WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Удобрение топинамбура при мн о голетнем использовании плантаций

На правах рукописи









Королёва

Юлия Сергеевна

УДОБРЕНИЕ ТОПИНАМБУРА ПРИ МНОГОЛЕТНЕМ

использовании плантаций

Специальности: 06.01.09 – растениеводство

06.01.12 – кормопроизводство и луговодство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Тверь

2009

Работа выполнена на кафедре растениеводства

ФГОУ ВПО "Тверская государственная сельскохозяйственная академия"

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Усанова Зоя Ивановна;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Осербаев Алишер Курбанбаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник

Понажев Владимир Павлович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Лазарев Николай Николаевич

Ведущее предприятие: ФГОУ ДПО «Тверской институт переподготовки и

повышения квалификации кадров АПК»

Защита диссертации состоится 17 декабря 2009 г. в 1000 час.

на заседании диссертационного совета Д 220.063.01 при ФГОУ ВПО

"Тверская государственная сельскохозяйственная академия" по адресу:

170904, г. Тверь, п. Сахарово, ул. Василевского, 7, Тверская ГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА

Автореферат разослан «17» ноября 2009 г.;

помещен на сайте «www. tvgsha.ru» «17» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Петрова А.А.


Общая характеристика работы

Актуальность темы. В последнее время значительно возрос интерес к топинамбуру как ценному растению многостороннего использования, возделывание которого позволяет решать многие проблемы: получения экологически чистых продуктов питания, лечебных препаратов и пищевых добавок, высокопитательных кормов для животных и другой продукции промышленной переработки, а также улучшения экологической обстановки.

Особая значимость топинамбура – в возможности многолетнего использования его посадок и, тем самым, повышении рентабельности производства и значительном удешевлении получаемой продукции, в том числе кормов для всех видов сельскохозяйственных и диких животных, а также птицы.

В разработку вопросов технологии возделывания, переработки и распространения топинамбура большой вклад внесли многие ученые и селекционеры страны: Н.И. Вавилов, И.А. Стебут, С.С. Шаин, Н.Г. Андреев, Г.В. Устименко, З.И. Усанова, Н.М. Пасько, К.А. Варламова, Н.К. Кочнев, В.Н. Зеленков и др.

К числу недостаточно изученных вопросов относится удобрение топинамбура при многолетнем использовании его посадок, позволяющее получать высококачественные дешевые корма, пищевые и другие продукты промышленной переработки применительно к лучшим сортам и различным регионам страны.

Разработка системы удобрения топинамбура при возделывании его на одном месте в течение трех и более лет имеет большое значение при создании крупных сырьевых зон промышленного производства. Данные вопросы недостаточно изучены на дерново-подзолистых почвах Центрального региона России, в том числе в Верхневолжье. Требуют уточнения многие параметры программирования урожайности при многолетнем использовании посадок лучшего сорта клубневого направления – Скороспелка.

Цель исследований - изучить особенности формирования урожайности топинамбура в посадках 1, 2, 3 года пользования при внесении расчетных доз органических и минеральных удобрений, уточнить сроки их внесения; выявить лучшие варианты системы удобрения, обеспечивающие получение наибольших урожаев продукции высокого качества при использовании ее на кормовые цели и для промышленной переработки, уточнить параметры программирования.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Изучить особенности формирования урожайности топинамбура при разных сроках внесения расчетных доз органических и минеральных удобрений в посадках 1, 2 и 3 года пользования.

2. Исследовать фотосинтетическую деятельность растений в различных агроценозах (формирование листовой поверхности, фотосинтетического потенциала агроценоза, накопление сухой биомассы, определение чистой продуктивности фотосинтеза) в посадках разных лет пользования.



3. Изучить особенности водопотребления топинамбура при внесении различных доз органических и минеральных удобрений в посадках 1, 2 и 3 года пользования.

4. Определить структуру урожая и урожайность топинамбура 1-3 года жизни при внесении различных доз органических и минеральных удобрений и их последействии.

5. Изучить качество и кормовую ценность урожая надземной массы и клубней (содержание сахаров, протеина, сухого вещества, кормовых единиц).

6. Выявить корреляционную зависимость конечной продуктивности агроценоза топинамбура от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая.

7. Определить потребление и вынос питательных веществ при внесении расчетных доз органических и минеральных удобрений при использовании посадок в течение трех лет, а также коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений.

8. Рассчитать экономическую эффективность производства топинамбура в посадках 1, 2, 3 года жизни при разных сроках внесения расчетных доз органических и минеральных удобрений и их последействии.

Научная новизна: Впервые в условиях Верхневолжья в трех закладках многофакторного полевого опыта изучены особенности формирования урожайности, фотосинтетической деятельности, водопотребления, минерального питания топинамбура, структуры и качества урожая в посадках 1, 2 и 3 года пользования при разных сроках и расчетных дозах органических и минеральных удобрений; выявлены действительно возможные уровни урожайности, лучшие сроки и дозы внесения органических и минеральных удобрений при 3-х летнем использовании плантаций; действие уменьшенных в 3 раза и последействие полных расчетных доз удобрений; коэффициенты водопотребления, вынос и коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений в разные годы пользования; определены качество и кормовая ценность урожая, экономическая эффективность производства продукции топинамбура в посадках 1, 2 и 3 года пользования.

Практическая значимость результатов исследований заключается в рекомендациях производству уровней действительно возможной урожайности топинамбура, лучших сроков и доз внесения органических и минеральных удобрений при 3-х летнем использовании посадок, обеспечивающих получение с гектара за три года пользования 1452 ц сырой или 364 ц сухой фитомассы, 341 ц кормовых единиц, 124 ц сахара с окупаемостью 1 кг NPK в 1 г.п. 141 кг, 2 г.п. – 190 кг сырой биомассы (ботва + клубни) с высокой рентабельностью производства, соответственно по годам – 436, 2287 и 1622 %, низкой себестоимостью клубней – 187, 42 и 70 руб./ц; уточненных коэффициентов водопотребления, использования питательных веществ из почвы и удобрений при многолетнем использовании плантаций.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований используются в учебном процессе при преподавании курсов «Растениеводство» и «Кормопроизводство» в Тверской ГСХА, внедрены в ООО КФХ "Топинамбур" Осташковского района Тверской области на площади 30 га с экономическим эффектом 960 тыс. руб.


Апробация работы. Материалы диссертации доложены на международных научно-практических конференциях, проходивших в ТГСХА в 2007-2008 годах, на XIV-XVI региональных Каргинских чтениях «Физика, химия и новые технологии» в 2007-2009 годах, Тверь, ТГУ, на Международном симпозиуме «Эколого-популяционный анализ полезных растений: интродукция, воспроизводство, использование», г. Сыктывкар, 2008 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна в рецензируемом журнале «Кормопроизводство».

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 2006-2010 гг., тема 7, № гос. рег. 01.2.007 04617.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 210 страницах, содержит 66 таблиц, 31 рисунок, состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 233 наименования, в том числе 13 на иностранных языках, 27 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития растений топинамбура в посадках 1, 2, 3 года пользования при разных сроках и расчетных дозах органических и минеральных удобрений;

- влияние видов и доз удобрений на водный режим и коэффициенты водопотребления топинамбура в посадках 1, 2, 3 г.п.;

- особенности фотосинтетической деятельности и хода продукционного процесса в растениях сорта Скороспелка в посадках 1-3 г.п. при разных сроках, видах и дозах удобрений;

- продуктивность топинамбура и структура урожая в посадках разных лет пользования в зависимости от сроков внесения расчетных доз органических и минеральных удобрений;

- качество урожая и кормовая ценность ботвы и клубней топинамбура в посадках 1-3 года пользования при разных сроках, дозах внесения органических и минеральных удобрений;

- экономическая эффективность производства топинамбура при 3-х летнем использовании плантаций в зависимости от сроков внесения и доз удобрений.

Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям: заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Усановой Зое Ивановне и кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Осербаеву Алишеру Курбанбаевичу за научно-методическую помощь при выполнении диссертационной работы, а также сотрудникам НИЧ и кафедры растениеводства за содействие в работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Место, условия и методика проведения исследований

Исследования проводили в 2006, 2007 и 2008 годах в 3-х закладках полевых многофакторных опытов, на окультуренной дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене, супесчаной по гранулометрическому составу, осушенной закрытым дренажом, на выводных полях севооборота кафедры растениеводства Тверской ГСХА. Глубина пахотного горизонта 20-22 см, содержание органического вещества (по Тюрину) 2,14 %, Р2О5 185-321 мг и К2О (по Кирсанову) 58-167 мг, N л.г. (по Корнфилду) 64-137 мг в 1 кг почвы, рНсол. 6,52-6,67.

Схема опытов включала 12 вариантов в каждой закладке. Фактор: А – сроки внесения удобрений: 1 - полная расчетная норма удобрения под посадки 1 года, на 2 и 3 год изучается последействие удобрений; 2 - по 1/3 от расчетной нормы в течение трех лет; фактор В - дозы внесения органических и минеральных удобрений на запланированные уровни урожаев в 1 год жизни: по 200, 300, 400 ц/га надземной массы и клубней.

Учетная площадь делянки 1-го порядка 122,4 м2, 2-го – 20,4 м2. Повторность – пятикратная. Объект исследований – лучший для Нечерноземья сорт клубневого направления Скороспелка (авторы Устименко Г.В., Усанова З.И.).

В опыте выполнили все запланированные наблюдения и определения по накоплению урожаев, фотосинтетической деятельности, структуре и качеству урожая, выносу и коэффициентам использования питательных веществ по существующим методикам (И.С. Шатилов, М.К. Каюмов, 1978; А.А. Ничипорович, 1956; М.К. Каюмов, 1989; З.И. Усанова, 2004; Б.А. Доспехов, 1985; ЦИНАО, 2002 и др.). Урожай учитывали осенью путем взвешивания надземной массы и клубней с учетной площади делянки. Урожайные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа по Фишеру (Б.А. Доспехов, 1985). Экономическую эффективность рассчитывали на основе учета затрат по каждому варианту в соответствии с технологической картой. Содержание сырого протеина на абсолютно сухое вещество определяли по ГОСТу 13496, 4-93; сухого вещества по – ГОСТу 27548 – 97; азота – по Кьельдалю (ГОСТ 13496, 4-93 п.2), Р2О5– фотометрическим (ГОСТ 26657 – 97 п.4), К2О – пламенно-фотометрическим (ГОСТ 30504-97 п.4) методами; обменную энергию и переваримый протеин – по методике ЦИНАО, 2002.

В опытах соблюдали рекомендованную технологию возделывания. Предшественник – зерновые культуры. Осенью проводили дисковое лущение и отвальную вспашку, весной – перепашку зяби на 18-20 см, культивацию с боронованием. При закладке плантации посадку проводили в предварительно нарезанные гребни по схеме 70 х 30 см клубнями средней фракции (14-15 мая). Под посадки 2 и 3 года пользования весной проводили сплошную выкопку клубней, культивацию на глубину 10-12 см, внесение удобрений по схеме опыта, формирование гребней культиватором КОН-2,8 ПМ. Уход состоял из одной довсходовой и двух послевсходовых обработок междурядий. На 2 и 3 год при необходимости проводили прореживание. Использовали комплекс машин, применяемых для возделывания картофеля с междурядьями 70 см.

Органические удобрения вносили в виде подстилочного навоза КРС, минеральные – в виде аммиачной селитры, двойного суперфосфата, хлористого калия (электролит). Расчетные дозы минеральных удобрений, в среднем за 3 года, в посадках 1 г.п. составили, в расчете на урожайность: по 200 ц/га зеленой массы и клубней – N98P61K87,; по 300 ц/га – N219P207K208; по 400 ц/га – N339P352K329. В посадках 2 г.п., уменьшенные в 3 раза расчетные дозы минеральных удобрений, в среднем, составили: на урожаи в 200 ц/га – N25P10K16; в 300 ц/га – N65P58K56; в 400 ц/га – N105P107K97. В посадках 3 г.п. дозы удобрений составили соответственно N39P0K24; N79P48K65; N119P97K105. Дозы навоза на урожай по 300 ц/га зеленой массы и клубней – 60 т/га, на 400 ц/га – 90 т/га. Дозы навоза выравнивали с минеральными по содержанию фосфора и калия.

Учет урожая проводили осенью 1-9 октября.

Погодные условия в годы исследований были неодинаковые и отличались от среднемноголетних. За период от посадки до уборки сумма температур в 2006, 2007 и 2008 годах составила соответственно 2252, 2319 и 2067оС и была выше нормы на 210, 295 и 40,2оС, сумма осадков – 438, 312 и 455 мм или 138, 101 и 132% от среднемноголетней нормы. В 2007 г. отмечались засушливые периоды в мае, июне и сентябре, что отрицательно сказалось на накоплении урожаев, особенно надземной массы.


РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Особенности роста и развития растений топинамбура

Прохождение фаз развития топинамбура и продолжительность межфазных периодов в большей степени зависит от хода среднесуточных температур и увлажнения почвы, от года жизни растений и в меньшей – от удобрения. Развитие растений в посадках 2 и 3 года пользования, когда создание агроценоза идет за счет сохранившихся в почве клубней, происходит более быстрыми темпами, чем в 1 год жизни (табл. 1).

Таблица 1 - Даты наступления фаз развития топинамбура в разные годы

Фазы развития растений Время вступления растений в фазу
1 г.п. 2 г.п. 3 г.п.
2006 2007 2008 2007 2008 2008
Посадка (нарезка гребней) 15.05 14.05 14.05 18.05 х) 08.05 х) 08.05 х)
Всходы 5.06 29.05 10.06 27.05 04.06 05.06
Образование столонов 11.07 10.07 01.08 25.06 20.07 20.07
Образование клубней 02.08 27.07 19.08 10.07 4.08 05.08
Бутонизация 07.08 30.07 23.08 23.07 11.08 11.08
Цветение 01.09 1.09 10.09 25.08 26.08 25.08
Уборка 5.10 1.10 09.10 3.10 09.10 09.10

х) нарезка гребней

В сопоставимых условиях (одного и того же года) у растений 2-3 года жизни образование столонов начинается на 6-10 дней, клубней – на 15-17 дней, цветение на 6-16 дней раньше, чем у растений 1 года жизни, а продолжительность периода «цветение-уборка» увеличивается на 9-14 дней, что способствует накоплению более высокого урожая клубней.

Повышенное увлажнение в сочетании с умеренными температурами (2008 г.) замедляет образование столонов на 10-16, цветение на 8-14 дней. Для образования столонов и клубней в посадках 1 г.п. более благоприятна среднесуточная температура воздуха 18,5-18,8оС, в сочетании с повышенным увлажнением, в посадках 2 и 3 г.п. – 16,6-17,6оС.

Рост растений в высоту, побегообразование и облиственность главного побега в значительной мере зависят от сроков, видов и доз удобрений, действие которых проявляется неодинаково в разные годы жизни. Высота растений в 1 год жизни в большей мере увеличивается от внесения полных расчетных доз органических и минеральных удобрений, во 2-ой – от последействия полных доз органических и действия 1/3 доз минеральных, в 3-ий – от ежегодного внесения органических и минеральных удобрений по 1/3 от расчетных доз. Наибольшей высоты в 1 г.п. были растения при внесении NPK в расчете на урожай 400 ц/га (199 см), во 2 г.п. – при действии 1/3 этой дозы (180 см), в 3-ий – 1/3 дозы NPK в расчете на урожай 200 ц/га (227 см).

Наибольшее количество листьев на главном стебле в 1 и 3-ий годы жизни образуется при внесении 1/3 доз удобрений ежегодно, на 2-ой год – при последействии полных доз, а большее количество побегов – от действия и последействия полных доз органических и минеральных удобрений.

В сопоставимых условиях (2008 г.) в 1 год жизни в удобренных посадках образуется 39-45 листьев на главном стебле, во 2-ой – 36 - 42, в 3-ий – 39-47 шт.; побегов соответственно – 1,9-2,7, 2,4-2,8 и 2,7-2,9 шт.

В посадках 2 и 3 года пользования максимум суточных приростов высоты сдвигается на 10 дней, а во влажные прохладные – на 20 дней раньше, чем в посадках 1 г.п.

4. Влагообеспеченность и водопотребление топинамбура

в посадках 1, 2 и 3 года пользования

Нами выявлено, что внесение всех видов удобрений улучшает водный режим в посадках топинамбура 1-3 года пользования. Органические удобрения оказывают большее положительное влияние на этот показатель, чем минеральные, как в год их внесения, так и при последействии во 2 и 3 г.п. Сорт Скороспелка является засухоустойчивым и способен формировать общий урожай биомассы на уровне 400 ц/га в 1 и 2 г.п. при колебании влажности почвы от 20 до 45% от ППВ.

Коэффициенты водопотребления топинамбура сорта Скороспелка – биологические (Кв биол.) и товарные (Кв тов.) уменьшаются при внесении удобрений в 1 г.п., в среднем, в 1,32-1,38 раза, во 2-ой – в 1,32-1,74, в 3-ий – в 1,31-1,43 раза (табл. 2).





Таблица 2 – Биологические (над чертой) и товарные (под чертой)

коэффициенты водопотребления топинамбура, мм/га/ц

Норма удобрения Расчетная доза – на урожай, ц/га 1 год пользования 2 год пользования 3 г.п.
2006 г. 2007 г. 2008 г. в среднем за 3 года 2007 г. 2008 г. в среднем за 2 года 2008 г.
1 раз в 3 года К 510 236 572 212 1129 577 737 342 559 258 1409 712 984 485 1283 722
О-300 412 171 578 201 1010 515 666 296 642 243 1266 588 954 415 1191 623
О-400 292 139 637 235 875 432 601 269 585 221 1140 471 863 346 1085 567
М-200 423 160 581 189 741 432 582 261 514 205 1344 704 929 454 1154 543
М-300 349 160 498 165 816 458 555 261 551 220 1222 641 886 430 1263 611
М-400 367 155 505 176 850 420 574 251 431 199 1055 485 743 342 980 492
В среднем 392 165 562 194 903 465 619 275 547 222 1240 582 893 412 1159 583
1/3 от нормы ежегодно К 487 238 576 220 1236 657 766 372 638 258 1517 704 1077 481 1028 500
О-300 382 174 546 220 1097 562 675 319 457 192 1389 641 923 416 911 457
О-400 390 160 479 205 922 498 597 288 535 204 1297 667 916 436 1148 594
М-200 380 148 500 205 887 562 589 305 423 161 1152 504 788 333 967 534
М-300 412 159 480 204 843 502 578 288 520 205 882 348 701 276 720 342
М-400 449 169 436 162 781 506 555 279 490 208 863 471 676 339 727 405
В среднем 417 170 503 201 961 542 627 304 511 201 1183 525 847 380 917 457

Примечание: здесь и в других таблицах: К – контроль, без удобрения; О-300, 400 - органические удобрения (навоз) на урожай в 300 и 400 ц/га; М-200, 300, 400 – минеральные удобрения на урожай 200, 300, 400 ц/га.

Наименьшим расходом воды на создание единицы сухой фитомассы и клубней отличаются посадки во влажные теплые годы (2006), когда Кв биол., в среднем, составляет 392 - 417, Кв тов. – 165-170 мм/га/ц, в засушливые годы (2007) они увеличиваются в 1,18 и 1,21 раза, во влажные холодные (2008) – в 2,3 и 3,2 раза.

Посадки 2 и 3 г.п. более экономно, чем 1 г.п., расходуют влагу на создание единицы урожая клубней при внесении 1/3 удобрений от расчетных доз. По Кв биол. такой закономерности не выявлено.

5. Фотосинтетическая деятельность растений

в разных агроценозах топинамбура

Формирование площади листьев агроценоза топинамбура в большей степени зависит от тепло- и влагообеспеченности растений и удобрения, чем от года пользования посадок и расчетных доз. Во влажные теплые годы (2006) в удобренных посадках максимальная площадь листьев достигает 92,2 тыс.м2/га, в сухие жаркие (2007) – 73,2, во влажные холодные – 85,4 тыс.м2/га, а в среднем по опыту соответственно 75,2; 47,2 и 52,5 тыс.м2/га. Удобрения увеличивают площадь листьев агроценоза в 1 г.п. в 1,4-1,6 раза (табл. 3), во 2 г.п. в 1,2-1,6; в 3 г.п. в 1,3-1,5 раза. Площадь листьев в период максимума наибольших размеров достигает в 1-ый год при внесении полной расчетной дозы NРК на урожай 400 ц/га (72,2 тыс.м2/га), во 2-ой год, в среднем за 2 года, при последействии расчетной дозы NРК на урожай 300 ц/га (64,7), в 3-ий год (2008) – при после последействии высоких доз органических и минеральных удобрений в расчете на 400 ц/га (49,1 и 49,4), а также при действии 1/3 дозы навоза при ежегодном внесении (49,8 тыс.м2/га).

Таблица 3 - Влияние удобрений на показатели фотосинтетической деятельности топинамбура в посадках 1 г.п., среднее за 3 года

Норма удобрения Расчетная доза – на урожай, ц/га Площадь листьев, тыс. м2/ га ЛФП, млн. м2 х сутки/га Урожай сухой фитомассы, ц/га ЧПФ, г/ м2 х сутки К хоз
максимальная средняя
Полная (1 раз на 3 года) К 46,0 24,4 3,00 92 3,20 0,51
О-300 64,3 31,7 3,90 103 2,80 0,53
О-400 62,5 30,5 3,74 124 3,21 0,51
М-200 51,4 27,3 3,35 109 3,41 0,50
М-300 61,3 30,1 3,69 122 3,04 0,50
М-400 72,7 33,3 4,09 118 2,84 0,52
В среднем 59,7 29,6 3,63 111 3,08 0,51
1/3 от полной (ежегодно) К 45,7 22,9 2,81 92 3,15 0,53
О-300 49,8 27,7 3,40 108 3,20 0,49
О-400 54,8 29,3 3,60 115 3,44 0,49
М-200 62,1 30,9 3,79 115 3,20 0,49
М-300 65,6 32,9 4,04 114 2,73 0,47
М-400 62,9 33,7 4,13 116 3,20 0,48
В среднем 56,8 29,6 3,63 110 3,16 0,48

Средняя за вегетацию площадь листьев, практически, изменяется в той же закономерности, как и максимальная. Нами изучены графики роста площади листьев в разные годы и сроки пользования в зависимости от удобрения. Во влажном теплом 2006 году наибольший урожай надземной массы (339 ц/га) и клубней (449 ц/га) был сформирован при таком графике роста площади листьев, когда на 20 день она достигла 40 тыс.м2/га, на 40-ой – 70, на 60-ый – максимума – 82, на уровне 60 тыс.м2/га она удерживалась более 50 дней, к уборке снизилась до 46 тыс.м2/га.

Листовой фотосинтетический потенциал (ЛФП) агроценоза наибольшей величины достигает в теплые влажные годы (5,2-5,9 млн.м2 х сут./га) с максимумом (7,04) при внесении 1/3 расчетной дозы NРК на урожай 400 ц/га. Удобрения увеличивают ЛФП. В посадках 2 г.п. в сухие годы ЛФП больше (2,87), чем в 1 г.п. (2,43), во влажные – меньше (2,19 и 2,89). На 3 г.п. (2008) ЛФП (2,30) сохраняется на уровне 2 г.п. (2,19 млн.м2хсут./га). Динамика формирования ЛФП в 1 г.п. представлена на рисунке.

 Рис. Формирование ЛФП в течение вегетации в посадках 1 г.п. при-2  Рис. Формирование ЛФП в течение вегетации в посадках 1 г.п. при внесении-3

Рис. Формирование ЛФП в течение вегетации в посадках 1 г.п. при внесении полных расчетных доз (А) и 1/3 от расчетных доз (Б).


Накопление урожая сухой фитомассы (Ус.ф.) и влияние видов расчетных доз удобрений зависит от агрометеорологических условий года. В 1 г.п. в благоприятные годы (2006) наибольший урожай (213 ц/га) формируется при внесении 90 т/га навоза, в сухие жаркие (2007) – 1/3 расчетной нормы NРК на урожай 400 ц/га (130 ц/га), в холодные влажные (2008) – полной нормы NРК на 400 ц/га (79 ц/га). На 2 г.п. в сопоставимых условиях в сухой год Ус.ф. сохраняется на уровне 1 г.п., во влажный и холодный – уменьшается на 13-18 ц/га, на 3 г.п. – остается на уровне 2 г.п. У сорта Скороспелка Ус.ф. при уборке формируется в благоприятные годы на 56-58 %, в сухие на 59-63%, в холодные влажные на 35- 39% за счет клубней.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) изменяется в течение вегетации. В 1 г.п. в благоприятные годы (2006) максимум ЧПФ приходится на период 40-20 дней до уборки, при дефиците влаги сдвигается на более ранние сроки – 20 дней с начала роста клубней, в холодные влажные годы – еще более ранние – 20-40 дней от всходов; во 2 г.п. периоды максимума совпадают с 1 г.п., в 3 г.п. – передвигаются на 20 дней позднее, чем во 2 г.п.

Средняя за вегетацию ЧПФ изменяется по вариантам опыта в менее значительных пределах, чем в течение вегетации. Более высоких показателей она достигает в сухие годы в вариантах с внесением расчетных доз NPK на 400 ц/га (4,34 г/ м2 х сутки) и 1/3 от нее (4,99), что объясняется малыми различиями в накоплении сухой фитомассы и величинами ЛФП.

Растения в посадках 2 и 3 г.п. отличаются более высокой, чем в 1 г.п., ЧПФ, что объясняется накоплением в сухие годы более высокого Ус.ф., во влажные – уменьшением ЛФП.

Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз) у сорта Скороспелка увеличивается в теплые сухие годы (0,62) и уменьшается во влажные холодные (0,36), в первом случае в большей мере при внесении полных расчетных доз NPK, во – втором – органических удобрений. В холодные влажные годы (2008) на 2 и 3 г.п. Кхоз больше, чем в 1 г.п. В 1 г.п. более высоких значений, в среднем за 3 г. Кхоз достигает при внесении 60 т/га навоза и в контроле (0,53).

Нами изучена динамика накопления урожая зеленой массы и клубней в течение вегетации в посадках 1, 2 и 3 г.п. Основные положения по данному вопросу отражены в выводе 10.

6. Урожайность, структура и качество урожая топинамбура

в 1-3 годы пользования посадок

Урожайность топинамбура в большей степени зависит от погодных условий, затем от видов и доз удобрений и в меньшей – от срока пользования посадок (табл. 4). Так, урожай зеленой массы в благоприятном 2006 году в целом по опыту (280 ц/га) был выше, чем в сухом 2007 (116) в 2,41 раза, а урожай клубней (385 ц/га) по сравнению с холодным сырым 2008 годом (126) – в 3,06 раза. От удобрений, в среднем за 3 года, урожай ботвы увеличился (до максимума) в 1,5, клубней в 1,4 раза.

В сопоставимые годы (2007, 2008) урожай ботвы в 1 г.п. (145 ц/га) был лишь на 18 ц/га больше, чем во 2-ой (127), а клубней в 1 г.п. (205 ц/га) на 13 ц/га больше, чем во 2 г.п. (192), что находится в пределах ошибки опыта. В 3 г.п. урожай ботвы и клубней был больше, чем во 2 г.п. По сравнению с 1 г.п. клубней в 3 г.п. получено на 18 ц/га больше, а зеленой массы на 36 ц/га меньше.

Выявлена слабая реакция топинамбура на изменение доз вносимых удобрений. Уменьшение расчетных доз удобрений в 3 раза в 1 г.п. не сопровождается снижением урожайности как в 1, так во 2 и 3 г.п. Так, в 1 г.п. наибольшие прибавки урожая ботвы от удобрений - 72 ц/га (49%) получены в варианте с внесением NPK на 300 ц/га и 1/3 NPK на 400 ц/га - 76 ц/га (52 %), клубней – в тех же вариантах 77 и 76 ц/га (36,3 и 37,2 %).

Навоз обеспечивает получение более высоких прибавок урожая ботвы (на 11-16 %) и меньших прибавок урожая клубней (на 5-12 %), чем минеральные удобрения.

По сумме за 1, 2, 3 г.п. наибольшие и практически равные урожаи сырой биомассы (1424-1452ц/га) при прибавках к контролю 33,9-40,8% получены при действии и последействии 90 т/га навоза и действии ежегодного внесения 1/3 доз минеральных удобрений на урожай 200-400 ц/га. Близкие к запрограммированным уровням урожаи формируются в один год (2006) из трех.

Таблица 4 – Влияние удобрений и сроков пользования посадок на урожайность топинамбура, ц/га (над чертой – зеленая масса, под чертой - клубни)

Норма удобрения (А) Расчетная доза – на урожай, ц/га (В) 1 год пользования 2 год пользования 3 г.п.
2006 2007 2008 в среднем +, ц/га 2007 2008 в среднем +, ц/га 2008 +, ц/га
Полная (1 раз на 3 года) К 192 264 116 266 132 107 147 212 0 0 141 219 100 90 121 155 0 0 107 88 0 0
О-300 264 364 113 281 139 120 172 255 25 73 122 233 106 109 114 171 -7 17 115 102 8 14
О-400 339 449 116 240 154 143 203 277 56 65 144 256 107 136 126 196 5 42 124 112 17 24
М-200 259 388 105 298 231 143 198 276 51 64 144 276 104 91 124 184 4 29 103 117 -4 29
М-300 347 389 97 343 214 135 219 289 72 77 143 257 109 100 126 179 6 24 98 104 -9 16
М-400 300 401 119 320 171 147 197 289 50 77 168 284 122 132 145 208 25 54 103 129 -4 41
В среднем 284 376 111 291 174 133 190 267 51 65 144 254 108 110 126 182 6 28 108 109 1 21
1/3 от полной (ежегодно) К 209 261 106 256 122 94 146 204 0 0 141 219 88 91 115 155 0 0 110 127 0 0
О-300 274 357 108 257 138 110 173 242 27 38 156 294 92 100 124 197 10 42 145 139 35 12
О-400 269 389 142 275 173 124 195 263 49 59 144 277 105 96 125 187 10 32 104 107 -6 -20
М-200 282 421 115 275 191 110 196 269 50 65 145 350 111 127 128 239 14 84 135 119 25 -8
М-300 289 391 126 277 204 123 206 264 60 60 138 276 137 184 138 230 23 75 149 186 39 59
М-400 329 369 129 348 209 122 222 280 76 76 130 272 149 136 140 204 25 49 180 157 70 30
В среднем 275 394 121 300 173 118 190 271 52 67 142 281 114 122 128 202 14 47 137 139 27 12
НСР 05 по А 23,68 24,64 5,85 12,17 7,62 6,17 6,86 10,99 4,52 3,56 5,49 5,73
НСР 05 по В 41,02 42,67 10,14 21,08 13,2 10,69 11,87 19,04 7,84 6,16 9,52 9,93

Структура урожая подтверждает полученные результаты по урожайности. Наибольшая масса клубней с 1 растения, более крупные клубни формируются в благоприятные по тепло- и влагообеспеченности годы (2006), а наибольшее количество клубней на растении – в сухие (2007).

В благоприятные и сухие годы, при внесении полных норм удобрений, число клубней на растении увеличивается при внесении навоза, а в холодные влажные - минеральных удобрений. Уменьшение расчетных доз удобрений в 3 раза снижает число клубней на растении (на 1-2 шт.), но увеличивает их крупность. Наибольшим выходом крупных клубней (по массе) отличаются варианты с внесением навоза. На 2 и 3 г.п. образуется такое же количество клубней на растении, как и в 1 г.п., но в сухие годы уменьшается их масса.

Корреляционный и регрессионный анализы выявили сильные прямые связи конечной продуктивности агроценозов топинамбура с показателями габитуса растений, фотосинтетической деятельности и структуры урожая. Получены надежные уравнения регрессии, которые можно использовать для прогноза и при программировании. Так, уравнение регрессии зависимости урожая ботвы (Уб) от высоты растений (Х1) имеет вид: Уб = 2,16Х1-221,70, при r = 0,92, d = 84,6 %, t 05 = 2,01, t факт = 13,99, F = 4,08, F факт = 195,68. По высоте растений в начале цветения можно спрогнозировать урожайность ботвы.

Урожай клубней находится в тесной связи с числом клубней (Х8) на растении. Уравнение: Ук=21,83Х8-29,99, при r=0,80, d=64%, t05=2,01, tфакт=7,71, F05=4,08, Fфакт=59,49.

Суммарный урожай ботвы и клубней (Усум) находится в наибольшей зависимости от ЛФП (Х5). Уравнение: Усум= 8,81Х5+122,70, при r =0,84, d= 70,6%, t05 = 2,01, t факт =9,09, F05= 4,08, Fфакт = 82,55.

В холодные сырые годы увеличивается связь урожая клубней в 1 г.п. с ЛФП (r = 0,82), во 2 г.п. с К хоз (r = 0,84). Во 2 г.п. в сухие годы повышается зависимость У сух. фит., клубней, ботвы с ЧПФ (r = 0,67-0,69).

Качество и кормовая ценность урожая зависят от содержания многих питательных веществ, в том числе сахаров, сырого и переваримого протеина, сухого вещества, обменной энергии, макро и микроэлементов.

Нами выявлено существенное влияние на эти показатели условий года, удобрений и срока пользования посадок. Внесение удобрений улучшает качество урожая и качество корма из ботвы и клубней топинамбура.

Облиственность растений от удобрений в большей мере увеличивается в холодные влажные годы: в 1г.п. с 30,0-35,2% в контроле до 41-44% при внесении 90 т/га навоза и 1/3 NPK на урожай 300 ц/га; во 2 г.п. с 32-40,0 в К до 36,0-48,0 в варианте М-400 и 1/3 М-400; в 3 г.п. с 33,0 - 44,0 в К до 51 и 50,0 % в вар. М-300 и 1/3 М-300.

Содержание сухого вещества в ботве и клубнях (СВ) в меньшей мере зависит от видов, доз, сроков внесения удобрений и пользования посадок. Наибольшее количество СВ содержится в посадках 2 г.п. в вар. 1/3 М-300, соответственно 32,2 и 25,2%. В среднем по опыту в разные годы содержание СВ в ботве колебалось от 25,0 до 36,0%, в клубнях от 19,4 до 25,0%.

Содержание сахаров (РСВ) в клубнях, как правило, увеличивается при внесение удобрений. Наибольшее количество РСВ в клубнях содержалось при внесении 1/3 дозы NPK на урожай 300 ц/га: в 1 г.п. – 18,3; во 2 г.п. – 19,02; в 3 г.п. – 21,9%. В среднем и в сопоставимые годы количество РСВ возрастает с увеличением срока пользования с 1 г.п. (17,20-17,52) до 2 г. (20,18-20,20) и 3 г. (20,77-21,3 %). Наибольший выход сахара в 1 г.п. обеспечило внесение NPK в расчете на урожай 400 ц/га (40,38 ц/га), во 2 -ой и 3 -ий – NPK на 300 ц/га (42,36 и 40,73 ц/га), прибавки к контролю составили соответственно 35,7; 60,7 и 67,1 %.

Содержание сырого протеина (СП) в зеленой массе и клубнях увеличивается при внесении удобрений. В большей мере оно возрастает в клубнях в 1 г.п. при внесении самой высокой дозы NPK (13,88), во 2 и 3 г.п. – 1/3 этой дозы (9,90 и 10,5 %); в ботве во все годы пользования – 1/3 NPK на урожай 400 ц/га (1 г – 7,05; 2г. – 6,5; 3г. – 6,38% в СВ). Максимальный выход СП с гектара обеспечивает: в 1 г.п. внесение полной дозы NPK на 400 ц/га (9,03 ц), во 2 и 3 г.п. – 1/3 этой дозы (7,65 и 7,2 ц). Клубни в этих вариантах отличаются более высоким содержанием переваримого протеина, соответственно 9,71; 6,93 и 7,35%.

Количество обменной энергии (ОЭ) близкое к нормативным показателям для КРС (12,3 МДж/кг) накапливается в клубнях в посадках 1 г.п. при внесении полной дозы NPK на 400 ц/га (12,9 МД/кг), 2 и 3 г.п. – 1/3 этой дозы (12,1 и 12,3 МДж/кг). Максимум ОЭ в клубнях накопилось в этих вариантах в 2008 г. (13,2 МДж/кг).

Сбор кормовые единиц с гектара (КЕ) с урожаем ботвы и клубней возрастает при внесении удобрений (до максимума): в 1 г.п. (2006-2008 гг.) – с 83,9 (К) до 118,4 ц (М-300) и 81,5 (К) до 116,6 ц (1/3М-400); во 2 г.п. (2007-2008гг.) – с 63,9 (К) до 82,5 (М-400) и с 62,8 (К) до 86,5 ц (1/3 М-300); в 3 г.п. (2008) – с 44,5 (К) до 54,0 ц (после последействие О-400). Максимальный сбор КЕ с гектара получен в 2006 г (183,4 ц) при внесении 90 т/га навоза (вар. О-400).

Фосфор является важным элементом, улучшающим качество корма. Большее количество P2O5 в СВ зеленой массы накапливается: в 1 г.п. в вариантах с внесением навоза 30 (0,49 %) и 90 т/га (0,48), в клубнях – полной дозы NPK (0,87%) и 30 т/га навоза (0,84%); во 2 г.п. – в зеленой массе при последействии 90 т/га навоза (0,42) и действия 30 т/га навоза (0,44%), в клубнях – при последействии полной нормы NPK (0,81%); в 3 г.п. – в зеленой массе в варианте с последействием 90 т/га навоза (0,67) и действии 1/3 NPK (0,65%), в клубнях – при действии 1/3 NPK на 400 ц/га (0,98%).

Топинамбур содержит большое количество калия в ботве и клубнях. Наибольшее количество K2O в 1 г.п. накапливается в зеленой массе и клубнях при внесении 90 т/га навоза (2,47 и 3,09%); во 2 г.п. в зеленой массе при последействии 90 т/га навоза (2,28%), в клубнях при ежегодном внесении 30 т/га навоза (2,99%); в 3 г.п. в зеленой массе при последействии 90 т/га навоза (2,39%), в клубнях – в неудобренных посадках (3,29%).

7. Потребление элементов минерального питания

Содержание элементов минерального питания в ботве и клубнях зависит от погодных условий, видов и доз удобрений, а также сроков пользования посадок. Количество N, P2O5, K2O в ботве и клубнях увеличивается во влажные годы. В клубнях азота, фосфора и калия содержится в 1г.п. в 1,5-1,9-1,63 раза; во 2 г.п. в 1,4-1,8-1,5 раза больше, чем в ботве.

В посадках 1 г.п. внесение полных норм минеральных удобрений способствует увеличению N-P-K в клубнях в 2,3-1,2-1,05 раза. При удобрении навозом в полной норме (90 т/га) происходит увеличение в 1,2 раза азота в клубнях и небольшие (на 0,03 и 0,2 %) снижения калия по сравнению с 1/3 нормы (30 т/га).

Во 2 г.п. наличие азота и фосфора в ботве и клубнях, в сравнении с 1 г.п. уменьшается на 0,3-0,13 и 0,05-0,01 %, а калия в клубнях уменьшается на 0,11%, в ботве увеличивается на 0,09%.

На 3 г.п. содержание азота в ботве и клубнях снижается, а фосфора и калия увеличивается по отношению ко 2 г.п.

Вынос с урожаем питательных веществ увеличивается по сравнению с контролем (до макс. значения): N – в 2,3 (1 г.п.) – 2,2 (2 г.п.) – 3,0 (3 г.п.), фосфора соответственно в 1,5-1,3-2,34 раза, калия – в 1,33-1,62-1,96 раза (табл. 5). В среднем, с увеличением срока пользования вынос элементов питания с гектара уменьшается.

Более экономным расходом азота и фосфора на создание единицы урожая в 1 г.п. отличаются растения в контроле (4,1 и 2,5 кг/т), калия в варианте 1/3 М-400 (9,2 кг/т); во 2 г.п. меньший расход N-P-K отмечен в варианте с последействием 90 т/га навоза (3,0-2,1-9,9 кг/т); в 3 г.п. – азота при после последействии 90 т/га навоза (3,3 кг/т), фосфора – при ежегодном внесении 30 т/га навоза (3,2 кг), калия – при после последействии высокой дозы NPK (12,8 кг/т).

Наиболее близкий к расчетному вынос N-P-K (7,2-2,9-9,7) в 1 г.п. получен в вар. с внесением NPK на 400 ц/га – 6,8-2,8-10,2. Растения в посадках 2 г.п. отличаются меньшим потреблением N-P-K на единицу урожая, что объясняется снижением содержания питательных веществ в органах растений, а также повышением урожайности в отдельных вариантах.

Коэффициенты использования (Ки) питательных веществ из почвы в 1 г.п. выше, чем во 2 и 3 г.п. Топинамбур отличается повышенным Ки K2O из почвы; в 1 г.п. он равен 60,6 %. В 1 и 2 г.п. Ки P2O5 и K2O близки к рекомендуемым для супесчаных дерново-подзолистых почв.

Таблица 5 – Вынос и коэффициенты использования NPK из почвы и удобрений

Год пользования ххх) Вариант Вынос, кг/га Вынос на 1 т клубней и соответствующего количество ботвы, кг Коэффициенты использования из почвых) и удобрений, %
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
1г.п. К 62,0 39,1 182,5 4,1 2,5 10,6 23,4х) 5,9 х) 60,6 х)
О-400 83,4 50,4 221,2 4,8 2,9 12,1 7,1 13,1 16,5
М-400 114,4 54,4 207,2 6,8 2,8 10,2 26,8 4,5 9,3
1/3О-400 94,5 56,8 242,5 5,5 3,4 12,9 32,4 56,4 62,4
1/3М-400 111,2 59,3 208,2 5,8 3,1 9,2 47,8 16,5 33,2
В среднем 99,1 52,0 212,3 5,4 2,9 11,0 28,5 22,6 30,4
2г.п. К 54,4 40,4 145,8 3,8 2,7 10,1 20,1 х) 5,4 х) 29,2 х)
О-400 57,6 38,4 189,4 3,0 2,1 9,9 1,15 9,1 19,2
М-400 84,2 52,1 235,8 4,2 2,6 11,2 13,1 3,9 33,8
1/3О-400 66,1 43,8 201,0 3,8 2,7 11,8 11,8 12,4 51,8
1/3М-400 122,2 54,0 215,6 6,5 2,9 11,0 65,3 11,8 72,1
В среднем 76,9 45,7 197,2 4,3 2,6 10,8 22,8 9,3 44,2
3г.п. К 37,7 29,1 118,3 4,3 3,3 13,5 15,8 х) 2,8 х) 43,0 х)
О-400 37,1 42,0 151,7 3,3 3,8 13,5 0,2 10,2 10,4
М-400 55,1 50,0 165,7 4,3 3,9 12,8 9,3 7,7 33,4
1/3О-400 45,9 33,7 144,1 4,3 3,2 13,5 8,0 16,6 33,1
1/3М-400 115,2 69,8 233,2 7,3 4,4 14,9 64,9 42,0 98,6
В среднем 58,2 44,9 162,7 4,7 3,7 13,6 20,6 19,1 54,6

Примечание: х) Ки из почвы

хх) 1 и 2 г.п. – в среднем за 2007-2008 гг., 3 г.п. – 2008 г.

ххх) на 2 и 3 г.п. вар. О - 400, М - 400 – последействие полных расчетных норм удобрений, внесенных в 2006 г.

Ки из удобрений при внесении полных норм значительно ниже рекомендуемых. Особенно плохо использовались питательные вещества из навоза, как при действии полных норм, так и при их последействии. Снижение полных доз органических и минеральных удобрений в 3 раза существенно повышает Ки NPK.

Ближе к рекомендуемым коэффициенты использования N, P2O5, K2O получены при внесении 1/3 расчетной нормы минеральных удобрений во 2 г.п. – 65-12-72%.

8. Экономическая эффективность производства топинамбура

в 1, 2, 3 годы использования плантации

Выявлена высокая экономическая эффективность производства топинамбура при возделывании его 2 и 3 года на одном месте. Средняя цена реализации клубней за 2006-2008 гг. составила 10 руб./кг. В стоимости урожая мы не учитывали доходы от ботвы, все производственные затраты отнесены на урожай клубней. Удобрения повышают все показатели экономической эффективности, несмотря на рост производственных затрат. В 1 г.п. наибольший условно чистый доход (УЧД) с гектара обеспечило внесение NPK на урожай 300 ц/га (227,2 тыс. руб.) и 1/3 NPK на 400 ц/га (224,2 тыс. руб.), более высокий уровень рентабельности (441,7 %) и наименьшую себестоимость клубней 184,61 руб./ ц – 1/3 органических удобрений на 400 ц/га. На 2 г.п., в сопоставимые годы, производственные затраты снижаются при последействии удобрений в 7,4, действий 1/3 норм в 3,9 раза, УЧД возрастает соответственно на 13,4 и 28,9 %, рентабельность производства в 8,4 и 5,4 раза. На 3 г.п., в сопоставимый 2008 год, при ежегодном внесении 1/3 норм удобрений УЧД возрастает на 94,1 %, уровень рентабельности производства в 9,9 раза, себестоимость клубней снижается в 5,4 раза, а производственные затраты – в 4,6 раза по сравнению с 1 г.п.. На 2 г.п. и 3 г.п. более выгодным является последействие удобрений, чем действие 1/3 их норм при ежегодном внесении.

УЧД на 2 г.п. более высоким был при внесении 1/3 NPK на урожай 200 ц/га (228,5 тыс. руб./ га), на 3 г.п. – 1/3 NPK на урожай 300 ц/га (211,08 тыс. руб./ га); уровень рентабельности на 2 г.п. – при последействии 90 т/га навоза (2315%), на 3 г.п. – при последействии NPK на урожай 400 ц/га (2135%). Себестоимость клубней в лучших вариантах снизилась с 214 руб./ц в 1 г.п. до 42 руб./ц во 2 г.п.

Основные выводы

  1. В условиях Верхневолжья топинамбур сорта Скороспелка является экономически выгодной культурой, обеспечивающей получение с гектара без удобрений свыше 35,0 т/га биомассы. При внесении умеренных их доз (90 кг NPK) накапливает в сумме за 3 года пользования 145,2 т/га биомассы (36,9 т/га корм. ед.), в том числе 89,0 т/га клубней, и обеспечивает получение в среднем за год свыше 250 тыс. руб./ га условно чистого дохода с уровнем рентабельности производства свыше 1700%.
  2. Развитие растений топинамбура в большей степени зависит от тепло- и влагообеспеченности растений, года жизни, чем от доз внесения удобрений. Повышенное увлажнение в сочетании с умеренными температурами замедляет образование столонов на 10-16, цветение на 8-14 дней. У растений 2-3 года жизни образование столонов начинается на 6-10 дней, клубней – на 15-17 дней, цветение – на 6-16 дней раньше, чем у растений 1 года жизни, а продолжительность периода «цветение - уборка» увеличивается на 9-14 дней, что создает предпосылки для накопления более высокого урожая клубней.
  3. Действие расчетных доз удобрений на габитус растений проявляется неодинаково в разные годы жизни. Высота растений в 1-ый год жизни в большей мере увеличивается от внесения полных расчетных доз, во 2-ой год – от последействия полных доз органических и действия 1/3 доз минеральных, в 3-ий – от ежегодного удобрений по 1/3 от расчетных доз.

Наибольшее количество листьев на главном стебле в 1 и 3-ий годы жизни образуется при внесении 1/3 доз удобрений ежегодно, на 2-ой год – при последействии полных доз, а наибольшее количество побегов – от действия и последействия полных доз органических и минеральных удобрений.

  1. Внесение всех видов удобрений, как правило, улучшает водный режим растений в посадках топинамбура 1-3 года пользования. Топинамбур сорта Скороспелка способен формировать в условиях засушливых лет урожай биомассы на удобренных фонах на уровне 400 ц/га при колебании влажности почвы от 20 до 45 % от ППВ. Внесение навоза в дозах 60 и 90 т/га во все годы заметно улучшает водный режим в посадках топинамбура 1, 2, 3 года пользования.
  2. Наименьшим расходом воды на создание единицы урожая клубней и сухой фитомассы отличаются посадки топинамбура во влажные теплые годы, когда товарный коэффициент водопотребления (Кв тов.) в среднем составляет 165-170, а Кв биологический – 392-416 мм/га/ц.

Посадки 2 и 3 года более экономно, чем 1 г.п., расходуют воду на создание единицы товарной продукции при ежегодном внесении 1/3 нормы удобрений. Удобрение топинамбура снижает Кв тов. в 1 г.п. в 1,33-1,36 раза, во 2 г.п. в 1,42 - 1,74, в 3 г.п. в 1,46 – 1,47 раза. Наименьшие товарные Кв в посадках 1 г.п. (251 мм/га/ц) получены при внесении расчетной дозы NPK на урожай 400 ц/га, в посадках 2 г.п. (276) – 1/3 NPK на урожай в 300 ц/га.

  1. Максимальная площадь листьев топинамбура наибольших значений достигает в удобренных посадках во влажные теплые годы – 92,2 тыс.м2/ га, в сухие жаркие она снижается до 73,2, во влажные холодные – 85,4, тыс.м2/ га, при показателях в среднем по опыту соответственно 75,2; 47,2 и 52,5 тыс. м2/ га. Удобрения увеличивают площадь листьев агроценоза в 1 г.п. в 1,4 – 1,6, во 2 г.п. в 1,2 – 1,6, в 3 г.п. в 1,3-1,5 раза. Преимущество в посадках 1 г.п. имеет внесение полной расчетной дозы NPK на урожай в 400 ц/га, во 2 г.п. – последействие расчетной дозы NPK на урожай 300 ц/га.
  2. Топинамбур независимо от условий года формирует мощный листовой фотосинтетический потенциал (ЛФП), наибольшей величины он достигает в теплые влажные годы (в среднем 5,2 – 5,9 млн. м2 х сутки/га) с максимумом (7,07 млн. м2 х сутки/га) в варианте с внесением 1/3 расчетной дозы NPK на урожай 400 ц/га.

Увеличение мощности ЛФП не всегда сопровождается ростом общего урожая биомассы. Более высокие урожаи биомассы, в среднем за 3 года, в 1 год пользования (502-508 ц/га) он накапливает при ЛФП в 3,7-4,1 млн. м2 х сутки/га, а во 2-ой год (366-368 ц/га) – в 2,6-2,7 млн. м2 х сутки/га.

  1. Наибольший урожай сухой фитомассы в нормальные по тепло- и влагообеспеченности годы в посадках 1г.п. (213 ц/га) формируется при внесении полной нормы навоза в расчете на урожай биомассы 800 ц/га; в сухие теплые годы – 1/3 расчетной дозы NPK на урожай 800 ц/га (130 ц/га); в холодные и влажные – полной нормы NPK в расчете на урожай биомассы 400 ц/га. На 2-ой год пользования, в засушливый год урожай сухой фитомассы сохраняется на уровне 1 г.п., в холодный и влажный – уменьшается на 13-18 ц/га; на 3-ий год - остается на уровне 2 г.п.

Дефицит влаги в неудобренных посадках приводит к снижению урожая сухой массы на 18,8-23,4%, недостаток тепла при избытке влаги – на 54,9-60,9%. Внесение органических и минеральных удобрений повышает урожайность топинамбура на 30-35%, но не снижает потери урожая фитомассы за счет неблагоприятных погодных условий.

Конечный урожай сухой фитомассы в неудобренных вариантах формируется в благоприятные годы на 56-58 %, в сухие на 59-63 %, в холодные и влажные на 35-39 % за счет клубней. Удобрение топинамбура слабо влияет на этот показатель.

  1. Внесение полных расчетных доз удобрений увеличивают ЧПФ в сравнении с 1/3 их доз в благоприятные годы и незначительно снижает ее при дефиците влаги в теплые и холодные годы с повышенным увлажнением. Средняя за вегетацию ЧПФ более высоких значений – 4,34 г/м2 х сутки при полной норме и 4,99 г/м2 х сутки при 1/3 нормы удобрений достигает в теплые и сухие годы (2007).

Посадки 2 и 3 г.п. отличаются более высокими, чем 1 г.п., показателями ЧПФ, в сухие годы - за счет накопления более высокого урожая сухой фитомассы, во влажные холодные - вследствие уменьшения ФПП.

  1. Кхоз у сорта Скороспелка наибольших значений (0,62) достигает в теплые сухие годы, наименьших (0,36) - во влажные холодные. В теплые сухие годы положительное влияние на Кхоз оказывает внесение полных расчетных доз NPK, а в холодные – органических удобрений. Увеличение Кхоз в посадках 2 и 3 г.п. наблюдается в холодные влажные годы.
  2. Максимальные приросты урожая зеленой массы в 1 год пользования в нормальные годы приходятся на период 60-80-ый день после всходов, в холодные годы они сдвигаются на 10, сухие теплые – на 20 дней позднее; максимальные приросты клубней во все годы вегетации и пользования приходятся на последние 20 дней до уборки (третья декада сентября – первая декада октября).

Удобрение топинамбура увеличивает суточные приросты урожая ботвы и клубней, но, как правило, не сдвигает их максимумы. Уменьшение в 3 раза расчетных доз как органических, так и минеральных удобрений не сопровождаются, в среднем за 3 года, снижением массы ботвы одного растения и незначительно уменьшает массу клубней (на 5%).

  1. Близкие к запрограммированным урожаи ботвы и клубней в 1 год пользования формируются в благоприятные годы (2006). В такие годы некоторое преимущество по влиянию на урожай имеют органические удобрения. В теплые годы при дефиците осадков и в холодные влажные сбор общей биомассы с гектара топинамбура уменьшается соответственно на 38 и 54%.

Топинамбур слабо реагирует на изменение доз вносимых органических и минеральных удобрений. Уменьшение расчетных доз удобрений в 3 раза в 1 год пользования не сопровождается снижением урожайности.

Наибольшие урожаи и прибавки урожая от удобрений в 1 г.п. получены: ботвы от внесения полной дозы NPK в расчете на урожай 300 ц/га (219 ц/га и 49%) и от внесения 1/3 дозы NPK в расчете на 400 ц/га ( 222 ц/га и 52%); клубней – в тех же вариантах: при внесении полной нормы NPK - 289 ц/га и 36,3%, 1/3 нормы – 280 ц/га и 37,2%. Прибавки урожая ботвы от внесения навоза в этих вариантах на 11-16%, клубней на 5-12% ниже, чем от минеральных удобрений.

В сумме за 1, 2, 3 годы пользования (2006, 2007, 2008 гг.) наибольшие и практически равные сборы биомассы с гектара (1424, 1452, 1429 и 1437 ц) и прибавки к контролю обеспечило действие и последействие 90 т/га навоза (40,8%), а также действие 1/3 доз NPK, рассчитанных на урожайность – 200, 300 и 400 ц/га (36,0; 33,9 и 34,7%).

  1. Выявлена сильная корреляционная зависимость конечной продуктивности агроценоза топинамбура от показателей фотосинтетической деятельности растений и элементов структуры урожая. Урожай сухой фитомассы находится в более тесной связи с ЛФП (r = 0,72) и массой клубней с 1 растения (r = 0,81); урожай клубней – с ЛФП (r = 0,63), числом клубней (r = 0,80) и массой клубней с 1 растения (r = 0,84); урожай ботвы – с высотой растений (r = 0,92), средней площадью листьев и ЛФП (r = 0,88); общий урожай биомассы с гектара – со средней площадью листьев и ЛФП (r = 0,83 и 0,84). В холодные и влажные годы (2008) усиливается связь урожая клубней в 1 г.п. с ЛФП (r = 0,82), а во 2 г.п. – с К хоз (r = 0,84). Во 2 г.п. в сухие годы повышается зависимость урожаев сухой фитомассы, клубней и ботвы с ЧПФ (r = 0,69; 0,67; 0,59).
  2. Наибольшая масса клубней с 1 растения, более крупные клубни формируются в благоприятные по тепло- и влагообеспеченности годы, а наибольшее количество клубней на растении – в сухие теплые годы.

В благоприятные и сухие годы большее количество клубней образуется при внесении навоза, а в холодные - минеральных удобрений в расчете на урожай 300 ц/га. Уменьшение расчетных доз удобрений в 3 раза снижает число клубней на растении на 1-2 шт., но несколько увеличивает крупность клубней.

Наибольшим выходом крупных клубней (по массе) отличаются варианты с внесением навоза, преимущественно в сухие теплые и влажные холодные годы. На 2 и 3 год пользования образуется такое же количество клубней на растении, как и в 1 г.п., но в сухие годы уменьшается крупность клубней.

  1. Возделывание топинамбура сорта Скороспелка обеспечивает получение большого количества высококачественного корма (118,4 ц/га КЕ) с содержанием сырого протеина в СВ ботвы при уборке в лучших вариантах до 7,06 %, в СВ клубней до 13,88 %. Максимальный выход сырого протеина с гектара обеспечивает в 1 г.п. внесение высокой дозы NPK (9,03 ц/га), во 2 и 3 г.п. – 1/3 этой дозы (7,65 и 7,20 ц/га).

Близкая к нормативным показателям и выше его ОЭ в клубнях накапливается в 1 г.п. при внесении полной высокой дозы NPK (12,9 МДж/кг), во 2 и 3 г.п. – 1/3 этой дозы (12,1 и 12,3 МДж).

В 1 г.п. наибольшее количество сахаров в клубнях содержится при внесении NPK на урожай 200 ц/га (17,11 %) и 1/3 NPK на урожай 300 ц/га (18,6 %). Возделывание топинамбура 2 и 3 год на одном месте увеличивает количество сахаров на 0,57-1,65 %.

  1. Внесение удобрений увеличивают вынос элементов питания с урожаем (до максимума): азота в 2,3 (1 г.п.) – 2,2 (2 г.п.) – 3,0 (3 г.п.) раза, соответственно фосфора – в 1,5 – 1,34 – 2,34 раза, калия – в 1,33 – 1,62 – 1,96 раза.

Наиболее экономным расходом азота и фосфора на единицу урожая в посадках 1 г.п. отличаются растения в контроле: N – 4,1; P2O5 – 2,5 кг/т, а K2O – при внесении 1/3 дозы NPK –9,2 кг/т. Близкий к расчетному вынос N-P-K (7,2-2,9-9,7 кг/т) на единицу урожая в 1 г.п. получен: азота – при внесении NPK на 400 ц/га (6,8 кг), P2O5– 90 т/га навоза (2,9 кг), K2O – 1/3 нормы NPK (9,2 кг).

В посадках 2 г.п. растения отличаются меньшим расходом NPK на создание единицы урожая.

  1. Топинамбур отличается повышенным использованием калия из почвы. В посадках 1 г.п. Kи K2O составляет 60,63%, 2 г.п. – 29,19 %. Ки азота почвы в 1 г.п. – 23,41, во 2 г.п. – 20,14%, P2O5 соответственно – 5,95 и 5,45%.

Внесение полных расчетных доз органических и минеральных удобрений существенно снижает коэффициенты их использования. Ближе к рекомендуемым Ки из удобрений при внесении 1/3 расчетной дозы N-P-K – 65-12-72%.

  1. Возделывание топинамбура сорта Скороспелка в условиях Верхневолжья экономически выгодно. Оно позволяет получать с гектара в 1г.п., в среднем, до 227 тыс. руб. УЧД с уровнем рентабельности 368% и себестоимостью клубней 214 руб./ц, во 2 г.п. (в худшие по погодным условиям годы) – УЧД 228,5 тыс. руб. с уровнем рентабельности 2287 %, себестоимостью клубней 42 руб./ц, в 3 г.п. – соответственно 211 руб./га, 1742% и 65 руб./ц.

На 2 и 3 г.п. при ежегодном внесении 1/3 доз удобрений производственные затраты снижаются в 3,9 и 4,6 раза, УЧД возрастает на 28,9 и 94,1%, рентабельность – в 5,4 и 9,9 раза, себестоимость клубней уменьшается в 5,4 раза. На 2 г.п. более выгодным является последействие удобрений, чем ежегодное внесение 1/3 их норм.

Предложения производству

  1. В условиях Верхневолжья топинамбур целесообразно выращивать на одном месте не менее 3-х лет, что позволяет получать на 2 и 3 г.п. в сопоставимые годы урожаи ботвы и клубней близкие с урожаями 1 г.п., в 4-7 раз снизить производственные затраты в лучших вариантах удобрений, увеличить УЧД на 29-94%, рентабельность производства в 5,4-9,9 раза.
  2. В целях экономии затрат на удобрения, получения экологически чистой продукции целесообразно вносить 1 раз на 3 года 90 т/га навоза или ежегодно 1/3 расчетной дозы минеральных удобрений на урожай 200 ц/га (N33P20K29), что позволяет получать в сумме за 3 года более высокие сборы биомассы с гектара (ботва + клубни), не менее 1437-1452 ц, выход кормовых единиц – 341 ц/га, более высокий УЧД – 765 тыс. руб./ га со средним уровнем рентабельности 1709%. При этом сохраняется высокая кормовая ценность получаемой продукции.
  3. С целью повышения сахаристости клубней и увеличения содержания белка в надземной массе рекомендуется вносить по 1/3 дозы минеральных удобрений ежегодно, рассчитанной на получение по 300 ц/га ботвы и клубней с гектара (N73P69K69).
  4. При программировании урожайности целесообразно использовать товарные коэффициенты водопотребления на уровне 300, биологические 600 мм/га/ ц, коэффициенты использования N-P2O5-K2O из почвы – 20-5-44, из удобрений – 60-20-70 %.


Список опубликованных работ

Публикация в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

  1. Усанова, З.И. Влияние удобрений на формирование урожайности и качества урожая топинамбура первого и второго года жизни / З.И. Усанова, А.К. Осербаев, Ю.С. Королева // Кормопроизводство.- 2009. - №4. - С.16-18.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций:

  1. Осербаев, А.К. Удобрения топинамбура при многолетнем использовании плантации / А.К. Осербаев, Ю.С. Королева // Топинамбур и другие инулиносодержащие растения – проблемы возделывания и использования / Матер. 6-й междун. науч.-практ. конф. - Тверь: ТГСХА, 2006. – С. 68-74.
  2. Королева, Ю.С. Влияние удобрений на урожайность топинамбура сорта Скороспелка при многолетнем использовании плантации / Ю.С. Королева // XIV Региональные Каргинские чтения «Физика, химия, новые технологии». – Тверь: ТГУ, 2007.- С. 29.
  3. Королева, Ю.С. Влияние различных доз удобрений на продуктивность топинамбура первого года жизни сорта Скороспелка при многолетнем использовании плантации/ Королева, Ю.С., Осербаев, А.К. // Стабилизация производства и развитие агропромышленного комплекса региона на основе внедрения инновационных технологий / Матер. Межд. науч.-практ. конф. – Тверь: ТГСХА, 2007. - С. 47-49.
  4. Королева, Ю.С. Удобрения топинамбура при многолетнем использовании плантации / Ю.С. Королева // XV Региональные Каргинские чтения «Физика, химия, новые технологии». - Тверь: – ТГУ, 2008. - С. 44.
  5. Усанова, З.И. Влияние удобрений на продуктивность топинамбура сорта Скороспелка в условиях Верхневолжья / Усанова З.И., Осербаев А.К., Королева Ю.С. // Эколого-популяционный анализ полезных растений: интродукция, воспроизводство, использование / Материалы докладов X Международного симпозиума. - Сыктывкар, 2008. - С. 209-211.
  6. Королева, Ю.С. Влияние удобрений на формирование запрограммированных урожаев топинамбура в условиях Верхневолжья / Ю.С. Королева // Материалы III Всеросийской научно-практ. конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2008.-С. 71-73.
  7. Усанова, З.И. Сравнительная характеристика урожайности топинамбура первого и второго года пользования в зависимости от доз удобрений / З.И.Усанова, А.К. Осербаев, Ю.С. Королева // Проблемы аграрной науки и образования / Мат. Межд. науч.-практ. конф., Тверь: «Агросфера» Тверской ГСХА, 2008. - Ч. 1. - С. 37-39.
  8. Королёва, Ю.С. Многолетнее использование плантаций топинамбура при внесении различных доз удобрений/ Ю.С. Королева // XV Региональные Каргинские чтения «Физика, химия, новые технологии».- Тверь: ТГУ - 2009. - С. 49.
  9. Усанова, З.И. Получение запрограммированных урожаев топинамбура в условиях Верхневолжья при многолетнем возделывании / З.И.Усанова, Ю.С. Королева, А.К. Осербаев // Современные технологии агропромышленного производства / Мат. Межд. науч.-практ. конф. - Тверь: «Агросфера» Тверской ГСХА, 2009.- Ч. 1.- С. 32-35.


 





<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.