Сельское хозяйство/5. Растениеводство, селекция и семеноводство

к.с.-х.н. Васильев А.А.,

ГНУ Южно-Уральский научно-исследовательский институт плодоовощеводства и картофелеводства, Россия

д.с.-х.н. Зыбалов В.С.

ФГБОУ ВПО Челябинская государственная агроинженерная академия, Россия

Эффективные приемы возделывания картофеля повышают урожайность и сохраняют плодородие почвы

Картофель – одна из наиболее требовательных к плодородию почвы культур. Это обусловлено его биологическими особенностями, связанными с накоплением большого количества сухого вещества (в ботве и клубнях) при относительно слаборазвитой корневой системе. Поэтому для нормального роста и развития картофель требует повышенного содержания в пахотном слое питательных веществ в доступной для растений форме [1]. Чем выше плодородие почвы, тем быстрее формируется ассимиляционный аппарат растений, тем выше фотосинтетический потенциал и продуктивность фотосинтеза [2]. При дефиците элементов питания растения увеличивают затраты энергии на их усвоение из почвы, и соответственно меньшее количество ассимилятов поступает из листьев в клубни [3].

Для бездефицитного баланса гумуса в пахотных почвах Южного Урала, по данным В.С. Зыбалова и О.А. Ларионовой [4], требуется ежегодно вносить 7,5-8 т/га органических удобрений в пересчете на подстилочный навоз. Однако в настоящее время в Челябинской области навоза вносится в 75-80 раз меньше потребности (в среднем 0,01 т/га) [5]. Основным средством решения проблемы сохранения и повышение почвенного плодородия в этих условиях является сидерация. Дешевые, доступные и достаточно эффективные зеленые удобрения могут стать неисчерпаемым, постоянно возобновляемым источником органического вещества.

Для использования на зеленое удобрение научными учреждениями Урала изучен целый ряд культур: 1) бобовые растения, такие как горох [6-13], вика [13], люпин [8], донник [8, 10, 14-16], клевер, козлятник [17]; 2) зернобобовые смеси: горох-овес [9-11, 18], вико-овес [11, 19]; 3) небобовые растения: овес [6], озимая рожь [10], горчица [6, 7, 19], рапс [6, 7, 9-11, 19], сурепица и суданская трава [11], просо и редька масличная [19]. Исследования показали, что запашка зеленой массы растений на сидерат улучшает структуру, уменьшает объемную массу пахотного слоя, увеличивает содержание влаги в почве, снижает кислотность, повышает буферность и емкость поглощения. Сидерация обогащает почву органическим веществом и элементами питания, повышает биологическую активность почвенной микрофлоры, а за счет этого улучшает её фитосанитарное состояние.

Исследования Челябинской государственной агроинженерной академии (2004-2009 гг.) показали, что запашка на зеленое удобрение промежуточных сидеральных культур (ярового рапса, горохо-овсяной смеси, озимой ржи, донника желтого и эспарцета) увеличивает содержание агрономически ценных агрегатов на 8-16 %, подавляет развитие сегетальной растительности, снижает накопление семян сорняков в почве на 9-15 % [10].

Исследования ГНУ ЮУНИИПОК Россельхозакадемии (2008-2011 гг.) показали, что возможности использования яровых культур в сидеральном пару ничем не ограничены. Запашка (в конце сентября) на сидерат ярового рапса летнего срока сева (первая декада июля) обеспечивает поступление в почву 28,72 т/га зеленой массы и 5,18 т/га сухого органического вещества с учетом пожнивных и корневых остатков. При заделке (в конце июля) на зеленое удобрение вико-овсяной смеси весеннего срока сева (вторая декада мая) в почву поступало 30,81 т/га зеленой массы и 6,81 т/га сухого вещества. Сидерация пара обеспечивала возврат в почву 103,2-120,2 кг азота, 30,2-49,0 кг фосфора и 135,6-211,4 кг калия, снижала объёмную массу пахотного слоя на 0,05-0,09 г/см³, кислотность почвы – на 0,02-0,04 единицы рН [20].

Ценность рапса и других крестоцветных культур определяется его фитосанитарной ролью в севообороте и высокой адаптивностью к возделыванию в различных почвенно-климатических условиях нашей страны [21]. В наших опытах запашка ярового рапса на сидерат способствовала снижению засоренности следующего за сидеральным паром картофеля на 17,3 %, а вико-овсяной смеси – на 9,7 % по сравнению с чистым паром. Запас с всхожих семян сорняков в слое 0-30 см при этом снижался на 12,5 и 3,3 %, личинок проволочника – в 2,73 и 1,16 раза, озимой совки – в 1,93 и 1,69 раза соответственно [22, 23]. Урожайность картофеля после запашки ярового рапса возрастала на 13,0-22,7 %, а вико-овсяной смеси – на 12,1-14,1 % по сравнению с чистым паром. Распространение ризоктониоза на клубнях при этом снижалась в варианте с рапсом на 25,7-44,1 %, а в варианте с вико-овсяной смесью – на 15,7-25,9 %; парши обыкновенной – на 15,9-36,1 и 12,2-16,0 % в зависимости от сорта [20].

Густота посадки и уровень минерального питания являются важнейшими факторами регулирования величины и качества урожая картофеля путем создания посевов с оптимальной листовой поверхностью, обеспечивающей наиболее полное использование солнечной энергии на фотосинтез и формирование урожая [24]. Большее значение при этом имеет протравливание семенных клубней, увеличивающее густоту стояния растений, число продуктивных стеблей и площадь ассимиляционной поверхности листьев, а как следствие обеспечивающее рост урожайности картофеля до 6,5-7 т/га [25].

Цель исследований – определить условия получения программируемых урожаев картофеля в лесостепной зоне Южного Урала в зависимости от расчетных доз минеральных удобрений, протравливания семенного материала и густоты посадки.

Материалы и методы. Закладка опыта, анализы, учеты и наблюдения проводились в соответствие с общепринятыми методиками. Обработку данных осуществляли методом дисперсионного анализа с расчетом вклада фактора в общую вариацию [26].

Схема опыта № 1 (2008-2010 гг.). Фактор А – сорт: 1. Губернатор (ранний); 2. Невский (среднеранний); 3. Тарасов; 4. Балабай (среднеспелые). Фактор В – густота посадки: 1. 40,4 тыс. клубней на 1 /га (75х33 см); 2. 55,5 тыс. клуб./га (75х24 см); 3. 70,1 тыс. клуб./га (75х19 см). Фактор С – дозы минеральных удобрений: 1. Без удобрений (контроль); 2. Удобрения в расчете на урожай 25 т/га; 3. Удобрения в расчете на урожай 40 т/га; 4. Удобрения в расчете на урожай 50 т/га.

Схема опыт № 2 (2009-2011 гг.). Фактор А – протравливание семенных клубней фунгицидами: 1. Без протравливания (контроль); 2. Максим, КС (0,4 л/т); 3. Престиж, КС (1 л/т); 4. ТМТД, ТПС (2,5 л/т);. Фактор В – густота посадки: 1. 49,3 тыс. клуб./га (75х27 см); 2. 70,1 тыс. клуб./га (75х19 см). Фактор С – сорт: 1. Невский (среднеранний); 2. Спиридон; 3. Тарасов; 4. Балабай (среднеспелые). Фактор D – дозы минеральных удобрений: 1. Контроль (без удобрений); 2. Удобрения в расчете на урожай 25 т/га; 3. Удобрения в расчете на урожай 40 т/га.

Нормы удобрений устанавливали расчетно-балансовым методом с учетом содержания и коэффициентов использования элементов питания из почвы, сидерата и удобрений. Минеральные удобрения (нитраммофоска 16:16:16, аммиачная селитра, двойной суперфосфат и сульфат калия) вносили дробно: основную часть – под весеннюю обработку почвы, стартовую дозу N₃₂Р₃₂К₃₂ – во время посадки картофеля. В среднем за 2008-2010 гг. доза удобрений под урожай 25 т/га составила N₇₄Р₆₈К₇₁, 40 т/га – N₁₈₄Р₂₁₈К₂₇₁, 50 т/га – N₂₆₄Р₃₁₈К₄₀₇, а в 2009-2011 гг. – под урожай 25 т/га – N₈₂Р₇₁К₈₂, 40 т/га – N₁₉₃Р₁₉₈К₂₅₆.

Почва опытного участка – чернозем выщелоченный среднесуглинистый с содержанием гумуса 5,90-7,26 %, Р₂О₅ – 8,4-16,0 мг и К₂О – 11,3-32,1 мг/100 г почвы, рН_сол = 4,8-5,2. Предшественник – пар сидеральный (яровой рапс). Семенной материал – 50-80 г. Глубина посадки – 6-8 см. Протравливание семенных клубней проводилась во время посадки картофеля.

Период активной вегетации растений (июнь-август) 2008 и 2011 гг. был признан влажным (ГТК = 1,68 и 1,62 соответственно), 2009 г. – достаточно-влажным (ГТК = 1,21) и 2010 г. – засушливым (ГТК = 0,65).

Результаты и их обсуждение. Площадь листьев и фотосинтетический потенциал картофеля (ФП) в сильной степени зависели от уровня минерального питания и густоты посадки. Наибольшая ассимиляционная поверхность формировалась в фазе цветения: у сорта Губернатор – 45,95, Невский – 40,38, Балабай – 41,26 и Тарасов – 43,85 тыс. м²/га в варианте внесения удобрений под урожай 50 т/га при загущенной посадке. В этих же вариантах отмечались максимальные значения суммарного ФП за вегетацию: у сорта Губернатор – 2,644, Невский – 2,303, Тарасов – 2,534 и Балабай – 2,365 млн. м² х дн./га.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) была наибольшей в фазе бутонизации – от 6,28 до 9,84 г/м2 в сутки. Средневзвешенная за вегетацию суточная ЧПФ варьировала от 3,32 до 4,82 г/м², в зависимости от сорта, густоты посадки и уровня питания. У сорта Тарасов наибольшая ЧПФ отмечена на фоне удобрений под урожай 25 т/га и густоте посадки 55,5 тыс./га (4,77 г/м² в сутки), у остальных сортов – на фоне без удобрений: Губернатор – при густоте посадки 70,1 тыс./га (3,93 и 5,59 г/м² в сутки), Невский и Балабай – 40,4 тыс. клубней на 1 га (4,82 и 4,79 г/м² в сутки соответственно).

Коэффициент усвоения фотосинтетической активной радиации возрастал по мере увеличения уровня сбалансированного питания и густоты посадки картофеля: у сорта Губернатор в пределах 2,55-4,30 %, Невский – 2,34-3,92 %, Тарасов – 2,89-4,46 %, Балабай – 2,68-4,11 %. Наибольшие значения зафиксированы в варианте загущенных посадок: у сортов Невский и Тарасов – на фоне NPK под урожай 50 т/га, а у сортов Балабай и Губернатор – 40 т/га.

Наши исследования показали, что сбалансированное минеральное питание обеспечивает получение программируемой урожайности картофеля 25 и 40 т/га в условиях лесостепной зоны Южного Урала, а при достаточном увлажнении вегетационного периода – 50 т/га (табл. 1).

Таблица 1 – Урожайность картофеля в зависимости от густоты посадки и уровня минерального питания, т/га (2008-2010 гг.)

Густота посадки (В)	Уровень питания (С)	Расчетный урожай	Сорт (А)
			Губернатор	Невский	Тарасов	Балабай
40,4 тыс. клуб./га	N0P0K0		26,04	25,26	29,33	27,46
	N74Р68К71	25 т/га	30,25	31,92	33,24	30,79
	N184Р218К27	40 т/га	33,02	33,60	36,91	32,94
	N264Р318К407	50 т/га	33,47	32,43	38,98	36,02
55,5 тыс. клуб./га	N0P0K0		28,73	30,30	33,11	31,54
	N74Р68К71	25 т/га	33,85	37,24	41,17	35,76
	N184Р218К27	40 т/га	39,48	38,21	41,30	39,76
	N264Р318К407	50 т/га	42,71	40,43	46,50	42,52
70,1 тыс. клуб./га	N0P0K0		32,83	31,76	36,11	28,92
	N74Р68К71	25 т/га	35,42	35,07	38,53	35,95
	N184Р218К27	40 т/га	44,25	38,94	41,75	41,70
	N264Р318К407	50 т/га	43,19	39,46	44,43	41,58
НСР05 = 3,17; НСР05 (А) = 0,92; НСР05 (В) = 0,71; НСР05 (С) = 0,82

Высокое плодородие выщелоченных черноземов Южного Урала и запашка ярового рапса на сидерат позволяют при густоте посадки 40,4 тыс. клуб./га (75х33 см) в варианте без применения удобрений получать урожай картофеля в пределах 25,26-29,33 т/га в зависимости от сорта. Расчетные дозы минеральных удобрений на урожай 40 т/га (в среднем за 2008-2010 гг. – N₁₈₄Р₂₁₈К₂₇₁) обеспечивают получение программируемой урожайности сортами Губернатор, Тарасов и Балабай при схеме посадки 75х24 и 75х19 см, тогда как сорт Невский формировал лишь 95,5-97,3 % запланированного урожая.

Применение удобрений под урожай 50 т/га обеспечивало формирование программируемой урожайности у сортов Губернатор, Тарасов и Балабай при схеме посадки 75х24 и 75х19 см в условиях влажного 2008 года (ГТК = 1,68), а у сорта Тарасов, кроме того, при достаточном увлажнении 2009 года (ГТК = 1,21). Тогда как в среднем за 3 года изучаемые сорта формировали лишь 66,9-93,0 % запланированной урожайности 50 т/га.

Анализ структуры урожая картофеля показал, что загущение посадок с 40,4 до 70,1 тыс. клуб./га увеличивает сбор клубней семенной фракции (от 30 до 100 г) с 1 га в 1,47-1,61 раза. Наибольшим этот показатель был при схеме посадки 75х19 см на фоне удобрений под урожай 40 т/га: у сорта Губернатор – 241,8, Невский – 326,7, Тарасов – 290,4 и Балабай – 243,7 тыс. шт./га.

Исследования 2009-2011 гг. показали, что протравливание семенных клубней во время посадки сдерживало развитие Rhizoctonia solani в течение всего периода вегетации [27], повышая полевую всхожесть картофеля сорта Невский в среднем на 2,9-3,8 %, Спиридон – на 2,7-3,9 %, Тарасов – на 3,0-3,8 %, Балабай – на 3,9-6,3 % в зависимости от препарата, а сохранность растений к уборке на 1,3-1,5 %, 0,9-1,3 %, 0,9-1,3 и 0,2-0,7 % соответственно. Густота стояния растений в период уборки при этом увеличивалось в варианте с ТМТД на 0,59-4,51, Максим – на 0,50-7,29, Престиж – на 1,18-4,57 тыс. кустов на 1 га в зависимости от сорта и агротехники.

Обработка семенных клубней защитно-стимулирующими препаратами существенно повышала урожайность картофеля. Использование фунгицида Максим способствовало увеличению урожая сорта Балабай на 4,94-8,92 т/га, Спиридон – на 1,95-9,13 т/га, Тарасов – на 4,32-9,08 т/га, Невский – на 1,56-5,73 т/га в зависимости от густоты посадки и уровня питания. Престиж повышал продуктивность сорта Спиридон на 5,08-9,26 т/га, Тарасов – на 3,20-10,16 т/га, Балабай – на 5,71-8,15 т/га, Невский – на 2,76-8,56 т/га; ТМТД – на 4,13-9,00 т/га, 4,11-8,35 т/га, 4,99-13,10 и 5,44-9,20 т/га соответственно (табл. 2).

Сбор клубней семенной фракции с 1 га в варианте с фунгицидом Максим возрастал в среднем на 26,6 тыс. шт./га, ТМТД – на 28,3 и Престиж – 42,6 тыс. шт./га или соответственно на 11,6 %, 12,3 и 18,5 % по сравнению с вариантом без применения протравителей. Увеличение сбора семенных клубней (30-100 г) по сравнению с разреженной схемой посадки (75х27 см) при этом составляло 36,4 %, 22,8 %, 32,4 и 38,3 % соответственно.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения в лесостепной зоне Южного Урала сбалансированных доз минеральных удобрений в расчете на урожай 40 т/га на фоне запашки ярового рапса или вико-овсяной смеси на зеленое удобрение. Продовольственный картофель при этом следует возделывать по схеме 75х24 см, а семенной картофель – 70х19 см с использованием протравленного семенного материала (ТМТД, Максим и Престиж).

Таблица 2 – Урожайность картофеля в зависимости от протравливания семенных клубней, т/га, среднее за 2009-2011 гг.

Фунгицид (А)	Схема посадки (В)	Уровень питания – (D)	Расчетный урожай	Сорт (С)
				Невский	Спиридон	Тарасов	Балабай
Без обработки клубней	75х27 см	N0Р0К0		28,53	29,36	30,37	25,15
		N82Р71К82	25 т/га	35,29	33,52	36,67	30,54
		N193Р198К256	40 т/га	39,02	39,43	42,28	32,35
	75х19 см	N0Р0К0		32,40	31,92	33,37	29,93
		N82Р71К82	25 т/га	38,51	41,07	37,68	34,53
		N193Р198К256	40 т/га	41,48	41,03	41,09	37,54
Максим	75х27 см	N0Р0К0		34,26	35,05	38,24	34,07
		N82Р71К82	25 т/га	38,65	40,32	40,99	38,58
		N193Р198К256	40 т/га	43,63	41,38	51,36	40,87
	75х19 см	N0Р0К0		36,66	38,94	39,11	34,87
		N82Р71К82	25 т/га	40,07	46,39	42,62	40,98
		N193Р198К256	40 т/га	46,04	50,16	48,76	42,49
Престиж	75х27 см	N0Р0К0		35,61	35,15	37,05	31,84
		N82Р71К82	25 т/га	38,05	42,78	40,26	36,25
		N193Р198К256	40 т/га	42,37	46,23	45,57	38,80
	75х19 см	N0Р0К0		40,96	37,00	39,79	36,38
		N82Р71К82	25 т/га	43,80	47,80	40,88	40,70
		N193Р198К256	40 т/га	48,48	46,55	51,25	45,69
ТМТД	75х27 см	N0Р0К0		37,73	37,70	38,47	33,34
		N82Р71К82	25 т/га	40,76	40,94	43,44	37,02
		N193Р198К256	40 т/га	45,51	46,24	50,63	45,45
	75х19 см	N0Р0К0		37,84	40,92	39,01	34,92
		N82Р71К82	25 т/га	47,17	45,20	41,79	40,46
		N193Р198К256	40 т/га	47,76	47,35	46,51	48,20
НСР05 = 3,20; НСР05 (А, С) = 0,65; НСР05 (В) = 0,46; НСР05 (D) = 0,57

Литература:

1. Панников В.Д, Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. – М.: Агропромиздат, 1987. – 512с

2. Ничипорович A.A. Фотосинтез и вопросы повышения продуктивности растений // Проблемы фотосинтеза. – М.: Изд-во АН СССР, 1959. – С. 421-433.

3. Формирование числа и массы клубней при различном уровне ассимилятов в растении / В.И. Чиков, Г.А. Саляхова, Г.Ф. Сафиулина, Ф.Ф. Замалиева // Учебные записки Казанского государственного университета. Серия: Естественные науки. – 2009. – Т. 151. – Кн. 1. – С. 164-172.

4. Зыбалов В.С., Ларионова О.А. Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных территорий Челябинской области как основа оптимизации агроэкосистемы // Вестник ЧГАУ. – 2004. – Том 43. – С. 70-74.

5. Зыбалов В.С., Свечников П.Г., Ляшко В.Ф. Агроэкологические аспекты повышения плодородия почв Южного Урала // Вестник ЧГАА. – 2011. – Том 58. – С. 184-187.

6. Агеев А.А. Эффективность использования сидеральных паров на выщелоченном чернозёме в условиях лесостепных агроландшафтов Южного Урала: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Курган, 2007. – 20 с.

7. Вражнов А.В. Оптимизация систем севооборотов и обработки почвы при производстве зерна в условиях Южного Урала // Достижения аграрной науки Урала и пути их реализации: мат. науч.-практ. конф. – Челябинск: ЧНИИСХ, 2005. – С. 37-48.

8. Гаитов Т.А. Влияние удобрений и травосеяния на плодородие почв степных зон Республики Башкортостан // Достижения аграрной науки Урала и пути их реализации: мат. науч.-практ. конф. – Челябинск: ЧНИИСХ, 2005. – С. 228-230.

9. Доронина О.М. Влияние паров на засоренность и урожайность зерновых в звеньях севооборота // Достижения аграрной науки Урала и пути их реализации: мат. науч.-практ. конф. – Челябинск, 2005. – С. 111-117.

10. Зыбалов В.С., Ляшко В.Ф. Экологически ориентированное управление плодородием почв в Челябинской области \\ Земледелие. – 2010. – № 8. – С. 16-17.

11. Постников П.А., Колобов Е.В. Фитосанитарное состояние посевов зерновых культур при применении зеленых удобрений // Достижения сельскохозяйственной науки Урала – агропромышленному комплексу: науч. тр. – Екатеринбург: УралНИИСХ, 2006. – Т. 61. – С. 223-229.

12. Постников П.А., Шестаков П.А. Роль севооборотов в сохранении плодородия почв // Достижения аграрной науки Урала и пути их реализации: мат. науч.-практ. конф. – Челябинск: ЧНИИСХ, 2005. – С. 129-132.

13. Решетников И.П. Окультуривание дерново-подзолистых почв с применением сидерального удобрения в пару под озимую рожь: тр. УралНИИСХ. – Свердловск: УралНИИСХ, 1972. – Т.XI. – С.33-38.

14. Андрианов А.Д., Андрианов Д.А, Алимбаев Ю.М. Предшественники и удобрение раннего картофеля // Картофель и овощи. – 2005. – № 1. – С. 12.

15. Казакбаев Ф.Г. Влияние систем обработки почвы и удобрений на агрофизические свойства черноземных почв на склонах Южного Предуралья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Уфа, 2009. – 22 с.

16. Халиуллин К.З. Сравнительная эффективность севооборотов с различной ротацией и агротехнологиями в предуральской степи Башкортостана // Резервы повышения эффективности агропромышленного производства: мат. науч.-пр. конф. – Уфа: БашНИИСХ, 2004. – С. 161-163.

17. Мингалев С.К., Лаптев В.Р. Влияние многолетних трав и способов их использования на урожайность культур севооборота // Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 6. – С. 4-5.

18. Богряков А.Н. Приемы повышения плодородия черноземов южных в полевых севооборотах степного Предуралья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Оренбург, 2004. – 27 с.

19. Промежуточные культуры – путь повышения эффективности использования природных факторов / А.М. Ленточкин, Е.Д. Лопаткина, Л.А. Лопаткина, О.В. Эсенкулова // Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 5. – С. 4-6.

20. Васильев А.А. Эффективность сидеральных предшественников картофеля в лесостепной зоне Южного Урала // Достижения науки и техник АПК. – 2013. – № 8. – С. 19-22.

21. Роль предшественников в борьбе с ризоктониозом картофеля /А.А. Малюга, Г.А. Маринкина, Д.С. Баранов, В.Г. Васильев // Защита и карантин растений. – 2011. – № 1. С. 28-29.

22. Васильев А.А. Сидеральный пар – эффективный предшественник для картофеля в лесостепной зоне Южного Урала // Вестник Бурятской ГСХА. – 2013. – №. 4. – С. 35-41.

23. Васильев А.А. Влияние сидеральных паров на засоренность и урожайность картофеля в лесостепи Южного Урала // Вестник ЧГАА. – 2013. – Т. 64. – С. 97-101.

24. Ганзин Г.А., Абазов А.Х., Киселев А.И. Сортовая агротехника // Картофель России: в 3 т. / под ред. А.В. Коршунова. – М., 2003. – Т. 2. – С. 201-208.

25. Протравливание семенного картофеля / А.Е. Сердюков, А.С. Воловик, В.И. Седова, К.А. Пшеченков // Картофель и овощи. – 1988. – № 4. – С. 45-47.

26. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта.– М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

27. Васильев А.А. Результаты многофакторных исследований по картофелю в условиях лесостепной зоны Южного Урала // Достижения науки и техники АПК. – 2012. – № 12. – С. 32-35.