Плодоводство
и виноградарство Юга России
В работе представлен обзор литературы по цифровым технологиям и платформенным решениям в сфере защиты растений, которые переводят отрасль на новый уровень развития. Первым шагом к цифровизации является широкое внедрение в производство Различных сенсоров, датчиков, станций оперативного контроля. Повседневной реальностью становится использование в хозяйствах GPS-навигаторов, контролирующих электронные системы, установленные на технике, метеостанции в поле. Следующим этапом, данные поступающие с устройств, включённые в единую сеть в режиме реального времени, обрабатываются, и специалисту предоставляются результаты анализа множественных факторов и обоснование для последующих действий. Это помогает вести мониторинг, дифференцировать элементы технологий и вносить необходимые корректировки по каждому участку. Удобные в пользовании приложения Содержат справочные материалы, Определяют вредителей, болезни и сорняки, помогают выбрать необходимый пестицид и рассчитать его количество, подобрать и настроить насадки для распыления. Разработка и использование электронных сервисов для систем «умного» сельского хозяйства активно развивается за рубежом, ведущие компании отрасли стремятся Наладить свои IoT-платформы. Среди «интернета вещей», позволяющих осуществить переход к цифровизации, особо выделяются беспилотные летательные аппараты. Основная цель дрона в защите растений – мониторинг и опрыскивание. В странах ЕС, США, Китае, Японии беспилотники активно применяются для обработки посевов, в то время как в России только в мае 2019 года Правительство утвердило Правила учёта и использования беспилотных летательных аппаратов. Роботные технологии также являются составляющей «цифрового мира», они занимают большую нишу применения в сельском хозяйстве, их использование в мире достигает 38 %. В сфере защиты растений разрабатываются технологии ультрамалообъёмного внесения пестицидов, распознавания и учёта вредных объектов.
Повышение адекватности прогнозов при решении агротехнологических задач осуществляется путём применения информационных технологий. Эмпирические сведения об объекте изучения формируются путём создания имитационных моделей с помощью ЭВМ. В процессе решения агротехнологических задач это позволяет анализировать сложные системы в условиях большой размерности и неполной информации об их строении. Структурированные имитационные системы включают файлы с аналитическим описанием объекта, блоки экспертных оценок, имитации и обработки результатов вычислительного эксперимента (полевого опыта). Актуальность модели возрастает с использованием сетевого варианта совокупности данных, организованных по определённым правилам. В основе оценки агрохимических факторов плодородия садовых почв по эффективности использования почвенных ресурсов многолетними плодовыми растениями, динамике минеральных элементов и метаболитов в листьях лежит методология сбора и анализа информации с использованием базы данных, полученных в полевых опытах с удобрением за последние десятилетия. Нами реализована задача формирования структуры базы данных в соответствии с программой исследования эффективности удобрений в плодовом саду. Для хранения и аналитической обработки с помощью программы Microsoft Office Excel формализованы результаты наблюдений, лабораторных исследований почвы и растений, а также метеоданные. Представлена концептуальная модель базы данных, состоящая из пяти блоков: история опыта, архив метеоданных, данные биологических учётов и наблюдений, данные химических анализов почв, данные химического состава индикаторных органов (листья) и плодов. Структурированная таким образом база данных позволяет оптимизировать проведение математической обработки цифрового материала, а также количественно оценить действие удобрений на продуктивность и функциональную активность плодовых культур, осуществлять математическое моделирование, проводить дисперсионный и корреляционно-регрессионный анализ.
В статье представлен обзор современного состояния и степени внедрения цифровых технологий в производство продуктов питания из растительного сырья, позволяющих обеспечить получение продукта заданного химического состава, необходимого современному человеку в неблагоприятных экологических условиях. Компьютеризация технологического процесса инициализировала создание промышленных роботов, облегчивших ручной труд человека и обеспечивших эффективность управления персонификацией продукта питания. Адаптация роботов для перерабатывающих производств основывается на создании математического алгоритма выполнения требуемой технологической операции. В статье освещены научные направления, в которых цифровизация технологического процесса дала мощный толчок для прорыва, в первую очередь, это аддитивные технологии и, прежде всего, 3D-печати продукта питания. Рассмотрены способы и методы пищевой полиграфии с точки зрения возможности индивидуализации рациона питания для отдельных групп населения. Обусловлены критерии технологической пригодности растительного сырья при применении цифровых технологий в производстве продукта питания. Отмечено, что для «печатания» продукта пригодно сырьё мягкой, легко Деформирующейся текстуры, переходящее в различной степени затвердение, устойчиво сохраняющее форму продукта. Эффективно биологически ценное растительное сырьё, богатое содержанием природных полимерных гидроколлоидов, обеспечивающих при гомогенизации сырья мажущуюся консистенцию. Из плодовоягодного сырья к технологически пригодному для получения 3-D продукта можно отнести плоды и ягоды, отличающиеся высоким содержанием природных пищевых волокон, к которым относятся гемицеллюлоза, камеди, пектиновые вещества. Отмечено, что информатизация пищевых технологий помогла связать процесс создания продукта с математическими методами идентификации и прогнозирования качества продукта питания. Представлены решения по информатизации рецептур продукта, основанные на применении баз данных многолетних исследований химического состава плодов и ягод, связанных в системы балансовых уравнений, позволяющих проводить индивидуальную коррекцию состава продуктов питания.
В статье анализируется проблема недостаточной изученности пчелиных опылителей плодовых культур, в частности одиночных пчел. Установлен видовой состав пчелиных-опылителей, включающий 52 вида, относящихся к 6 семействам. Среди пчелиных, зарегистрированных на плодовых культурах, наиболее многочисленными во всех агроклиматических зонах были 10 (19,2 %) видов: Andrena flavipes, A. haemorrhoa, A. nana, A. tibialis, A. nitidiuscula, A. suerinensis, Osmia rufa, Euceracurvitarsis, Bombus agrorum и Apis mellifera, которые и являются Основными опылителями. Доминантными опылителями плодовых культур в центральной зоне Краснодарского края были 4 вида (Andrena flavipes, Osmia rufa, Bombus agrorum, Apismellifera- 57,1 %), массовыми 3 вида (Andrena haemorrhoa, A. nana, A. nitidiuscula - 28,6 %). В Западной дельтовой зоне к группе доминантных относились 4 вида (Andrena flavipes, Osmia rufa, Bombus agrorum, Apis mellifera-52,2 %), к группе массовых 5 видов пчелиных (Andrena haemorrhoa, A. nana, A. tibialis, suerinensis, Eucera curvitarsis – 43,5 %). В Южной предгорной зоне доминировали 3 вида опылителей (Osmia rufa, Bombus agrorum, Apis mellifera – 42,9 %), массовыми были 5 видов(Andrena flavipes, A. tibialis, A. nitidiuscula, A. suerinensis, Eucera и медоносной пчёл намного превышает численность насекомых из других отрядов. На опылении яблони в среднем за три года отмечено одиночных пчёл 35,5 особей на учётную ветку, медоносной пчелы 32,4 и насекомых других отрядов лишь 5,6 особей. На вишне соответственно 53, 41,4 и 5,6 особей. Не найдено различий по годам исследований и дням цветения и по численности опылителей яблони и вишни. Различия между группами опылителей существенны (32,6 % от общей дисперсии для яблони и 87,2 % для вишни). Количество пчелиных-опылителей в саду меняется в зависимости от дня цветения культуры, а также от ряда абиотических факторов: температуры, влажности, времени суток, скорости и направления ветра.
Крым – курортная зона, и спрос на ранние столовые сорта винограда велик. Изучение агробиологических и хозяйственных признаков ранних столовых сортов винограда и оценка их перспективности актуальны на сегодняшний день для отрасли виноградарства Крыма. Целью данных исследований является оценка адаптивности сортов винограда и перспективности возделывания столовых сортов-интродуцентов на основе комплекса агробиологических показателей и хозяйственно ценных признаков для рекомендации их внедрения и расширения сортимента Крыма. В результате исследований установлено, что комплексная оценка агробиологических и хозяйственно ценных признаков изучаемых сортов винограда позволила охарактеризовать перспективность из возделывания в условиях восточного района Южнобережной зоны Крыма. Новые столовые сорта винограда относятся к сортам с ранним сроком созревания, обладают высоким качеством урожая и гармоничным вкусом. Сахаронакопление у изучаемых сортов отмечено в пределах 157,0-175,0 г/дм³, титруемых кислот – 5,3-6,5 г/дм³. Сорта Матильда и Виктория румынская не уступают контрольному сорту-эталону Италия по перспективности. Сорт винограда Виктория румынская имеет преимущество по показателям плодоношения (К1=1,14) и, кроме того, обладает высоким коэффициентом транспортабельности Т1 (70 %). Сорт винограда Матильда отличается высокой продуктивностью куста и гармоничностью вкуса ягод (ГАП=24,2), имеет преимущество по сравнению с контрольным сортом по выходу стандартной продукции (80,1 %). В статье указано, что использование и включение в сортимент данных сортов позволит увеличить потребление свежего винограда ранних сроков созревания и расширить возможности Крыма как курортный зоны.