Актуальность:

Сахарная свекла — это одна из самых важных сельскохозяйственных культур в мировом сельском хозяйстве. Поэтому, знать как ее выращивать практически важно, т.к. сахар является  одним из основных социально необходимых продуктов каждодневного спроса. Сахарная свекла – культура, требующая высокой интенсификации производства. В технологии ее возделывания нет малозначимых или второстепенных элементов. Западноевропейские страны, благодаря освоению новых  технологий, к началу нового века  перешли рубеж урожайности сахарной свеклы  в 120-130 т/га и продолжают его наращивать, а среднемировая урожайность  достигла 900-1000 ц/га.  Мировой рекорд урожайности сахарной свеклы составила  196,7 т/га (при 16% содержании сахара)  в Чили в 2016. В основу этих технологий положен принцип точного земледелия с учетом  определения агроэкологического  типа земель, определению своевременного, дифференцированного и точного внесения удобрений и ядохимикатов,  расчета максимально возможного  урожая  с использованием принципа программирования.

Точное земледелие – это высшая форма интенсификации земледелия с использованием новейших достижений науки, техники и информатизации.  Такая технология  — надежная гарантия устойчивого развития сельскохозяйственного производства. Разработка и внедрение предлагаемых современных приемов управления продукционным процессом,  дифференцированного внесения удобрений и  средств защиты растений  для  технологий различного уровня интенсификации  позволит эффективно использовать земельные ресурсы,  сохранить и повысить плодородие почвы, продуктивность пашни, увеличить урожайность сахарной свеклы, обеспечить ресурсосбережения производства за счет использования элементов точного земледелия,. Опыт стран дальнего и ближнего зарубежья   свидетельствует, что инновационными  операциями в новых агротехнологиях, составляющих основу точного земледелия, являются мероприятия  по точечному посеву, защите растений и применению удобрений.

Целью проекта является увеличение производства продукции свекловодства  и производительности труда на основе использования наукоемких технологий в системе точного земледелия.

Задачи проекта:

— Разработать системы дистанционного зондирования для оценки агрохимического состояния почвы и состояние посевов сахарной свеклы с использованием беспилотных летательных аппаратов;

— Установить внутрипольную вариабельность обеспеченности элементами питания почвы, посевов и разработать карт-программы для дифференцированного внесения удобрений;

 — Разработать приемы управления продукционным процессом сахарной свеклы для технологий различного уровня интенсификации в системе точного земледелия.

Ожидаемые и достигнутые результаты  2021 года:

Проведена агрономическая оценка динамики гумуса, водного и питательного режимов, динамики плотности и структурного состояния почв на агротехнологиях возделывания сахарной свеклы на орошаемых агроэкологических группах и типах земель. Пространственный коэффициент вариации содержания гумуса составил 11,2%,  подвижного фосфора и обменного калия 27,4 и 17,7% соответственно,  что свидетельствует о достаточной выравненности почвы по этому показателю. И даже такое  их  сравнительное низкое варьирование требует дифференцированного внесения фосфорных и калийных удобрений.

Определено исходное агроэкологическое состояние почв полигона: содержание подвижных элементов минерального питания, общего и лабильного гумуса, потенциальной уплотненности, фактического подпахотного уплотнения, структурности. Отобрано 16 почвенных образцов, проведен отбор 180 проб на определение влажности, выполнено 112 агрохимических анализов, 85 определении плотности, 480 определений структурно-агрегатного состава почв. Исходное агроэкологическое состояние почв полигона: среднее содержание гумуса в почве полигона составило 1,89%, с колебаниями 1,47-2,37%, лабильной его части от 0,176 до 0,205%. Пространственный коэффициент вариации составил 11,2%, что свидетельствует о достаточной выравненности почвы по этому показателю. Содержание подвижного фосфора и обменного калия варьировало от 15,7 до 27,4 мг/кг для первого и от 194 до 453 мг/кг для второго показателя. И хотя коэффициенты вариации (27,4 и 17,7% соответственно) говорят о достаточной однородности почвы полигона, разброс в их содержании требует дифференцированного внесения одноимённых удобрений. Обеспеченность почвы щелочно-гидролизуемыми формами азота была на очень низком уровне – 69,2 мг/кг, с колебаниями от 59,0 до 95,2 мг на 1 кг почвы.

Оценка содержания продуктивной влаги в почве перед посевом сахарной свеклы свидетельствует об очень хорошем содержании продуктивной влаги (205,8-218,3 мм). Исходные показатели плотности почвы полигона характеризуют её по качественному состоянию как рыхловатую (1,16-1,19 г/см³). Определение структуры почвы, перед закладкой опыта, свидетельствует о том, что содержание агрономически ценных агрегатов составило 61 — 70 % и оценивалась, по принятой качественной оценке, как «отличная». Водопрочность структурных агрегатов (16,3-19,2%) была оценена как неудовлетворительная.  

Рассчитаны научно-обоснованные нормы дифференцированного внесения удобрений по данным фактической вариабельности элементов почвенного плодородия. И, на этой основе, получения урожая корней сахарной свеклы при различных уровней интенсификации ее возделывания. N₁₂₀Р₁₂₀К₉₀ (N^I₀ + N^II₆₀ + N^III₆₀) — для уровня урожайности корнеплодов сахарной свеклы до 50 т/га; N₁₅₀Р₁₅₀К₁₂₀ (N^I₆₀ + N^II₆₀ + N^III₆₀) — для уровня урожайности корнеплодов сахарной свеклы до 65 т/га; N₁₈₀Р₁₈₀К₁₅₀ (N^I₆₀ + N^II₆₀ + N^III₆₀) — для уровня урожайности корнеплодов сахарной свеклы до 90 т/га. При этом азотные удобрения вносились в разные сроки: N^I₀ — под предпосевную культивацию, N^II₆₀ — в подкормку растений сахарной свеклы в фазу 2-3 пары настоящих листьев и N^III₆₀ — в подкормку растений сахарной свеклы в фазу 4-5 пары настоящих листьев.

По результатам исследований установлены, для условий 2021 года, уровня обеспеченности почвы основными элементами минерального питания, обеспечивающие получение урожаев корней сахарной свеклы при различных уровней интенсификации ее возделывания. Так для первого уровня интенсификации (50 т/га) содержание подвижного фосфора, в среднем по двум гибридам, составляло 48,8 мг/кг почвы, обменного калия 380 мг/кг. Для второго (65 т/га) — 53,2 и 380 мг/кг. И третьего уровня интенсификации (90 т/га) – 52,6 и 400 мг/кг соответственно. Низкая обеспеченность почвы доступными формами азота компенсировалась дробным внесением азотных удобрений в ответственные фазы роста и развития растений и основного их внесения в дозах, рассчитанных на уровень планируемой продуктивности культуры. Разработана программа для расчета и внесения оптимальных (согласно картограмм обеспеченности почвы) доз удобрений. Эти данные будут использоваться для внесения в карт-программы используемые в современной техники для внесения удобрений.

Определены энерго,-тепло, влагоресурсы региона для формирования высоких урожаев сахарной свеклы  поступление фотосинтетической активной радиации (ФАР) показало, что по месяцам роста и развития растений она составило: апрель (30 число) – 29 МДж/м², май-253 МДж/м², июнь – 348 МДж/м², июль 372- МДж/м², август-356 МДж/м², сентябрь — 205 МДж/м². Сумма среднесуточных температур, участвующих в продукционном процессе сахарной свеклы, составили 2272,2°С, тогда как по среднемноголетним данным она была равна 2034,0°С, т.е. год был жарким, сухим, что оказало существенное влияние на превышение разности температур в отчетном году на 238,2°С. В текущем году за летние месяцы высота атмосферных осадков составила 70,9 мм, тогда как по среднемноголетним данным оны была равна 102,0 мм, что на 31,1 мм превысила значение отчетного года. Проведение исследовании по изучению связи и взаимно связи между элементами и процесса фотосинтетической деятельности растения сахарной свеклы в агробиоценоза при действии мощных регулируемых факторов жизни растений в системе точного земледелии, позволит усваивать их оптимальные параметры, при которых проявиться их максимальная продуктивность. Здесь следует отметить, что в естественном — экологических условиях юго-востока Казахстана, часто наблюдается отклонения агрометеорологических условий, оказывающих отрицательное влияния на ход продукционного процесса. Таким образом, неблагоприятный режим естественных  влагоресурсов на вторую половину вегетации, особенно на август, что считается наиболее критическим периодом в потребности сахарной свеклы во влаге, дополнили за счет вегетационных поливов. Проведены анализы 360 образцов по фотосинтетической деятельности посевов сахарной свеклы.

Установлена фотосинтетическая деятельность сахарной свеклы на формирование трех уровней урожайности в системе точного земледелия. За вегетационной период ФАР составил – 1534 МДж/м2. За весенние месяца сумма средне суточных температур составило: 630,1°С, за летние месяца она была ровна 2272,2°С и за сентябрь (22 дня) 479,8°С и общая сумма среднее суточных температур была равно +3382,1°С. В апреле (30 числа) и в мае она составила 81,6 мм, за летние месяца (июнь, июль, август) сумма осадков составило всего лишь 70,9мм. В осенний период сумма осадков была незначительная 1,6мм. В целом за вегетационный период сахарной свеклы на посев выпало всего естественных влагозапасов в количестве 154,1мм.

Проведена оценка влияния основных факторов (удобрения, орошение, сорт, климатические условия), определяющих продуктивность в зависимости от внутрипольной почвенной неоднородности и уровня интенсификации агротехнологий.  Иссследования по фотосинтетической деятельности и продуктивности агробиоценозов сахарной свеклы гибрида зарубежной селекции Ямполь и гибрида отечественной селекции Аксу показал, что на ранних этапах роста и развития растений, интенсивным развитием листовой поверхности (фотосинтезирующего аппарата и биомассы) характеризовался гибрид Ямполь. Ямполь, сформировавший самую большую по площади ассимиляционную поверхность (53,7тыс. м² /га) в сравнении с гибридом Аксу у некоторого максимальная площадь листа была равно 52,0 тыс. м²/га. Самый высокий урожай сухой биомассы показал по гибриду Ямполь (225,8ц/га) на высоком фоне минерального питания растений (N₁₈₀,P₁₈₀,P₁₅₀). Несколько низкий урожай 210,2ц/га был получен по гибриду Аксу. Такие уровни накопления сухого урожая соответствовали максимальная площадь ассимиляционного аппарата 53,7 тыс.м²/га и 52,0 тыс. м²/га, а также у коэффициента усвоения ФАР 2,14% и 2,02 %. При поглощении энергии солнца на посевах сахарной свеклы порядка 1534 МДж/м² формировался урожай корнеплодов по гибриду Ямполь 702,4ц/га и Аксу 685,6ц/га на высоком фоне минерального питания.

В целях обучения практике использования инноваций проведены агроучебы в Алматинской области в Талдыкорганском регионе Коксуском, Ескелдинском района, в Панфиловском регионе и в г. Талдыкорган (выставка-демонстрация технологии и продукции проекта), проведены научно-методические консультаций для крестьянско-фермерских хозяйств, для расширения охвата субъектов АПК услугами системы распространения и оказания научно-методических консультаций, для сельхозтоваропроизводителей.

Опубликованы 2 (две) научные статьи в международном издании, в том числе 1 с ненулевым импакт-фактором (журнал Applied Sciences).

Члены исследовательской группы:

Список публикаций:

1. Ш.О. Бастаубаева, М.Б. Бекбатыров, Л.К. Табынбаева, А.М. Бураходжа. Формирование запрограммированного урожая сахарной свёклы путём воздействия основными элементами регулирования/ Сахар.  -2021.-№10. — С.32-38. doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-32-38

2. R.I.Mukhamediev, A.Symagulov, Y.Kuchin, E.Zaitseva, A.Bekbotayeva, K.Yakunin, I.Assanov, V.Levashenko, Y.Popova, A.Akzhalova, Sh.Bastaubayeva, L.Tabynbaeva. Review of Some Applications of Unmanned Aerial Vehicles Technology in the Resource-Rich Country /Applied Sciences. 2021. -№11. Р.10171.

 https://doi.org/10.3390/app112110171 (процентиль = 76, Q2).