Влияние азотных удобрений, регуляторов роста и приемов обработки почвы на урожайность и качество клубней картофеля
На правах рукописи
Черных Антонина Сергеевна
ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ, РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ
Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва – 2013
Работа выполнена на кафедре растениеводства и луговых экосистем
ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева»
| Научный руководитель: | Шитикова Александра Васильевна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент |
| Официальные оппоненты: | Коршунов Александр Васильевич член-корреспондент РАСХН, доктор с.-х. наук, профессор, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха, главный научный сотрудник отдела агрохимии и биохимии Баженова Светлана Сергеевна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева», доцент кафедры селекции и семеноводства полевых культур |
| Ведущая организация: | ГНУ Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка» |
Защита диссертации состоится 19 ноября 2013 г. в 1430 час. на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.15, тел./факс: 8 (499) 976-24-92.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ имени Н.И. Железнова ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева»
Автореферат разослан «18» октября 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета 
Лазарев Н.Н.
- Общая характеристика работы
Актуальность темы. Картофель является одной из важнейших продовольственных культур. Россия является основным производителем картофеля в мире, занимая второе место по площади, третье – по валовому сбору и одно из последних мест – по урожайности (ФАО, 2012). Основными причинами этого являются несбалансированное минеральное питание и болезни картофеля.
В настоящее время остро стоит проблема более полной реализации биологического потенциала картофеля путем внедрения элементов биологизации его возделывания, базирующейся на максимальном использовании адаптивного и продуктивного потенциала возделываемых сортов, рационального применения удобрений, регуляторов роста, средств защиты растений от вредителей и болезней.
Важное значение для повышения его продуктивности и качества имеет изучение реакции картофеля на уровень питания, отзывчивость на регуляторы роста с учетом их адаптивности, пластичности, стабильности. Выявление наиболее эффективных из них и определение оптимальных условий их использования является важной задачей в растениеводстве (Н.Н. Малеванная, 2007; А.Н. Постников, 2006).
Цель и задачи исследований. Цель - обосновать дозы внесения различных форм азотных удобрений на почвах с различными по интенсивности и характеру воздействия приемами основной обработки, оценить эффективность применения регуляторов роста на формирование высоких урожаев картофеля и качественные характеристики продукции применительно к дерново – подзолистым почвам.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
- выявить влияние систем основной обработки почвы, форм и доз азотных удобрений и применения регуляторов роста на формирование фотосинтетического аппарата, морфобиологические показатели картофеля и ход продукционного процесса;
- научно обосновать оптимальные дозы различных форм азотных удобрений, применяемых в качестве корневых подкормок, обеспечивающих максимальную продуктивность при разработке технологии возделывания картофеля;
- оценить эффективность применения некорневых подкормок растений картофеля азотными удобрениями различных форм и определить их оптимальные концентрации для применения по вегетирующим растениям;
- изучить особенности формирования урожая, основных компонентов его структуры и показателей качества клубней в зависимости от агротехнических приемов возделывания картофеля;
- дать оценку экономической эффективности изучаемых приемов возделывания картофеля.
Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России в многофакторных полевых опытах на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве проведены исследования, направленные на изучение влияния различных форм и доз азотных удобрений и регуляторов роста на рост, развитие, параметры фотосинтетической деятельности, товарную и семенную продуктивность посадок и качество клубней.
В результате исследований выявлена роль азотных удобрений и регуляторов роста, внесенных по вегетирующим растениям в формировании наиболее продуктивных посадок картофеля.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований выбраны экологически безопасные формы и определены оптимальные дозы азотных удобрений, а также установлены наиболее эффективные регуляторы роста для обработки растений картофеля во время вегетации, позволяющие улучшить рост, развитие, параметры фотосинтетической деятельности, товарную и семенную продуктивность посадок и качество клубней. Это позволило получить урожайность клубней от применения подкормок мочевиной в дозе N30 порядка 30 т/га (на 14,5 % выше контроля), от применения регулятора роста Эпин-экстра - 27 т/га (на 15,9 % выше контроля), от применения для некорневой подкормки 1% раствора аммиачной селитры - 28 та (на 22% выше контроля).
Разработаны практические рекомендации по эффективному применению корневых и некорневых подкормок азотными удобрениями и обработок регуляторами роста вегетирующих растений картофеля.
Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований внедрены и прошли производственную проверку в ООО «Искра» Плавского района Тульской области на площади 40 га с суммарным экономическим эффектом 114,98 тыс. руб.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской научной конференции «Биостимуляторы в медицине и сельском хозяйстве», г. Уфа, БашГУ, 2011 г.; Международной научно – практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК на территориях загрязненных радионуклидами», г. Брянск, Брянская ГСХА, 2011 г.; Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, г. Москва, РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, 2011, 2012 гг.; Международной научной заочной конференции «Естественнонаучные вопросы технических и сельскохозяйственных исследований», г. Москва, 2012 г.; Международной научно – практической конференции «Решение проблем развития предприятий: роль научных исследований», г. Краснодар, 2012 г.; Х Международной научно – практической конференции «Наука в современном мире», г. Таганрог, Центр научной мысли, 2012 г.; XI Международной заочной научно – практической конференции «Инновации в науке», г. Новосибирск, Сибирская ассоциация консультантов, 2012 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 165 страницах, содержит 40 таблиц, 2 рисунка, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 218 источников, в том числе 29 зарубежной литературы, 5 приложений.
Основные положения, выносимые на защиту:
- закономерности формирования фотосинтетического аппарата, морфобиологических показателей растений картофеля при разных дозах азотных корневых и некорневых подкормок и нормах регуляторов роста в различных по тепло- и влагообеспеченности условиях;
- параметры формирования урожая и его структурных компонентов при разных уровнях природного и антропогенного воздействия на биоценозы;
- влияние систем основной обработки почвы, форм удобрений и применения регуляторов роста на формирование фотосинтетического аппарата, морфобиологические показатели картофеля;
- научно-обоснованы экологически безопасные формы и оптимальные дозы азотных удобрений, применяемых в качестве подкормок и обеспечивающих максимальную реализацию продуктивности среднераннего сорта картофеля;
- показатели экономической эффективности применения азотных удобрений и регуляторов роста при разных по интенсивности технологиях возделывания картофеля;
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры растениеводства и луговых экосистем и коллективу Полевой опытной станции за содействие в проведении исследований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2. Условия и методика проведения исследований
Комплексные исследования по изучению влияния регуляторов роста и подкормок азотными удобрениями на фоне разных систем обработки на продуктивность картофеля проводили в многофакторных полевых опытах в 2011-2013 гг. на Полевой опытной станции в Центре точного земледелия РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. Почва - хорошо окультуренная дерново – подзолистая среднесуглинистая со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса – 2,61-2,70 %; подвижного Р2О5 – 145,0-180,5 мг/кг; обменного К2О – 86,0-120,0 мг/кг; рНkcl – 4,8-5,0.
Объект исследований – среднеранний сорт картофеля Невский (ЗАО «Всеволжская селекционная станция»). Повторность каждого опыта четырехкратная, расположение вариантов – рендомизированное. Площадь опытной делянки 25 м2. Для посадки использовался элитный семенной материал. Предшественник – озимая пшеница с пожнивным посевом горчицы на сидерат.
Метеорологические условия за годы исследований были следующими: за вегетационный период 2011 года осадков выпало 233 мм (81,5% от нормы), средняя температура воздуха за вегетационный период составила 19,1 0С при норме 15,6 0С. В 2012 году средняя температура воздуха за вегетацию была 17,9 0С, осадков выпало 294 мм (102,8 % от нормы). В 2013 году осадков выпало на 23,4 % больше нормы, температура воздуха была выше нормы на 3,1 0С.
Агротехника возделывания картофеля включала: предпосадочную обработку почвы - фрезерование на глубину 10-12 см (John Deere 6920 + Amazone КЕ 303); посадку в оптимальные сроки, при достижении физической спелости почвы (II декада мая); схема посадки 75х23 см (John Deere 6920 + Grimme GL 34T); гребнеобразование через 3 недели после посадки (John Deere 6920 + Grimme GF 75-4). Защита растений включала: протравливание клубней во время посадки (инсектицид Актара (0,6 кг/га) + фунгицид Максим (1,6 л/га)); гербициды Зенкор техно (1 л/га) и Зенкор (1 кг/га); фунгициды Танос (0,6 кг/га), Ридомил Голд МЦ (2,5 кг/га), Ревус (0,6 л/га), Инфинито (1,5 л/га), Ширлан (0,4 л/га); инсектицид Актара (0,125 кг/га). Десикация проводилась за 2 недели до уборки Реглоном супер (2,2 л/га). Уборка учетных делянок проводилась вручную.
Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением многовариантных полевых опытов. За годы исследований выполнены следующие опыты:
Опыт 1. Влияние систем основной обработки почвы, форм и доз азотных удобрений на продуктивность картофеля и качество клубней.
Фактор А – прием обработки почвы: А1 – отвальная обработка почвы (вспашка на глубину 20-22 см оборотным плугом Eur Opal); А2 – минимальная обработка почвы (дискование на 12-14 см навесным дисковым культиватором Pegasus).
Фактор Б – форма азотных удобрений: Б1 – без удобрений (контроль); Б2 – мочевина; Б3 – аммиачная селитра; Б4 – кальциевая селитра; Б5 – сульфат аммония.
Фактор С – доза удобрений: С1 – 30 кг/га N; С2 – 60 кг/га N; С3 – 90 кг/га N.
Подкормку азотными удобрениями проводили в фазу полных всходов.
Опыт 2. Определение оптимальной концентрации растворов азотных удобрений для некорневой подкормки картофеля.
Фактор А – форма азотных удобрений: А1 – без удобрений (контроль); А2 – мочевина; А3 – аммиачная селитра; А4 – кальциевая селитра; А5 – сульфат аммония.
Фактор Б – концентрация рабочего раствора : Б1 – 1% раствор; Б2 – 2 % раствор; Б3 – 3 % раствор; Б4 – 4 % раствор.
Некорневую подкормку проводили однократно в фазу бутонизации. Расход рабочей жидкости - 300 л/га.
Опыт 3. Влияние физиологически активных соединений на продуктивность картофеля.
Фактор А – регуляторы роста: А1 – обработка водой (контроль); А2 – Эпин - экстра (60 мл/га); А3 – Циркон (30 мл/га); А4 – ОберегЪ (60 мл/га); А5 – НВ 101 (30 мл/га); А6 – Иммуноцитофит (75 г/га); А7 – Альбит (60 г/га); А8 – Рибав – экстра (30 мл/га); А9 – Феровит (225 мл/га); А10 – Энергия (15 г/га);А11 – Крезацин (40 мл/га).
Обработку проводили однократно в фазу бутонизации, с использованием норм препаратов, рекомендованных оригинаторами. Расход рабочей жидкости - 300 л/га.
Методы исследований. Для решения поставленных задач нами использовались общепринятые методы полевых и лабораторных исследований по культуре картофеля (НИИКХ, 1967) и статистической обработки данных (Б.А. Доспехов, 1979).
Программа исследований включала: определение содержания гумуса - ГОСТ 26213-91; величины рН солевой вытяжки почвы - по ГОСТ 26483-85; подвижного фосфора - по ГОСТ 26207-91; обменного калия - по ГОСТ 26207-91; гидролитической кислотности - по ГОСТ 26212-94. Фенологические наблюдения проводили согласно методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985); определение уровня азотного питания растений картофеля по содержанию хлорофилла в листьях непосредственно в поле, с помощью портативного прибора N-tester YARA; индекса NDVI - с помощью сенсорного датчика GreenSeeker RT 200, работающего в режиме реального времени; площади листьев - на фотопланиметре Li-3100; продуктивность фотосинтеза - по А. А. Ничипоровичу (1961); содержание сухого вещества и крахмала в клубнях проводили по ГОСТ 16932-93, а физико-химических показателей клубней - по соответствующим методикам: влажность – по ГОСТ Р 52838-2007; массовая доля сухого вещества - ГОСТ Р 52838-2007; массовая доля сырой золы - ГОСТ 26226-95; белок - по Барнштейну; массовая доля азота - ГОСТ 13496.4-84 (п.3); массовая доля фосфора - ГОСТ 26657-97 (п.2.2); массовая доля калия - ГОСТ 30504-97; массовая доля кальция - ГОСТ 26570-95; нитраты - ГОСТ 13496.19-93. Урожайность учитывали сплошным методом и подвергали статистической обработке методом дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов и программ Straz и Statistika.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. Особенности фотосинтетической деятельности и формирование урожая картофеля в зависимости от систем обработки почвы и уровня азотного питания
Удовлетворение потребности растений в азотном питании на ранних этапах развития картофеля способствует быстрому формированию вегетативных органов, интенсивному фотосинтезу и дает возможность продуктивнее использовать запасы почвенной влаги на формирование урожая (Д.Н. Прянишников, 1945; А.В. Коршунов, 2006; Д.А. Кореньков, 1982).
Установлено, что высота растений картофеля в меньшей степени зависела от приема обработки почвы и в большей степени - от подкормок азотными удобрениями: применение мочевины в дозе N30-90 при отвальной обработке почвы повысило высоту растений картофеля на 2 – 3 см по сравнению с контролем (таблица 1).
Применение в наших исследованиях подкормок азотными удобрениями также оказало влияние на густоту стеблестоя картофеля, которая в среднем за 3 года колебалась от 182 до 216 тыс. штук/га. Максимальная стеблеобразующая способность растений была отмечена при минимальной обработке почвы в вариантах с применением мочевины и кальциевой селитры в дозе N60 – 216,3 и 215,3 тыс. штук стеблей/га соответственно.
Увеличение доз кальциевой селитры до 90 кг/га N снижало стеблеобразующую способность растений картофеля на 9 – 12 % по сравнению с вариантом без удобрений.
3.1. Формирование ассимиляционного аппарата растений под действием изучаемых агроприемов
Условия минерального питания оказывают влияние на функционирование фотосинтетического аппарата (Б.А. Писарев, 1977), в тоже время не всегда положительное.
Проведенные исследования позволили установить, что из изучаемых форм азотных удобрений наиболее заметное влияние на увеличение содержания хлорофилла в листьях оказало применение аммиачной формы. Сульфат аммония во всех дозах увеличивал содержание этого показателя на 9,3 – 10,6 % по сравнению с контролем.
Азотные подкормки оказали определенное действие на формирование надземной биомассы растений картофеля в опыте, что привело к более раннему смыканию ботвы в междурядьях, особенно в вариантах с применением сульфата аммония в дозе N30 (NDVI - 0,85). Вследствие этого, листья среднего яруса испытывали недостаток света, что явилось причиной ослабления и нарушения процесса ассимиляции растениями углекислоты воздуха и замедления темпов формирования урожая.
Установлено влияние систем обработки почвы и уровня азотного питания на увеличение площади листьев картофеля. В среднем за три года исследований она изменялась от 30,1 до 32,7 тыс. м2/га на отвальной обработке и от 28,5 до 31,6 тыс. м2/га – на минимальной. Близкая к оптимальной, площадь листьев при отвальной обработке отмечена в вариантах с использованием для подкормки сульфата аммония в дозах N60-90 (32,7 и 32,1 тыс. м2/га соответственно).
Таблица 1 - Показатели фотосинтетической деятельности растений картофеля
(среднее за 2011-2013 гг.)
| № п/п | Вариант | Высота растений, см | Густота стеблестоя, тыс. штук/га | Площадь листьев, тыс.м2/га | ФПП, млн. м2дней/га | NDVI (увядание) | Содержание хлорофилла (увядание) | Получено клубней на 1 тыс. ед. ФПП, кг | ||||||||
| О. о.* | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | |||
| 1 | Контроль | 32,7 | 31,8 | 191,0 | 191,3 | 30,3 | 29,7 | 1,77 | 1,74 | 0,77 | 0,79 | 548 | 541 | 11,0 | 8,8 | |
| 2 | N30 | Мочевина | 35,4 | 30,4 | 197,0 | 191,7 | 31,4 | 28,5 | 1,83 | 1,67 | 0,78 | 0,81 | 562 | 547 | 12,9 | 10,0 |
| 3 | Аммиачная селитра | 32,4 | 29,6 | 203,0 | 207,0 | 31,1 | 28,8 | 1,83 | 1,69 | 0,83 | 0,83 | 532 | 559 | 9,1 | 8,8 | |
| 4 | Кальциевая селитра | 33,2 | 30,1 | 199,7 | 198,7 | 31,9 | 31,2 | 1,86 | 1,83 | 0,82 | 0,79 | 563 | 539 | 12,8 | 8,9 | |
| 5 | Сульфат аммония | 32,2 | 32,9 | 208,3 | 193,3 | 31,4 | 31,6 | 1,83 | 1,85 | 0,85 | 0,78 | 600 | 597 | 8,9 | 9,2 | |
| 6 | N60 | Мочевина | 34,3 | 29,5 | 202,0 | 216,3 | 30,4 | 29,0 | 1,78 | 1,70 | 0,77 | 0,81 | 568 | 541 | 12,4 | 11,3 |
| 7 | Аммиачная селитра | 33,6 | 30,0 | 192,3 | 189,7 | 30,3 | 28,6 | 1,78 | 1,67 | 0,81 | 0,81 | 532 | 534 | 10,1 | 9,8 | |
| 8 | Кальциевая селитра | 32,2 | 30,9 | 211,7 | 215,3 | 30,6 | 31,0 | 1,91 | 1,82 | 0,80 | 0,78 | 538 | 552 | 11,5 | 9,5 | |
| 9 | Сульфат аммония | 31,1 | 32,8 | 182,0 | 192,3 | 32,7 | 29,7 | 1,78 | 1,75 | 0,85 | 0,82 | 606 | 594 | 8,1 | 9,5 | |
| 10 | N90 | Мочевина | 34,2 | 30,3 | 207,0 | 212,0 | 31,5 | 30,0 | 1,84 | 1,75 | 0,81 | 0,81 | 572 | 570 | 10,0 | 9,8 |
| 11 | Аммиачная селитра | 32,9 | 32,2 | 200,3 | 199,0 | 30,1 | 29,9 | 1,76 | 1,75 | 0,79 | 0,83 | 546 | 557 | 11,4 | 9,7 | |
| 12 | Кальциевая селитра | 32,2 | 28,0 | 188,7 | 190,3 | 31,3 | 30,8 | 1,87 | 1,80 | 0,82 | 0,76 | 557 | 551 | 11,6 | 10,7 | |
| 13 | Сульфат аммония | 31,7 | 32,7 | 207,0 | 206,0 | 32,1 | 29,4 | 1,83 | 1,72 | 0,84 | 0,83 | 599 | 597 | 8,7 | 9,2 | |
| НСР05 | 1,53 | 1,54 | 11,07 | 11,10 | 1,78 | 1,70 | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,05 | 32,06 | 32,00 | 0,61 | 0,55 | ||
*О.о. – отвальная обработка почвы
М.о. – минимальная обработка почвы
Максимального уровня ассимиляционного (фотосинтетического) потенциала посевы достигают при оптимальном обеспечении необходимым количеством углекислоты, воды и элементов минерального питания (П.И. Альсмик, 1979).
Исследованиями установлено, что наиболее оптимальные условия для фотосинтетической деятельности посадок сложились в вариантах с применением для подкормки в фазу полных всходов сульфата аммония в дозах N60 (1,91 млн. м2дней/га) и N90 (1,87 млн. м2дней/га) при отвальной обработке почвы и сульфата аммония в дозе N30 (1,85 млн. м2дней/га) при минимальной обработке. Применение для подкормки аммиачной селитры в дозе N60 резко снижало этот показатель на 0,07 млн. м2дней/га по сравнению с контролем.
Коэффициент хозяйственной эффективности, как показатель доли использования накопленных в результате фотосинтеза ассимилянтов для формирования основной продукции зависел от форм и доз применения азотных подкормок, определенных интенсивностью обработок (таблица 2).
Таблица 2 - Продуктивность стеблестоя картофеля в среднем за 3 года
| № п/п | Вариант | Масса ботвы, т/га | Масса клубней, т/га | Масса клубней/ масса ботвы | К хоз | |||||
| О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | |||
| 1 | Контроль | 17,4 | 14,4 | 26,2 | 23,2 | 1,5 | 1,6 | 0,60 | 0,62 | |
| 2 | N30 | Мочевина | 16,8 | 16,7 | 30,0 | 23,9 | 1,8 | 1,4 | 0,64 | 0,59 |
| 3 | Аммиачная селитра | 19,4 | 14,7 | 24,8 | 22,9 | 1,2 | 1,5 | 0,55 | 0,60 | |
| 4 | Кальциевая селитра | 14,0 | 15,7 | 28,4 | 22,6 | 1,7 | 1,4 | 0,63 | 0,59 | |
| 5 | Сульфат аммония | 16,8 | 18,7 | 21,6 | 22,5 | 1,3 | 1,2 | 0,56 | 0,55 | |
| 6 | N60 | Мочевина | 19,5 | 17,2 | 28,5 | 25,3 | 1,5 | 1,5 | 0,59 | 0,60 |
| 7 | Аммиачная селитра | 15,8 | 16,5 | 25,7 | 22,2 | 1,6 | 1,3 | 0,62 | 0,57 | |
| 8 | Кальциевая селитра | 16,2 | 15,0 | 27,9 | 23,2 | 1,7 | 1,5 | 0,63 | 0,61 | |
| 9 | Сульфат аммония | 14,5 | 14,8 | 22,0 | 22,8 | 1,5 | 1,5 | 0,60 | 0,61 | |
| 10 | N90 | Мочевина | 17,7 | 17,8 | 25,7 | 23,9 | 1,5 | 1,3 | 0,59 | 0,57 |
| 11 | Аммиачная селитра | 17,1 | 15,8 | 26,8 | 23,2 | 1,6 | 1,5 | 0,61 | 0,59 | |
| 12 | Кальциевая селитра | 16,3 | 14,9 | 27,0 | 24,9 | 1,7 | 1,7 | 0,62 | 0,62 | |
| 13 | Сульфат аммония | 15,1 | 19,8 | 23,6 | 23,1 | 1,6 | 1,2 | 0,61 | 0,54 | |
| НСР05 | 0,92 | 0,91 | 1,49 | 1,36 | 0,09 | 0,08 | 0,03 | 0,03 | ||
Максимальные значения коэффициента хозяйственной эффективности фотосинтеза были отмечены в вариантах с применением для подкормки мочевины при отвальной (0,64) и кальциевой селитры при минимальной (0,62) обработке почвы. Это свидетельствует о том, что в данных вариантах сложились наиболее благоприятные условия для формирования биомассы растений и клубней, что также согласуется с данными других исследователей (Тектониди и др., 1985; Карманов и др., 1988; Анспок, 1990; Постников, 2006; Коршунов, 2006).
3.2. Формирование урожая и качества клубней картофеля
Урожайность - основной показатель, отражающий эффективность тех или иных факторов, приемов. Исследованиями установлено влияние систем обработки почвы и уровня азотного питания на динамику формирования и прирост массы клубней картофеля сорта Невский. Наиболее интенсивные приросты массы клубней картофеля в период от цветения до уборки отмечались в вариантах отвальной обработки при применении мочевины в дозе N30 (8,39 г/сутки), а на минимальной - при внесении кальциевой селитры в дозе N90 (7,31 г/сутки).
В течение трех лет исследований наиболее низкие урожаи картофеля (11,8 – 19,2 т/га) получены в 2011 году, что объясняется тем, что в течение вегетационного периода отмечался недостаток осадков (233 мм, при норме 286 мм), температура воздуха была выше средней многолетней на 3,5 0С. Более благоприятными для возделывания картофеля были 2012 и 2013 гг. За вегетационные периоды этих лет сумма положительных температур составила 2199 и 2299 0С соответственно, что на 283,7 и 384,0 0С выше нормы. Количество осадков составило 294,0 (2012 г.) и 352,8 мм (2013 г.) - на 8,0 и 66,8 мм больше среднемноголетнего показателя. Наблюдалась неравномерность выпадения осадков в течение вегетационного периода, что оказало влияние на рост и развитие растений картофеля. Результатом этого в 2012 году была урожайность клубней картофеля на уровне 15,7 – 36,2 т/га, а в 2013 – на уровне 31,0 – 39,5 т/га.
Применение подкормок азотными удобрениями на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в условиях Центрального района Нечерноземной зоны обеспечивало прибавку урожая от 1,5 до 3,8 т/га на отвальной обработке почвы и от 1,0 до 2,1 т/га – на минимальной в зависимости от условий тепло – и влагообеспеченности вегетационного периода (таблица 3). Применение отвальной обработки почвы, превосходство которой над минимальной проявилось в формировании благоприятного агрофизического состояния почвы, характеризующегося более высокими показателями влажности, воздухообмена и меньшей плотностью сложения, позволило получить прибавку урожая порядка 3 т/га в среднем за 3 года.
Наиболее высокая урожайность при отвальной обработке почвы - 30,0 т/га получена в варианте, где для подкормки использовалась мочевина в дозе N30, а на минимальной - 25,3 т/га – в варианте с применением мочевины в дозе N60. В тоже время применение сульфата аммония во всех дозах снижало урожайность на 3,0 – 4,0 т/га, особенно заметно его негативное действие на формирование клубней проявилось в вариантах с отвальной обработкой почвы.
Таблица 3 - Урожайность картофеля, т/га
| № п/п | Вариант | 2011 год | 2012 год | 2013 год | Среднее за 3 года | |||||
| О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | |||
| 1 | Контроль | 11,8 | 14,8 | 31,6 | 23,1 | 35,2 | 31,6 | 26,2 | 23,2 | |
| 2 | N30 | Мочевина | 17,6 | 13,9 | 32,8 | 23,0 | 39,5 | 34,8 | 30,0 | 23,9 |
| 3 | Аммиачная селитра | 15,4 | 18,6 | 20,3 | 15,5 | 35,7 | 31,6 | 24,8 | 22,9 | |
| 4 | Кальциевая селитра | 12,1 | 16,9 | 36,2 | 19,1 | 37,0 | 31,8 | 28,4 | 22,6 | |
| 5 | Сульфат аммония | 14,4 | 14,9 | 15,7 | 21,5 | 34,8 | 31,0 | 21,6 | 22,5 | |
| 6 | N60 | Мочевина | 14,9 | 19,5 | 32,4 | 22,5 | 38,3 | 34,0 | 28,5 | 25,3 |
| 7 | Аммиачная селитра | 16,3 | 19,0 | 23,6 | 17,2 | 37,0 | 30,4 | 25,7 | 22,2 | |
| 8 | Кальциевая селитра | 12,3 | 18,3 | 34,7 | 19,1 | 36,5 | 32,3 | 27,9 | 23,2 | |
| 9 | Сульфат аммония | 14,8 | 16,3 | 16,4 | 21,2 | 34,8 | 31,0 | 22,0 | 22,8 | |
| 10 | N90 | Мочевина | 13,4 | 15,9 | 26,0 | 22,0 | 37,8 | 33,7 | 25,7 | 23,9 |
| 11 | Аммиачная селитра | 18,7 | 16,0 | 24,5 | 21,2 | 37,1 | 32,5 | 26,8 | 23,2 | |
| 12 | Кальциевая селитра | 12,8 | 19,2 | 32,0 | 22,0 | 36,1 | 33,4 | 27,0 | 24,9 | |
| 13 | Сульфат аммония | 16,0 | 14,0 | 19,7 | 22,6 | 35,0 | 32,6 | 23,6 | 23,1 | |
| НСР05 | 0,83 | 0,97 | 1,52 | 1,18 | 2,08 | 1,84 | 1,48 | 1,33 | ||
Важно отметить, что эффективность различных форм азотных удобрений при их равных дозах зависела от агрометеорологических условий вегетационных периодов. Так, в условиях засушливого 2011 года наиболее эффективным было применение аммиачно - нитратной формы азотных удобрений - аммиачной селитры, в то время как в достаточно увлажненные годы (2012, 2013 гг.) - амидной и нитратной форм (мочевина и кальциевая селитра).
Установлено, что из применяемых форм азотных удобрений наиболее значительно повышало содержание семенной фракции применение для подкормки при отвальной обработке мочевины в дозе N90 – 58,8% от общего количества клубней и использование кальциевой селитры в дозе N60 - 55,7 % от общего количества при минимальной (таблица 4). Это позволяет определить технологическую направленность возделывания картофеля.
Таблица 4 - Влияние удобрений на формирование клубней картофеля,
штук/куст (2011-2013 гг.)
| № п/п | Вариант | 2011 год | 2012 год | 2013 год | Среднее за 3 года | |||||
| О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | |||
| 1 | Контроль | 10,0/3,0 | 11,0/4,9 | 14,0/7,0 | 14,6/5,0 | 13,9/4,0 | 10,3/3,3 | 11,6/4,7 | 12,0/4,4 | |
| 2 | N30 | Мочевина | 10,1/6,2 | 9,3/4,4 | 11,8/3,8 | 10,6/4,8 | 13,9/7,3 | 8,0/3,0 | 11,9/5,7 | 9,3/4,1 |
| 3 | Аммиачная селитра | 10,6/6,0 | 12,4/4,7 | 6,8/3,4 | 8,2/2,8 | 12,4/5,7 | 6,0/1,0 | 9,9/5,0 | 8,9/2,9 | |
| 4 | Кальциевая селитра | 8,7/3,3 | 10,6/6,7 | 14,6/7,0 | 9,6/4,8 | 9,3/5,0 | 6,7/1,3 | 10,9/5,1 | 9,0/4,3 | |
| 5 | Сульфат аммония | 9,6/5,2 | 12,6/6,8 | 8,2/3,4 | 7,8/2,6 | 9,3/6,3 | 9,4/4,4 | 9,0/5,0 | 9,9/4,6 | |
| 6 | N60 | Мочевина | 10,4/3,9 | 10,9/5,4 | 11,2/5,4 | 9,4/3,2 | 6,0/2,0 | 10,0/4,7 | 9,2/3,7 | 10,1/4,4 |
| 7 | Аммиачная селитра | 11,2/6,6 | 12,2/5,8 | 11,2/5,4 | 9,8/4,8 | 10,3/5,0 | 6,3/2,0 | 10,9/5,7 | 9,4/4,2 | |
| 8 | Кальциевая селитра | 7,7/2,5 | 11,2/5,6 | 12,6/8,2 | 11,4/5,6 | 9,3/6,3 | 6,6/2,0 | 9,9/5,6 | 9,7/5,4 | |
| 9 | Сульфат аммония | 9,5/4,8 | 9,6/5,0 | 8,6/4,2 | 10,0/6,0 | 9,4/4,4 | 8,0/3,0 | 9,2/4,4 | 9,2/4,7 | |
| 10 | N90 | Мочевина | 7,5/4,1 | 9,1/4,6 | 9,8/4,4 | 12,6/6,4 | 8,3/3,6 | 11,0/5,0 | 8,5/5,0 | 10,9/5,3 |
| 11 | Аммиачная селитра | 10,1/5,8 | 9,2/4,2 | 7,0/2,0 | 9,2/5,0 | 15,0/6,0 | 8,9/2,3 | 10,7/4,6 | 9,1/3,8 | |
| 12 | Кальциевая селитра | 10,8/4,3 | 10,2/5,0 | 12,8/6,0 | 14,0/5,0 | 12,3/7,3 | 9,4/4,4 | 12,0/5,9 | 11,2/4,8 | |
| 13 | Сульфат аммония | 7,9/3,8 | 7,1/4,1 | 7,8/5,2 | 11,4/3,8 | 10,0/4,7 | 9,3/6,3 | 8,6/4,5 | 9,3/4,7 | |
* в числителе – общее количество клубней; в знаменателе – количество семенной фракции
Одним из показателей при оценке качества клубней картофеля является содержание крахмала (А.С. Вечер, 1973).
Результаты исследований показали, что в среднем за 3 года исследований содержание крахмала в клубнях картофеля изменялось под действием азотных удобрений, применяемых в качестве подкормок, от 11,3 до 12,7%, в меньшей степени зависело от доз и в большей от форм используемых удобрений. Наибольшее содержание крахмала к уборке отмечалось в клубнях, в вариантах с применением для подкормки сульфата аммония в дозе N60 – 12,7% (таблица 5).
Важной задачей при разработке технологии возделывания картофеля является получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции, основным критерием оценки которой является содержание нитратов в клубнях картофеля, в большей степени зависящее от доз вносимых удобрений и в меньшей степени от их форм (А.В. Коршунов, 2003).
Из форм применяемых удобрений экологически безопасными при дозах внесения N30 и N60 при отвальной и минимальной обработке являлись мочевина, аммиачная селитра и сульфат аммония.
Таблица 5 – Содержание крахмала и нитратов в клубнях картофеля, среднее за 3 года
| № п/п | Вариант | Крахмалистость, % | NO3-, мг/кг (ПДК -250 мг/кг сырой массы) | |||
| О. о. | М. о. | О. о. | М. о. | |||
| 1 | Контроль | 11,8 | 11,4 | 217 | 206 | |
| 2 | N30 | Мочевина | 11,6 | 11,3 | 216 | 205 |
| 3 | Аммиачная селитра | 12,4 | 12,0 | 212 | 201 | |
| 4 | Кальциевая селитра | 12,0 | 11,6 | 360 | 342 | |
| 5 | Сульфат аммония | 12,4 | 12,0 | 217 | 206 | |
| 6 | N60 | Мочевина | 11,1 | 10,8 | 241 | 229 |
| 7 | Аммиачная селитра | 12,0 | 11,6 | 227 | 216 | |
| 8 | Кальциевая селитра | 11,2 | 10,9 | 394 | 374 | |
| 9 | Сульфат аммония | 12,7 | 12,3 | 243 | 231 | |
| 10 | N90 | Мочевина | 12,1 | 11,7 | 279 | 265 |
| 11 | Аммиачная селитра | 12,1 | 11,7 | 427 | 406 | |
| 12 | Кальциевая селитра | 10,9 | 10,6 | 570 | 542 | |
| 13 | Сульфат аммония | 11,0 | 10,7 | 328 | 312 | |
Применение кальциевой селитры, независимо от доз внесения, ухудшало изучаемые показатели качества клубней картофеля, повышая содержание нитратов до 570 мг/кг.
3.3. Формирование урожая и качества клубней картофеля при применении некорневых подкормок
С целью снижения уровня загрязнения почвенного покрова и грунтовых вод нитратами и экономии материально-денежных средств нами была проведена сравнительная оценка эффективности некорневых подкормок теми же формами удобрений с концентрацией раствора - 1-4%.
Изучение влияния различных концентраций растворов азотных удобрений на биометрические показатели растений и качество клубней картофеля показало, что наиболее эффективным было применение 1% раствора мочевины, обеспечивающее достоверное увеличение площади листьев на 7,4%, густоты стеблестоя – на 6,7%, содержание крахмала – на 1,5% по сравнению с контролем. Повышение концентрации вносимых удобрений до 2% снижало их эффективность на 25, а до 3 и 4% - до 50% (таблица 6).
При этом разные формы удобрений не одинаково влияли на изучаемые показатели: достоверное увеличение высоты растений отмечалось в варианте с применением 1% раствора аммиачной селитры (на 3,3 см); увеличение содержания крахмала в вариантах с применением 1 и 4% раствора мочевины и 2% раствора кальциевой селитры (на 0,8 -1,2 %). Достоверное повышение урожайности (на 2,5 - 5,2 т/га) отмечалось в вариантах с применением 1 % растворов аммиачной и кальциевой селитр, а статистически достоверное снижение урожая (на 4,6 - 5,2 т/га) в вариантах с применением 3 и 4% растворов всех форм удобрений.
Таблица 6 - Продуктивность картофеля при примении некорневых подкормок азотными удобрениями
| № п/п | Вариант | Высота растений, см | Площадь листьев, тыс.м2/га | Густота стеблестоя, тыс. штук/га | NDVI (цветение) | Урожайность, т/га | Крахма-листость, % | |
| 1 | Контроль | 34,3 | 32,5 | 187,5 | 0,91 | 23,4 | 11,0 | |
| 2 | Мочевина | 1% р-р | 35,3 | 34,9 | 200,0 | 0,91 | 24,0 | 12,2 |
| 3 | 2% р-р | 34,5 | 32,6 | 204,9 | 0,91 | 22,7 | 11,3 | |
| 4 | 3% р-р | 35,3 | 32,5 | 194,9 | 0,90 | 22,0 | 11,0 | |
| 5 | 4% р-р | 35,3 | 30,3 | 193,5 | 0,91 | 19,6 | 11,8 | |
| 6 | Аммиачная селитра | 1% р-р | 37,7 | 34,8 | 201,6 | 0,92 | 28,6 | 11,1 |
| 7 | 2% р-р | 35,3 | 33,1 | 194,7 | 0,92 | 26,0 | 11,7 | |
| 8 | 3% р-р | 34,9 | 32,4 | 174,8 | 0,92 | 20,8 | 12,0 | |
| 9 | 4% р-р | 35,4 | 31,9 | 170,9 | 0,90 | 20,6 | 11,4 | |
| 10 | Кальциевая селитра | 1% р-р | 35,3 | 34,2 | 212,2 | 0,92 | 27,5 | 11,1 |
| 11 | 2% р-р | 36,0 | 33,8 | 201,4 | 0,92 | 24,2 | 12,0 | |
| 12 | 3% р-р | 34,6 | 30,4 | 206,1 | 0,91 | 22,3 | 11,6 | |
| 13 | 4% р-р | 35,5 | 32,1 | 209,7 | 0,90 | 23,7 | 11,2 | |
| 14 | Сульфат аммония | 1% р-р | 36,3 | 29,7 | 182,2 | 0,88 | 20,8 | 11,4 |
| 15 | 2% р-р | 35,0 | 28,1 | 192,7 | 0,83 | 18,8 | 10,9 | |
| 16 | 3% р-р | 34,8 | 26,7 | 193,5 | 0,75 | 16,3 | 10,0 | |
| 17 | 4% р-р | 32,8 | 25,6 | 213,5 | 0,66 | 14,8 | 9,3 | |
| НСР 05 | 2,08 | 1,90 | 11,53 | 0,05 | 1,33 | 0,65 | ||
Таким образом, наиболее эффективным в повышении продуктивности и устойчивости агроценозов картофеля при сохранении экологической безопасности окружающей среды и качества продукции являлось применение для некорневой подкормки 1% раствора аммиачной селитры.
4. Влияние физиологически активных соединений на продуктивность картофеля
Изучение влияния физиологически активных соединений на продуктивность картофеля проводили путем обработки вегетирующих растений в фазу бутонизации различными регуляторами роста с разным механизмом действия.
В исследованиях было установлено, что по совокупному влиянию на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность растений картофеля наиболее эффективным в годы исследований было применение регуляторов роста Энергия и Эпин-экстра, а наименее – Иммуноцитофита и Рибав-экстра.
При этом изучаемые препараты оказывали не одинаковое влияние на исследуемые показатели: Энергия, НВ 101 и Эпин-экстра увеличивали на 0,5 – 1,7 см высоту растений, Циркон – количество стеблей (на 0,4 штук), Альбит – площадь листьев (на 2,7 тыс.м2/га) и ФПП (на 0,5 млн.м2дней/га), Энергия, Альбит и Эпин-экстра – индекс NDVI (на 0,02-0,03 ед.), Циркон, Феровит и Иммуноцитофит – содержание хлорофилла (на 21-28 ед.).
Улучшение биометрических показателей роста и развития растений, увеличение площади листьев и эффективности фотосинтеза под влиянием изучаемых регуляторов роста проявилось как в увеличении общей биомассы, так и товарной части продукции (таблица 7).
Таблица 7 - Показатели фотосинтетической деятельности растений картофеля сорта Невский
| № п/п | Вариант | Высота растений, см | Число стеблей, штук/куст | Площадь листьев, тыс.м2/га | ФПП, млн. м2дней/га | NDVI (увядание) | Содержание хлорофилла (увядание) |
| 1 | Контроль | 35,4 | 3,7 | 31,4 | 1,85 | 0,78 | 523 |
| 2 | Эпин - экстра | 36,3 | 3,8 | 33,8 | 1,99 | 0,79 | 535 |
| 3 | Циркон | 35,3 | 4,1 | 31,9 | 1,87 | 0,78 | 552 |
| 4 | ОберегЪ | 35,9 | 3,8 | 33,2 | 1,96 | 0,75 | 531 |
| 5 | НВ 101 | 36,5 | 3,8 | 32,5 | 1,91 | 0,79 | 532 |
| 6 | Иммуноцитофит | 33,8 | 3,4 | 33,3 | 1,96 | 0,77 | 544 |
| 7 | Альбит | 35,2 | 3,9 | 34,1 | 2,00 | 0,81 | 526 |
| 8 | Рибав - экстра | 33,5 | 3,5 | 31,5 | 1,86 | 0,80 | 539 |
| 9 | Феровит | 35,4 | 3,8 | 33,6 | 1,99 | 0,79 | 552 |
| 10 | Энергия | 37,1 | 3,6 | 33,3 | 1,96 | 0,82 | 539 |
| 11 | Крезацин | 35,3 | 3,6 | 32,5 | 1,91 | 0,78 | 538 |
| НСР 05 | 2,06 | 0,22 | 1,91 | 0,11 | 0,05 | 30,77 | |
Независимо от условий тепло- и влагообеспеченности существенное повышение урожайности (на 1,8 – 3,7 т/га) обеспечивало применение препарата Эпин-экстра (на 3,7 т/га), Энергия (на 2,5 т/га) и Альбита (на 1,7 т/га). Препарат НВ 101 был эффективен лишь в засушливые годы (+ 1,2 т/га), а ОберегЪ – в оптимально увлажненные (+ 2,3 т/га). Препараты Крезацин, Рибав-экстра, Феровит снижали урожайность картофеля на 0,4 – 1,5 т/га, так как их применение замедляло темпы формирования листовой поверхности, интенсивность фотосинтеза и содержание хлорофилла (таблица 8).
Таблица 8 – Урожайность картофеля при применении регуляторов роста, т/га
| № п/п | Вариант | 2011 год | 2012 год | 2013 год | Среднее за 3 года |
| 1 | Контроль | 15,7 | 23,0 | 30,8 | 23,2 |
| 2 | Эпин - экстра | 17,5 | 29,3 | 33,8 | 26,9 |
| 3 | Циркон | 16,3 | 23,6 | 31,7 | 23,9 |
| 4 | ОберегЪ | 14,9 | 25,3 | 31,9 | 24,0 |
| 5 | НВ 101 | 16,9 | 21,2 | 31,3 | 23,1 |
| 6 | Иммуноцитофит | 14,3 | 23,9 | 31,5 | 23,2 |
| 7 | Альбит | 13,8 | 28,4 | 32,5 | 24,9 |
| 8 | Рибав - экстра | 14,4 | 20,9 | 29,6 | 21,7 |
| 9 | Феровит | 13,7 | 23,0 | 31,0 | 22,6 |
| 10 | Энергия | 17,0 | 26,3 | 33,8 | 25,7 |
| 11 | Крезацин | 15,4 | 20,3 | 31,4 | 22,4 |
| НСР 05 | 0,87 | 1,35 | 1,78 | 1,33 | |
Таким образом, при выборе регуляторов роста необходимо учитывать показатели растений картофеля и сложившиеся метеорологические условия вегетационного периода.
5. Экономическая эффективность применения подкормок азотными удобрениями и обработок регуляторами роста при возделывании картофеля
Анализ основных критериев экономической эффективности применения подкормок азотными удобрениями выявил, что наибольший выход продукции с 1 га наблюдается в вариантах с применением для подкормки на отвальной обработке почвы мочевины в дозе N30 (30,0 т/га), а на минимальной – N60 (28,5 т/га). За счет этого себестоимость производства 1 т картофеля при отвальной обработке снижалась на 0,46 тыс. руб., чистый доход увеличивался на 0,47 тыс. руб., а рентабельность составила 108 % при ее значении на контроле 83,2%. При минимальной обработке эффективным было увеличение дозы азота до 60 кг/га, где себестоимость снизилась на 0,09 тыс. руб., а рентабельность увеличилась до 74,2% при 69,3% на контроле.
Экономически оправданным в наших исследованиях было применение некорневой подкормки 1% раствором аммиачной селитры, что выразилось в снижении себестоимости производства на 0,77 тыс. руб./т и повышении рентабельности на 36,3% по сравнению с контрольным вариантом.
Оценивая показатели экономической эффективности применения регуляторов роста при производстве картофеля установлено, что наибольший выход продукции с 1 га наблюдался в варианте с применением для обработки вегетирующих растений стимуляторов роста Эпин-экстра и Энергия - 26,9 и 25,7 т/га. Их применение по сравнению с контролем, снижало себестоимость производства 1 т картофеля на 9,7 и 13,6%, повышало ожидаемую прибыль на 6,9 и 13,8% и рентабельность на 27,7 и 40,9% соответственно.
Основные выводы
1. Применение различных видов подкормок азотными удобрениями и регуляторов роста по вегетирующим растениям обеспечивало получение на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах в Центральном районе Нечерноземной зоны стабильных урожаев на уровне 20 – 30 т/га с высокой экономической эффективностью в разные по тепло- и влагообеспеченности годы.
2. Установлено преимущество применения отвальной обработки почвы, в сравнении с минимальной, в формировании благоприятного агрофизического состояния почвы, с более высокими показателями влажности, воздухообмеена и меньшей плотностью сложения, которое в дальнейшем оказало положительное влияние на формирование высоты растений, площади листьев, NDVI и обеспечило прибавку урожая среднераннего картофеля порядка 3 т/га в среднем за 3 года.
3. Оптимальные условия для формирования густоты стеблестоя складывались на отвальной обработке в варианте с применением кальциевой селитры в дозе N60 (211,7 тыс. штук/га), а на минимальной - мочевины в дозе N60 (216,3 тыс. штук/га). Применение препарата Циркон обеспечило густоту стеблестоя 221,3 тыс. штук/га.
3. Азотное питание усиливало фотосинтетическую деятельность растений картофеля, что выражалось в увеличении высоты растений (на 1-3 см), массы ботвы (на 9-15%), площади листьев (на 5 – 8%). Наибольшие показатели площади листьев и ФПП достигались при внесении в подкормки сульфата аммония в дозе N60 (32,7 тыс. м2/га и 1,91 млн. м2дней/га соответственно), а также при применении для обработки вегетирующих растений стимулятора роста Энергия (35,2 тыс. м2/га и 2,07 млн. м2дней/га соответственно). При этом наиболее высокий коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза отмечался в варианте с применением для подкормки мочевины в дозе N30 – 0,64.
4. Проведенные исследования позволили установить, что из изучаемых форм азотных удобрений наиболее заметное влияние на увеличение содержания хлорофилла в листьях оказало применение аммиачной формы в виде сульфата аммония во всех дозах (увеличение содержания этого показателя на 9,3 – 10,6 % по сравнению с контролем). Некорневая подкормка 1-4 % раствором сульфата аммония в фазу бутонизации увеличивала содержание хлорофилла на 8,4 – 19,1%. Из применяемых регуляторов роста максимальные значения этого показателя были в варианте с Феровитом (+ 10 единиц к контролю).
5. Применение различных видов подкормок азотными удобрениями и регуляторов роста положительно влияло на формирование показателей фотосинтетически активной биомассы. Но в тоже время применение сульфата аммония во всех дозах повышало индекс NDVI до 0,85, что приводило к нежелательному более раннему смыканию ботвы в междурядьях. Применение стимулятора роста Энергия увеличивало этот показатель до 0,81 - 0,83 единицы, что на 0,04 - 0,05 ед. выше контроля.
6. Применение подкормок азотными удобрениями на хорошо окультуренных почвах обеспечивало прибавку урожая от 0,6 до 3,8 т/га в зависимости от условий тепло- и влагообеспеченности. Наиболее высокая урожайность при отвальной обработке почвы 30,0 т/га получена в варианте, где для подкормки использовалась мочевина в дозе N30 (+ 3,8 т/га) при средней высоте растений – 35,4 см, густоте стеблестоя – 197,0 тыс. штук/га, площади листьев – 31,4 тыс.м2/га и NDVI – 0,78 единиц. Применение для некорневой подкормки 1% раствора аммиачной селитры было наиболее эффективным в повышении продуктивности агроценозов картофеля при сохранении экологической безопасности окружающей среды и качества продукции.
Независимо от условий тепло- и влагообеспеченности существенное повышение урожайности (1,8 – 6,3 т/га) обеспечивало применение препарата Эпин-экстра (3,7 т/га), Энергия (2,5 т/га) и Альбита (1,7 т/га).
7. Установлено, что из используемых форм азотных удобрений наиболее значительно повышало содержание семенной фракции применение для подкормки при отвальной обработке мочевины в дозе N90 – 58,8% от общего количества клубней и использование кальциевой селитры в дозе N60 - 55,7 % от общего количества при минимальной обработке почвы. Это позволяет определить технологическую направленность возделывания картофеля.
8. В исследованиях установлено повышение содержания крахмала под действием азотных удобрений, что в большей степени зависело от форм используемых удобрений. Наибольшее содержание крахмала на момент уборки отмечалось в клубнях вариантов с применением для подкормки сульфата аммония в дозе N60 – 12,7% (на 0,9% выше по сравнению с контролем). В то время как с применением некорневой подкормки азотными удобрениями увеличение содержания крахмала отмечалось в вариантах с использованием 1 и 4% раствора мочевины и 2% раствора кальциевой селитры (на 0,8 -1,2 % выше контрольного значения).
9. Из форм применяемых удобрений экологически безопасными при дозах внесения N30 и N60 при отвальной и минимальной обработке являлись мочевина, аммиачная селитра и сульфат аммония. Важно отметить, что в вариантах с минимальной обработкой почвы отмечалось меньшее накопление нитратов в клубнях картофеля. Применение кальциевой селитры, независимо от доз внесения и системы обработки почвы, ухудшало изучаемые показатели качества клубней картофеля, повышая содержание нитратов до 570 мг/кг.
10. Применение подкормок мочевиной в дозе N30 при отвальной обработке в фазу полных всходов было экономически выгодным: себестоимость производства 1 т картофеля снижалась на 0,46 тыс. руб., чистый доход увеличивался на 0,47 тыс. руб., а рентабельность составила 108 % при ее значении на контроле 83,2%. При минимальной обработке увеличение дозы азота до 60 кг/га было наиболее эффективным - отмечалось снижение себестоимости, при повышении рентабельности до 74,2%.
Экономически оправданным в наших исследованиях было применение некорневой подкормки 1% раствором аммиачной селитры, что выразилось в снижении себестоимости производства на 0,77 тыс. руб./т и повышении рентабельности на 36,3% по сравнению с контрольным вариантом.
Применение для обработки вегетирующих растений стимуляторов роста Эпин-экстра и Энергия снижало себестоимость производства 1 т картофеля на 9,7 и 13,6%, повышало ожидаемую прибыль на 6,9 и 13,8% и рентабельность на 27,7 и 40,9%, соответственно.
Предложения производству
При возделывании картофеля на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах в Центральном районе Нечерноземной зоны с целью получения стабильных урожаев картофеля среднеранней группы спелости на уровне 30 т/га с высокой экономической эффективностью необходимо:
1. Проводить подкормку мочевиной в дозе N30 в фазу полных всходов при отвальной обработке почвы. Это обеспечивает получение урожайности на уровне 30 т/га, прибавки урожая – 3,8 т/га, повышение рентабельности производства картофеля на 25%, снижение себестоимости на 12,0%. При минимальной обработке почвы применять подкормку мочевиной в дозе N60, что обеспечит получение урожайности на уровне 25 т/га и повышение рентабельности производства картофеля на 7%.
При низкой обеспеченности хозяйства азотными удобрениями проводить некорневую подкормку в фазу бутонизации 1%-ным раствором аммиачной селитры (8,8 кг/га аммиачной селитры, при норме расхода рабочей жидкости 300 л/га), которая обеспечивает повышение урожайности на 22,2 %, рентабельности на 36,3 % по сравнению с контролем.
2. С целью повышения устойчивости растений картофеля ко многим неблагоприятным факторам среды (засухе, низким и высоким температурам), проводить обработку вегетирующих растений в фазу бутонизации стимулятором роста с иммуномодулирующим и адаптогенным действием Эпин – экстра (60 мл/га, при норме расхода рабочей жидкости 300 л/га). Это обеспечивает получение урожайности на уровне 27 т/га с хорошими технологическими качествами клубней, прибавки урожая – 3,8 т/га, с уровнем рентабельности производства – 87,1%.
Список опубликованных работ
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Шитикова, А.В. Применение Крезацина и Мивал-агро повышает продуктивность картофеля / А.В. Шитикова, А.С. Юнчикова // Картофель и овощи. – 2011. – № 3. – С.14.
2. Шитикова, А.В. Формирование урожая и качество клубней картофеля в зависимости от уровня минерального питания / А.В. Шитикова, А.С. Черных // Плодородие. – 2013. – № 2. – С.12 – 13.
3. Шитикова, А.В. Эффективность применения подкормок азотными удобрениями на картофеле в условиях Московской области / А.В. Шитикова, А.С. Черных // Кормопроизводство. – 2013. – №3. – С.19 – 20.
Публикации в научных сборниках и материалах конференций:
4. Юнчикова, А.С. Продуктивность картофеля при совместном применении сортировки по удельной массе и обработке регуляторами роста в условиях ЦРНЗ РФ / А.С. Юнчикова // Биостимуляторы в медицине и сельском хозяйстве. Тезисы докладов Всероссийской научной конференции. – Уфа, 2011. – С.157 – 158.
5. Шитикова, А. В. Влияние регуляторов роста Крезацин и Мивал-агро на продуктивность картофеля / А.В. Шитикова, А.С. Юнчикова // Казанская наука. – 2011. – № 2. – С. 55 – 56.
6. Шитикова, А. В. Агроэкологическая оценка раннего картофеля в условиях ЦРНЗ РФ / А.В. Шитикова, А.С. Юнчикова // Молодой ученый. – 2011. – № 4(27). – С. 165 – 168.
7. Шитикова, А. В. Агроэкологическая оценка сортов картофеля ранней группы спелости в условиях Плавского района Тульской области / А.В. Шитикова, А.С. Юнчикова // Объединенный научный журнал. – 2011. – № 3–4. – С. 68 – 69.
8. Шитикова, А. В. Продуктивность картофеля в зависимости от уровня азотного питания / А.В. Шитикова, А.С. Черных // Естественнонаучные вопросы технических и сельскохозяйственных исследований. Материалы IV Международной научной заочной конференции. – Москва, 2012. – С. 29 – 30.
9. Шитикова, А. В. Влияние регуляторов роста на продуктивность картофеля / А.В. Шитикова, А.С. Черных // Решение проблем развития предприятий: роль научных исследований. Материалы Международной научно – практической конференции. – Краснодар, 2012. – С. 157 – 160.
10. Шитикова, А.В. Продуктивность картофеля сорта Невский при применении регуляторов роста / А.В. Шитикова, А.С. Черных, А.С. Черных // Инновации в науке. Материалы XI Международной заочной научно – практической конференции. – Новосибирск, 2012. – С.58 – 62.
11. Шитикова, А. В. Продуктивность среднераннего картофеля сорта Невский в зависимости от способов обработки почвы и уровня минерального питания / А.В. Шитикова, А.С. Черных // Наука в современном мире. Материалы Х Международной научно – практической конференции. – Москва, 2012. – С.203 – 206.
12. Беленков, А.И. Формирование урожая и качества клубней картофеля в зависимости от технологии возделывания, способов обработки почвы и уровня минерального питания в полевом опыте ЦТЗ /А.И. Беленков, В.А. Николаев, А.В. Шитикова, А.С. Черных // Нивы Зауралья. – 2013. - № 7(107). – С. 58 – 62.
13. Черных А.С. Влияние способов обработки почвы и внесения азотных удобрений на продуктивность картофеля / А.С. Черных // Научная конферненция молодых ученых и специалистов, посвященная 125 - летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова: Сборник статей. – Москва, 2013. – С. 19 – 21.
