Альтернативные экологически безопасные технологии возделывания картофеля при различных способах орошения в условиях аридной зоны

По внешним признакам растения можно судить о недостатках того или иного элемента питания.

При недостатке в почве азота подземные органы картофеля развиваются слабо, листья приобретают бледно-зеленую окраску и торчат вверх, снижается урожай и крахмалистость клубней. При избытке азота наблюдается чрезмерный рост ботвы, задерживается образование клубней и удлиняется период вегетации и т.д. Растению вреден как недостаток, так и избыток азота. При нормальном азотном питании растение лучше усваивает калий и фосфор [142].

Достаточное питание фосфором способствует лучшему развитию корневой системы, раньше наступает период клубнеобразования, увеличивается урожай и крахмалистость клубней, улучшаются их лежкость и семенные качества. При недостатке фосфора задерживается развитие растений, особенно цветение и созревание, замедляется рост побегов и корней, листья мелкие и узкие. Калий играет большую роль в процессах фотосинтеза, белковом и углеводном обменах, существенно влияет на урожайность и качество картофеля, повышает устойчивость к заморозкам и болезням. При недостатке калия листья приобретают бронзовую окраску, становятся морщинистыми и преждевременно отмирают, корневая система развивается слабее, клубни приобретают несколько удлинённую форму, бывают мелкими.

Для нормального роста и развития картофеля, а также получения высоких урожаев клубней, необходимы кальций, магний, железо, марганец, сера, медь, цинк. Только при наличии всех этих элементов в почве для развития картофеля обеспечивается его наивысшая продуктивность.

Дозы удобрений устанавливаются в зависимости от планируемого урожая, предшественника, обеспеченности почвы элементами питания. При посадке картофеля в гребни рекомендуется совмещать нарезку гребней с внесением минеральных удобрений.

При орошении в связи с повышением урожайности картофеля возрастает потребность растений в питательных веществах и возникает потребность применения удобрений. Внесение удобрения под орошаемый картофель является обязательным агротехническим приемом, способствующим значительному повышению урожайности.

Органические удобрения на орошаемых землях стимулируют интенсивное развитие надземной массы. Н.Х. Жданов, М.Ф. Лугманов (1976), изучая действие удобрений в онтогенезе, указывают на значительное увеличение боковых стеблей и высоты растений. Однако в опытах А.М. Дзейтова (1974) отмечено, что внесение минеральных удобрений расчетными дозами приводит к некоторому  снижению чистой продуктивности фотосинтеза при общем формировании ежегодно у картофеля высокой и устойчивой площади листовой поверхности.

В условиях орошаемого земледелия при возможности полного обеспечения растений водой планирование предельно потенциального урожая, способствующего наиболее полной реализации генетической продуктивности растений, оказывается самым приемлемым. Рациональная система удобрения при орошении бедных гумусом и основными элементами питания светло-каштановых почв северного Прикаспия является главным фактором повышения урожайности картофеля и плодородия почв.

Плодородие почв в значительной степени определяется запасами гумуса. В его состав входят азот и другие элементы питания. Он служит источником углекислого газа, необходимого для фотосинтеза. Незаменима роль гумуса в формировании физических свойств почвы, ее водного, воздушного и теплового режимов, в активизации микробиологической деятельности.

Эффективность органических удобрений при регулярном орошении обусловлена благоприятным температурным режимом почвы. В летний период высокие температуры в пахотном слое способствуют быстрой минерализации органического вещества удобрений, переводу питательных веществ в доступные для растений формы, что в свою очередь обеспечивает их интенсивное использование в первые годы внесения органики в почву. Эффективность применения во многом зависит от дозы, времени, места и способов внесения. Среди таких мелиорантов можно рассматривать сапропель и навоз.

 

Глава 2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

В соответствии с поставленными целями проводилось изучение в двух параллельных блоках полевых опытов.

I блок - экспериментальные исследования проводились в 2001-2004 годы методом полевых опытов в фермерских хозяйствах в 3-х агроэкологических районах: Ахтубинском, Лиманском и Харабалинском при капельном орошении.

II блок – в 2001-2005 гг. на орошаемом опытном поле ГНУ ПНИИАЗ при поверхностном способе полива.

 

2.1. Методика  проведения исследований

Агротехнические приемы осуществлялись согласно зональным условиям (Рис.1).

На опытных участках ежегодно проводили зяблевую вспашку почвы в конце октября – начале ноября на глубину 25-27 см с предварительным лущением стерни. Предшественники в 3 агроэкологических опытах - залежи.

 

Рис. 2. Схематическая карта Астраханской области и схема

размещения районов исследований

Примечание: Δ - знак, где проводились исследования.

 

Весенняя обработка почвы состояла из чизелевания на глубину 16-18 см чизелем с бороной.

Основные мероприятия по уходу за растениями картофеля проводились согласно рекомендуемым системам мероприятий (Приложение 2,3).

I блок исследования – Ресурсосберегающие элементы технологии возделывания картофеля при капельном орошении в условиях аридной зоны Нижнего Поволжья.

В опыте по оценке отдельных агротехнических приемов в Лиманском, Ахтубинском и Харабалинском районах были изучены 5 сортов картофеля:

1. Кондор, взятый за стандарт

2. Бородянский розовый

3. Импала

4. Романо

5. Удача.

Общая площадь делянки – 180 м2, учетная – 81 м2. Повторность 3-х кратная.

Сравнение вариантов в опытах проводили по наименьшей существенной разнице, данные обрабатывались методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1979 г.)

Полевые опыты сопровождались необходимыми наблюдениями, учетами и измерениями, которые выполнялись с соблюдением требований методики опытного дела и методики исследований по культуре картофеля (МНИИКХ, 1967).

В полевых условиях отмечали сроки наступления основных фенофаз: появления всходов, появления первых зеленых листьев, образования столонов и созревания клубней. Начало наступления фазы отмечали при вступлении в нее 10% всех учетных растений, а полная фаза – у 75% растений. Товарность продукции определяли по методическим пособиям «Семеноводство картофеля, контроль качества и сертификация» М, 2002.

Количественный состав сорных растений определялся в соответствии с методикой по определению засоренности полей. Учет сорняков велся в период массовой уборки клубни на зафиксированных площадках.

Контроль за влажностью почвы осуществлялся термостатно-весовым методом.

Учет урожая, оценку структуры и товарность клубней проводили согласно методики НИИКХ.

Расчет затрат при возделывании изучаемых сортов картофеля при капельном орошении проводился по методическим рекомендациям и с использованием монографии «Ресурсосберегающие основы орошаемого земледелия» (2003).

Использование водных ресурсов определяли по методике расчета затрат энергии по исследованиям водных ресурсов (2002г.).

Энергетическую оценку эффективности возделывания картофеля определяли согласно методических указаний.

Материал изучения. Возделывание картофеля требует постоянного обновления семенного материала, так как эта культура поражается вирусными, бактериальными и грибными болезнями, которые вызывают резкое снижение урожайности. По данным НИИКХ, наиболее значительное (до 30 %) снижение урожайности происходит при использовании на посадку клубней ниже V-репродукции. Быстрота и степень ухудшения продуктивных качеств зависят также и от состояния агротехники семенного картофеля, почвенно-климатических условий.

Таблица 6. Классификация сортов картофеля

Группа по скороспелости	Продолжительность периода от посадки, дни		Суммарная потребность в температуре, более 5 °С
	До образования товарных клубней	До начала отмирания ботвы	От посадки до всходов	Всего за вегетацию
Ранние	55-65	80-90	295-305	1000-1200
Среднеранние	65-80	100-115	330-345	1200-1300
Среднеспелые	80-100	115-125	330-345	1300-1400
Среднепоздние	100-110	125-140	367-385	1400-1600
Позднеспелые	110	140	367-385	1400-1600

 

Импала. Раннеспелый столовый сорт. Сроки созревания - первая декада июля. Клубни овальной формы, кожура желтая, мякоть светло-желтая, масса клубня - 90-150 г. Содержание крахмала 10-15%, лежкость и вкус хорошие.

Кондор. Среднеранний столовый сорт. Сроки уборки - третья декада июля. Клубни длинно-овальной формы, кожура красная, мякоть светло-желтая, масса товарного клубня 90-180 г. Содержание крахмала 9-14 %, вкус хороший, лежкость хорошая.

 

 

Романо. Среднеранний столовый сорт. Сроки уборки - третья декада июля. Клубни коротко-овальной формы, кожура розовая, мякоть светло-кремовая, масса товарного клубня 70-80 г. Содержание крахмала 10-13%, лежкость хорошая, вкус хороший.

 

Удача. Раннеспелый столовый. Клубни овальной формы, кожура белая, мякоть белая, глазки мелкие, средняя масса товарного клубня 100 г. Содержание крахмала 12-14 %.

 

Ряд районированных сортов картофеля обладает устойчивостью к одному или нескольким возбудителям заболеваний.

 

 

II блок исследования - Влияние различных режимов орошения и доз органических удобрений на эффективность возделывании картофеля в условиях Северного Прикаспия.

 В соответствии с целями и задачами исследований нами была разработана схема полевого опыта, в основе которой лежали рекомендации Б.А. Доспехова, Ф.А. Юдина, В.Н.Плешакова, И.П. Кружилина, В.П. Часовских (2001), В.И. Хохлова (1991).

Полевой трехфакторный опыт был заложен нами в 2001–2005 гг. на орошаемом участке ГНУ ПНИИАЗ, в с. Соленое Займище Астраханской области на светло-каштановых почвах полупустынной зоны, суглинистых по механическому составу с содержанием 1,5-1,8 % гумуса, общего азота – 0,09-0,15 %, обеспеченность почв подвижными формами фосфора составляет 21-26, обменного калия – 220-290 мг на 1 кг почвы, рН водной вытяжки – 7,0-7,5, плотность тяжелосуглинистых почв в слое 0,7м - 1,34 т/м, наименьшая влагоемкость – 24,6 %, порозность - 48,4 %.

Первым изучаемым фактором (А) был режим орошения раннего картофеля. В соответствии с биологическими особенностями возделываемой культуры мы рассматривали три варианта с предполивной влажностью 65-70 % НВ, 70-75 % НВ, 75-80 % НВ.

Вторым изучаемым фактором (В) было внесение в качестве местного минерало-органических удобрения сапропеля (дозой 30 и 70 т/га).

Третьим изучаемым фактором (С) было внесение полуперепревшего навоза (дозой 30 и 70 т/га).

Дозы органических удобрений (30 и 70 т/га) были выбраны по многочисленным рекомендациям [107,171,125].

Было заложено 15 вариантов в 4-х кратной повторности, систематическим размещением вариантов (таблица 13). Площадь учетной делянки 1200 м2 . В качестве разделительных полос выделяли три рядка (2,1 м) между вариантами. Защитные полосы, отделяющие опытные делянки – 10 м, густота посадки клубней – 60 тыс. растений на 1 га.

Полевые опыты проводили с раннеспелым сортом картофеля (сорт «Ярла», фирмы ZPS (Нидерланды), так как эта культура наиболее отзывчива на внесение органических удобрений. Сорт включен в Госреестр по Центральному региону. Столовый. Клубни и мякоть светло-желтые. Содержание крахмала 11-18%, урожайность 20-35 т/га. Устойчив к раку. Ценность сорта: высокая урожайность и товарность, дружная отдача ранней продукции, хорошие и отличные вкусовые качества.

Способ полива – поверхностный по бороздам.

В соответствии с вышеизложенным нами была разработана схема полевого опыта, которая представлена в таблице 7.

Таблица 7 - Схема полевого опыта

№ п.п.	Фактор А Предполивной  порог влажности	Обозначение	Фактор В,С - доза органического  удобрения, т/га В - сапропелевые удобрения С – полуперепревший навоз	Обозначение	Полное обозначение вариантов
1	65…70 % НВ	а1	Контроль	в	а1в
2		а 1	Сапропель – 30 т/га	в1	а1в1
3		а 1	Сапропель – 70 т/га	в2	а1в2
4		а 1	Полуперепревший навоз - 30 т/га	с1	а1с1
5		а 1	Полуперепревший навоз - 70 т/га	с2	а1с2
6	70…75 % НВ	а 2	Контроль	в	а2в
7		а 2	Сапропель – 30 т/га	в1	а2в1
8		а 2	Сапропель – 70 т/га	в2	а2в2
9		а 2	Полуперепревший навоз - 30 т/га	с1	а2с1
10		а 2	Полуперепревший навоз - 70 т/га	с2	а2с2
11	75…80 % НВ	а 3	Контроль	в	а3в
12		а 3	Сапропель – 30 т/га	в1	а3в1
13		а 3	Сапропель – 70 т/га	в2	а3в2
14		а 3	Полуперепревший навоз - 30 т/га	с1	а3с1
15		а 3	Полуперепревший навоз - 70 т/га	с2	а3с2