Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ"

ЗбОЩ

На правах рукописи

ЕВДОКИМОВА ОЛЬГА ИВАНОВНА

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ

06.01.04 - агрохимия 06.01.09 — растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень - 2005

Работа выполнена в Уральской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель; кандидат сельскохозяйственных наук, доцеят

Байкин Юрий Леонидович

Официальные оппоневты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Синявский Василий Андреевич

кандидат сельскохозяйственных наук Мякншев Игорь Викторович

Ведущее предприятие: Курганская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится «24» ноября 2005 года в 14°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.064.02 в Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес академии: 625003, г. Тюмень, ул. Республики 7, тел/факс: (3452) 46-87-77

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан «24» октября 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета л/лгМ, , / Грехова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Производство высококачественного семенного материала является важнейшим звеном отрасли картофелеводства, обеспечивающим существенное повышение урожайности картофеля.. В целях наиболее полной реализации биологического потенциала сортов, посевных и сортовых качеств семенного материала, необходим достаточно высокий уровень организации применения удобрений (Симаков, 1989).

Биологический потенциал современных сортов картофеля оценивается в 80,0 - 100,0 т/га. В хозяйствах Свердловской области средняя урожайность этой культуры едва превышает 10 т/га, и большинство хозяйств отказывается от выращивания картофеля. При среднем уровне урожайности по России 9,6 т/га отмечаются довольно существенные различия по регионам. В Северо-Западном районе средний урожай составил 11,8; Центральном - 9,7; Волго-Вятском -10,5; в Центрально Черноземном районе — 6,7; в Поволжье - 8,1; на Северном Кавказе - 6,3; на Урале - 10,7; в Западной Сибири - 8,4; в Восточной Сибири — 11,8; на Дальнем Востоке — 9,5 т/га. Для увеличения урожайности особое внимание следует уделять правильному соотношению элементов питания (Анисимое, 2000),

Высокая продуктивность картофеля обуславливает его повышенную потребность в элементах питания. Исследованиями ряда ученых (Демин, Варфа Ахмед, 2000) установлено, что среди агротехнических приемов наибольшее влияние на урожай картофеля оказывают удобрения. Получение высоких урожаев не возможно без создания оптимального уровня питания, и здесь еще много нерешенных проблем, в частности, необходимо выявить потребности растений в элементах питания.

В литераггуре приводятся методики расчета потребного количества питательных элементов под запланированный урожай, при этом расчетные дозы удобрений не всегда обеспечивают ожидаемый эффект и не учитывают влияние минеральных удобрений на качество, крахмалистость, заражаемость болезнями и другие показатели. Таким образом, получение урожая основывается на практическом применении важного биологического закона: единства организма и условий среды. Знания потребностей растения и умения в наибольшей мере удовлетворять их дает возможность повышать урожай сельскохозяйственных культур.

Цель исследования. Выявить особенности влияния минеральных удобрений на рост и развитие растений картофеля, характер их питания и формирование урожая семенных клубней. Задачи исследования:

1. Установить влияние применения минеральных удобрений на особенности питания растений картофеля.

2. Выявить влияние минеральных удобрений на формирование биомассы, листовой поверхности и функционирование фотосинтетического аппарата растений картофеля. ___

3. Определить баланс питательных элементов в почве, )шс

ЦНБ МСХА

фс -N9

4. Изучить влияние минеральны?: удобрений на урожайность, элементы ее структуры и качество.

5. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности применения минеральных удобрений при возделывании семенного картофеля.

Защищаемые положения:

1. Особенности минерального питания при возделывании картофеля на семенные цели.

2. Потребление и вынос элементов питания растениями картофеля.

3. Рост и развитие растений картофеля и формирование урожая семенных клубней пол влиянием минеральных удобрений.

Научная новизна. Впервые в условиях северной лесостепи Преду рал ья изучено влияние минеральных удобрений на формирование растений картофеля с учетом их ассимиляционной и фотосинтетической деятельности. Рассчитаны коэффициенты использования питательных элементов из почв и удобрений. Выявлено влияние различных доз минеральных удобрений для возделывания семенного картофеля.

Практическая ценность работы. Полученные результаты внедрены в ГУЛ ОПХ «Красноуфммская селекционная станция«, КХ «Успех», Агрофирме «Манчажской», ООО «Тавра».

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международных научно-практических конференциях (Курган, 2004; Екатеринбург, 2003), Всероссийском семинаре «Технологам производства, переработка, хранение и реализация картофеля и овощей» (Москва, 2004); конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (Екатеринбург, 2003, 2004,2005).

Публнкашш. По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 162 страницах компьютерного текста и содержит 17 таблиц, 8 рисунков, 22 приложения. Список литературы включает 174 источника, в том числе 30 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Обзор литературы На основе теоретического обобщения выявлены требования картофеля к минеральному питанию и природно-климатическим факторам, особенности потребления растениями картофеля питательных элементов и формирования ассимиляционного аппарата, фотосинтетической деятельности картофеля в связи с применением минеральных удобрений.

2 Объекты, условия и методика проведении исследований. Объектом исследований являлись почвы лесостепной зоны, сорта картофеля Невский к Гранат.

Исследования п|юводШ1Н на стационаре ГУП ОПХ Красноу фимской селекционной станции Свердловской области в 2002-2004 гг.

Краен оуф и мекая селекционная станция находится в крайней юго-западной части области. Сумма положительных температур воздуха за период с температурой выше )0 С превышает 1800°С. Количество осадков за вегетационный период составляет 250-275 мм. П родолжител ьность вегетационного периода 119-123 дня, безморозного 100-110 дней.

Для решения поставленных задач заложен полевой двухфакторный опыт в четырехкратной повторное™. Размещение делянок в опыте систематическое. Посевная площадь делянок в полевом опыте 269 мг, учетная 190 м!. Опыты закладывались на чернозёме оподзоленном и серой лесной почве с тяжблосугл инистым гранулометрическим составом. Агрохимические показатели пахотного слоя почв: чернозем оподзолениый — гумуса 10,1%, подвижного фосфора • 251 мг/кг, калия - 246 мг/кг, рН — 5,4; серая лесная -гумуса6,0%, подвижного фосфора- 170мг/кг,халия-201 мг/кг, рН — 5,2.

Схема опытов: Фактор А (сорт картофеля)

1. Невский

2. Гранат

Фактор В (доза минеральных удобрений); 1. Контроль (без удобрений);

3. К^Р^Кзд;

4. МэдРадК^

В период вегетации картофели проводили учет нарастания биомассы и листовой поверхности, а также отбор почвенных и растительных образцов для лабораторных анализов. Растительные пробы отбирали в каждую фенологическую фазу вегетации картофеля.

Химический состав почвы определяли по следующим методам: гумус по Тюрину, легкогидролизуемый азот по Тюрину-Кононовой, подвижный фосфор и обменный калий в вытяжке по Кирсанову, рН - потенций метрически, сумму обменных оснований по Каппсну-Гильковицу.

В растительных пробах определяли: обший азот по Къельдалю, фосфор по Труоге, калий на пламенном фотометре. Площадь листового аппарата -«методом высечек». Чистую продуктивность фотосинтеза рассчитывали по формуле предложенной Кидзом, Вестом, Бригсом.

Агротехника выращивания картофеля в опыте - рекомендуемая для зоны. Учет урожая сплошной.

Статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

3 Особенности минерального питания растений

Динамика нарастания сухой биомассы картофеля. Наблюдения за динамикой нарастания биомассы растений картофеля показывают, что в течение вегетации наибольшее нарастание надземной биомассы картофеля наблюдается в фазу цветения, а клубней - к концу ьегетаиионного периода растений. Это свидетельствует о заметном снижении роста растений после цветения и преобладании других метаболических процессов, связанных с передвижением питательных веществ из ботвы в клубни, накоплением крахмала и образованием плотной кожуры.

Формирование биомассы картофеля зависит от условий вегетационных периодов, биологических особенностей сорта, типа почв, а также доз вносимых минеральных удобрений.

В динамике нарастания биомассы сорта Невский отмечалось два максимума: в фазу бутонизации и фазу созревания. Биомасса у этого сорта в фазу бутонизации по сравнению с предыдущей фазой увеличилась в 4,4-5,7 раза, а в фазу созревания в 3,6-4)2 раза. В развитии растений картофеля сорта Гранат биомасса в течение вегетации увеличивалась постепенно (в 2,7-3,7 раза за каждую фазу развития).

Влияние минеральных удобрений на нарастание биомассы также имело свои особенности. Наибольшую общую биомассу формировали варианты КмР4)К<9а и NçoPmKuo: биомасса картофеля на этих вариантах в конце вегетации превышала контроль в 1,1-1,9 раз.

Различия в нарастании биомассы по вариантам опыта начинают уже проявляться в фазу бутонизации: разница между контрольным вариантом и вариантами с удобрениями составила 4,0-13,3 ц/га абсолютно сухого вещества, в фазу цветения эти различия составляли уже 7,4-20,7 ц/га, а в фазу созревания 193*92,1 u/га абсолютно сухого вещества. На черноземе оподзоленном в начале вегетации биомасса картофеля увеличивалась пропорционально внесенным дозам минеральных удобрений, но к фазе созревания наибольшая биомасса отмечалась на варианте N^P^K«) и составила для сорта Невский 148,4 ц/га и для сорта Гранат 174,7 ц/ra абсолютно сухого вещества.

На серой лесной почве влияние минеральных удобрений на нарастание биомассы проявлялось по-разному: у сорта Невский максимальная биомасса во все фазы развития картофеля формировалась на варианте N*>P№K]a>, в то время как у сорта Гранат в фазу созревания наибольшая биомасса отмечалась Fia варианте NwP«K<,o (127,3 ц/гаабс. с. в.).

Максимальные приросты абсолютно сухого вещества клубней у обоих сортов наблюдались в период от цветения до созревания (уборки).

Формирование клубней начиналось в фазе бутонизации. В этот период доля клубней к обшей биомассе составляла 15-25%, в фазу цветения эти цифры уже составили 49-51%, а в фазу созревания 71-29'%. Оценивая соотношения надземной и подземной части по сортам необходимо отметить, что у сорта Гранат этот показатель на был 6% выше по сравнению с сортом Невский. По мере увеличения доз минеральных удобрений соотношение биомассы клубней к биомассе надземной части снижаюсь; в контроле биомасса клубней

превышала биомассу надземной части в 3,6-5,8 раза, в то время как в варианте с наибольшей дозой удобрений ЫооРвоКцй всего в 2-4,8 раза.

Динамика потребления азота, фосфора и калия растениями картофеля. В течение вегетации потребление различных элементов питания в растениях подвергалось значительным колебаниям. Больше всего растениями потреблялось азота (2,0-5,4 мг/га в сутки), чуть меньше калия (1,3-2,7 мг/га в сутки), и меньше всего фосфора (0,17-0,64 мг/га в сутки). Наибольшее потребление питательных веществ отмечалось в конце вегетации растений картофеля: в фазу созревания по сравнению с предыдущей фазой потребление азота возросло в 1,8-3,7 раз, фосфора в 2,4-7 раз, калия в 1,6-2,7 раз.

С ростом доз минеральных удобрений возрастало и потребление элементов питания растениями картофеля. При внесении минеральных удобрений в дозе Н^Р^Км потребление азота и фосфора картофелем сорта Невский на черноземе оподзоленном увеличилось по сравнению с контролем лишь в фазу бутонизации соответственно на 20 и 30%, в фазу созревания на 50%, а калия только в фазу созревания на 50% (рис. ]). Максимальный уровень потребления азота, фосфора и калия в течение всей вегетации отмечался в вариантах К^Р«^«» и N5.0Pt0K.120-

Аналогичная динамика отмечалась на серой лесной почве, с той разницей, что в фазу бутонизации поглощение элементов литания в варианте Ы«Р45К*> превышало поглощение в варианте ЫдаРбоК-]»-

У сорта Гранат в начале и середине вегетации наибольшее потребление питательных элементов отмечалось в варианте МмР4;К<)о, а в конце в варианте

4 Ассимиляционная поверхность, чистая продуктивность фотосинтеза и фотосинтетический потенциал растений картофеля Наибольшее влияние на развитие ассимиляционного аппарата растений картофеля обоих сортов на черноземе оподзоленном оказал фон Т^Р^Кио, способствовавший дополнительному образованию листовой поверхности по отношению к контролю на 16,9-36,8 тыс. м5/га. На серой лесной почве эффективнее всего проявлялось действие фона ЫмР^Кэд на котором площадь листовой поверхности у сорта Невский на 54,4 тыс. м2/га превышала контроль, и на 6,2-41,9 тыс. мг/га варианты с применением минеральных удобрений (табл. 1). У сорта Гранат плошадь листьев на фоне Ы^Р^Кэд превышала контроль на 3,5 тыс. м3/га.

Большое значение в определении интенсивности накопления органической массы имеет величина чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), то есть количество сухого вещества, синтезируемого 1 мг листовой поверхности за сутки. Этот показатель может сильно меняться под воздействием внешних факторов.

В наших исследованиях ЧПФ значительно колебалась по фазам развития картофеля; в фазу всходов-бутонизации ЧПФ составлял 4,64-7,81 грамм на м3 сутки, в фазу бутонкзаими-цветения 6,34-14,23 грамм на м3 сутки, в фазу цветения-созревания 5,56-9,15 грамм на м1 сутки. Наибольшее среднее

азе

Чернозем оподэоленный

фосфор

КОПИЙ

4 _

г3'" Ь г «-■-......

1

I

О

азот

12 3 4 - ^ - Контроль - ш- М22,5Р15К30

Серая лесная

фосфор

1 2 -*--Ш7,5Р45Ш ■

3 4 -Ы90Р60К120

12ГУ.Н

Фазы развития картофеля; I- всходы; 2-бутонизация; 3- цветение; 4- сотрешшия

Рисунок I. Динамика потребления питательных элементов растениями картофеля (сорт Невский).

значение на черноземе оподзоленном этот показатель имел в варианте ИздР^Кэд (8,1-10,3 г/м'), а на серой лесной почве в варианте ЫэдР«^,м (7,2-9,5 г/м2).

Таблица 1 - Площадь листьев и показатели фотосинтетической деятельности __растений картофеля (данные 2003-2004 гг.)_

Сорт Варианты Чернозем оподзоленный Серая лесная

площадь листьев, мг/гз ЧПФ, г/мгв сутки ФП, тыс. м2дн/га площадь листьев, м2/га ЧПФ, г/мгв сутки ФП, тыс. мгдн/га

Невский Контроль 29,7 7,6 1545 29,1 6,6 1159

Ы2>Р,;КзС 41,8 7.8 1652 41,6 7,1 1539

56,6 8,1 2247 83,5 7,1 2575

НмР^Кт 66,5 6.7 2569 77,3 7,2 3704

Гранат Контроль 33,8 7,2 1787 36,7 9,0 1404

47.0 9,0 2078 35,8 9,2 1350

Н^Р^Ков 46,9 10,3 2052 40,1 8,4 1685

50,7 7.7 2522 34,8 9,5 1585

ФотосннтетическиП потенциал (ФП), характернзу юшийся суммарной площадью листьев каждого дня за вегетационный период, увеличивался от низких доз минеральных удобрений к высоким: максимальное значение этот показатель имел иа варианте Ы^РадКцо и составлял 2522,3-3704,4 тыс. м1дн/га. Исключение составил картофель сорта Гранат, выращенный на серой лесной почве, у которого максимальное значение ФП отмечалось на варианте М^Р^К«, — 1684,5 тыс. мгдн/га. Показатель ФП зависел от почвенных условий и сортовых особенностей картофеля. В целом ФП на черноземе оподзоленном на 12-40% был выше по сравнению с этим показателем на серой лесной почве.

5 Урожайность картофеля н элементы ее структуры, качество клубней

Урожайность картофеля и ее структура. Внесение минеральных удобрений в значительной мере определяло формирование картофеля на разных почвах (таял. 2). На серой лесной почве максимальная урожайность у обоих сортов наблюдалась в варианте ^^Р^К^ю, где прибавка урожая клубней от внесения минеральных удобрений составила у сорта «Невский» ] 99 ц/га, а у сорта «Гранагг» 173,4 ц/га. Сортовые различия наиболее четко проявились на черноземе оподзоленном, где максимальная урожайность сорта Невский в 2002 и 2004 годах наблюдалась в варианте ^¡Р^Кад и составила 318 н 537,4 ц/га соответственно, а в 2003 году в варианте М^РбоК^о - 538 ц/га, У сорта Гранат а зависимости от года и доз вносимых удобрений урожайность картофеля сильно варьировала. В 2002 году максимальная урожайность получена в варианте с

низкими дозами минеральных удобрений МмРиКэо и составила 498 ц/га, в 2003 году наиболее эффективны были средние дозы удобрений ЫбвР^Кзд — 597 ц/га, а в 2004 году наибольшая урожайность получена в варианте с наибольшей дозой минеральных удобрений М^Р^Кцо и составила 402 ц/га.

Таблица 2-Влияние различных доз минеральных удобрений на урожайность ___картофеля _

Сорт фактор А Вариант фактор В Годы Среднее за 3 года

2002 г 2003 ! 2004 1 урожайность, ц/га прибавка, ц/га окупаемость прибавки удобрениями, и/кг

Невский Чернозем оподзоленный

Контроль 290 40] 266 319 -

М»РиКэо 300 428 365 365 46 0,68

318 532 537 463 144 0,71

304 528 432 421 102 0,38

Гранат Контроль 394 289 222 301 - -

498 374 372 414 113 1,66

^Р^К*, 476 597 393 488 187 0,92

393 558 402 451 150 0,56

НСР05 16 14 13

НСР<* по фактору А 8 7 5

НОР« по фактору В 7 6 5

Серая лесная

Невский Контроль - 356 270 313 - -

НаР,5Кэо - 390 343 367 54 0,79

МздР^Кад - 500 449 475 161 0,79

ЫчоРмХио - 541 484 512 199 0,74

Гранат Контроль - 212 355 283 - -

- 268,6 402 335 51,8 0,76

МцРмКм - 321,8 432 377 93,5 0,46

МчоРздКцо - 347,4 567 457 173,4 0,64

НСР« 14,87 18,25

НСР01 по фактору А 7,43 9,12

НСРм по фактору В 6,07 7,45

При исследовании урожайности следует учитывать такой показатель, как окупаемость прибавки урожайности удобрениями. На черноземе олодзоленном у сорпа Невский максимальная окупаемость наблюдалась в варианте И^Р^Кю

и составила 0,71 II/'кг д.в., у сорта Гранат она проявилась в варианте N23P15K30 и сост авила 1,66 u/кг д.в. Окупаемость прибавки удобрениями имела тенденцию к снижению от меньших доз удобрений к большим. На серой лесной почве у обоих сортов наибольшая окупаемость удобрений наблюдалась в варианте • NjjP^Kjo и составила у сорта Невский 0,79 u/кг д.в. и у сорта Гранат 0,76 и/кг Д.в.

В процессе вегетации происходит определенная редукция числа клубней, лишь конечный показатель и масса определяют величину урожая. Индивидуальная структура урожая на единице плошадн определяется числом клубней на растении (которое зависит от числа стеблей в кусте и числа клубней на одном стебле), средней массой одного клубня и числом растений на плошали.

При анализе структуры урожайности картофеля нами выявлено, что средняя масса клубней картофеля по сравнению с контролем увеличивалась при внесении всех доз минеральных удобрений. При этом на растения картофеля сорта Невский на черноземе оподзоленном в 2002 и 2003 году наибольшее влияние оказала доза НюРьоКиь обеспечившая увеличение средней массы клубня по сравнению С контролем на 11,7-17,6 грамм, в 2004 году оптимальной для нарастания массы клубне¡1 оказалась доза N^P^K^o-

У сорта Гранат в 2002 и 2004 году максимальная масса клубня наблюдалась в варианте NjjPisKm н превышала контроль на 6,4-6,3 грамма, а в 2003 году проявил себя вариант N^PtoKi^j, увеличив массу клубня на 2,8 грамма по отношению к контролю.

На серой лесной почве у сорта Невский в 2003-2004 гг. максимальная масса клубней выявлена в варианте М^Р^К^о- Увеличение массы клубня от внесения этой дозы удобрений составила 16,9-21,2 грамма. У сорта Гранат-наибольшую массу клубня получили в вариантах с меньшими дозами минеральных удобрений, в варианте НиРиКзс, этот показатель превышал контроль на 5,8 грамм.

Проведенные исследования позволяют установить зависимость выхода семенных клубней от применяемых фонов минеральных удобрений, погодных условий вегетационных периодов выращивания картофеля и особенностей сорта. На черноземе оподзоленном у обоих сортов наибольший выход семенных клубней получен в варианте Н^Р^К.» и составил 212 и 195 ц/га соответственно для сортов Невский и Гранат (табл. 3).

На серой лесной почве наибольший выход семенных клубней на варианте ЫэдРбоКпо У cop ra Невский 226 ц/га, а у сорта Гранат 219 ц/га.

Действие минеральных удобрений оказало влияние и на долю семенной фракции в общей урожайности картофеля. Наибольший процентный выход семенной фракции отмечался в вариантах с высокими дозами удобрений: NssPíjKso (40%) и N*,P«,K12í, (60%).

Таблица 3 - Урожайность семенных клубней (данные за 2002-2004 гг.)

Сорт Варианты Чернозем оподзоленный Серая лесная

Невский Контроль 144 44 Ж 52

^Р.^Кк, 161 45 247 60

Н^Р^К*) Ж 48 286 60

т 48 267 60

Гранат Контроль !М 34 109 45

МЙР,5Кэо 155 41 148 49

186 40 183 52

| 226 43 т 54

Примечание: числитель ц/га, знаменатель % от обшей урожайности

Содержание крахмала в клубнях. Применение минеральных удобрений привело к снижению содержания крахмала; максимальное его содержание наблюдалось в контрольном варианте и составляло 16,0-17,5% для сорта Невский, и 17,5-17,9% для сорта Гранат, в то время как на удобренных вариантах эти цифры составляли соответственно 14*1-16,7% и 16,1-17,2%,

Между вариантами с удобрениями содержание крахмала в клубнях, выращенных на черноземе олодзоленном, фактически не отличалось. На серой лесной почве отмечалась некоторая тенденция увеличения содержания крахмала от низких доз минеральных удобрений к высоким. Разница в содержании крахмала между вариантами МгзР1}Кзо и Н>оРбоК|2о составила 1,21,4%.

Снижение содержания крахмала в клубнях на удобренных вариантах компенсируется более высоким сбором крахмала с гектара, за счет увеличения урожайности клубней. Оценивая влияние различных доз минеральных удобрений на выход крахмала можно отметить, что применение удобрений увеличивало выход крахмала при увеличении доз вносимых удобрений. Наибольший выход крахмала, в зависимости от природных и почвенных условий, а также от особенностей сорта был получен в вариантах Т^Р^Кю (26,9-86,1 ц/га) и Ы«Р«К1а (28,0-122,3 ц/га).

б Баланс и коэффициенты использования элементов питания из

почвы

Волане элементов питания в почве. Применение минеральных удобрений привело к значительному увеличению выноса питательных веществ

из почвы. Особенно резко увеличился вынос азота в 1,3-2,5 раз и фосфора в 1,32,0 раз. Вынос калия под действием минеральных удобрений увеличился в меньшей мере, чем азота и фосфора — на 19-85%. Выкос азота на контрольных вариантах был выше на черноземе оподзоленном по сравнению с серой лесной почвой. Однако в связи с применением удобрений картина менялась: на вариантах с применением удобрений вынос питательных элементов на черноземе оподзоленном на 18% был выше, по сравнению с серой лесной почвой.

Максимальный вынос азота растениями картофеля на черноземе оподзоленном отмечался в варианте Н#р4$Кэо и составлял для сорта Невский 156 кг/га в сутки, а для сорта Гранат 205 кг/га. На серой лесной почве максимальный вынос азота у картофеля сорта Невский отмечался в варианте ^РбоКш и составил 136 кг/га. Различия в выносе азота растениями сорта Гранат на серой лесной почве на вариантах с применением удобрений не превышали 15,6 кг/га (табл. 4).

Таблица 4 — Биологический вынос и баланс питательных элементов в почве

Сорт Варианты Азот Фосфор Калий

вынос { баланс вынос { баланс вынос | баланс

Чернозем оподзоленный

Невский Контроль 94 -94 12 -12 80 -80

ИазР^Кзо 111 -88 19 -4 126 -96

156 -88 21 24" 148 -58

^»оРыКцо 133 -43 24 3$ 149 -29

Гранагг Контроль 135 -135 16 -16 99 -99

^ЬзРиКзо 163 -140 21 -6 135 -105

М6ВР45К90 205 -137 33 12 171 -81

ЬЦЛоКют 183 -93 33 27 135 -15

Серая лесная почвы

Невский Контроль 74- -74 13 -13 100 -100

МиРиКм 97 -74 16 -1 133 -103

^Рд^Коо 123 -55 20 25 142 -52

136 -46 24 36 123 -3

Гранат Контроль 77 -77 11 -11 83 -83

ИмРиКзо 103 -80 14 1 106 -76

Иб^К*, 130 -62 20 25 120 -30

129 -39 19 41 115 5

Вынос фосфора во всех вариантах опыта на черноземе оподзоленном был выше по сравнению с серой лесной на 82%. В остальном же, закономерность выноса этого элемента растениями картофеля обоих сортов была сходна с выносом азота на черноземе оподзоленном. Максимальный вынос фосфора отмечался в варианте N^45 Кч» и составлял для сорта Невский 24 кг/га, а для сорта Гранат 33 кг/га. На серой лесной почве максимальный вынос фосфора

сорта Невский отмечался в варианте Ы^Р^К^ (24 кг/га), а растениями сорта Гранат в варианте Н^Р^Ки (20 кг/га). Вынос калия го сравнению с выносом остальных элементов питания отличался рядом особенностей. Разница в выносе калия на вариантах с удобрениями не превышала 36 кг/га, при этом на черноземе оподзоленном наибольший вынос калия растениями картофеля сорта Невский отмечен в варианте М^Р^К^ (149 кг/га), а растений картофеля сорта Гранат в варианте Т^Р^К^ (171 кг/га). На серой лесной почве максимальный вынос калия картофелем проявлялся в варианте НйРлКэд (120-142 кг/га).

Расчеты баланса питательных элементов в почве показали, что наибольший дефицит питательных элементов на всех почвах наблюдался в вариантах без удобрений. Ежегодное отчуждение азота в контроле составило 74-135 кг/га, фосфора 11-16 кг/га, калия 83-100 кг/га. Применение минеральных удобрений не обеспечило положительный баланс азота, а лишь снизило его расход по сравнению с контролем в среднем на 1,2-2,0 раза. Положительный баланс фосфора н обеспечивали минеральные удобрения с высокими дозами удобрений: дополнительное поступление фосфора в варианте составило 10-25 кг/га и N9^0^120 - 21-41 кг/га. Баланс калия практически на всех вариантах опыта был отрицательным и только в варианте ЫздРзд^чго приближался к нулевому.

Коэффициенты использования питательных элементов из почв и удобрений. Расчет коэффициентов использования элементов питания из почвы показал, что картофель из почвенных запасов в вариантах без удобрений использовал 24,1-35,7% азота, 3,7-5,9% фосфора, 31,2-42,7% калия. Во всех вариантах с применением удобрений отмечено увеличение процента использования одних и снижение других элементов из почвы. Внесение удобрений способствовало лучшему усвоению фосфора из почвенных запасов: наиболее высоким он оказался в варианте Ы^РвоК^о и составил 7,9-12,0%. Коэффициент использования азота, напротив, имел тенденцию к снижению с ростом доз минеральных удобрений: в варианте с высокой дозой минеральных удобрений он составил 14,2-21,1%. Зависимости изменения коэффициента использования калия из почв в связи с применением удобрений не выявлено. Коэффициенты использования питательных элементов из удобрений колебались в широких пределах от 1,5 до 154% Среди элементов наиболее высокий коэффициент бьш отмечен у азота (43-117%) и калия (19-153%), а наименьший у фосфора (11-75%). Наибольшим коэффициентом использования всех злемешов из удобрений отличался вариант ^РиКэо-

7 Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения минеральных удобрений

Максимальная рентабельность на черноземе оподзоленном у сорта картофеля Невский и Гранат была зафиксирована в иарианге с дозой минерального удобрения N¿^45^ и составила соответственно 289 и 293%, что на 121-143% выше, чем в контрольном варианте. На серой лесной почве наибольшая рентабельность отмечена в варианте с максимальной дозой

удобрений и составила 317,0-290,6%, что превышает контроль на

150,5-135,8% соответственно.

Биоэнергетическая оценка данных показала высокую эффективность выращивания картофеля. На всех вариантах энергетический коэффициент составлял 3,13-4,75, При этом, на вариантах с применением минеральных удобрений энергетическая эффективность снижается. Такая закономерность связана со значительным ростом удельных энергетических затрат на внесение минеральных удобрений: если и варнаоте Н^Р^Кго доля энергетических затрат на применение удобрений составляла у сорта Невский 23-24%, у сорта Гранат 27% от общих затрат совокупной энергии, то в варианте Км она уже

составляла у сорта Невский 25-29%, а у сорта Граналг 29-31%. В варианте ЫэоРбоКж ~ 27-29% н 29-32% соответственно.

ВЫВОДЫ

1. Влияние минеральных удобрений проявилось в значительном увеличении общей биомассы картофеля, дополнительном образовании листовой поверхности, что в конечном счете привело к росту урожайности клубней картофеля. Наиболее отчетливо проявилось действие минеральных удобрений в дозах и при которых общая биомасса увеличивалась в 1,1-1,9 раз, площадь листьев в 1,1-2,9 раз, а урожайность картофеля в 1,1-2,0 раз по сравнению с контролем.

2. Минеральные удобрения усиливали фотосинтетическую деятельность растений, фотосинтетический потенциал увеличивался в 1,13-3,20 раз по сравнению с кошролсм.

3. При выращивании различных сортов картофеля в вариантах с минеральными удобрениями урожайность клубней картофеля повышалась в 1.1-1,6 раз. Наиболее эффективным на черноземе оподзоленном оказался вариант М^Р^К** обеспечивший получение 463488 ц/га клубней картофеля, а на серой лесной - вариант М^Р^Кцо с урожайностью 457-512 ц/та клубней картофеля.

4. Вынос питательных элементов из почвы без применения удобрений составил: по азоту 103-157 кг/га; по фосфору 13-17 кг/га; по калию 80-100 кг/га. Применение минеральных удобрений привело к значительному увеличению выноса питательных веществ из почвы: азота в 1,3-2,5 раз, фосфора в 1,3-2,0 раза, калия на 19-85%.

5. Степень использования питательных веществ из почв составляет 24,135,7% азота, 3,7-5,9% фосфора, 31,2-42,7% калия. Применение удобрений способствовало увеличению использования фосфора и снижению использования азота из почвы. Коэффициенты использования питательных элементов из удобрений колебались в широких пределах от 1,5 до 100%. Среди элементов наиболее высокий коэффициент был отмечен у азота (43-100%) и калия (19-100%), а наименьший у фосфора (11-75%).

6. Выход семенной фракции картофеля во многом зависел от погодных условий вегетационных периодов: наибольший выход семенных клубней

отмечался в 2003 году (148-304 ц/га по сорту Невский и 154-374 ц/га по сорту Гранат). Применение минеральных удобрений увеличивало выход семенной фракции у сорта Невский на 17-116 ц/га, у сорта Гранат на 39110 ц/га.

7. Под воздействием минеральных удобрений происходило снижение содержания крахмала, которое компенсировалось более высоким выходом крахмала на удобренных вариантах за счет увеличения урожайности.

8. Сорт Гранат по сравнению с сортом Невский отличался более постепенным нарастанием биомассы, высокой потенциальной урожайностью и большей способностью формировать семенную фракцию картофеля.

9. Самая высокая окупаемость применения азота, фосфора, калия урожаем картофеля получена при внесении N^P^Kjo - 0,76-1,7 ц/кг д.в.

Ю.Применение удобрений во всех вариантах опыта оказалось рентабельным. Экономически наиболее эффективной дозой минеральных удобрений под картофель является N(,sP«K*), рентабельность составила 289-293%. Энергетический коэффициент составляет 3,14-4,75,

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

11а оподзоленных черноземах и серых лесных почвах Предуралья с целью повышения урожайности семейного картофеля и выхода крахмала с гектара рекомендуем внесение доз минеральных удобрений NejP^Kw и NwP«iKia).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Евдокимова О.И., Гусев A.C. Продуктивность семенного картофеля в зависимости от фона минерального питания в условиях лесостепи Предуралья // Энтузиазм и творчество молодых ученых — агропромышленному комплексу Урала; Сб. науч. тр. Межрег.науч,-практ. конф. - Екатеринбург,2003. - Т. 2. - С. 302-304.

2. Евдокимова О.И. Влияние различных фонов минерального питания чернозема оподзоленного и серой лесной почвы на урожайность картофеля // Молодые ученые в решении проблем АПК, — Мат. кокф. молодых ученых. - Тюмень, 2003. — Ч. 1. - С. 44-45.

3. Евдокимова О.И., Гусев A.C., Лопухов П.М. Влияние минеральных удобрений на формирование ассимиляционного аппарата и урожайность картофеля // Научные результаты - агропромышленному производству: Маг, Междунар. иауч. прак. конф.-Курган, 2004. - Т. 1.-С. 479-482.

4. Евдокимова О.И. Влияние минеральных удобрений на сортовые особенности картофеля сорта Невский и Гранат, формирование урожая // Молодежь и наука. - Сб. агроном, фак. УрГСХА. - Екатеринбург, 2002. -С. 12-14,

Подписано в печать 24,10. 2005 г Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 2)7 Отпечатано в печатном чехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

f 19921