Уссурийск, Россия
ВАК 06.01.00 Агрономия
УДК 635 Овощеводство и декоративное садоводство в целом
ГРНТИ 68.01 Общие вопросы сельского хозяйства
ГРНТИ 68.35 Растениеводство
Исследования с целью определения эффективных способов и сроков предуборочного уничтожения ботвы сорта картофеля Дачный проводили в 2015–2017 гг. в Приморском крае на лугово-бурых отбеленных почвах. Картофель размещали на гребнях, схема посадки 20×90 см. Эксперимент предполагал изучение следующих вариантов удаления ботвы: скашивание в день выкопки клубней (контроль); скашивание за 10 и 20 дней до выкопки; десикация Реглоном, ВР за 10 и 20 дней до выкопки. При заблаговременном удалении ботвы урожайность клубней была ниже (29,3…33,0 т/га), чем при скашивании в день выкопки (35,0 т/га). При раннем скашивании или десикации ботвы (за 20 дней) выход клубней крупной фракции составлял 3,9 и 4,3 т/га, при позднем (за 10 дней) – 5,4 и 5,1 т/га соответственно, а при механическом уничтожении ботвы в день уборки – 6,4 т/га. Скашивание ботвы за 10 и 20 дней до уборки снижало выход стандартных клубней до 18,0 и 17,6 т/га, а семенной фракции – до 410,8 и 394,7 тыс. шт./га при величине этих показателей в контрольном варианте 19,2 т/га и 429,6 тыс. шт./га соответственно. При десикации ботвы за 10 и 20 дней до уборки урожайность семенного картофеля составляла 19,1 и 19,4 т/га. Раннее уничтожение ботвы сокращало долю клубней с внешними повреждениями до 10,1…13,3 %, позднее – до 16,6 % против 16,8 % в день уборки. Основным травмами при позднем, или в день уборки, механическом удалении ботвы были обдиры кожуры на площади до 1/2 поверхности клубня (6,84 и 6,59 % общего объема урожая), а также травмы высокой степени интенсивности (8,50 и 8,70 %), при химическом – соответственно 4,69 и 6,87 % общего объема урожая
картофель (Solanum tuberosum), клубни семенной фракции, урожайность, способ удаления ботвы, травмирование клубней
Введение. Картофель – одна из основных сельскохозяйственных культур, имеющая продовольственное, техническое и кормовое назначение. Благодаря уникальному биохимическому составу и оптимальному соотношению минеральных и органических соединений в клубнях картофель по праву можно отнести к самым питательным продуктам. При суточном потреблении картофеля на уровне 300 г на 75 % удовлетворяется потребность человека в аминокислотах, на 50 % – в витамине С, на 10 % – в калориях.
Основная задача семеноводства – производство качественного семенного материала, соответствующего требованиям ГОСТ, посредством создания оптимальных почвенных условий для развития растений, защиты от сорняков и болезней в течении вегетации, проведения мероприятий, гарантирующих работу уборочной техники с минимальными потерями, при четкости планирования и реализации процессов сортообновления и сортосмены [1, 2, 3]. Несмотря на наличие адаптивных технологий возделывания и хранения картофеля, а также соблюдение всех технологических регламентов выполнения механизированных работ, на разных этапах производства не исключены повреждения клубней, что снижает их лёжкость и увеличивает потери. Наибольшие нагрузки клубни картофеля испытывают в процессе уборки при переходе с подкапывающих на сепарирующие органы уборочной техники, следствием чего выступают механические повреждения различной степени интенсивности [4, 5, 6]. Характер повреждений картофеля определяется свойствами клубней, а именно их твердостью, прочностью кожуры и мякоти. Повреждения клубней служат основными источниками распространения бактериальных заболеваний картофеля. В процессе послеуборочной доработки клубни испытывают дополнительные нагрузки [7, 8]. Их травмирование во время уборки и послеуборочной доработки снижает величину будущей урожайности на 15…25 % [9, 10, 11]. Предотвращение повреждений клубней в процессе уборки и последующей доработки возможно как путем модернизации рабочих органов уборочной техники и эксплутационных регулировок оборудования, так и посредством проведения агротехнических мероприятий, обеспечивающих более полное созревание картофеля, а следовательно, укрепление кожуры клубней. Технологические приемы, повышающие общую урожайность, товарность семенной фракции, в том числе вследствие сокращения прямых потерь в виде нестандартной и травмированной продукции, имеют первостепенное значение в системе первичного семеноводства картофеля [12, 13, 14].
Одним из приемов защиты картофеля от механических повреждений служит заблаговременное уничтожение вегетативной массы. Это защитный агротехнический прием, повышающий эффективность производства картофеля вследствие улучшения устойчивости клубней к механическим повреждениям, а также снижения интенсивности переноса инфекции в клубни [15, 16, 17].
Цель исследований – установить оптимальные способы и сроки предуборочного удаления ботвы у нового сорта картофеля.
Условия, материалы и методы. Эксперимент выполняли в отделе картофелеводства и овощеводства ФГБНУ «Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» в 2015–2017 гг. Почва опытного участка по гранулометрическому составу легкосуглинистая, лугово-бурая отбеленная, характеризуется следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса – 1,92 % (ГОСТ 26213-91), нитратного азота (N-NO3) – 6,74 мг/кг (ГОСТ Р 53219-2008), подвижных соединений фосфора (P2O5) и калия (К2O) по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО – 291 и 135 мг/кг соответственно (ГОСТ Р 54650-2011), рНKCI – 5,42 (ГОСТ 26483-85), сумма поглощенных оснований (S) по методу Каппена – 19,23 мг-экв./100 г (ГОСТ 27821-88), гидролитическая кислотность (Нг) по методу Каппена в модификации ЦИНАО – 2,66 мг-экв./100 г (ГОСТ 26212-91).
Метеорологические условия 2015–2017 гг. отличались повышенными среднесуточными температурами воздуха в периоды посадка – появление всходов, накопления и уборка урожая при неравномерном выпадении атмосферных осадков. Среднесуточная температура воздуха в период появления первых всходов была выше среднемноголетних значений, при неравномерном распределении осадков в
2017 г. (гидротермический коэффициент ГТК составлял 0,2…2,0) и избыточном их количестве в 2015 и 2016 гг. (ГТК = 1,2…5,4).
Температура воздуха в периоды массового появления всходов, бутонизации и начала цветения соответствовала среднемноголетней, при этом в 2015 г. отмечали дефицит продуктивной влаги – ГТК = 0,4…0,9; а в 2016 и 2017 гг. условия произрастания менялись от влажных до избыточно влажных – ГТК = 1,1…3,9. Температурные показатели во время активного цветения и формирования хозяйственно ценной части растений картофеля, а также отмирания ботвы в 2015–2017 гг. незначительно отклонялись от среднемноголетних при неравномерности распределения атмосферных осадков, в результате чего условия произрастания менялись от засушливых (ГТК = 0,1…0,7) до избыточно влажных (ГТК = 3,5…8,9). В конце периода вегетации тепловой режим соответствовал среднемноголетнему ходу при незначительной сумме осадков (ГТК = 0,2…0,7).
В опыте использовали ранний сорт картофеля Дачный. Схема посадки 20×90 см, повторность четырехкратная. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: механическое скашивание в день выкопки клубней – контроль (вариант 1); механическое скашивание за 10 дней (вариант 2) и 20 дней до уборки (вариант 4), десикация препаратом Реглон, ВР за 10 дней (вариант 3) и 20 дней до уборки (вариант 5).
Механическое удаление ботвы проводили косилкой-измельчителя КИР-1,5Б. Десикацию, в зависимости от состояния ботвы перед удалением (степень облиственности, толщина стеблей), осуществляли путем однократного (2,0 л/га) или двукратного (по 2,0 л/га) опрыскивания Реглоном с интервалом между обработками 3 дня.
Влияние сроков и способов удаления вегетативной массы на прочность кожуры картофеля оценивали по показаниям прибора, состоящего из штатива и кронштейна с установленной штангой, на которой смонтирован циферблат с градуированной шкалой. Штанга имеет две степени свободы: возможность поворачиваться вокруг своей оси и перемещаться в направляющих кронштейна относительно клубня на штативе. На одном торце штанги имеется керамический элемент диаметром 5,5 мм для прочного контакта с кожурой клубня. Прочность связи кожуры с клубнем оценивали по углу поворота штанги с керамическим элементом в кронштейне относительно её начального положения до срыва кожуры.
Основными свойствами почвы выступают ее способность накапливать питательные вещества, удерживать и перераспределять между слоями доступную влагу, сохраняя ее баланс. Размеры валового сбора клубнеплодов и их качество определяют биологические особенности картофеля, климатические условия региона, тип и сложение пахотного слоя почвы. На сегодня возделывание сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям не исключает негативного антропогенного воздействия на почвенный пласт, которое вызывает его деградацию, повышает уплотненность, ухудшает агрохимические показатели, а также ключевые физические свойства – твердость и влажность корнеобитаемого слоя. Твердость пахотного слоя выступает тест-показателем при оценке внешних воздействий антропогенного характера на систему почва-растение, характеризуя условия обитания и развитие корневой системы культурных растений. Она напрямую влияет на основные режимы почвы (водный и тепловой), а также на сопротивление растяжению и сдвигу при воздействии рабочих органов почвообрабатывающих и уборочных машин, что определяет повреждение клубней картофеля. В период вегетации и уборки для растений картофеля первостепенное значение имеет влажность верхнего корнеобитаемого слоя. Избыточное количество воды, находящееся в объеме почвы, вытесняет имеющийся в ней кислород, создавая анаэробные условия [18]. В ходе исследований определяли твердость почвы в слое 0…25 см с использованием твердомера Ревякина, влажность – термостатно-весовым методом. Условия работы картофелеуборочной техники характеризовались влажностью и твердостью корнеобитаемого слоя 0…25 см (табл. 1).
При проведении исследований руководствовались методиками, разработанными Всероссийским НИИ картофельного хозяйства им. А. Г. Лорха [19] и Всероссийским НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова [20].
Результаты и обсуждение. Влияние предуборочного удаления ботвы на элементы структуры урожая сорта Дачный и их взаимосвязь с общей урожайностью характеризуется следующими уравнениями множественной регрессии, полученными с использованием метода наименьших квадратов:
вариант 1
вариант 2
вариант 3
вариант 4
вариант 5
где M – масса клубней с одного растения, г/раст.;
Z – средняя масса клубня, г;
C – масса семенного клубня, г;
K – коэффициент размножения по массе;
W – количество клубней, тыс. шт./га;
T – товарность, %.
В зависимости от срока и способа удаления ботвы отмечено различное влияние элементов структуры урожая (как положительное, так и отрицательное) на величину общей урожайности. Рост урожайности напрямую связано с формированием общей массы клубней под кустом (r = 0,90…1,00 в зависимости от срока и способа уничтожения ботвы). Увеличение выхода картофеля при недостаточном клубнеобразовании в кусте способствовало повышению средней массы клубней, что ограничивало общую урожайность. В вариантах со скашиванием вегетативной массы за 10, 20 дней и в день уборки повышение урожайности связано преимущественно с формированием клубней диаметром более 60 мм, тогда как при использовании Реглона она складывалась преимущественно из клубней средней фракции, а формирование товарной продукции ограничивало урожайность.
Заблаговременное удаление надземной биомассы в условиях 2015–2017 гг. ограничивало урожайность картофеля крупной фракции на уровне 3,9…5,4 т/га, средней – 24,3…26,6 т/га, валовой сбор – 29,3…33,0 т/га (табл. 2), в отличие от варианта со скашиванием ботвы в день уборки, где величины этих показателей достигали 6,4, 27,3 и 35,0 т/га соответственно.
Снижение активности листовой поверхности после раннего использования Реглона способствовало постепенному оттоку продуктов ассимиляции из ботвы в клубни, в результате чего потери общей урожайности и выхода семенной фракции не превышали 4,1 т/га и 11,9 тыс. шт./га соответственно относительно контроля, тогда как в варианте со скашиванием ботвы в этот срок недобор составил 5,7 т/га и 34,9 тыс. шт./га.
Масса клубней средней фракции в варианте с ранним использованием Реглона (61,7 г) в сочетании с количественным выходом (417,7 тыс. шт./га) обеспечили максимальную в опыте урожайность стандартных семенных клубней (19,4 т/га) при товарности 79,2 %. В варианте с поздней десикацией масса семенного клубня достигла 64,2 г, что в сочетании с меньшим выходом (415,8 тыс. шт./га) и товарностью (75,5 %) семенной фракции обеспечило урожайность стандартного семенного материала – 19,1 т/га. Несмотря на отсутствие достоверных различий между показателями общей урожайности (33,0 и 32,5 т/га), средней массы клубнеплода (64,2 и 62,9 г), выхода семенной фракции по размерным характеристикам (415,8 и 410,8 тыс. шт./га) в вариантах десикации и скашивания ботвы за 10 дней до уборки, различия в объемах производства стандартного семенного материала были статистически значимыми (19,1 и 18,0 т/га соответственно). Различия в урожайности стандартного семенного материала в вариантах с использованием Реглона за 10, 20 дней до уборки и в контроле математически не доказаны – 19,1, 19,4 и 19,2 т/га соответственно. Завершение процессов поступления ассимилянтов в клубни при скашивании вегетативной массы как за 10 дней, так и за 20 дней до уборки привело к снижению общей урожайности (на 2,5 и 5,7 т/га) и сбора стандартных средних клубней (на 1,2 и 1,6 т/га соответственно), относительно контроля – 35,0 и 19,2 т/га.
В годы исследований не установлено существенных различий в степени поражения клубней мокрой и сухой гнилями в период уборки (табл. 3). Потери от поражения клубней сухими гнилями после 14 дней хранения в вариантах с уничтожением вегетативной массы десикантом в оба срока и скашиванием за 20 дней до выкопки достигали 2,48…2,87 %, тогда как в контроле не превышали 1,68 %, а при скашивании за 10 дней до уборки – 1,87 %. Изученные способы удаления вегетативной массы за 20 дней до выкопки не оказали значимого влияния на степень поражения картофеля фитофторозом, паршой и долю нестандартной продукции в виде треснутых и изросших клубней в общем объеме урожая. При позднем сроке удаления ботвы скашивание ограничивало распространение фитофтороза на уровне 0,44 %, парши – 3,29 %, а также значительно снизило количество треснутых и изросших клубней до 4,59 и 2,06 %, относительно десикации.
Ускоренное образование защитного перидермального слоя клубней в вариантах с уничтожением вегетативной массы химическим способом за 10 и 20 дней до уборки и механическим за 20 дней сократило долю клубней с внешними повреждениями до 10,09…13,32 %, в отличии от 16,55 % при скашивании ботвы за 10 дней и 16,84 % в день уборки. Для растений, ботву которых уничтожали заблаговременно, основным видом травм в структуре внешних повреждений картофеля были обдиры кожуры, доля которых достигала 41,9…44,5 % от общего количества травмированных клубней, в контроле она была на 2,3…4,9 % выше (табл. 4).
Количество клубней с обдиром кожуры, зависит от прочности ее связи с клубнем. Картофелю, в вариантах со скашиванием ботвы в день и за 10 дней до уборки свойственна повышенная восприимчивость к внешним воздействиям, что характеризует меньшая величина угла поворота наконечника прибора до срыва кожуры клубня – 138,8 и 145,8 градусов (табл. 5). Это объясняет значительное количество продукции с обдиром кожуры: до 1/4 площади клубня – 4,64 и 4,79 % от общего объема урожая соответственно; более 1/4 и менее 1/2 поверхности – 2,20 и 1,80 %, а также потери от ушибов, ссадин – 6,82 и 7,12 %; вырывов мякоти – 1,68 и 1,58 %. Применение десиканта Реглон за 10 дней до выкопки клубней положительно сказывалось на вызревании картофеля и снижении потери от травм: средней степени интенсивности – обдир кожуры на площади менее 1/4 поверхности клубня до 3,48 %; обдир на площади от 1/4 до 1/2 поверхности – до 1,21 %; а от травм высокой степени – вырывов мякоти клубня на глубину более 5 мм до 1,29 %; от ушибов, ссадин, вдавливаний до 5,58 % от общего объема урожая. Удаление вегетативной массы механическим и химическим способами за 20 дней до уборки повысило устойчивость покровных тканей клубней на срыв (угол поворота наконечника до срыва кожуры клубня – 174,3 и 169,2 градусов), что объясняет меньшее травмирование клубней: обдир на площади менее 1/4 клубня – 4,26 % и 3,20 % соответственно, обдир более 1/4, но менее 1/2 поверхности клубня – 1,32 и 0,74 %; вырывы мякоти – 1,10 и 1,08 %, ушибы, ссадины – 5,58 и 4,01 % от общего объема урожая, в контроле – 4,64; 2,20; 1,68; и 6,82 %.
Сохранность картофеля зависит от сроков посадки и уборки, степени зрелости и величины клубней, физиологических особенностей, типа почвы, продолжительности вегетационного периода, системы защиты, метеорологических и агротехнических условий. Картофелю, ботву которого удаляли за 20 дней до копки, свойственны меньшие естественные потери в период хранения – 2,62 и 2,64%, чем в вариантах со скашиванием или десикацией за 10 дней до уборки и в контроле, где они достигали 3,03…3,09 % (табл. 6). При уничтожении вегетативной массы химическим и механическим способами за 10 дней до уборки и в день уборки, клубни не отличались высокой устойчивостью к скрытым повреждениям, что вызывало потерю влаги вследствие активного дыхания в период хранения и объясняет высокие естественные потери.
В ходе исследований не доказана достоверность различий по убыли массы в вариантах с уничтожением ботвы механическим и химическим способами как при позднем (за 10 дней до выкопки) – 3,99 %, так и при раннем сроке удаления – 3,59 и 3,47 %. При этом раннее скашивание и десикация ботвы обеспечивали статистически достоверное снижение величины этого показателя, в сравнении с вариантами, за 10 дней до уборки и контролем (4,61 %).
Выводы. Повышение урожайности и выхода клубней стандартной семенной фракции сорта Дачный возможно посредством обработки ботвы Реглоном за 10 и 20 дней до уборки. Длительное дозревание при удалении вегетативной массы химическим способом за 20 дней до уборки способствует укреплению покровных тканей клубней, что обеспечивает минимальные потери от обдира кожуры клубней, ушибов, вырывов мякоти. Кроме того, раннее удаление ботвы снижает естественные потери картофеля в период хранения, по сравнению с скашиванием и десикацией вегетативной массы Реглоном за 10 дней, а также скашиванием в день уборки.
1. Журавлева Е. В., Кабунин А. А., Кабунина И. В. Аспекты организации селекции и семеноводства картофеля в России - проблемы и возможные пути их решения // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 10. С. 5-10.
2. Использование эколого-географических факторов для повышения результативности селекции картофеля / Е. А. Симаков, А. В. Митюшкин, В. А. Жарова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 11. С. 44-46.
3. Перспективы развития селекции и оригинального семеноводства картофеля в горных условиях Кабардино-Балкарии / Х. К. Абидов, А. Х Абазов, Р. Р. Бугов и др. // Аграрный вестник Урала. 2015. № 1 (138). С. 59-63.
4. Исследование воздействия на клубненосный пласт элеватора картофелеуборочной машины / Э. О. Нестерович, Н. В. Бышов, С. Н. Борычев и др. // Вестник Рязанского государственного аграрного университета им. П. А. Костычева. 2018. № 1. С. 89-9-5.
5. Лабораторные исследования ударных воздействий роликовой сортировальной машины на клубни картофеля / А. С. Дорохов, А. В. Сибирёв, А. Г. Аксенов и др. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021. Т. 22. № 1. С. 119-127.
6. Успенский И. А., Юхин И. А., Голикова А. А. Исследование причин возникновения повреждений клубней картофеля при их загрузке в транспортное средство // Техника и оборудование для села. 2019. № 10 (268). С. 26-29.
7. Гордеев О. В., Саврасова Н. Р. Применение теории удара для определения процента поврежденых клубней картофеля // Агропродовольственная политика России. 2015. № 1 (37). С. 62-65.
8. Mechanical collision simulation of potato tubers / H. K. Celik, R. Cinar, D. Yilmaz, et al. // Journal of Food Process Engineering. 2019. URL: https://doi.org/10.1111/jfpe.13078.
9. Charkowski A, Sharma K, Parker M. L. Bacterial diseases of potato // The Potato Crop. 2020. P. 351-388.
10. Lobato M. C., Daleo G. R., Andreu A. B. Cell wall reinforcement in the potato tuber periderm after crop treatment with potassium phosphite // Potato research. 2018. Vol. 16. P. 19-29.
11. Ways to increase the use of photosynthetic active radiation by early ripening varieties of potato in Middle Volga Region, Russia / V. P. Vladimirov, I. R. Gareev, A. A. Mostyakova, et al. // Biology and Medicine Research Article. 2015. Vol. 7. No. 1. P. 1-7. URL: https://kpfu.ru/staff_files/F762860159/BM_066_15_Ways_to_Increase__1_.pdf.
12. Векторная активность крылатых тлей на посадках картофеля в условиях Прекамской зоны республики Татарстан / Р. М. Сабирова, Г. Ф. Сафиуллина, З. А. Ахмадеева и др. // Вестник Казанского ГАУ. 2019. № 4 (55). С. 96-101.
13. Будина О. Н. Влияние отдельных агроприёмов на урожайность и качество семян картофеля Глория в Кировской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. № 5 (48). С. 19-23.
14. Обоснование конструктивных и технологических параметров сепарирующего пруткового транспортера с асимметричным расположением встряхивателей / А. В. Сибирёв, А. Г. Аксенов, М. А. Мосяков и др. // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». 2018. № 4 (86). С. 15-20.
15. Захарова М. Н., Рожкова Л. В., Ушакова Е. Ю. Влияние доз минеральных удобрений и сроков скашивания ботвы на выход семенного картофеля // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2020. № 4. С. 58-60.
16. Алгоритм получения высокой урожайности картофеля / Ф. Ф. Замалиева, Г. Ф. Сафиуллина, Т. В. Зайцева и др. // Вестник Казанского ГАУ. 2018. № 1 (48). С. 26-32.
17. К определению параметров, влияющих на гибкий рабочий элемент ботвоизмельчителя / М. Н. Калимуллин, Р. К. Абдрахманов, Д. М. Исмагилов и др. // Вестник Казанского ГАУ. 2019. № 4 (56). С. 54-58.
18. Яковлев Н. С., Назаров Н. Н., Черных В. И. Твердость почвы и почвенных агрегатов / Аграрная наука - сельскому хозяйству: материалы XII Международной научно-практической конференции. Барнаул. 2017. С. 60-62.
19. Методика исследований по культуре картофеля. Отделение растениеводства и селекции ВАСХНИЛ, НИИКХ / Н. А. Андрюшина, Н. С. Бацанов, Л. В. Будина и др. М.: НИИКХ, 1967. 264 с.
20. Методические указания по поддержанию и изучению мировой коллекции картофеля / С. Д. Киру, Л. И. Костина, Э. В. Трускинов и др. СПб.: ВИР, 2010. 28 с.
