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

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

 

ПРИКАСПИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АРИДНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

 

 

  

 

 

 

 

В.А. Шляхов, Т.В. Мухортова, Л.Л. Свиридова

 

 

 

 

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

 ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОРОШЕНИЯ

В УСЛОВИЯХ АРИДНОЙ ЗОНЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва - 2009

 

УДК 633.491

БКК 43.47.1

 

Альтернативные экологически безопасные технологии возделывания картофеля при различных способах орошения в условиях аридной зоны: монография /В.А. Шляхов, Т.В. Мухортова, Л.Л. Свиридова. - Москва: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2009. – 99 с.

 

Главный редактор: В.П. Зволинский, академик РАСХН.

 

Монография посвящена обоснованию и разработке альтернативных экологически безопасных технологий возделывания картофеля в условиях орошения аридной зоны Нижнего Поволжья. При капельном орошении рекомендованы производству сорта картофеля для различных агроэкологических зон выращивания. Произведена оценка влияния условий на урожайность перспективных сортов картофеля. Выделены лучшие сорта картофеля, возделывание которых позволяет получать урожайность до 39 т/га при себестоимости 2,3-2,8 тыс. руб./т.

Урожайность картофеля в пределах 18,0-20,0 т/га можно гарантировано получать при внесении 30 т/га органо-минеральных удобрений (сапропеля и полуперепревшего навоза) и поддержании влажности активного слоя почвы 65-70% НВ, а планируемое получение 30 т/га картофеля возможно при влагообеспеченности почвы не ниже 75-80% НВ с дозой внесения 70 т/га сапропеля.

Данная монография может быть использована для подготовки студентов и аспирантов аграрных специальностей высших и средних учебных заведений и для практического применения в хозяйствах различных видов собственности (крестьянские, фермерские и т.д.) Астраханской области.

Монография рассмотрена и одобрена Ученым советом Прикаспийского НИИ аридного земледелия Россельхозакадемии и рекомендована к изданию.

 

 

 

© В.А. Шляхов, Т.В. Мухортова, Л.Л. Свиридова, 2009

© Издательство «Вестник Российской академии

 сельскохозяйственных наук», 2009.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Более 200 лет на территории России картофель является наиболее ценным и незаменимым продуктом питания. В последние годы сократились посевные площади под картофелем в крупных товарных хозяйствах и увеличились в личных подсобных и в фермерско-крестьянских хозяйствах. Это привело к изменению требований к технологии возделывания картофеля, в частности к удобрениям, орошению, сортам и устойчивости к монокультуре. На территории Российской Федерации эту продовольственную культуру выращивают на площади более 8 млн. га, что составляет почти половину занимаемой картофелем площади в мире. Средняя урожайность в России составляет 9-12 т/га.

Определенный вклад в выращивание картофеля, на современном этапе развития сельского хозяйства, вносят фермерские хозяйства, которые придают большое значение выбору экологически безопасных технологий.

Картофель относится к растениям умеренного климата. Может произрастать при определенных условиях, как на крайнем юге, так и далеко на севере, наиболее устойчивые урожаи получают в районах средних широт с относительно невысокой температурой воздуха в период вегетации. В засушливых зонах картофель возделывают на орошаемых землях. Значительные площади сосредоточены на Северном Кавказе, в Поволжье, степной части Сибири и на Дальнем Востоке. Орошение картофеля особенно необходимо в центральной и степной областях, в степной зоне обыкновенных и южных черноземов и сухостепной зоне каштановых почв, где повторяемость полузасушливых, засушливых и сухих лет составляет 57…98 %.

Самым надежным и действенным средством повышения урожайности в районах недостаточного увлажнения является орошение. Оно воздействует на водный и тепловой режимы почвы, изменяет многие стороны биологического круговорота веществ, усиливает скорость разложения органических остатков и биологическую активность, приводит  к формированию почв с более высоким эффективным плодородием.

По почвенным и климатическим условиям для картофеля достаточно благоприятными являются влажная и полувлажная зоны, где коэффициент увлажнения составляет 0,35-0,60, а гидротермический коэффициент Селянинова (ГТК) – 1,0-1,5. Высокие урожаи картофеля при коэффициентах увлажнения 0,10-0,35 и ГТК 0,3-1,0 возможны только в условиях орошения.

Существенный рост продуктивности в степной зоне обеспечивается при выращивании программированного урожая, когда создаются оптимальные условия по увлажнению и минеральному питанию.

При орошении высокоинтенсивное использование земель ведет к неизбежному их истощению. В настоящее время пашня почти на 86% нуждается в улучшении. По данным РАСХН, для компенсации потерь гумуса в результате только смыва почв необходимо ежегодно вносить 1,6 млрд. т. органических удобрений. Твердого подстилочного навоза по стране в год набирается не более 400 млн. т. Внесение минеральных удобрений, сильно подорожавших в последнее время, не решает задачу полностью, так как при неумелом их использовании можно принести серьезный вред окружающей среде и качеству сельскохозяйственной продукции. Очень высокие дозы минеральных удобрений подавляют микробиологические процессы в почве, а через дренажный сток загрязняют водные объекты. В этой связи значительный интерес представляет использование для повышения плодородия почв, а в конечном итоге и урожая сельскохозяйственных культур, иловые отложения или сапропель.

Одним из резервов увеличения производства и улучшения качества продукции картофелеводства является разработка научных основ оптимизации условий возделывания культуры, совершенствование приемов получения высоких урожаев картофеля с учетом конкретных условий почвенно-климатических зон. Поэтому многие технологические приемы, рекомендованные на основе научных разработок не могут быть полностью перенесены в Северный Прикаспий, поскольку они разработаны для других почвенно-климатических зон.

Картофель является важнейшей сельскохозяйственной культурой комплексного использования: в качестве основного особо ценного и незаменимого продукта питания, высокоэффективного корма для сельскохозяйственных животных, а также в качестве сырья для пищевой промышленности.

В мировом объеме производства растительных продуктов питания картофель занимает четвёртое место после риса, пшеницы, кукурузы. В 2000 году площадь под картофелем в мире составила 19,9 млн. га, в России - 3,2 млн.га. Россия занимает III место в мире по производству картофеля.

Питательная ценность картофеля определяется оптимальным соотношением в нем органических и минеральных веществ, в зависимости от сорта в клубнях содержится от 15 до 30 % сухого вещества. Белок картофеля по биологической ценности превосходит белок многих других растений.

Картофель в настоящее время стал действительно вторым хлебом как наиболее доступный, относительно недорогой продукт питания для населения с низким и средним достатком.

В настоящее время Россия лидирует по посевным площадям и валовым сборам картофеля, уступая лишь Китаю. На долю нашей страны, при численности населения 2,5 % от населения мира, приходится 17 % посевных площадей картофеля, 11 % мирового валового сбора - при очень низкой урожайности (чуть более 10 т/га). За последние годы выращивание картофеля в России переместилось в частный сектор (91,5 % посевных площадей), преимущественно в личных подсобных хозяйствах населения.

Если в целом площади под картофелем в России снизились, то в Астраханской области наоборот наблюдается увеличение, которое достигло свыше 9 тыс. га. Валовой сбор в 2006 году достиг 150 тыс. тонн картофеля.

Картофель возделывается на всей территории Астраханской области, но своеобразие природных условий, в значительной мере влияющих на получение гарантированных урожаев этой культуры, обуславливало тот факт, что до 2000 г. более 70% картофеля завозили из других регионов.

Производство картофеля в Астраханской области требует особого отношения к оптимизации уровня питания, подбору сортов, качеству посадочного материала, срокам посадки и технологии возделывания картофеля, к режимам и способам полива с учетом влияния внешней среды и в соответствии с биологическими требованиями культуры.

В последние годы область увеличила объем производства, что позволило обеспечить продовольственным картофелем не только население области, но и реализовать часть раннего картофеля в другие регионы страны.

Учитывая высокую ценность картофеля и растущую потребность в этом продукте, значительные площади в области были отведены под эту культуру под капельным орошением.

Использование разработанных нами элементов технологии возделывания картофеля позволит не только увеличить урожайность, но и снизить затраты при выращивании этой ценной культуры.

Широкомасштабный эксперимент в хозяйствах Астраханской области показал, что применение капельного орошения – один из важнейших путей повышения урожайности и увеличения производства овощных, бахчевых, картофеля и других сельскохозяйственных культур. А применение таких мелиорантов, как сапропель и полуперепревший навоз, значительно повышают эффективность выращивания картофеля и при традиционных способах полива.

Однако, научного обоснования и специализированных исследований в условиях Астраханской области по картофелю не проводилось.

Актуальность темы. В Астраханской области экологические проблемы природопользования и окружающей среды приобрели за последние годы особую остроту. Изменение экологической ситуации незамедлительно сказывается и на экономике региона, особенно на сельском хозяйстве.

В полупустынной зоне сложилась многоотраслевая промышленность, что привело к резким изменениям окружающей природной среды. Очень много земель охвачено ветровой эрозией, на пахотных землях интенсивно протекают процессы дегумификации, вторичного засоления почв и др. Важнейшей и первоочередной задачей науки и практики в регионе является восстановление плодородия почв, продуктивности и экологической стабильности земель. Все это находится в сфере важных государственных интересов и выводит мелиорацию в ряд актуальных научных направлений.

Определенный вклад в выращивание картофеля на современном этапе развития сельского хозяйства вносят фермерские хозяйства, которые придают большое значение выбору экологически безопасных технологий.

Актуальность исследований подтверждается необходимостью совершенствования агротехнических приемов с учетом почвенно-климатических условий региона. Выявление комплексного действия ранее изученных и указанных факторов, а также установление их оптимальных параметров, позволит обеспечить повышение урожайности и качества картофеля.

Картофель – одна из наиболее ценных продовольственных культур. Он превосходит многие культуры по производству белка на единицу площади и времени, а также большинство – по производству энергии. Из-за особой ценности картофель называют вторым хлебом.

В настоящий период в Астраханской области в производстве используется более 20 сортов картофеля, при этом нет научно-обоснованной их оценки с учетом региональных особенностей климата, почв, орошения, сроков и способов их посадки.

Подбор сортов, применение различных элементов технологии возделывания картофеля при различных способах полива, в том числе капельном орошении, в разных агроэкологических условиях Астраханской области дает возможность повысить экономическую и энергетическую эффективность его возделывания.

Исходя из состояния изученности и важности данной проблемы, основными целями исследований являлись:

- разработка научных основ технологии возделывания картофеля на орошаемых землях с применением органических удобрений и позволяющих получать 20-30 т/га применительно к почвенно-климатическим условиям северного Прикаспия;

- разработка ресурсосберегающей технологии производства картофеля при капельном орошении.

Для реализации этих целей были поставлены и решены следующие задачи:

- установить особенности роста, развития и продуктивность растений  картофеля в зависимости от  режимов орошения и доз органических удобрений;

- выявить влияние полуперепревшего  навоза и сапропеля на ростовые процессы, прохождение фенологических фаз развития растений, формирование ассимиляционной поверхности листьев, интенсивность фотосинтеза, структуру и величину урожая;

- установить оптимальный режим  орошения, взаимосвязь между уровнем питания и увлажнения, их влияние на ростовые процессы, особенности формирования урожая;

- определить экономическую эффективность  различных режимов увлажнения и доз органических удобрений;

- дать оценку возделывания картофеля  по накоплению энергии на 1 га пашни для аридной зоны;

- оценить влияние агроэкологических  условий на урожайность сортов картофеля;

- изучить сорта картофеля;

- выделить стабильные и урожайные  сорта картофеля при капельном орошении;

- дать оценку водосберегающей  технологии выращивания картофеля при капельном орошении;

- провести энергетическую и  экономическую оценку возделывания картофеля при капельном орошении.

Объект исследований. Диссертационная работа основана на полевых и лабораторных исследованиях, выполненных в Прикаспийском научно-исследовательском институте аридного земледелия, и теоретической работе на кафедре «Мелиорация земель и эксплуатация водохозяйственных объектов» Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии в 2001-2006 гг.