М. С. и Коста А. (2013). Идентификация ранних индуцированных генов при дефиците воды в культурах клеток картофеля с помощью кДНК-AFLP. J. Plant Res. 126, 169–178. DOI: 10.1007 / s10265-012-0505-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Андраде-Санчес, П., Гор, М.A., Heun, J. T., Thorp, K. R., Carmo-Silva, A. E., French, A. N., et al. (2014). Разработка и оценка полевой высокопроизводительной платформы фенотипирования. Функц. Plant Biol. 41, 68–79. DOI: 10.1071 / FP13126

CrossRef Full Text

Когда и как сажать картофель

Картофель легко выращивать, но он предпочитает прохладную погоду, поэтому вы должны попытаться посадить его в землю в нужное время. Вы можете заказать семенной картофель через садовые компании по почте или купить его в местных садовых центрах или хозяйственных магазинах.(Вы можете использовать картофель из супермаркета, но имейте в виду, что он, вероятно, был обработан химическими веществами, чтобы препятствовать прорастанию, поэтому он может плохо расти.) Храните семенной картофель в холодильнике.

Ваш следующий шаг - определить рекомендуемое время посадки для вашего климата. Так как картофелю нужно две-три недели, чтобы вырасти из земли, не раньше, чем вы должны сажать семенной картофель, - это за две недели до последней предполагаемой даты заморозки 28 градусов по Фаренгейту или ниже. (Если вы не знаете дату последнего замораживания в вашем регионе, вы можете найти ее здесь.) Примерно за неделю до даты посадки выньте семена из холодильника и поместите их в яркое теплое окно примерно на неделю. Это поможет вырваться из состояния покоя и гарантировать, что они будут быстро расти, когда вы поместите их в еще прохладную весеннюю почву.

Если вы садитесь в районах с жарким летом, обязательно сажайте картофель рано и, чтобы не рисковать, выбирайте сорта, созревающие в начале или середине сезона. Это связано с тем, что картофель плохо себя чувствует, когда температура поднимается до 90 градусов.Они могут фактически перевернуться и умереть, когда температура достигнет 95 градусов. Если поздний посев или сорт позднего сезона попадут в жаркую погоду, когда клубни находятся на ранней стадии набухания, вы можете получить очень низкий урожай.

Чтобы сэкономить время или устроить новую грядку, некоторые люди просто бросают кусочки картофельных семян на голую землю или даже на участок дерна, а затем накрывают их тяжелой мульчей из соломы или листьев. Мне всегда было интересно, получите ли вы таким коротким способом столько картофеля, как если бы вы закопали семена в подготовленную грядку, поэтому я спросил Джима и Меган Герритсен, которые выращивают и продают сертифицированный органический картофель на ферме Wood Prairie Farm. в Бриджуотере, штат Мэн, что они думают об этой технике.Семья Герритсенов консультирует садоводов по всему континенту с 1976 года.


Q: Посадка картофеля в глубокую мульчу на невозделанной земле по-прежнему дает достаточно хорошие урожаи?

A: Этот метод посадки картофеля с глубоким мульчированием называется методом Стаут, в честь известного в старые времена известного садовода-эколога Рут Стаут. За эти годы Руфь создала прекрасную почву, и эта плодородная почва стала большим фактором ее успеха.Применяйте метод Stout на хорошей почве и ожидайте больших урожаев вкусного картофеля. Но попробуйте эту технику на старой, изношенной и необработанной земле и приготовьтесь научиться терпению и обрести смирение. Картофель - тяжелая пища, и он резко реагирует на плодородие и почву. Ваша урожайность пострадает, поскольку почва, в которую вы сажаете, не будет иметь надлежащего плодородия и воды.

На протяжении многих лет техника глубокого мульчирования Stout поможет вам добиться прекрасного плодородия почвы и сэкономить воду.А пока внесите в почву немного органических удобрений (нам нравится рыбная мука), пока вы создаете органическое вещество и плодородие, и это принесет большие дивиденды от любого метода выращивания картофеля, включая метод Рут.

Что касается укладки семян картофеля на землю, неглубокая посадка семян картофеля на 1-2 дюйма почвы под глубокой мульчей будет хорошим компромиссом и даст превосходные результаты, потому что это больше соответствует проверенным методам. традиционные методы посадки картофеля Кроме того, убедитесь, что мульча не настолько плотная и плотная, чтобы развивающиеся растения картофеля не могли попасть на солнечный свет.И последнее предостережение: если у вас большие проблемы со слизнями или мышами, метод глубокой мульчи может усугубить ваши проблемы.

Если у вас есть дополнительные вопросы о выращивании картофеля или вы хотите попробовать некоторые из 16 органических сортов картофеля Wood Prairie Farm, вы можете связаться с ними по адресу www.woodprairie.com или 800-829-9765. (А если у вас есть проблемы с насекомыми-вредителями на картофеле, обязательно попробуйте их новый сорт «King Harry», который, естественно, очень устойчив к блохам, колорадским жукам и цикадкам.)

* Просмотрите наш инструмент индивидуального поиска, Новости Матери-Земли Поиск семян и растений , чтобы найти компании по доставке по почте, предлагающие определенные сорта картофеля, которые вы хотите выращивать.

Техническое руководство по мелкомасштабной переработке фруктов и овощей

Техническое руководство по мелкомасштабной переработке фруктов и овощей


Глава 1


Необходимая инфраструктура

При рассмотрении вопроса о создании завода по переработке фруктов и овощей, будь то надомное производство или небольшая промышленная система, в первую очередь следует иметь в виду инфраструктуру, необходимую для надлежащего размещения всего необходимого оборудования.

Таким образом, необходимо уделить некоторое время координации двух аспектов, которые имеют жизненно важное значение для разработки проекта подобного рода, а именно затрат и качества инфраструктуры, необходимой для достижения поставленных целей.

Всегда следует помнить, что, поскольку пищевые продукты, которые будут обрабатываться, предназначены для потребления человеком, инфраструктура должна соответствовать нескольким требованиям. В этой главе будут проанализированы основные общие аспекты таких требований.

Инфраструктура включает в себя различные аспекты реализации проекта.Таким образом, необходимо учитывать такие вопросы, как физическая планировка, основные услуги или установки и оборудование.

Физическая схема

Физическая компоновка плана такого рода может быть очень простой, поскольку она относится к базовой производственной системе, включающей небольшие объемы и простые продукты с технологической точки зрения.

Тем не менее, как в случае надомного производства, так и в случае небольшой системы промышленного масштаба, простота никогда не должна игнорировать основные принципы, регулирующие промышленное здоровье и гигиену, которые должны характеризовать систему производства продуктов питания.

Производственные площадки

На площадке, где осуществляется производственная деятельность, происходит несколько различных процессов, от приема и хранения сырья до хранения готовой продукции.

Один аспект, который необходимо учитывать, относится к деталям конструкции, которые определяют способность завода выполнять две задачи: адаптироваться к производству пищевых продуктов и обеспечивать достаточно длительный срок хранения. Однако при рассмотрении домашних или небольших промышленных перерабатывающих предприятий стоимость строительства является важным фактором, который необходимо учитывать.

Строительные материалы должны быть как можно более легкими, легко адаптируемыми и устанавливаемыми, учитывая, что часто пользователи системы сами разрабатывают план, используя методы самостоятельного строительства.

Строительные материалы должны легко адаптироваться, потому что эти самодельные системы довольно динамичны, то есть они требуют частых изменений или должны приспосабливаться к различным процессам, чтобы занимаемое ими пространство можно было использовать круглый год. С другой стороны, эти системы следует считать «расширяемыми», чтобы приспособиться к возможным изменениям во времени.

В дополнение к вышеупомянутым характеристикам, материалы должны легко мыться и дезинфицироваться, особенно те, которые находятся в чистых помещениях производственных помещений. Следует избегать сложного типа строительства, приводящего к созданию мест, труднодоступных для очистки, поскольку они могут превратиться в птичьи гнезда и очаги заражения для грызунов, насекомых и, конечно же, микроорганизмов.

Требования, относящиеся к материалам и строительным характеристикам площадок, не сильно различаются для домашних предприятий или небольших промышленных предприятий.Основное различие заключается в оборудовании и способе его установки на технологических линиях. Система домашней обработки является временной и универсальной, и здесь нет специальных областей, посвященных одному процессу. Как правило, все помещения служат нескольким целям в зависимости от типа процесса и используемого сырья.

Система малых предприятий, с другой стороны, более сложна по своей организации, и поэтому определенные виды деятельности выполняются в определенных областях.Тем не менее, общие требования для обеих систем схожи, разница заключается в том, как они выполняются.

Некоторые аспекты, которые могут считаться важными в отношении архитектурных и строительных элементов, перечислены ниже:

Потолок и стены помещения для обработки должны быть из моющихся и легко сохнущих материалов; они не должны быть ни впитывающими, ни пористыми.

    - Освещение должно быть по возможности естественным.Однако, если необходимо использовать искусственное освещение, оно никоим образом не должно мешать работе. Искусственное освещение необходимо защитить, чтобы в случае аварии осколки стекла не попали внутрь продукта во время его обработки.

    - В идеале, рабочая среда всегда должна надлежащим образом вентилироваться, чтобы облегчить работу рабочих. Плохая вентиляция в сильно закрытых и густонаселенных помещениях может вызвать дефекты. Также важно обеспечить устранение сильно загрязняющих запахов, даже если они не обязательно токсичны.

С другой стороны, избыточная вентиляция, особенно в местах, характеризующихся сильным воздушным загрязнением за пределами производственной площадки, в основном пылью и насекомыми, может оказаться контрпродуктивной. Следовательно, соответствующая вентиляция должна основываться на эффективной системе, контролирующей доступ посторонних материалов из внешней среды.

    - Полы должны быть из прочного материала, ни в коем случае не из земли или растений. Как и стены и потолок производственного помещения, пол должен быть моющимся, чтобы обеспечить соблюдение гигиенических и санитарных норм помещения.Пол также должен быть наклонным, чтобы обеспечить надлежащий дренаж, избегая любой ценой образования луж в зоне обработки. При этом нужно следить за тем, чтобы пол не был скользким.

Это некоторые примеры характеристик, которые должны характеризовать предприятие по переработке фруктов и овощей, чтобы гарантировать качественный продукт, пригодный для потребления человеком.

Базовые установки или услуги

Для работы рассматриваемой системы требуются три основных услуги: электроэнергия, питьевая вода и удаление сточных вод.

Иногда небольшие промышленные предприятия оснащаются системами производства пара, которые, однако, реже встречаются на домашних предприятиях.

Даже когда домашний перерабатывающий завод может работать без электроэнергии, лучше, чтобы эта услуга была доступна, в основном для облегчения процессов с помощью небольших устройств, которые были разработаны и которые улучшают производительность рабочих, тем самым гарантируя большую однородность продукты.

Электроэнергия также абсолютно необходима, если нужно полагаться на соответствующую систему освещения, чтобы можно было продлить рабочие смены, особенно при избыточном производстве сырья.

В системах малого промышленного производства без электроэнергии невозможно обойтись из-за большей степени механизации задействованных процессов. Все светильники должны быть установлены на потолке на безопасном расстоянии, чтобы они не намокали и не мешали рабочим в производственном помещении.

С водоснабжением проблема несколько острее. Должно быть доступно достаточное количество питьевой воды для обеспечения развития гигиенического процесса, управляемое чистыми людьми и с соответствующим образом продезинфицированным оборудованием.Кроме того, для многих процессов требуется вода, поэтому должна быть доступна вода соответствующего качества.

Поскольку воды не так много, ее использование должно регулироваться строгими принципами экономии, особенно в небольших или домашних установках, которые обычно не оснащены сложными устройствами для сбора воды. Вода должна быть защищена от возможных источников загрязнения и должна постоянно подаваться. Расход воды будет зависеть от рассматриваемого процесса и конструкции производственных систем.

Подача воды должна быть обеспечена на постоянной основе, в результате чего завод необходимо будет оборудовать приподнятым резервуаром для хранения, чтобы избежать зависимости от электроснабжения. Должен быть создан резерв, чтобы вода была доступна даже при отсутствии электроэнергии. Резервуары для хранения также позволят проводить обработку путем добавления дезинфицирующих средств.

Как правило, рекомендуется добавлять хлор в воду, питающую все растение, для обеспечения постоянной дезинфекции.С этой целью рекомендуется доза 2 ppm остаточного свободного хлора. Также следует иметь в виду, что резервуар должен быть накрыт и не подвергаться воздействию солнечных лучей, чтобы предотвратить разложение хлора. В качестве ориентира можно использовать 100 мл раствора гипохлорита натрия на каждые 2000 литров воды, предполагая, что раствор гипохлорита содержит около 50 мг активного хлора на литр раствора. Так вода не будет иметь хлорного привкуса.

Основные удобства

Завод по переработке фруктов и овощей должен быть построен таким образом, чтобы он опирался на ряд основных объектов, которые в целом аналогичны в системах домашней переработки и небольших промышленных системах.На Рисунке 1 показана система мелкомасштабного промышленного производства по переработке фруктов и овощей.

Прием сырья

Завод должен быть оборудован специальной зоной для приема сырья, то есть площадкой, где сырье, полученное в соответствующих условиях, может храниться до тех пор, пока оно не будет использовано в процессе. Это место, которое может быть просто сараем или помещением с более подходящим дизайном, должно соответствовать определенным специальным стандартам в отношении температуры, чистоты по влажности и воздействия солнечного света.Важно учитывать, что качество большинства видов сырья, описанного в этом руководстве, быстро ухудшается. То есть, хотя многие виды действительно сохраняют свою целостность, их внутреннее качество может меняться, если условия хранения менее чем адекватны.

Именно по этой причине температура должна быть как можно ниже; это должно быть круто. Сырье нельзя подвергать прямому воздействию солнечных лучей. Поскольку температура хранения является очень важным фактором, при отсутствии системы охлаждения материал необходимо собирать в прохладные часы дня.

Если место хранения прохладное, важно, чтобы влажность была относительно высокой, чтобы предотвратить высыхание материала и потерю качества. Эта проблема не распространяется на районы с высокой относительной влажностью, и в этом случае единственное требование - найти прохладное место.

Важно подчеркнуть, что зона хранения сырья не должна использоваться для хранения других продуктов, которые могут быть загрязнены, таких как пестициды, краски или чистящие средства, которые должны храниться в специально отведенных местах.

Никогда не следует забывать, что качество продукта зависит от качества сырья, из которого он был изготовлен; поэтому важно должным образом учитывать этот аспект.

Это место хранения должно быть оснащено основным оборудованием для приема материала. Весы и другие инструменты для первичного контроля качества должны храниться в надежном месте, где они не будут повреждены. В подходящем месте должна быть средняя температура не выше 30 ° C и влажность не выше 70%.Инструменты должны всегда храниться в соответствующих ящиках, чистыми и сухими.

РИСУНОК 1. Завод по переработке фруктов и овощей.

РИСУНОК 2. Чайник с двойным дном

РИСУНОК 3. Ручной пресс

Производственная

Помещение для обработки является основным производственным помещением на предприятии этого типа. Именно здесь хранятся различные материалы, используемые при переработке сырья.В таких помещениях может быть установлена ​​непрерывная производственная линия или просто ансамбль небольших машин, позволяющих обрабатывать продукты вручную и с перерывами. В идеале это помещение должно быть достаточно большим, чтобы в нем можно было разместить все необходимое оборудование на непрерывной линии, даже в малоавтоматизированных помещениях. Даже в случае рабочих столов, где работа выполняется вручную, процесс должен выполняться на основе непрерывной линии, чтобы повысить эффективность.

Помещение для обработки в идеале должно быть разделено на зоны, где выполняются разные функции.Это может быть достигнуто путем физического разделения таких областей. Как правило, существует «грязная» зона, то есть зона, где сырье моется и очищается, и где выполняются такие операции, как точечная обработка, удаление сердцевины и удаление несъедобных частей. Эта «грязная» зона не должна распространяться на ту часть завода или производственного помещения, где выполняются наиболее чистые операции, такие как извлечение целлюлозы, измельчение, резка и заполнение контейнеров.

Одним из способов достижения такого разделения является использование легких перегородок, окрашенных деревянных панелей, используемых для простого отделения одной области от другой.Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать загрязнения сточными водами. Повторное загрязнение материалов, которые уже были вымыты и продезинфицированы, является распространенной проблемой на домашних или небольших промышленных перерабатывающих предприятиях.

Контроль качества

В идеале операции по контролю качества должны проводиться в небольших помещениях, которые также могут быть отделены от других участков деревянными панелями, где могут быть выполнены основные испытания, необходимые для установления качества данного сырья или данного процесса.Желательно оборудовать это место небольшой раковиной, водопроводом и счетчиком, на котором можно проводить испытания.

Его следует отделить от других помещений, чтобы основные расчеты можно было проводить в тихой обстановке.

Кладовая готовой продукции

Кладовая является основной для завода этого типа. Часто бывает необходимо, чтобы продукт оставался под наблюдением перед употреблением. Иногда продукты должны осесть на некоторое время для достижения определенного уровня однородности, тогда как в других случаях материал должен ждать маркировки.Наконец, помимо возможности полагаться на комнату, где можно безопасно хранить материал, также необходимо иметь доступ к месту, где процесс может быть завершен. Такое место должно быть чистым, температура и влажность должны быть соответствующими (менее 25 ° C и относительная влажность 60%), а также защищаться от посторонних предметов и, естественно, от воров. Он должен быть легкодоступным, чтобы можно было проводить тесты во время хранения продукта, а любые проблемы можно было обнаружить на месте.

Прочие объекты

Некоторое оборудование по своей природе не может быть установлено в основном помещении перерабатывающего завода. Котел пример. Если установка оборудована небольшим парогенератором, его следует размещать за пределами технологического помещения, чтобы избежать проблем с загрязнением и в то же время обеспечить безопасность персонала.

Сушилка - это еще одна специальная система, которую следует устанавливать в довольно сухом месте, а не в помещении для обработки, так как это особенно влажное место на заводе.

Обезвоженные продукты обычно должны иметь очень низкое содержание влаги, условие, которое может быть выполнено только в том случае, если обезвоживание проводится в особенно сухом месте, даже если используется искусственная сушилка. В противном случае затраты на потребление энергии будут очень высокими, так как для осушения воздуха потребуется большое количество тепла.

Санитарно-технические средства

Санитарно-технические сооружения заслуживают особого упоминания из-за той важной роли, которую они играют в сохранении здоровья и санитарных норм на предприятиях этого типа.

Условия, в которых работают санитарные узлы, тип эвакуационной системы, обслуживающей завод, расположение объектов и план санитарных условий имеют решающее значение для качества процесса.

Одно из основных условий состоит в том, чтобы сооружения были возведены отдельно от зоны приема и обработки сырья, чтобы предотвратить возможное затопление. Помещения необходимо периодически дезинфицировать, и руководители фирмы должны осуществлять очень строгий контроль в этом отношении.

Следует иметь в виду, что даже несмотря на то, что нынешняя вспышка холеры в Латинской Америке рассматривается как единичный случай, здравоохранение не должно быть приоритетом только в такие времена.

Действительно, вокруг всегда есть какие-то микроорганизмы, которые могут нанести вред здоровью того, кто употребляет продукт.

В санузлах никогда не должно быть недостатка воды. Поставка должна быть гарантирована, так как чистота туалетов будет определять чистоту рабочих, а санитарные качества продукции в конечном итоге будут зависеть от чистоты рабочих.

Оборудование

На рисунках 2-4 и рисунках 1-20 показаны различные приспособления и машины, входящие в состав основного оборудования, необходимого для домашней обработки фруктов и овощей. На рис. 2 показана паровая система нагрева, на рис. 3 - пресс для отжима сока, на рис. 4 - машина для удаления мякоти.

Наиболее распространенными процессами, применяемыми для фруктов, являются сушка, консервирование, концентрирование мякоти, производство сока, нектаров и сладостей, а также переработка концентрированной мякоти.

Бытовое оборудование

На рисунках с 1 по 4 показаны фрезерные системы. В первом случае показан экстрактор мякоти, используемый как для фруктов, так и для томатов и овощей. Он снабжен ситом для отделения семян и кожуры от сока, который является основным сырьем, используемым в процессе.

На рисунке 4 показано обычное ручное сито для отделения порошка.

На рисунке 5 показан набор для многоразового использования, содержащий ряд материалов для обработки фруктов.Этот набор используется для учебных курсов, но он содержит все элементы, которые в более широком масштабе могут составить основу для домашней обработки различных фруктов и овощей.

На рисунке 6 показана система приготовления пищи, которую легко установить в местах с более неблагоприятными условиями. Некоторые из этих систем могут быть установлены в помещении с использованием дымоходной системы, показанной на рисунке 7.

Рисунок 1. Электрический экстрактор целлюлозы. (Г. Палтриньери)

Рисунок 2.Ручной экстрактор мякоти. (Проект TCP / BKF / 6658)

Фото 3. Ручная фреза. (Г. Палтриньери)

Рисунок 4. Сито обыкновенное. (Г. Палтриньери)

Рисунок 5. Комплект оборудования и демонстрационных материалов. (Г. Палтриньери)

Рисунок 6. Простая в установке система стерилизации. (Г. Палтриньери)

Рисунок 7.Простая в установке система приготовления пищи. (Проект TCP / BKF / 6658)

Рисунок 8. Передвижная солнечная сушилка. (Проект TCP / BKF / 6658)

На рисунках 8-12 показаны различные простые в сборке системы сушки, некоторые из которых дешевле других, но в целом недорогие и подходят для данного процесса.

На рисунке 13 показан запайщик для гибких пластиковых контейнеров, который отлично подходит для упаковки джемов, конфет и сушеных продуктов.

На рисунках 14-16 показаны три машины для укупорки бутылок, которые используют кронен-пробки и часто используются при производстве напитков и соусов.

На рисунках 17 и 18 показаны другие предметы, включающие многоцелевой набор, весы и экстрактор для цитрусовых.

Наконец, на рисунках 19 и 20 показан рефрактометр, абсолютно незаменимый прибор при переработке фруктов и овощей, используемый для измерения концентрации сахара в продуктах, консервированных этим методом.

Таким образом, материалы и оборудование, которые считаются основой завода по переработке фруктов и овощей в домашних условиях, будут проиллюстрированы на следующих страницах вместе с минимальными требованиями к зонам обработки, материалам и оборудованию, необходимым для демонстрации и коммерческой обработки. фруктов и овощей. Все эти аспекты имеют фундаментальное значение для создания небольших сельских агропромышленных предприятий.

Технические условия на строительство или приспособление производственных помещений

    - Площадь обработки (5 (10) x 10 м прибл.), возможно, оборудованный потолочным вентилятором, москитной сеткой и помещением для хранения упаковочного материала, добавок и готовой продукции (4 х 4 м). Достаточное естественное и искусственное освещение.

    - Санитарно-бытовые помещения вне зоны обработки.

    - Электроснабжение и, по возможности, розетки на каждой стене зоны обработки, высоко над землей и вдали от влажного пола.

    - Двойная посудомоечная машина, предпочтительно эмалированная или из нержавеющей стали, с проточной питьевой водой.

    - Две двойные газовые плиты с соответствующими баллонами и регуляторами. В качестве альтернативы можно использовать тепло, генерируемое электричеством, парафином или дровами.

    - Питьевая вода (в зоне обработки и в окрестностях).

    - Два стола из эмалированного или окрашенного дерева (примерно 180 x 120 x 80 см) с покрытием из оцинкованной стали или, в идеале, с покрытием из нержавеющей стали.

РИСУНОК 4. Компоненты и схема экстрактора пульпы.

Материалы

    - Бутылки с коронной пробкой. В качестве альтернативы используйте от 500 до 1000 одноразовых или многоразовых пивных бутылок (примерно 200–280 мл).

    - От 2 000 до 5 000 металлических коронных пробок.

    - 500 стеклянных банок (примерно 450 г) с завинчивающейся или откручивающейся крышкой.

    - 200 стеклянных банок (примерно 900 гр) с завинчивающейся или откручивающейся крышкой.

    - Крышки навинчивающиеся или откручиваемые для банок разного размера.

    - Клейкие этикетки для бутылок и банок.

    - Лимонная кислота, 500 гр, или сок лимона, 3 литра.

    - Пектин порошок пищевой, 2 кг.

    - Сахар-рафинад, количество которого будет зависеть от объема получаемого продукта.

    - 10 пустых мешков из-под муки (примерно 1 х 0,5 м).

    - 1 кг бензоата натрия для пищевых продуктов, по желанию.

    - 1 кг сорбата калия для пищевых продуктов, по желанию.

    - 1 кг метабисульфата натрия, по желанию.

    - Сода каустическая.

Оборудование

    - Весы (от 50 до 100 кг).

    - Весы (от 3 до 5 кг).

    - Шкала (от 100 до 500 гр).

    - Ручной рефрактометр (0-90 ° Brix)

    - Рефрактометр (0-30 ° Brix)

    - Термометр из нержавеющей стали (0 - 150 ° C)

    - 2 кастрюли из литого алюминия с крышкой (примерно 50 литров).

    - 2 кастрюли из литого алюминия с крышкой (примерно 10 литров).

    - 2 кастрюли из литого алюминия с крышкой (примерно 5 литров).

    - 10 деревянных разделочных досок (40 х 30 см).

    - 5 ножей из нержавеющей стали с толстым лезвием (15-20 см х 2 см).

    - 5 ножей из нержавеющей стали с толстым лезвием (10 см х 1 см).

    - 5 дуршлагов (диаметром 25-20 см) с алюминиевой сеткой.

    -5 пластиковых лотков (40 х 60 х 5 см).

    - 10 пластиковых ведер (20 литров).

    - 10 пластиковых ведер (10 литров).

    - 2 пластиковые или алюминиевые воронки (диаметром 20 см).

    - 2 пластиковые или алюминиевые воронки (диаметр 15 см).

    - 3 ложки из нержавеющей стали разных размеров.

    - 3 большие пластиковые ложки.

    - 3 средние деревянные ложки.

    - 3 большие деревянные ложки.

    - 2 ручных экстрактора / сепаратора пульпы.

    - 2 ручных укупорщика для коронной пробки.

    -5 перфорированных пластиковых ящиков для фруктов по 18-20 кг.

Оборудование для МПП

При анализе оборудования, необходимого для небольшого промышленного предприятия, можно заметить, что нет больших различий с точки зрения основных принципов.

Существенная разница заключается в размере и применении электрического и механизированного оборудования большей единичной мощности, вероятно, характеризующегося большим сопротивлением и долговечностью, но основанного на тех же технологических принципах.

В конкретном случае полупромышленного завода котлы будут заменены паровыми котлами, отопление будет обеспечиваться паровым котлом, а также будут доступны небольшой пресс и автоклав. Список дополнительного оборудования, которое необходимо установить на малом промышленном предприятии, приведен ниже.

    - Небольшой котел, производящий 250 кг пара в час.

    - Вертикальный автоклав вместимостью около 200-500 г банок.

    - гидроразбиватель, который работает вручную или электрически.

    - Пресс гидравлический с ручным управлением.

    - Доводчик для баллонов под давлением.

    - Два двустенных чайника.

На рис. 5 показаны процедуры, связанные с хранением и переработкой концентратов, при которых обработка происходит в большем масштабе по сравнению с переработкой в ​​домашних условиях.Также можно заметить, что за исключением вакуумного испарителя (9), остальное оборудование довольно похоже на то, что анализировалось в предыдущем разделе, со значительной разницей в размерах, но работает по тем же принципам.

Поскольку она больше, до некоторой степени автоматизирована и характеризуется большим использованием электроэнергии, малогабаритная система требует установки в лучших условиях, чем домашняя система обработки, хотя такие требования значительны только с точки зрения пространства.

РИСУНОК 5. Завод по производству джема

Рисунок 9. Стационарная сушилка (проект TCP / BKF / 6658)

Рисунок 10. Сушка на солнце очищенных персиков. (Г. Палтриньери)

Рисунок 11. Стационарная монолитная солнечная сушилка из бетона, металла и стекла. (Г. Палтриньери)

Рисунок 12. Электрический дегидратор фруктов.(Проект TCP / JAM / 0154)

Рисунок 13. Электрический запайщик для гибких пластиковых пакетов. (Г. Палтриньери)

Рисунок 14. Укупорка для бутылок с коронной пробкой. (Проект TCP / BKF / 6658)

Фото 15. Коренные пробки. (Проект TCP / SEN / 8954)

Рис. 16. Коронная пробка помещается под магнит укупорочного устройства (проект TCP / BKF / 6658)

Рисунок 17.Взвешивание пектина на весах. (Г. Палтриньери)

Фото 18. Соковыжималка для лимона. (Г. Палтриньери)

Рисунок 19. Рефрактометр для измерения ° Brix. (Г. Палтриньери

Рисунок 20. Рефрактометр для измерения ° Brix. (Г. Палтриньери)

Индикаторы показывают, что картофель может расти на Марсе

CubeSat проводит эксперимент по окружающей среде

По вопросам интервью обращайтесь к М[email protected]

8 марта 2017 г. - Лима (Перу) Международный центр картофеля (CIP) запустил серию экспериментов, чтобы выяснить, может ли картофель расти в атмосферных условиях Марса и тем самым доказать, что он также может расти в экстремальных климатических условиях на Земле. Эта вторая фаза эксперимента по проверке концепции CIP по выращиванию картофеля в смоделированных марсианских условиях началась 14 февраля 2016 года, когда клубень был посажен в специально сконструированную среду CubeSat, созданную инженерами из Университета инженерии и технологий (UTEC) в Лиме. по проектам и советам, предоставленным Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства в Исследовательском центре Эймса (НАСА ARC), Калифорния. Предварительные результаты положительные.

Проект «Картофель на Марсе» был задуман CIP как для понимания того, как картофель может расти в условиях Марса, так и для того, чтобы увидеть, как он выживает в экстремальных условиях, аналогичных тем, которые уже испытывают части мира, уже страдающие от изменения климата и погодных потрясений.

«Выращивание сельскохозяйственных культур в условиях, подобных Марсу, является важной фазой этого эксперимента», - говорит Хулио Вальдивия-Сильва, научный сотрудник Института SETI, который работал в Исследовательском центре Эймса НАСА (NASA ARC), а теперь работает в UTEC в Лиме. .«Если посевы выдержат экстремальные условия, которым мы подвергаем их в нашем CubeSat, у них есть хорошие шансы для роста на Марсе. Мы проведем несколько раундов экспериментов, чтобы выяснить, какие сорта картофеля подходят лучше всего. «Мы хотим знать, какие минимальные условия необходимы картофелю для выживания», - сказал он.

CubeSat вмещает контейнер для почвы и клубней. Внутри этой герметичной среды CubeSat доставляет воду, богатую питательными веществами, контролирует температуру Марса днем ​​и ночью и имитирует атмосферное давление Марса, уровни кислорода и углекислого газа.Датчики постоянно контролируют эти условия, а камеры потокового вещания фиксируют почву в ожидании прорастания картофеля. Прямые трансляции эксперимента можно посмотреть на сайте potatoes.space/mars или на сайте CIP www.CIPotato.org.

По словам селекционера картофеля CIP Вальтера Аморос, одним из преимуществ картофеля является большая генетическая способность адаптироваться к экстремальным условиям окружающей среды. CIP использовала эту возможность, создавая клоны картофеля, которые хорошо переносят такие условия, как засоление почвы и засуха, чтобы помочь мелким фермерам выращивать продукты питания на маргинальных территориях, которые могут стать более суровыми в условиях изменения климата.

В 2016 году компания CIP доставила грунт-аналог Марса из пустыни Пампас-де-Ла-Хойя на юге Перу на свою экспериментальную станцию ​​в Ла-Молина, Лима. Там CIP смогла продемонстрировать доказательство того, что картофель может расти в этой сухой, соленой почве с некоторой помощью удобрений земной почвы как для питания, так и для структуры.

«Мы изучали очень сухие почвы в южной перуанской пустыне. Это наиболее похожие на Марс почвы на Земле ». Крис Маккей из НАСА ARC. «Это [исследование] могло бы принести прямую технологическую пользу на Земле и прямую биологическую пользу на Земле», - говорит Крис Маккей из НАСА ARC.

На основании первоначального эксперимента ученые CIP пришли к выводу, что будущие миссии на Марс, которые надеются выращивать картофель, должны будут подготовить почву с рыхлой структурой и питательными веществами, чтобы клубни могли получить достаточно воздуха и воды, чтобы они могли клубни.

«Было приятно увидеть, что картофель, который мы выращивали для того, чтобы выдерживать абиотический стресс, смог дать клубни в этой почве», - сказал Аморос. Он добавил, что один из лучших сортов оказался очень солеустойчивым из селекционной программы CIP для адаптации к субтропическим низменностям с устойчивостью к абиотическому стрессу, который также недавно был выпущен как сорт в Бангладеш для выращивания в прибрежных районах с высокой засоленностью почвы.

Аморос отметил, что, какими бы ни были их последствия для миссий на Марс, эксперименты уже предоставили хорошие новости о том, что картофель может помочь людям выжить в экстремальных условиях на Земле.

«Результаты показывают, что наши усилия по выведению сортов с высоким потенциалом для укрепления продовольственной безопасности в районах, которые затронуты или будут затронуты изменением климата, работают», - сказал он.

Проект «Картофель на Марсе» был проведен CIP по рекомендации NASA ARC, а создание технологии CubeSat было выполнено студентами-инженерами и их советниками из UTEC.Ученый NASA и UTEC Хулио Вальдивиа-Силва активно сотрудничал с группами ученых UTEC и CIP на обеих фазах этого эксперимента. Он определил почву в пустыне Пампас-де-Ла-Хойя и возглавил работу по созданию сложного CubeSat.

Международный центр картофеля, известный под испанской аббревиатурой CIP, был основан в 1971 году как учреждение, занимающееся исследованиями корней и клубней в целях развития, предлагающим устойчивые решения насущных мировых проблем голода, бедности и изменения климата.CIP - это действительно глобальный центр со штаб-квартирой в Лиме, ​​Перу, и офисами в 20 развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки. Работая в тесном сотрудничестве с нашими партнерами, CIP стремится к обеспечению продовольственной безопасности, улучшения питания и гендерного равенства для бедных людей в развивающихся странах в условиях изменения климата. CIP реализует свою миссию посредством тщательных исследований, инноваций в науке и технологиях, а также укрепления потенциала в области выращивания корнеплодов и клубней и пищевых систем.

CIP является частью CGIAR, глобального партнерства, объединяющего организации, занимающиеся исследованиями в целях обеспечения продовольственной безопасности будущего.Исследования CGIAR посвящены сокращению бедности в сельских районах, повышению продовольственной безопасности, улучшению здоровья и питания людей и обеспечению более устойчивого управления природными ресурсами. Спонсоры включают отдельные страны, крупные фонды и международные организации.

Для интервью обращайтесь по адресу [email protected]

Обзор системы аэропоники

В последние годы интеллектуальным сенсорным технологиям уделяется большое внимание в сельском хозяйстве. Он применяется в сельском хозяйстве для правильного планирования нескольких действий и миссий за счет использования ограниченных ресурсов с незначительным вмешательством человека.В настоящее время у садоводов большой популярностью пользуется выращивание растений новыми методами ведения сельского хозяйства. Однако аэропоника - один из методов современного сельского хозяйства, который широко практикуется во всем мире. В системе растение выращивается в условиях полного контроля в камере для выращивания, обеспечивая небольшой туман питательного раствора вместо почвы. Туман с питательными веществами периодически выходит через распылительные форсунки. Во время выращивания растений несколько этапов, включая температуру, влажность, интенсивность света, уровень питательного раствора воды, значение pH и ЕС, концентрацию CO 2 , время распыления и время интервала распыления, требуют должного внимания для процветания роста растений.Таким образом, целью данного обзорного исследования было предоставить важные знания о раннем обнаружении и диагностике неисправностей в аэропонике с использованием интеллектуальных методов (беспроводных датчиков). Таким образом, фермер мог контролировать несколько параметров без использования лабораторных приборов, а фермер мог управлять всей системой удаленно. Кроме того, этот метод также предоставляет широкий спектр информации, которая может быть важной для исследователей растений, и обеспечивает лучшее понимание того, как ключевые параметры аэропоники коррелируют с ростом растений в системе.Он предлагает полный контроль над системой, не за счет постоянного ручного вмешательства оператора, а в значительной степени с помощью беспроводных датчиков. Кроме того, внедрение интеллектуальных методов в аэропонную систему может снизить понятие полезности системы из-за сложного процесса ручного мониторинга и управления.

1. Введение

Сельское хозяйство имеет древнюю историю, насчитывающую почти тысячи лет. Более того, его продвижение было вызвано внедрением нескольких новых систем, практик, технологий и подходов со временем.В нем занято более одной трети мировой рабочей силы [1]. Сельское хозяйство является основой экономики многих стран и вносит значительный вклад в развитие экономики слаборазвитых стран. Кроме того, он управляет процессом экономического процветания в развитых странах. Несколько исследований пришли к выводу, что в мировом сельском хозяйстве используется примерно семьдесят процентов доступной пресной воды в год для орошения только семнадцати процентов земли. С другой стороны, общая доступная площадь орошаемых земель постепенно сокращается из-за быстрого увеличения потребностей в пище и последствий глобального потепления [2, 3].Другими словами, сельское хозяйство сталкивается с новыми серьезными вызовами. Фут [4] сказал, что ФАО сообщила, что мировое производство продуктов питания должно быть увеличено на семьдесят процентов, чтобы обеспечить производство продуктов питания в достаточном количестве для быстрорастущего населения и урбанизации. Ожидаемый рост мирового населения на половину нынешнего столетия устрашает. Однако, в зависимости от оценки, можно ожидать, что к середине века она превысит девять миллиардов человек. Поскольку во многих исследованиях сообщается, что население растет очень быстро, население мира составляло один миллиард в 1800 году, а в 2012 году оно увеличилось до семи миллиардов человек.Тем не менее, в отчетах исследований высказывались опасения, что в конце нынешнего столетия можно ожидать, что он достигнет одиннадцати миллиардов человек, и вскоре может появиться гораздо больше ртов. Таким образом, быстрое увеличение численности населения, наряду с сокращением сельскохозяйственных угодий, интенсификацией глобальных климатических изменений и обострением водных ресурсов, сокращением рабочей силы и энергетическими кризисами создает огромные проблемы и препятствия для сельскохозяйственного сектора [5, 6]. Кроме того, развивающиеся и развитые страны столкнутся с серьезными водными кризисами и проблемами из-за быстрой урбанизации и индустриализации.Доступная пресная вода для орошаемых сельскохозяйственных земель в будущем сократится [7, 8]. Кроме того, непредсказуемые изменения климата, включая экстремальные погодные условия, сильные штормы, волны тепла и наводнения, окажут существенное негативное влияние на мировой сельскохозяйственный сектор. Нам нужно больше продукции сельскохозяйственных систем для удовлетворения растущего спроса на продукты питания. В противном случае мы будем страдать от проблем отсутствия продовольственной безопасности, что будет самой большой угрозой. Более того, Цю и его коллеги [9] показали, что прогресс в сельскохозяйственном производстве важен не только для производства продуктов питания, чтобы накормить население, но и для промышленного сектора.Точно так же сельское хозяйство является основным источником сырья для многих промышленных секторов. Следовательно, необходимо понимать, что промышленное и сельскохозяйственное развитие не является альтернативой. Однако оба сектора дополняют друг друга на пути к решению проблем продовольственной безопасности.

По мере эволюции человечества от охотников и собирателей к аграрным сообществам, усилия в основном были сосредоточены на повышении урожайности и продуктивности растений за счет генетических изменений, культурных или земледельческих, управленческих методов или путем разработки и внедрения мер защиты растений.Соответственно, в прошлом и настоящем веке люди начали изучать возможности, применяя различные современные методы в сельском хозяйстве. Внедрение методов точного земледелия в сельском хозяйстве - один из прекрасных примеров. Цель состоит в том, чтобы попытаться механизировать их в сельском хозяйстве, чтобы предотвратить потери урожая из-за внезапных климатических изменений, болезней, передаваемых через почву, прикрепления вредителей и т. Д. Тем не менее, было предложено множество научных исследований, в которых сообщалось о том, что проблемы и проблемы сельского хозяйства можно решить, приняв методы точного земледелия.В настоящее время несколько стран увеличивают производительность своего сельского хозяйства за счет внедрения методов точного земледелия.

Baudoin et al. [10] сообщили, что метод искусственного выращивания растений (например, тепличные и промышленные фермы) является одним из основных видов точного земледелия. В настоящее время этот метод приобретает все большее значение и заинтересованность производителей. Этот метод может обеспечить достаточное количество пищи в течение года. В системе растение растет круглый год путем искусственного регулирования и контроля условий окружающей среды, таких как температура, CO 2 (углекислый газ), влажность, интенсивность света, воздушный поток и подача питательных веществ в замкнутых помещениях [11, 12 ].Кроме того, система минимизирует воздействие на окружающую среду и увеличивает урожайность со значительными результатами по сравнению с традиционной системой выращивания (в открытом грунте) [13]. Саввас и его команда [14] сообщили, что в настоящее время беспочвенное выращивание растений является одним из самых разрушительных изобретений, когда-либо представленных в области систем искусственного выращивания растений. Беспочвенная система относится к методам выращивания растений без использования почвы с использованием искусственного твердого материала или водного питательного раствора в качестве питательной среды вместо почвы.Однако водное культивирование связано с процессом выращивания гидропонных и аэропонных растений (рис. 1). В обоих способах, корни растений непрерывно или междолинное лелеяли с или в воде питательном растворе, обеспечивая среду управления конкретными в искусственной опорной конструкции [16, 17]. Оба метода обеспечивают цветоводу множество преимуществ, таких как полный контроль над концентрацией и поставкой питательных веществ, а также предотвращение многих болезней и инфекций, передаваемых через почву для растений, что приводит к увеличению урожайности растений со значительной отдачей, высоким качеством и более эффективным использованием имеющихся природных ресурсы [18, 19].


В нескольких исследованиях сообщалось, что аэропонные и гидропонные системы являются современными и инновационными методами выращивания растений в условиях беспочвенной системы. Приняв эти методы, можно разрешить растущие продовольственные кризисы [20, 21]. Более того, первой появилась гидропонная система для выращивания изначально листовых зеленых овощей, которая начала использовать коммерческие маршруты в промышленно развитых странах на западе и востоке, но в конечном итоге было обнаружено, что у нее есть определенные недостатки и проблемы, которые заставили людей открывать и экспериментировать с новыми вариантами. и такие методы, как аэропонная система.Согласно отчету НАСА, аэропонная система может сократить использование воды, питательных веществ и пестицидов на 98, 60 и 100 процентов соответственно и повысить урожайность растений на 45–75 процентов [22].

Основная цель данной обзорной статьи - дать представление об использовании интеллектуальных сенсорных технологий в аэропонной системе. Это может предоставить возможность для полной автоматизации, масштабируемости, мониторинга доступа в любое время и в любом месте и диагностики неисправностей в аэропонной системе. Более того, местным фермерам и производителям было бы полезно своевременно предоставлять информацию о возникающих проблемах и факторах, влияющих на успешный рост растений в аэропонной системе.Фермеры могли начать понимать свои культуры в микромасштабе и иметь возможность общаться с растениями с помощью доступных технологий. Насколько нам известно, это первая работа, в которой дается краткий обзор использования интеллектуальных сенсорных технологий в аэропонной системе. Однако остальная часть статьи организована следующим образом: Раздел 2 описывает текущую работу в аэропонной системе с использованием интеллектуальных датчиков. В разделах 3, 4 и 5 мы представляем краткое описание аэропонной системы, приложения и рабочего протокола беспроводной сенсорной сети в аэропонной системе.В разделах 6, 7, 8 и 9 описаны преимущества, будущее применение, применение искусственного интеллекта в сельском хозяйстве и выводы.

2. Связанные работы

Аэропоника - это новый метод растениеводства в современном сельском хозяйстве. До сих пор фермеры не замешаны в этом. В основном это практикуется исследователями для проведения экспериментальных исследований. В их отчетах об исследованиях сделан вывод о том, что это может быть хорошо принято в сельском хозяйстве как современное растениеводство, когда современному фермеру не нужна почва для выращивания растения.Тем не менее, аэропонная система имеет некоторые существенные уязвимости, такие как отказ насосов подачи воды, линии распределения питательных веществ и подготовки, а также засорение распылительной форсунки, что требует специальных знаний и внимания во избежание повреждений, быстрой гибели растений и выхода из строя системы [23]. . Кроме того, интеграция интеллектуальных методов ведения сельского хозяйства может быть лучшим решением для предотвращения или решения вышеупомянутых проблем без каких-либо технических знаний. Xiong и Qiao [24] сообщили, что интеграция интеллектуальных сельскохозяйственных систем может быть эффективным подходом к решению сложных проблем в областях сельского хозяйства.Zhai et al. [25] сообщили, что в настоящее время было проведено несколько исследований по использованию интеллектуальных методов в сельском хозяйстве, особенно за последние два десятилетия. Кроме того, было введено и запатентовано несколько новых методов и применений для улучшения традиционных методов ведения сельского хозяйства. Тем не менее, эксперты в основном сосредоточились и следят за климатическими условиями, свойствами почвы, качеством воды, развитием растений, управлением животноводством и внесением удобрений, применением пестицидов и контролем освещения с помощью различных интеллектуальных методов [26–32].Между тем, можно сделать вывод, что традиционная сельскохозяйственная логистика улучшается и модернизируется путем внедрения и внедрения ряда современных технологий и методов в области сельского хозяйства [33]. Баснет и Банг [34] сообщили, что сбор информации с помощью датчиков и коммуникационных технологий играет жизненно важную роль в улучшении сельскохозяйственного производства. В результате этого сельское хозяйство перешло от ресурсоемкого к наукоемкому, а сельское хозяйство стало более сетевым и ориентированным на принятие решений.И мелкие, и крупные фермеры могут получить выгоду от внедрения этого метода в цепочку создания стоимости в сельском хозяйстве, что повысит их производительность, улучшит качество, расширит услуги и снизит затраты. Он дает представление о различных проблемах в сельском хозяйстве, таких как прогноз погоды, болезни сельскохозяйственных культур и скота, управление орошением, а также спрос и предложение на вводимые и производимые ресурсы сельского хозяйства, и помогает в решении этих проблем. Рехман и Шейх [35] пришли к выводу, что в настоящее время в сельском хозяйстве используются несколько информационных технологий, включая спутниковую навигацию, сетку и повсеместные вычисления, а также сенсорные сети.Тем не менее, применение сенсорной сети поддерживает сельскохозяйственные практики и деятельность в очень позитивном направлении [36, 37]. Чжан с соавторами [38] использовали сенсорную сеть для мониторинга температуры, влажности, окружающего освещения, влажности и температуры почвы. Кроме того, аэропонная система - это новое применение в беспочвенном земледелии. Кроме того, в нескольких исследованиях была успешно разработана аэропонная система с использованием различных подходов к информационным технологиям, например, Тик и его коллеги [39] разработали и реализовали беспроводную сенсорную сеть для мониторинга аэропонной системы.Они использовали датчики контроля температуры, интенсивности света, pH и ЕС. Более того, исследование показало, что беспроводная сенсорная сеть предлагает широкий спектр информации, которая может потребоваться садоводу для лучшего понимания того, как эти параметры окружающей среды и питательных веществ коррелируют с ростом растений. Информация в реальном времени, полученная от сенсорных узлов, может быть использована для оптимизации стратегий управления температурой и другими свойствами питательного раствора.Исследование Pala et al. [40] предложили подход к мониторингу средств автоматизации и раннего обнаружения неисправностей в аэропонной системе с помощью интеллектуальных методов. В протоколе они разработали высокомасштабируемую аэропонную систему и запрограммировали ее как прототип аэрогенератора. Они разработали программное обеспечение на основе генетического алгоритма для оптимизации энергопотребления аэропонной системы. Их исследование пришло к выводу, что с помощью этого программного обеспечения пользователь может определять различные свойства и виртуально настраивать аэропонную систему. Разработанное программное обеспечение может позволить пользователю добавлять и удалять фары и насосы, а также определять потребление добавленных устройств с минимальными усилиями производителя.Laksono et al. [41] разработали беспроводную сеть датчиков и исполнительных механизмов для управления, мониторинга и кондиционирования аэропонной камеры для выращивания. Разработанный беспроводной протокол был основан на технологии ZigBee. Они также разработали систему передачи данных для передачи данных с сервера базы данных администратору посредством текстового сообщения. Предлагаемая система была основана на датчиках, исполнительных механизмах, системе связи и сервере базы данных. Результаты эксперимента показали, что предложенный беспроводной протокол, основанный на методах ZigBee, был полезным инструментом беспроводной сенсорной сети для мониторинга аэропонной системы.Jonas et al. [42] разработали автоматическую систему мониторинга для контроля окружающей среды и подачи питательных веществ в аэропонную систему. Разработанный беспроводной протокол был основан на плате разработки Arduino. Их исследование пришло к выводу, что предлагаемая система может контролировать частоту распыления питательных веществ в зависимости от влажности корневой камеры. Однако система может автоматически передавать всю собранную информацию на веб-сервер, а также делиться ею в Twitter. Sani et al. [43] рекомендовали систему управления и мониторинга на базе Интернета для аэропонной системы.Их система состояла из микроконтроллеров (использующих программу Arduino IDE), исполнительных механизмов (два реле включают распыление распылителя и включение / выключение вентилятора в определенное время), датчика (датчик температуры и pH), LDR (датчик интенсивности света) и коммуникационных модулей ( GSM / GPRS / 3G модем). Настоящее исследование пришло к выводу, что предлагаемая нами конструкция может контролировать и измерять температуру, pH, интенсивность света, время распыления и интервал времени, а также время включения вентилятора и интервал времени в аэропонной системе. Предлагаемый метод позволял напрямую отправлять информацию в реальном времени с датчика на сервер через Интернет с использованием GSM.Анита и Периасами [44] разработали технологию беспроводных датчиков для наблюдения за аэропонной системой. Методика была основана на прототипе ZigBee. Предлагаемая сетевая архитектура основана на датчиках контроля температуры, давления, влажности, уровня воды и pH. Датчики передавали собранные данные на узел GSM (Глобальная система для мобильных устройств) или узел-координатор, а устройство шлюза использовалось для передачи данных на персональный компьютер. Однако к базе данных был подключен сервер, где фиксировались максимальные и минимальные пороговые значения pH, уровня воды и температуры.Кроме того, если контролируемое значение достигает значений выше или ниже пороговых значений, хранящихся в базе данных, таким образом, система может включить звуковой сигнал, чтобы предупредить фермера. В другом исследовании 2016 года, проведенном Кернаханом и Купертино [45], была изобретена система для мониторинга и управления аэропонной системой с использованием беспроводных технологий. Они пришли к выводу, что надежная аэропонная система обеспечивает беспроводную связь между своей подсистемой для обмена данными и командами. Различные подсистемы управляют одним или несколькими атриумами выращивания растений, включая распыление питательных веществ на подвешенных корнях, обслуживание, контроль уровня питательного раствора, добавление различных питательных веществ, а также контроль количества света и цикла.Исследование Montoya et al. [46] разработали беспроводную сенсорную систему для наблюдения за аэропоникой. Системный протокол был основан на плате разработки Arduino. Они использовали аналоговые и цифровые датчики для мониторинга температуры, распыления питательных веществ, EC, колебаний pH и уровня питательного раствора в резервуаре с питательными веществами. Чтобы получить данные и систему автоматизации, два Arduinos управлялись в конфигурации главный-подчиненный и подключались друг к другу через беспроводную сеть через Wi-Fi. Все записанные данные были автоматически сохранены в памяти microSD и отправлены на веб-страницу.Их исследование пришло к выводу, что предложенный протокол может быть использован для автоматизации и может контролировать аэропонную систему. Кернс и Ли [47] впервые разработали и представили аэропонную систему, использующую IoT (Интернет вещей) для автоматизации системы. Предлагаемая система состоит из мобильного приложения, сервисной платформы и устройства Интернета вещей с датчиками (pH-баланс, температура и влажность). Они использовали устройство Raspberry Pi Zero и разработали систему для мониторинга и измерения выбранных параметров. Собранные данные были автоматически сохранены на сервере базы данных путем отправки запроса SQL.Их исследование пришло к выводу, что предлагаемая система может помочь фермерам дистанционно контролировать и контролировать аэропонную систему. Кроме того, Кару [48] также разработал и внедрил высокоточную систему для мелкомасштабного выращивания аэропонных растений. Система позволяет точно контролировать питательные растворы, уровни pH и ЕС и предоставляет данные о влажности, температуре, pH, концентрации ЕС и количестве питательного раствора в резервуаре. Недавнее исследование Мартина и Рафаэля [49] также предложило и предложило системы, методы и устройства для аэропонной системы.Mithunesh et al. [50] предложили интеллектуальную систему управления аэропонной системой. Системный протокол был основан на плате разработки с открытым исходным кодом под названием Raspberry Pi. Их исследование пришло к выводу, что разработанная система обеспечивает простое управление и высокую доступность, обеспечиваемую использованием как локальных, так и глобальных систем. Идрис и Сани [51] разработали систему мониторинга и управления для аэропонной системы. Они пришли к выводу, что разработанная система способна контролировать рабочие параметры аэропонной системы, такие как температура и влажность, отправляя данные в реальном времени с датчика на систему отображения.Джанартанан и др. [52] пришли к выводу, что проблемы аэропонной системы могут быть решены за счет использования беспроводных датчиков и исполнительных механизмов. Это позволяет пользователю отслеживать и взаимодействовать с системой через мобильное приложение и веб-интерфейс. Однако Лю и Чжан [53, 54] разработали аэропонную систему для автоматического регулирования количества воды, удобрений и температуры. Они пришли к выводу, что система представляет собой экспериментальную платформу с особенностями простой конструкции и удобного управления.

3. Аэропонная система

Аэропонная система - это один из методов беспочвенного выращивания, при котором растение растет в воздухе с помощью искусственной опоры вместо почвы или субстратной культуры.Это воздушно-водная технология выращивания растений, при которой нижние части, такие как корни растения, подвешиваются внутри камеры для выращивания в полной темноте и в контролируемых условиях. Однако верхние части растения, такие как листья, плоды и часть кроны, выходят за пределы камеры роста. Обычно искусственная опорная конструкция (пластик или термопена) предназначена для поддержки и разделения растения на две части (корни и листья). В этой системе корни растений находятся на открытом воздухе и орошаются напрямую с небольшими каплями питательного вещества воды с интервалами.Питательный раствор подается через различные форсунки с высоким давлением воздуха или без него. Более того, в нескольких исследованиях аэропоника рассматривалась как современная сельскохозяйственная деятельность, которая практикуется в закрытой камере для выращивания в полностью контролируемых условиях, поскольку она может устранить внешние факторы окружающей среды по сравнению с традиционной сельскохозяйственной деятельностью. Следовательно, он больше не зависит от крупномасштабного землепользования и может быть построен в любом месте, в здании, которое улучшило глобальный климат, без учета текущего климата, такого как сезон дождей и зима [23, 55–59].Buer et al. [60] сообщили, что распылительная насадка использует небольшое количество питательного раствора воды и обеспечивает отличную среду для роста растений. Зобель и Личалк [61] сказали, что это современный инструмент сельскохозяйственных исследований, который предоставляет исследователям несколько возможностей сельскохозяйственных исследований со значительными результатами за счет создания искусственных условий роста. Однако в таблице 1 показаны основные параметры мониторинга и управления в аэропонной системе. Hessel et al. [62] и Clawson et al.[63] исследования показали, что аэропоника способствует достижениям и разработкам во многих областях изучения корней растений. Это прекрасная возможность для исследователей растений глубоко изучить поведение корней растений в различных условиях и без каких-либо осложнений. До сих пор многие исследователи проводили исследования корней растений и экспериментальные исследования реакции корней на засуху [64], влияние различных концентраций кислорода на развитие корней растений [65, 66], корневые микроорганизмы [67–69], образование арбускулярных микоризных грибов [70]. ], а также взаимодействие бобовых и ризобий [71].Кроме того, в исследованиях практиковалась техника выращивания овощей, фруктов, трав и лекарственных растений на основе корня [72–74], таких как томаты, картофель, соя, кукуруза, салат, Anthurium andreanum и Acacia mangium [15 , 59, 75–79].

90 852 Время распыления

Параметры Общее значение Приборы

гайка распылитель 9052 давление от 10 до 100, низкое давление от 5 до 50 и ультразвуковые туманообразователи от 5 до 25 микрон соответственно Форсунка распыления (высокого и низкого давления, распылители тумана)
2 Среда для выращивания Держатель растений Любая искусственная опорная конструкция корня
3 Желаемый pH питательного раствора Значение pH зависит от сорта (лук 6.0–7,0, огурец 5,8–6,0, морковь 5,8–6,4, шпинат 5,5–6,6, салат 5,5–6,5, помидор 5,5–6,5 и картофель 5,0–6,0) Устройство для измерения pH
4 Желательная ЭК питательный раствор Значение ЕС зависит от сорта (лук 1,4–1,8, огурец 1,7–2,2, морковь 1,6–2,0, шпинат 1,8–2,3, салат 0,8–1,2, томат 2,0–5,0 и картофель 2,0–2,5 ds · м −1 ) Устройство измерения ЕС
5 Влажность Обеспечивает 100% доступную влажность Устройство измерения влажности
6 Температура Оптимально 15 ° C – 25 ° C и не должна повышаться до 30 ° C и ниже 4 ° C Устройство для измерения температуры
7 Свет внутри ящика Свет внутри ящика для выращивания должен быть достаточно темным Накрыть камеру для выращивания на месте доступный материал
8 Зависит от стадии роста сорта Ручное управление системой с помощью таймера
9 Интервал распыления Зависит от стадии роста сорта Ручное управление системой с таймером
56
3.1. Текущее состояние аэропонной системы

Аэропонная система является одним из комплексных методов управления производством в сельском хозяйстве, который способствует развитию и улучшению агроэкосистемы, здоровья и биоразнообразия. Система имеет первостепенную репутацию в отделе садоводства из-за ее влияния на экономические и технические аспекты сельского хозяйства. Среди всех сельскохозяйственных систем только аэропонная система находится под пристальным вниманием фермеров, политиков, предпринимателей и исследователей сельского хозяйства.Фермер может снизить потребность в химических веществах, включая удобрения, гербициды, пестициды и другие агрохимикаты. Фермер мог получить более высокие урожай и качество культурных растений по сравнению с другими методами выращивания. Однако аэропонная система трудоемка. Он предлагает фермерам множество возможностей для увеличения занятости в сельской местности. Фермер может выращивать растение у себя дома, создавая искусственную среду для выращивания. Анита и Периасами [44] сообщили, что в настоящее время многие семьи практикуют аэропонику на своей террасе.Кроме того, несколько стран мира используют аэропонику для расширения производства продуктов питания, решая денежные вопросы и делая нацию естественным образом дружелюбной, чтобы иметь свои особые запасы еды. А несколько лет назад использование аэропонной системы было ограничено почти во всем мире [84]. В настоящее время эта система привлекает все больше внимания фермеров, и несколько стран эффективно внедряют ее в качестве экономичной и экологически чистой системы выращивания овощей и фруктов.Тем не менее, это практикуется в следующих странах: Абу-Даби, Австралия, Бутан, Боливия, Бразилия, Бангладеш, Буркина-Фасо, Китай, Канада, Колумбия, Эквадор, Египет, Эфиопия, Франция, Германия, Гана, Греция, Индонезия, Италия, Индия. , Иран, Япония, Израиль, Кения, Корея, Малайзия, Монголия, Малави, Новая Зеландия, Нигерия, Перу, Филиппины, Польша, Россия, Руанда, Саудовская Аравия, Южная Африка, Испания, Сингапур, Южная Корея, Словакия, Шри-Ланка, Тайвань, Таиланд, Узбекистан и Вьетнам. Кроме того, делаются попытки представить систему в других странах мира [23].

3.2. Основные проблемы и трудности аэропонной системы

Аэропонная культивация выполняется в открытых и закрытых помещениях и / или в теплице в контролируемых условиях. Его можно проводить в помещении, которое включает в себя обеспечение светом для роста растений, централизованную доставку питательного раствора и электроэнергию. Растущие растения помещают в камеру для выращивания и периодически пропитывают небольшим туманом питательного раствора, выходящим через распылительную насадку (рис. 2).Кроме того, аэропонная система дает возможность точно контролировать всю среду камеры выращивания. Аэропонная система - это современная техника сельского хозяйства, которая все еще находится в стадии разработки. До сих пор были проведены ограниченные исследования, и проведенные исследования пришли к выводу, что система имеет некоторые проблемы и проблемы. Исследования показали, что аэропоника выполняется без почвы или каких-либо твердых сред; таким образом, основными наблюдаемыми проблемами являются вода и буфер для питательных веществ, любой отказ водяных насосов, распределение и приготовление питательного раствора, засорение форсунок распыления и т. д., которые приводят к быстрой гибели выращенного растения [40].Кернахан и Купертино [45] сообщили, что аэропонная система обеспечивает лучший контроль над ростом растений и доступностью питательных веществ, а также предохраняет растение от различных болезней и корневой гнили. Однако во время роста растений от посева до сбора урожая методы, принятые в аэропонной системе, требуют небольшого ручного управления, вмешательства в отношении физического присутствия и опыта в области знания растений, контроля окружающей среды и операций по поддержанию и контролю роста. завода.


Более того, существует требование поддерживать и поддерживать параметры питательного раствора, которые включают температуру питательного вещества, pH и концентрацию ЕС в узком диапазоне предпочтительных значений для оптимального роста. Если эти параметры выйдут за пределы желаемого диапазона, это создаст несколько проблем для роста растений. Кроме того, некоторые дополнительные параметры можно настроить для дальнейшей оптимизации роста растений. К дополнительным параметрам относятся время распыления, время интервала распыления, температура воздуха, относительная влажность, интенсивность света и концентрация углекислого газа (CO 2 ), которые усложняют систему и делают ее трудоемкой с высокой человеческой энергией и более высоким уровнем квалификации. обучение и навыки работы с системой.Однако производитель несет ответственность за контроль и мониторинг колебаний вышеуказанных параметров в желаемом диапазоне для достижения подходящих условий роста для конкретных растений. Отсутствие точного контроля и мониторинга параметров может существенно повлиять на рост растения и привести к финансовым потерям. Если какой-либо компонент выходит из строя, когда оператор отсутствует на месте, это может быть обнаружено слишком поздно, чтобы предотвратить повреждение, потому что системы обычно включают некоторые автоматизированные средства для периодической подачи питательного тумана на корни растений, пополнения резервуара с питательными веществами и управления световыми циклами. и интенсивность.Поэтому аэропонное культивирование до сих пор считалось несколько неподходящим для местного производителя по указанным выше причинам, и найти такую ​​установку нечасто. Однако основной причиной низкой приемлемости аэропонной системы является не стоимость, а главный недостаток - количество внимания, которое требуется от производителя с высоким уровнем знаний и суждений. По вышеупомянутым причинам в аэропонной системе реализованы более сложные и продвинутые методы мониторинга для раннего обнаружения неисправностей, мониторинга в реальном времени, а также управления и автоматизации системы.Следовательно, было бы выгодно использовать инструменты искусственного интеллекта (рисунок 3) в аэропонной системе для своевременного обнаружения неисправностей и диагностики проблем. Таким образом, это может помочь избежать быстрого повреждения выращиваемых растений и помочь полностью автоматизировать аэропонную систему.


4. Аэропонная система и сеть датчиков

В последние годы раннее обнаружение и диагностика неисправностей с использованием интеллектуальной системы сельскохозяйственного мониторинга считается лучшим инструментом для мониторинга растений без каких-либо сложных операций и лабораторного анализа, который требует специальных знаний и обширное время.Разработка этих удобных функций привлекла большое внимание в сельском хозяйстве. Система основана на беспроводной сенсорной сети, которая состоит из сервера данных, беспроводного узла конвергенции, множества беспроводных маршрутизаторов и множества беспроводных сенсорных узлов. Однако узлы беспроводных датчиков используются в качестве входных сигналов интеллектуальной системы мониторинга сельского хозяйства и используются для сбора каждого выбранного параметра сельскохозяйственных операций, подлежащих мониторингу. Park et al. [85] заявили, что системы на основе беспроводной сенсорной сети могут быть важным методом для полной автоматизации сельскохозяйственной системы, потому что сенсоры предоставляют важную информацию в реальном времени и, как полагают, устраняют значительные затраты на просто проводку.В другом исследовании, проведенном Кимом [86], говорится, что в сельском хозяйстве технология сенсорных сетей помогает улучшить существующие системы, установленные в теплице, эффективно и плавно путем передачи собранной информации в реальном времени оператору по радиосигналам. Система оптимизирует протоколы передачи более точно и быстро и максимизирует потребление энергии для экономии энергии и снижения потребления. Пала и команда [40] предположили, что использование методов искусственного интеллекта в аэропонных системах может привести не только к раннему обнаружению неисправностей, но и к полной автоматизации системы без какого-либо или небольшого вмешательства человека-оператора.Аэропонная система могла бы получить большую популярность среди местных фермеров, если бы использовала эту технику в системе для мониторинга и контроля. Однако это сэкономит ресурсы и минимизирует воздействие на окружающую среду. Фермеры могли начать понимать свои культуры в микромасштабе и иметь возможность общаться с растениями с помощью доступных технологий. Поэтому в этой статье мы исследовали, как технологии беспроводного зондирования вплелись в аэропонную систему. Таким образом, основная мотивация этой обзорной статьи заключалась в том, чтобы дать представление о различных интеллектуальных инструментах мониторинга сельского хозяйства, используемых для раннего обнаружения неисправностей и диагностики выращивания растений в аэропонной системе (рис. 4).Кроме того, местным фермерам и производителям было бы полезно своевременно предоставлять информацию о возникающих проблемах и факторах, влияющих на успешный рост растений в аэропонной системе. Внедрение интеллектуальных инструментов мониторинга сельского хозяйства может уменьшить понятие непригодного для любительского использования.


4.1. Количество сенсорных узлов и входные параметры

В настоящее время использование различных сенсорных технологий практически возможно во всех сферах жизни благодаря резкому прогрессу в доступных в настоящее время технологиях.Более того, датчик - это устройство, которое может измерять физические атрибуты и преобразовывать их в сигналы для наблюдателя [87]. WSN (беспроводная сенсорная сеть) традиционно состоит из нескольких или десятков, а в некоторых случаях тысяч сенсорных узлов, которые подключены к одному или нескольким сенсорам [88]. Как правило, он включает в себя BS (базовую станцию), которая действует как шлюз между WSN и конечными пользователями. Каждый сенсорный узел состоит из пяти основных компонентов, которые представляют собой блок микроконтроллера, блок приемопередатчика, блок памяти, блок питания и блок датчика [89].Каждый из этих компонентов является определяющим при разработке WSN для развертывания. Кроме того, микроконтроллер отвечает за различные задачи, обработку данных и управление другими компонентами узла [88]. Через блок приемопередатчика режим датчика осуществляет связь с другими узлами и другими частями WSN. Это самая доминирующая коммуникационная единица. Блок памяти - еще одна важная часть системы WSN, которая используется для хранения наблюдаемых данных. Блоком памяти может быть RAM, ROM, флэш-память других типов или даже внешние запоминающие устройства, такие как USB.Наконец, последний блок - это блок питания. Это один из важнейших компонентов системы энергоснабжения узла. Однако источник питания мог быть любым; он может храниться в батареях (наиболее распространенных), перезаряжаемых или не включенных в конденсаторы. Кроме того, для дополнительного питания и зарядки

19 продуктов для быстрого и безопасного набора веса

Следующие продукты, богатые питательными веществами, могут помочь человеку безопасно и эффективно набрать вес.

1. Молоко

Поделиться на PinterestПротеиновые коктейли помогают людям легко набирать вес и являются наиболее эффективными, если их выпить вскоре после тренировки.

Молоко содержит смесь жиров, углеводов и белков.

Это также отличный источник витаминов и минералов, включая кальций.

Содержание белка в молоке делает его хорошим выбором для людей, стремящихся нарастить мышцы.

Одно исследование показало, что после тренировки с отягощениями употребление обезжиренного молока помогло нарастить мышцы более эффективно, чем продукты на основе сои.

Аналогичное исследование с участием женщин, занимающихся силовыми тренировками, показало улучшение результатов у тех, кто пил молоко после тренировки.

Для всех, кто хочет набрать вес, в течение дня можно добавлять молоко в рацион.

2. Протеиновые коктейли

Протеиновые коктейли могут помочь человеку легко и эффективно набрать вес. Шейк наиболее эффективен для наращивания мышечной массы, если его выпить вскоре после тренировки.

Однако важно отметить, что предварительно приготовленные коктейли часто содержат дополнительный сахар и другие добавки, которых следует избегать. Внимательно проверяйте этикетки.

3. Рис

Чашка риса содержит около 200 калорий, а также является хорошим источником углеводов, которые способствуют увеличению веса.Многие люди легко добавляют рис в блюда, содержащие белки и овощи.

4. Красное мясо

Было доказано, что употребление красного мяса помогает нарастить мышцы и набрать вес.

Стейк содержит лейцин и креатин, питательные вещества, которые играют важную роль в увеличении мышечной массы. Стейк и другое красное мясо содержат как белок, так и жир, которые способствуют увеличению веса.

Хотя человеку рекомендуется ограничить потребление, более постные куски красного мяса полезнее для сердца, чем более жирные куски.

Одно исследование показало, что добавление постного красного мяса в рацион 100 женщин в возрасте 60–90 лет помогло им набрать вес и увеличить силу на 18 процентов во время тренировок с отягощениями.

5. Орехи и ореховое масло

Регулярное употребление орехов может помочь человеку безопасно набрать вес. Орехи - отличная закуска, их можно добавлять во многие блюда, в том числе в салаты. Наибольшую пользу для здоровья имеют сырые или сушеные жареные орехи.

Также может помочь ореховое масло без добавления сахара или гидрогенизированного масла.Единственным ингредиентом этих масел должны быть сами орехи.

Поделиться на Pinterest Цельнозерновой хлеб содержит сложные углеводы и семена, которые могут способствовать увеличению веса.

6. Цельнозерновой хлеб

Этот хлеб содержит сложные углеводы, которые могут способствовать увеличению веса. Некоторые также содержат семена, которые обеспечивают дополнительные преимущества.

Для получения дополнительных научно обоснованных ресурсов по питанию посетите наш специализированный центр.

7. Прочие крахмалы

Крахмалы помогают некоторым из уже перечисленных продуктов ускорять рост мышц и вес.Они увеличивают объем пищи и увеличивают количество потребляемых калорий.

К другим продуктам, богатым крахмалом, относятся:

  • картофель
  • кукуруза
  • киноа
  • гречка
  • фасоль
  • тыква
  • овес
  • бобовые
  • зимние корнеплоды
  • макаронные изделия
  • зерновые злаки
  • цельнозерновой хлеб
  • зерновые батончики

Крахмалы не только добавляют калорий, но и дают энергию в виде глюкозы.Глюкоза хранится в организме в виде гликогена. Исследования показывают, что гликоген может улучшить производительность и энергию во время упражнений.

8. Протеиновые добавки

Спортсмены, стремящиеся набрать вес, часто используют протеиновые добавки для увеличения мышечной массы в сочетании с тренировками с отягощениями.

Протеиновые добавки можно приобрести в Интернете. Они могут быть недорогим способом потреблять больше калорий и набирать вес.

9. Лосось

Шесть унций лосося содержат около 240 калорий, и лосось также богат полезными жирами, что делает его хорошим выбором для тех, кто хочет набрать вес.

Он также содержит множество питательных веществ, в том числе омега-3 и белок.

10. Сухофрукты

Сухофрукты богаты питательными веществами и калориями, четверть стакана сушеной клюквы содержит около 130 калорий.

Многие люди предпочитают сушеный ананас, вишню или яблоки. Сушеные фрукты широко доступны в Интернете, или человек может сушить свежие фрукты дома.

11. Авокадо

Авокадо богат калориями и жирами, а также некоторыми витаминами и минералами.

12. Темный шоколад

Темный шоколад - это высокожирный высококалорийный продукт. Он также содержит антиоксиданты.

Человек, желающий набрать вес, должен выбрать шоколад с содержанием какао не менее 70 процентов.

13. Зерновые батончики

Зерновые батончики могут предложить витаминный и минеральный состав злаков в более удобной форме.

Человек должен искать батончики, содержащие цельнозерновые, орехи и фрукты.

Избегайте продуктов, содержащих чрезмерное количество сахара.

14. Цельнозерновые хлопья

Многие злаки обогащены витаминами и минералами.

Однако некоторые из них содержат много сахара и мало сложных углеводов. Этого следует избегать.

Вместо этого выберите злаки, которые содержат цельнозерновые и орехи. Они содержат здоровый уровень углеводов и калорий, а также питательные вещества, такие как клетчатка и антиоксиданты.

15. Яйца

Яйца - хороший источник белка, полезных жиров и других питательных веществ.Большинство питательных веществ содержится в желтке.

16. Жиры и масла

Масла, например, полученные из оливок и авокадо, содержат калории и полезные для сердца ненасыщенные жиры. Столовая ложка оливкового масла будет содержать около 120 калорий.

17. Сыр

Сыр является хорошим источником жира, белка, кальция и калорий. Человек, желающий набрать вес, должен выбирать жирные сыры.

18. Йогурт

Полножирный йогурт также может содержать белок и питательные вещества.Избегайте ароматизированных йогуртов и йогуртов с меньшим содержанием жира, поскольку они часто содержат добавленный сахар.

Человек может захотеть заправить свой йогурт фруктами или орехами.

19. Макаронные изделия

Макаронные изделия могут обеспечить калорийную и богатую углеводами основу для здорового набора веса.