С 15.02.2023 г. в журнале публикуются результаты научных исследований по специальностям и отраслям науки:
- 4.1.2. Селекция, семеноводство и биотехнология растений (биологические науки)
- 4.1.2. Селекция, семеноводство и биотехнология растений (сельскохозяйственные науки)
- 4.1.3. Агрохимия, агропочвоведение, защита и карантин растений (биологические науки)
- 4.1.3. Агрохимия, агропочвоведение, защита и карантин растений (сельскохозяйственные науки)
- 4.1.4. Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры (биологические науки)
- 4.1.4. Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры (сельскохозяйственные науки)
Садоводство и виноградарство
Теоретический и научно-практический журнал, в котором публикуются статьи, содержащие результаты фундаментальных и поисковых научных исследований по садоводству и виноградарству ученых и специалистов из Российской Федерации и других стран.
Журнал предоставляет возможность: обмена информацией и мнениями по вопросам садоводства; ознакомления с новейшими результатами фундаментальных и поисковых исследований, разработки и применения инновационных технологий в повышении продуктивности растений и качества сельскохозяйственной продукции. Журнал является оперативной информационной базой при обсуждении и разработке комплексных научных программ, заключении договоров и контрактов; установлении прямых контактов между учеными и специалистами.
На его страницах приводится анализ состояния и перспективы развития современной науки и агропромышленного комплекса Российской Федерации и других стран.
Текущий выпуск
ГЕНЕТИКА, СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВО
Исследования проводились в 2022-2023 гг.
Цель работы – анализ родства гибридов и сортов земляники садовой, устойчивых и восприимчивых к антракнозу, и определение предполагаемого аллельного статуса гена устойчивости к антракнозу Rca2.
Выполнен подбор ISSR-праймеров для выявления полиморфизма и построения дендритов генетического сходства 19 генотипов из коллекции ФГБНУ ФНЦ Садоводства. Оценка эффективности ISSR-праймеров проводилась методом ISSR-PCR с последующим гель-электрофорезом продуктов ISSR-PCR в агарозном геле. Для оценки аллельного состояния гена Rca2 использовался SCAR-маркер STS-Rca2_240. Генетическая дистанция анализируемых образцов земляники садовой была определена с применением коэффициента Жаккара. Кластерный анализ проведен с использованием программы STATISTICA (StatSoft ). У исследуемых сортов и гибридов установлен предполагаемый аллельный статус гена устойчивости к антракнозу Rca2. Диагностический фрагмент маркера STS-Rca2_240 размером 240 п.н. обнаружен у сорта ‘Альфа’. На основе массива коэффициентов генетического сходства были построены дендрограммы, в ходе их анализа установлено родство исследуемых сортообразцов. Выделены перспективные формы, обладающие высокой степенью генетического сходства с сортами, устойчивыми к антракнозу, и формы, близкородственные восприимчивым сортам.
Грецкий орех является источником полезных питательных веществ (жирные кислоты, витамины, фенольные соединения) и имеет высокую калорийность. В селекции этой культуры одним из ключевых направлений является отбор на качество плодов. Современный сорт должен соответствовать стандартам внешнего вида плода (крупноплодность, светлый цвет ядра, округлая форма, легкая выделяемость ядра). Не менее актуально изучение генетической структуры коллекций ореха грецкого с помощью микросателлитных маркеров.
Целью представленной работы является комплексная оценка хозяйственно ценных признаков плодов и анализ генетического разнообразия перспективных элитных форм ореха грецкого селекции ФГБНУ СКФНЦСВВ с использованием микросателлитных ДНК-маркеров.
Морфологическую оценку плодов проводили по 13 признакам, биохимический анализ включал общий анализ содержания жиров, фенольных соединений, макроэлементов (Na, K, Mg, Ca) и водорастворимых сухих веществ. Молекулярно-генетический анализ проводили с использованием восьми SSR-маркеров: WGA001, WGA069, WGA376, WGA276, WGA009, WGA202, WGA089, WGA321. В результате комплексной фенотипической и биохимической оценки плодов выделены элитные формы, превосходящие сорт-контроль: масса плода – 17-1-18 (13,36 г), МП-82 (14,80 г), ЯБ-18 (13,47 г); содержание ядра – 17-2-23 (61,24 %), 17-5-5 (58,49 %), 17-2-16 (57,7 %); содержание жиров – МП-34 (68 %), 17-1-18 (61 %), 17-2-16 (62 %), МП-39 (60 %), ЯБ-5 (60 %). Микросателлитный анализ выявил среднее значение аллелей на локус, равное 7,13, что говорит о высоком уровне генетической гетерогенности изученной выборки элитных форм. В результате UPGMA и PCoA анализов было установлено наличие двух генетически отличных групп. К первой отнесены крупноплодные образцы, превосходящие контроль по массе плода (МП-82, ЯБ-18). Во второй группе преобладали высокомасличные формы с высоким процентом выхода ядра (17-1-18, ЯБ-5, 17-2-23, 17-2-16, МП-39, МП-34, 17-5-5), формы с хорошей выделяемостью ядра (17-2-5, 17-2-16, 17-5-5, 17-5-10, МП-39, МП-67, МП-69 и МП-170). Это позволяет сделать вывод о перспективности скрещивания генетически удаленных форм не только для решения селекционных задач, но также в целях сохранения и повышения генетической гетерогенности селекционного генофонда ореха грецкого.
СОРТОИЗУЧЕНИЕ И ИНТРОДУКЦИЯ
Коллекция цитрусовых ФИЦ «Субтропический научный центр РАН» насчитывает 144 генотипа, в которой содержатся редкие виды и сорта, представляющие большой интерес для использования в производстве, селекции и декоративном садоводстве.
Объектами исследований послужили 13 редких таксонов: Citrus aurantifolia, C. aurantifolia ‘Foro’, C.×latifolia, C.×bergamia, C. ichangensis, C. limon ‘Del Brasil’, C.×limonelloides, C.×limetta ‘Chontipico’, C. maxima ‘Sambokan’, C. medica, C. medica var. sarcodactylus, C.×meyeri, C.×myrtifolia.
Установлены сроки и различия в прохождении основных фенологических фаз – распускание почек и бутонизация, цветение, 2-й и 3-й активный рост, созревание плодов. Период начала вегетации изучаемых объектов отмечен во II-III декадах марта, разница от раннего наступления C. aurantifolia (16.03) и позднего C. ichangensis (01.04) составляет 14-20 дней. Для C. ichangensis, C. limon ‘Del Brasil’, C. maxima ‘Sambokan’, C. medica установлены два периода, у остальных изучаемых таксонов цитрусовых зафиксированы три периода активного роста. По срокам цветения выделены таксоны с ранним (11-13 апреля), средним (18-19 апреля) и поздним (23-28 апреля) сроками цветения. Продолжительное цветение (29-36 дней) характерно для таксонов с ранним сроком цветения. Выделены ремонтантные таксоны – C. aurantifolia, C. aurantifolia ‘Foro’, C.×latifolia, C.×bergamia, C.×limonelloides, C.×limetta ‘Chontipico’, C. limon ‘Del Brasil’, C.×meyeri. От начала вегетации до созревания плодов определена сумма активных температур – 4710-5250 оС, выделены таксоны с поздним сроком созревания плодов – C. medica и C.×myrtifolia (III декада декабря – I декада января). С наилучшими товарными качествами и биохимическим составом плодов выделены таксоны – C. maxima ‘Sambokan’, C.×meyeri и C.×limetta ‘Chontipico’.
АГРОХИМИЯ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОЭКОЛОГИЯ
В полевом агрохимическом опыте в 2021-2023 гг. изучено влияние капельного полива и двух способов внесения минеральных удобрений на компоненты продуктивности растений яблони колонновидной при выращивании на окультуренной дерново-подзолистой почве суглинистого гранулометрического состава в условиях Московской области. Установлено, что орошение с капельным поливом, внесение твёрдых туков и фертигация оказывают различное влияние на показатели продуктивности растений, в значительной степени зависящее от сорта и погодных условий. В наибольшей степени продуктивность растений увеличивало применение капельного орошения совместно с твёрдыми туками: у сорта ‘Останкино’ – до 2,16 кг/дер. (на 27,1 % по сравнению с контролем), у сорта ‘Президент’ – до 2,18 кг/дер. (на 35,4 % по сравнению с контролем). Орошаемые и удобренные варианты опыта отличались более высокими показателями вегетативной продуктивности растений сорта ‘Президент’, у которого самый высокий показатель суммарного прироста был в варианте фертигации с капельным поливом – до 459,2 см/дер. в 2022 г., в среднем за 2 года – на 16,5 % выше контроля. У сорта ‘Останкино’ величина показателя суммарной длины прироста побегов при орошении и внесении твёрдых туков по сравнению с контролем снижалась – до 245,2 см/дер., в среднем за 2 года – на 15,7 % по сравнению с контролем. В варианте с фертигацией с капельным поливом происходило снижение содержания в почве аммонийной формы азота по сравнению с другими вариантами, из-за чего суммарное содержание минеральных форм азота в слое почвы до глубины 60 см было минимальным. Самое высокое значение содержания аммонийной формы и суммарные запасы азота в корнеобитаемом слое почвы отмечены в варианте с капельным орошением и внесением твёрдых туков.
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
В статье рассматривается конструкция роботизированного устройства, предназначенного для эффективного сбора плодов яблони с минимальным количеством повреждений. Исследования были проведены с 2020 по 2023 гг. на базе ФНАЦ ВИМ. Разработанное устройство оснащено специализированными механизмами и датчиками, призванными снизить негативные последствия для плодов в процессе сбора.
Цель исследования – обосновать параметры роботизированного устройства для съёма плодов яблони и провести лабораторные экспериментальные исследования влияния силы сжатия на повреждаемость плодов при их роботизированном съёме.
Была разработана классификация захватных устройств на основании анализа их конструктивных параметров и типов. В качестве прототипа устройства выбран концентрический трёхпалый захват, у которого к захватному устройству добавлены вращающиеся и скользящие элементы. В результате исследования размерно-массовых показателей плодов сортов ‘Джонатан’ и ‘Гренни Смит’ были получены данные, которые позволяют более полно описать их характеристики. Исходя из графоаналитического анализа, выбраны оптимальные геометрические параметры лап захвата. Был разработан роботизированный захват, который имеет несколько компонентов, включая лапы захвата, подвижное основание. Разработана лабораторная установка для имитации работы манипулятора и проведения экспериментов. Она позволяет создать условия, близкие к реальной работе манипулятора и исследовать процессы захвата и удержания плодов. В результате проведённого трехфакторного эксперимента осуществлён анализ воздействия силы сжатия лап захвата, а также расстояния от плода до захвата – на повреждаемость плода. Определено, что такие параметры, как сила сжатия лап захвата и расстояние от плода до захвата, оказывают существенное влияние на процесс захвата и удержания плодов. Оптимальные значения этих параметров способствуют надёжному удержанию плода в лапах захвата с минимальными повреждениями. В результате анализа размерно-массовых показателей плодов определены средний размер и масса яблок сортов ‘Джонатан’ и ‘Гренни Смит’. Были обоснованы конструктивные параметры роботизированного устройства. Разработана 3D-модель роботизированного захвата. Изготовлена опытная модель роботизированного захвата, которая прошла лабораторные испытания, в результате были выявлены параметры силы сжатия лап захвата и расстояние от плода до захвата.
С развитием тренда на облегчение труда фермеров роботами усиливается необходимость их наиболее эффективного внедрения в аграрный сектор (включая садоводство). В науке о материалах и сельскохозяйственной грузовой робототехнике до настоящего времени не выработано однозначного мнения о том, какие конструкционные материалы наиболее предпочтительны, исходя из технических, экономических и экологических критериев. Авторы редко связывают возможности конструкционных материалов для роботов со снижением удельного давления на грунт. Инженерия нуждается в исследованиях, сравнивающих разные конструкционные материалы, наиболее приемлемые для производства сельскохозяйственных грузовых роботов.
Цель данной работы – сравнительное исследование трех вариантов сельскохозяйственного грузового робота с корпусом из стали, алюминия или стеклопластика с обоснованием наиболее приемлемого материала.
Была выдвинута гипотеза о превосходстве алюминия как материала для сельскохозяйственного грузового робота над сталью и стеклопластиком. С использованием стали, алюминия или стеклопластика были сконструированы три варианта робота. Затем они испытывались в полевых условиях с фиксированием получаемых результатов. С экономической точки зрения стеклопластик более оправдан, чем алюминий. Это объясняется снижением эксплуатационных расходов робота за счет более низкой плотности стеклопластика (1 900 против 2 700 кг/м3). Зато по экологическому критерию стеклопластик проигрывает, поскольку содержит формальдегид и с трудом поддается вторичной переработке.
ISSN 2618-9003 (Online)