Россия
УДК 635.21 Картофель. Solanum tuberosum L.
УДК 631.445.4 Черноземные почвы
Исследования проводили с целью оценки влияния органических и минеральных удобрений, а также их сочетания на урожайность и качественные показатели клубней картофеля при орошении на черноземных почвах Республики Татарстан. Работу выполняли в 2021–2022 гг. в Закамской зоне на выщелоченном черноземе среднесуглинистого гранулометрического состава. Материалом для исследований служил среднеранний сорт картофеля Гала. Для проведения эксперимента создавали следующие фоны питания: минеральное удобрение (N60Р60К90 д.в. кг/га) – общий фон; навоз 60 т/га; общий фон + навоз 60 т/га; общий фон + сидерат; общий фон + сидерат + солома; общий фон + навоз 60 т/га + солома; навоз 60 т/га + сидерат + солома; естественный фон (контроль). Метеоусловия в оба года исследований были удовлетворительно благоприятными для роста и развития картофеля. В фазе бутонизации и формирования клубней проводили искусственное дождевание из расчета 300 м3 воды на 1 га, что полностью обеспечивало агроценоз картофеля продуктивной влагой. В среднем за 2 года наивысшая урожайность была достигнута в варианте общий фон + навоз + солома, она составила 38,8 т/га, что на 20,6 т/га больше, чем в контроле. В других опытных вариантах эта разница составляла 10,46…18,8 т/га. Содержание сухого вещества в клубнях при внесении различных видов удобрений было ниже, чем в контроле, на 0,49…1,49 %, крахмала – на 0,25…0,79 %. В среднем за 2 года самое высокое количество белка и витамина С отмечено в варианте общий фон + сидерат + солома – соответственно 2,95 % и 21,24 мг %, что выше контроля на 0,37 % и 3,03 мг %.
фон питания, картофель, качество клубней, крахмал, урожайность
Введение. Сегодня при возделывании картофеля в условиях интенсивного земледелия невозможно получить высокие урожаи без внесения удобрений и химических средств защиты растений (ХСЗР). Однако, надо отметить, что бездумное увеличение внесения удобрений и ХСЗР не всегда приводит к увеличению урожайности. Здесь прослеживают и негативные стороны, которые связаны, прежде всего, с нарушением экологической системы. Для решения этой проблемы, в мире и в Российской Федерации, а также в Республике Татарстан активно внедряют приемы по биологизации земледелия [1, 2, 3].
Картофель – важнейший продукт питания, универсального назначения. В нем содержатся необходимые вещества для организма человека – белок, крахмал, витамины и др. [4, 5, 6]. Эти преимущества наравне с большим валовым сбором с единицы площади, повышает значимость этой культуры, и поэтому посадочные площади под ней постоянно растут [7, 8, 9].
Максимального уровня урожайности картофеля можно достичь лишь при обеспечении потребности растений во всех элементах в нужных пропорциях, то есть при сбалансированном минеральном питании [10, 11, 12]. Стабильный рост урожайности клубней картофеля может быть достигнут только на основе сохранения и постепенного улучшения свойств почв, определяющих их потенциальное плодородие [13, 14, 15].
Неблагоприятные экологические последствия одностороннего применения агрохимикатов, диктует необходимость разработки альтернативных приемов выращивания картофеля [16, 17, 18]. Особое значение этот вопрос приобретает в связи с развитием производства органических продуктов питания, в том числе картофеля. Решение этой задачи невозможно без применения биологических приемов (использование сидератов, зеленое удобрение, соломы как удобрения, внесение навоза, а также совместное их применение), что определяет актуальность поиска оптимальных их видов [19, 20].
Цель исследований – оценка действия органических и минеральных удобрений и их сочетание на урожайность и качественные показатели клубней картофеля на черноземных почвах Республики Татарстан.
Условия, материалы и методы. Опыты проводили в 2021–2022 гг. в Закамье Республики Татарстан, где расположено КФХ «Давлетов Н.Г.». Почва коллективного фермерского хозяйства «Давлетов Н.Г.», где размещались опыты – выщелоченный чернозем среднесуглинистого механического состава. Она характеризуется высоким содержанием в пахотном слое (0…30 см) гумуса (6,1…6,9 %), близкой к нейтральной реакции среды (рНсол.=6,0…6,2), высоким содержанием подвижного фосфора (234…239 мг/га) и калия (221…226 мг/кг) (табл. 1).
Таблица 1 – Агрохимические данные почвы опытного поля
|
Год |
Содержание, мг/кг почвы |
рН солевая |
Содержание гумуса (по Тюрину) |
||
|
легкогидролизуемого азота |
Р2О5 (по Кирсанову) |
К2О (по Кирсанову) |
|||
|
2021 |
161 |
234 |
221 |
6,0 |
6,1 |
|
2022 |
157 |
239 |
226 |
6,2 |
6,6 |
Предшественником картофеля в годы исследований была озимая пшеница в звене севооборота с чистым паром и с сидератом. Густоту посадки сформировали из расчета 50,2 тыс. шт./га посадочного материала средней фракции массой клубней 60…65 г.
Агротехника общепринятая в регионе за исключением изучаемых вариантов [21].
Органические удобрения, сидераты и солому заделывали под зяблевую вспашку, а минеральные удобрения вносили одновременно с посадкой картофеля, из азотных – аммиачная селитра, диаммофоска и калийная соль. Посадку в 2021 г. проводили 11 мая, в 2022 г. – 13 мая. Формирование гребней проводили с междурядьем 75 см.
Клубни высаживали на восьми фонах питания:
естественный фон (контроль);
N60Р60К90 (общий фон);
полуперепревший навоз – 60 т/га;
общий фон + навоз 60 т/га;
общий фон + сидерат (горчица масличная сорт Тамбовчанка, норма высева 6 млн шт. всхожих семян на 1 га, через 35…40 дней после появления всходов в фазе плодообразования при урожайности биомассы 25…30 т/га, проводили прикатывание, дискование и запахивание на глубину 18…20 см);
общий фон + сидерат + солома 5,5…6,0 т/га;
общий фон + навоз 60 т/га + солома 5,5…6,0 т/га;
навоз 60 т/га + солома 5,5…6,0 т/га + сидерат (редька масличная 25…30 т/га).
В оба года исследований на опытных делянках проводили искусственное дождевание один раз в фазе бутонизации и 2 раза с интервалом 10…12 дней в период клубнеобразования. Полученные результаты обрабатывали методами дисперсионного анализа с использованием пакета программ AGROS (версия 2.05.99).
Результаты и обсуждения. В агроценозах картофеля большое значение придают числу стеблей на единице площади, что позволяет формировать посадки с различной продуктивностью. Это сортовой признак, который зависит от числа глазков на клубне и ростков. В контроле число стеблей на 1 растение составляло 4,06 шт., или 214 тыс. шт./га. Их количество по мере изменения фона питания путем внесения различных видов удобрений увеличилось, по сравнению с контролем, на 0,20…0,45 шт./раст. и на 11…24 тыс. шт./га.
Фон питания оказал значительное влияние в регулировании площади листьев, их жизнедеятельности в течении вегетационного периода. В начале вегетации картофеля показатель ассимиляционной поверхности в зависимости от фона питания составил от 9,6 до 12,1 тыс.м2/га. Во все сроки учета в опытных вариантах она была выше, чем в контроле. В среднем за два года наибольшая ассимиляционная поверхность посадок картофеля сформировалась в фазе цветения. Самой высокой она была в варианте с внесением N60Р60К90 + 60 т/га навоза + измельченная солома предшественника 5,5…6,0 т/га – 40,4 тыс.м2/га, что на 12,9 тыс.м2/га больше, чем в контроле. В других вариантах превосходство величины этого показателя над контролем составляло от 22,2 до 42,2 % (табл. 2).
Таблица 2 – Площадь листовой поверхности посадков картофеля сорта Гала в зависимости от фона питания (среднее за 2021–2022 гг.), тыс. м2/га
|
Фон питания |
Фаза развития |
||||
|
всходы |
бутонизация |
цветение |
начало отмирания ботвы |
перед уборкой |
|
|
Без удобрений (контроль) |
9,6 |
21,7 |
27,5 |
22,4 |
12,2 |
|
N60Р60К90 |
10,7 |
30,6 |
37,1 |
31,5 |
14,0 |
|
Навоз |
10,3 |
27,3 |
33,6 |
25,9 |
12,8 |
|
N60Р60К90 + навоз |
11,6 |
34,7 |
39,1 |
32,6 |
14,9 |
|
N60Р60К90 + сидерат |
11,0 |
32,5 |
35,3 |
31,9 |
14,2 |
|
N60Р60К90 + сидерат + солома |
11,3 |
33,2 |
36,4 |
32,3 |
14,0 |
|
N60Р60К90 + навоз + солома |
12,1 |
38,5 |
40,4 |
37,8 |
16,1 |
|
Навоз + сидерат + солома |
10,9 |
28,5 |
34,6 |
26,5 |
14,4 |
|
НСР05 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
1,8 |
0,5 |
Применяемые в опытах фоны питания оказали различные влияния на урожайность картофеля. Агрометеорологические условия вегетации 2021 г. складывались более благоприятно для роста и развития картофеля, что отразилось на показателях урожайности. В этих условиях действие N60Р60К90 минеральных удобрений в сочетании с навозом 60 т/га и заделкой соломы способствовали формированию наивысшей урожайности клубней картофеля – 39,4 т/га, что на 20,2 т больше, чем в контроле. От использования в этом варианте соломы эффект в виде прибавки урожая составил 1,2 т/га, или 3,1 %, по сравнению с вариантом опыта фон+навоз 60 т/га. Аналогичную закономерность наблюдали в 2022 г. (3,2 т/га, или 9,1 %). В среднем за 2 года самый высокий сбор клубней наблюдали от внесения сочетания органических и минеральных удобрений – 38,8 т/га, что на 20,6 т/га больше, чем в контроле (табл. 3). В других вариантах рост урожайности, по сравнению с контролем, составлял 61,2…100,3 %.
Таблица 3 – Влияние различных фонов питания на урожайность клубней картофеля сорта Гала, т/га
|
Фон питания |
2021 г. |
2022 г. |
Средняя |
|
Без удобрений (контроль) |
19,26 |
18,22 |
18,74 |
|
N60Р60К90 |
31,45 |
29,25 |
30,35 |
|
Навоз |
30,14 |
28,33 |
29,20 |
|
N60Р60К90 + навоз |
38,25 |
35,12 |
36,60 |
|
N60Р60К90 + сидерат |
35,24 |
33,67 |
34,40 |
|
N60Р60К90 + сидерат + солома |
38,12 |
36,96 |
37,54 |
|
N60Р60К90 + навоз + солома |
39,44 |
38,32 |
38,80 |
|
Навоз + сидерат + солома |
36,54 |
35,26 |
35,90 |
|
НСР05 |
0,03 |
0,09 |
|
Качественные показатели клубней картофеля характеризовались определенными различиями по фонам питания. Содержание сухого вещества при внесении различных видов удобрений снижалось, по сравнению с контролем, на 0,49…1,49 %. Наивысшее содержание белка в среднем за два года составило 2,95 % в варианте опыта с использованием комбинации N60Р60К90 + сидерат 25…30 т/га и 5,5…6,0 т/га измельченной соломы, что на 0,37 % больше контроля. Внесение минеральных удобрений совместно с заделкой сидерата и соломы оказали наилучшее влияние по накоплению витамина С в клубнях картофеля – 21,24 мг %, что на 3,03 мг % больше, чем в контроле (табл. 4).
Таблица 4 – Качественные показатели клубней картофеля в зависимости от комбинации использования удобрений (среднее за 2021–2022 гг.)
|
Фон питания |
Содержание в клубнях |
|||
|
сухого вещества, % |
крахмала, % |
белка, % |
витамина С, мг % |
|
|
Без удобрений (контроль) |
22,05 |
16,04 |
2,58 |
18,21 |
|
N60Р60К90 |
21,56 |
15,67 |
2,84 |
20,14 |
|
Навоз |
21,44 |
15,72 |
2,74 |
20,06 |
|
N60Р60К90 + навоз |
21,27 |
15,38 |
2,94 |
20,26 |
|
N60Р60К90 + сидерат |
20,42 |
15,25 |
2,90 |
20,02 |
|
N60Р60К90 + сидерат + солома |
21,05 |
15,32 |
2,95 |
21,24 |
|
N60Р60К90 + навоз + солома |
20,59 |
15,28 |
2,92 |
21,08 |
|
Навоз + сидерат + солома |
21,24 |
15,79 |
2,91 |
20,75 |
|
НСР05 |
0,30 |
0,08 |
0,04 |
0,06 |
Применение различных видов удобрений привело к снижению содержания крахмала в клубнях на 0,25…0,79 %, по сравнению с контролем, однако сбор крахмала с 1 га при этом был больше на удобренных вариантах благодаря увеличению сбора клубней, по сравнению с контролем.
Наивысшие кулинарные свойства у клубней картофеля были отмечены на варианте с естественным фоном (контроль), а также где были внесены органические виды удобрений. Общая сумма баллов кулинарных свойств клубней картофеля в этих вариантах опыта составила 26, что характеризует этот сорт картофеля высокими вкусовыми качествами (табл. 5).
Таблица 5 – Кулинарная оценка образцов клубней картофеля сорта Гала выращенных на различных фонах питания (среднее за 2021–2022 гг.), балл
|
Вариант |
Кулинарные свойства |
Общая сумма |
|||
|
развари-ваемость |
вкус |
потемнение мякоти через 24 ч |
|||
|
сырой |
вареный |
||||
|
Без удобрений (контроль) |
6 |
6 |
7 |
7 |
26 |
|
N60Р60К90 (фон) |
6 |
6 |
5 |
5 |
22 |
|
навоз |
6 |
6 |
6 |
6 |
24 |
|
фон + навоз |
6 |
6 |
5 |
5 |
22 |
|
фон + сидерат |
6 |
6 |
5 |
5 |
22 |
|
фон + сидерат + солома |
6 |
6 |
6 |
6 |
24 |
|
фон + навоз + солома |
6 |
6 |
6 |
6 |
24 |
|
навоз + сидерат + солома |
6 |
6 |
7 |
7 |
26 |
Выводы. В среднем за 2 года на фоне естественного плодородия черноземных почв Республики Татарстан урожайность картофеля сорта Гала формировалась на уровне 18,74 т/га. Внесение минеральных удобрений в норме N60Р60К90 обеспечило прибавку к контролю на уровне 11,61 т/га, органического удобрения в виде навоза – 10,5 т/га.
Наибольшая прибавка формировалась при использовании комбинаций N60Р60К90 + навоз 60 т/га + 5,5…6,0 т/га солома – 20,1 т/га. Отдельные показатели качества клубней картофеля напрямую зависели от внесения удобрений. Так, в варианте N60Р60К90+ сидерат 25…30 т/га + 5,5…6,0 т/га солома опыта отмечено наибольшее содержание белка (2,95 %) и витамина С (21,2 мг%).
1. Чуян Н.А., Брескина Г.М., Окунева А.А. Влияние биологизации земледелия на продуктивность зернопропашного севооборота // Земледелие. 2023. № 3. С. 12-16.
2. Роль многолетних бобовых трав в биологизации земледелия и развитии кормопроизводства Дальнего Востока / Е.П. Иванова, В.А. Чувилина, О.И. Хасбиуллина и др. // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37. № 10. С. 41-46.
3. Efficiency of different fertilizers doses introduction under potatoes on grey forest soils of the Tatarstan Republic / A. A. Mostyakova, U. A. Ogorodnova, K. V. Vladimirov, et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7. No. 6. P. 3283–3290.
4. Сердеров В.К., Караев М.К., Сердерова Д.В. Перспективные сорта картофеля для промышленной переработки в Дагестане // Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 3. С. 18-20.
5. Mostyakova A. A., Artamonov S. G., Vladimirov V. P. The yield of potato depending on the background of mineral nutrition in the conditions of irrigation of forest-steppe of the Middle Volga region // Plant Archives. 2019. Vol. 19. No. 2. P. 2977–2981.
6. Оленин О. А. Звено севооборота с сидеральным паром, органическая система удобрений и поверхностная основная обработка почвы // Аграрный вестник Урала. 2017. № 2(156). С. 42–50.
7. Рынок картофеля и картофелепродуктов в России / В.В. Тульчеев, С.В. Жевора, Н.Н. Гордиенко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 7. С. 97-100.
8. Ахметзянов М. Р., Хузина Г. К., Таланов И. П. Влияние растительной биомассы растений и приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели почвы и продуктивность культур в звене севооборота // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2019. Т. 14, № 1(52). С. 11–16.
9. Артамонов С. Г., Владимиров В. П., Мостякова А. А. Формирование урожая и качество клубней среднераннего картофеля сорта гала в зависимости от вносимых доз калийных удобрений на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2019. Т. 14. № 2(53). С. 10–14.
10. Лошаков В. Г. Зеленое удобрение как фактор биологизации земледелия и повышения плодородия почвы // Агропромышленные технологии Центральной России. 2016. № 2(2). С. 65–81.
11. Продуктивность раннеспелого картофеля сорта Винета в зависимости от густоты посадки и фона минерального питания на серых лесных почвах лесостепи Среднего Поволжья / И. Р. Гареев, К. В. Владимиров, А. А. Мостякова и др. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 2. С. 55–58.
12. Черемисин А. И., Кумпан В. Н. Применение биопрепаратов комплексного действия и биоудобрений в оригинальном семеноводстве картофеля // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2017. № 1(25). С. 28–34.
13. Усанова З. И., Самотаева Н. В. Урожай и качество картофеля при внесении расчетных доз удобрений в условиях Верхневолжья // Достижения науки и техники АПК. 2008. № 7. С. 41–43.
14. Байбеков Р.Ф., Коваленко А.А., Забугина Т.М. Эффективность систем удобрения картофеля на дерново-подзолистой почве разной степени окультуренности // Земледелие. 2021. № 8. С. 23-27..
15. Применение регуляторов роста для снижения пестицидной нагрузки при возделывании картофеля / А. А. Лукманов, К. В. Владимиров, В. П. Владимиров и др. // Агрохимический вестник. 2022. № 6. С. 49–51.
16. К вопросу развития и экономической эффективности мелиоративной отрасли Республики Татарстан / М. М. Хисматуллин, А. Р. Валиев, М. М. Хисматуллин [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2023. – Т. 18, № 2(70). – С. 199-205. – DOIhttps://doi.org/10.12737/2073-0462-2023-199-205.
17. Роль и место орошаемого земледелия в производстве сельскохозяйственной продукции и его экономическая эффективность (опыт Республики Татарстан) / М. М. Хисматуллин, М. М. Хисматуллин, А. Р. Валиев [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2021. – Т. 16, № 3(63). – С. 160-166. – DOIhttps://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-160-166.
18. Приемы повышения эффективности применения биологических препаратов в растениеводстве / Г. Н. Агиева, Л. С. Нижегородцева, Р. Ж. К. Диабанкана [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2020. – Т. 15, № 4(60). – С. 5-9. – DOIhttps://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-5-9.
19. Разработка и обоснование конструктивных и режимных параметров картофелесажалки / М. Н. Калимуллин, Р. Р. Багаутдинов, Р. Р. Хамитов [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2022. – Т. 17, № 1(65). – С. 62-66. – DOIhttps://doi.org/10.12737/2073-0462-2022-62-66.
20. Система земледелия республики Татарстан / М. Ф. Амиров, И. Р. Валеев, А. Р. Валиев и др. Ч. 2. Казань: ООО "Центр инновационных технологий", 2014. 304 с.
