Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность картофеля в зависимости от фонов минерального питания и способов посадки в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность картофеля в зависимости от фонов минерального питания и способов посадки в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан"

На правах рукописи

ИШКИНИНА ФИДАЛИЯ ФАНИСОВНА

ПРОДУКТИВНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОНОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И СПОСОБОВ ПОСАДКИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 ? л-? гт

Уфа 2012

005019817

Диссертационная работа выполнена на кафедре ботаники, физиологии и селекции растений Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, ХАИБУЛЛИН

профессор, декан факультета агротехно- Мухамет Минигалимович логий и агробизнеса ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, г. Уфа

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, ЮХИН

профессор кафедры земледелия и почво- Иван Петрович ведения ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, г. Уфа

кандидат сельскохозяйственных наук, ПУСЕНКОВА зав. аналитической лаборатории ГНУ Людмила Ивановна Башкирский НИИСХ, г. Уфа

Ведущая организация:

г. Ижевск ФГБОУ ВПО «Ижевская

Защита состоится 26 апреля 2012 г. в 1600 часов в ауд. 222 на заседании диссертационного совета Д 220.003.01 при ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан 26 марта 2012 г. и размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» www.bsau.ru.

государственная

сельскохозяйственная академия»

Ученый секретарь диссертационного совета

Гайфуллин Радик Разилевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Картофелеводство - одна из традиционных и наиболее важных отраслей сельского хозяйства. Картофель является одной из важнейших продовольственных культур, ежегодно на душу населения в Российской Федерации потребляется до 132 кг клубней.

В современных условиях для повышения плодородия почвы и получения высоких и устойчивых урожаев картофеля решающее значение имеет научно-обоснованная система земледелия, включающая все ее основные элементы. Ведущая роль при этом принадлежит системе обработки почвы, севооборотам, удобрениям, с которыми тесно связана количественная и качественная сторона жизнедеятельности микроорганизмов в почве, создающих благоприятные условия для корневого питания растений.

Изучение влияния удобрений, севооборота, способов посадки, реакции сортов и т.д. на почвенную микрофлору и активность микробиологических процессов в системе почва - микроорганизмы - растения дает возможность глубже понять причины изменения почвенного плодородия и придти к направленному регулированию микробиологических процессов, от которых зависит плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур.

В работах Щербакова А.П., Рудай И.Д. (1983), Хабирова И.К. (1993), Нурмухаметова Н.М. (2001; 2007), Хазиева Ф.Х. (2007), Хайбуллина М.М. (2008) и др. показана важность биологических факторов в повышении почвенного плодородия и экологизации земледелия в целом. Однако оптимизация микробиологических процессов под действием расчетных норм минеральных удобрений, способов посадки картофеля в зернопаропропашном севообороте для южной лесостепи Республики Башкортостан изучена недостаточно. В частности, остаются не до конца исследованными такие вопросы, как характер влияния различных доз минеральных удобрений, способов посадки, биологической активности почвы на урожайность картофеля.

Цель н задачи. Цель исследования заключается в усовершенствовании технологических приемов возделывания картофеля в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан и активизации микробиологических процессов в черноземе выщелоченном.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- изучить характер формирования урожая в зависимости от способов посадки и вносимых расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность культуры;

- оценить взаимосвязь урожайности с биологической активностью почвы;

- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемых приемов возделывания картофеля.

Научная новизна. В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан на черноземах выщелоченных получены и обобщены экспериментальные данные о биологической активности почвы и урожайности картофеля при различных технологиях возделывания в севообороте. Установлено, что внесение расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность и гребневой способ посадки способствуют повышению продуктивности картофеля и биологической активности чернозема выщелоченного.

Дана энергетическая и экономическая оценка эффективности применения удобрений при различных нормах и способах посадки.

Основные положения, выносимые на защиту:

- способы посадки и дозы минеральных удобрений влияют на морфологические и физиологические показатели роста и развития растений картофеля;

- способы посадки и расчетные дозы минеральных удобрений создают различные условия для формирования урожая картофеля, так при гребневой технологии улучшается микробиологическая деятельность почвы;

- дозы удобрений и способы посадки влияют на энергетическую и экономическую эффективность технологии возделывания картофеля.

Практическая значимость работы.

В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан при возделывании картофеля на черноземах выщелоченных рекомендовано использовать посадку на предварительно нарезанные гребни с использованием расчетных доз минеральных удобрений на планируемый урожай клубней 30 т/га.

Результаты исследований внедрены в ООО «Шемяк» Уфимского района па площади 100 га. Обеспечено получение урожая 30 т/га при рентабельности 132%.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональной научно-практической конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Южного Урала и Среднего Поволжья (Уфа, БГАУ, 2006), на Всероссийских конференциях в рамках международной специализированной сельскохозяйственной выставки «Агрокомплекс» (Уфа, 2007, 2008, 2009, 2010), на Международной научно-практической конференции «Агроэкологи-ческая роль плодородия почв и современные агротехнологии» (Уфа, 2008), на Международной научно-практической конференции, посвященной 145-летию РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2010).

Публикации в печати. По материалам диссертации опубликовано 14 статей, в том числе 3 в издании, включенном в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 8 рисунков. Состоит из введения, 4 глав, выводов и предложения производству, библиографического списка, содержащего 210 наименований, в том числе 18 - на иностранных языках, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обзор литературы

В данной главе приводится аналитический обзор литературы о влиянии биологической активности почвы, минеральных удобрений, способов посадки на физиологические показатели растения и урожайность картофеля.

Объекты, условия и методика проведения исследования

Исследования проводились в 2006-2009 гг. на базе стационарных опытов кафедры ботаники, физиологии и селекции растений в Учебно-опытном хозяйстве ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ. Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднесуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса от 8,0 до 8,4%. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая - рНсод - 5,4, содержание подвижного фосфора - 80 мг/кг, обменного калия — 110 мг/кг. Степень насыщенности основаниями составляет 90,1%, сумма поглощенных оснований — 41,0 мг.-экв./100 г почвы.

Годы проведения исследований характеризовались неустойчивым увлажнением и колебаниями температуры воздуха в периоды вегетации.

В целом метеорологические условия складывались благоприятно для формирования урожая картофеля (рис. 1).

Осадки, мм 2006 г.

I I Осадки, мм 2007 г.

^то Осадки, мм 2008 г.

Осадки, мм 2009 г.

~-л— Среднесуточная

температура воздуха, °С

2006 г. —о— Среднесуточная

температура воздуха, °С

2007 г. —ж— Среднесуточная

температура воздуха. "С

2008 г. —•— Среднесуточная

температура воздуха, °С

2009 г.

Рисунок 1 - Метеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований

Технология возделывания картофеля соответствовала принятой для хозяйств южной лесостепной зоны Республики Башкортостан.

Опыты размещались в четырехпольном специализированном коротко-ротационном зернопаропропашном севообороте.

Месяцы

Полевые опыты закладывались на делянках площадью 186 м2, учетной площадью 158 м2, при трехкратной повторное™.

Фактор А - минеральные удобрения:

1) контроль (без внесения удобрений);

2) внесение минеральных удобрений на запланированный урожай 25 т/га клубней картофеля;

3) внесение минеральных удобрений на запланированный урожай 30 т/га клубней картофеля;

Фактор В - способ посадки:

1) гладкий; 2) на предварительно нарезанные гребни.

Фактор С - сорт:

1) Романо; 2) Невский.

Исследования проводились с использованием следующих методик:

- по фазам роста определяли динамику накопления сухой массы ботвы и клубней;

- пищевой режим почвы изучали в слое 0-25 см весной и осенью: содержание нитратного азота определяли по ГОСТу 26951-86, подвижного фосфора и обменного калия - по методу Чирикова из одной почвенной вытяжки (ГОСТ 26483-85);

- фенологические наблюдения за прохождением фаз развития растений и определение межфазных периодов проводили по методике госсортоиспытания сельскохозяйственных культур (1983);

- анализ качества клубней картофеля проводили в аналитической лаборатории БНИИСХ: содержание сухих веществ определяли высушиванием до постоянной массы, содержание крахмала - по Эверсу;

- рост растений изучали по основным фазам роста и развития растений по методике опытных работ;

- влажность почвы определяли в слое 0-100 см, через каждые 10 см -весной и осенью, 0-25, 25-50 см - в середине вегетации термостатно-весовым методом;

- урожай клубней картофеля определяли весовым методом;

- структуру урожая определяли согласно методике сортоиспытания;

- методом предельных разведений определяли анаэробные азотфикса-торы (Clostridium pasterianum) (Й. Сеги, 1983);

- используя метод пластинок, определяли активность азотобактера (1993);

- методом «аппликации» определяли интенсивность разложения целлюлозы;

- интенсивность выделения почвой СО2 определяли по методу Е.Н. Мишустина, И.Ш. Вострова, А.Н. Петрова (1993);

- активность каталазы определяли методом газометрии; фосфатазы, уреазы, инвертазы - по методам Ф.Х. Хазиева (2005);

- наличие связи между признаками устанавливали корреляционно-регрессионным анализом с использованием компьютерных программ Excel Statistica 5.0. Существенность разницы в величине изучаемых показателей

между вариантами определялась дисперсионным анализом по Б.А. Доспехо-ву (2011);

- экономическую эффективность рассчитали по прямым затратам сравнительно-математическим методом;

- биоэнергетическую эффективность рассчитали по методике ВАСХНИЛ (1989).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Фенологические наблюдения

В зависимости от года исследований, погодных условий и агротехнических приемов появление всходов в опытах наблюдалось с 8 по 17 июня, а период от посадки до всходов составил 19-22 дня.

Агротехнические приемы оказывают существенное влияние на динамику роста и развития растений картофеля: посадка картофеля на предварительно нарезанные гребни дает достоверную разницу в наступлении фенологических фаз от 2 до 3 дней. Так, при гладком способе посадки всходы появлялись с 10 но 18 июня, при посадке на предварительно нарезанные гребни -с 8 по 15 июня. Сокращение периодов развития при посадке картофеля на предварительно нарезанные гребни происходит в связи с улучшением температурных условий прорастания и роста растений на гребнях. Весной после посадки гребни позволяют почве быстрее прогреться до необходимой для прорастания картофеля температуры, поддерживаются более оптимальные условия увлажнения и аэрации. Такая же динамика наблюдалась и при наступлении следующих фаз вегетации, исходя из чего можно констатировать, что предварительная нарезка гребней дает возможность ускорить прохождение фенологических фаз растениями, что сказывается на формировании урожая.

Агроэкологические факторы и агротехнические приемы также повлияли на биометрические показатели роста и развития растений. Сочетание предварительной нарезки гребней с внесением расчетных доз минеральных удобрений позволяет образовывать большее количество стеблей в кусте: образовывалось до 6 стеблей на одно растение, тогда как в контроле только 4, высота стеблей достигала 51,3 см (в контроле - 31 см).

Влияние доз минеральных удобрений и способов посадки на накопление сухой массы и крахмала

Формирование биомассы картофеля зависит от условий вегетационного периода, биологических особенностей сорта, а также доз минеральных удобрений, внесенных при различных способах подготовки почвы.

Наибольшее нарастание надземной биомассы растений картофеля в течение вегетации происходит в фазу цветения, а формирование клубней - к концу вегетационного периода картофеля. При этом отмечается заметное

снижение роста растений после цветения, преобладание других метаболических процессов, связанных с передвижением питательных веществ из ботвы в клубни, накопление крахмала.

Наибольшую сухую массу клубней в конце вегетации формировали варианты с удобрениями на планируемый урожай 30 т/га как при гребневом, так и при гладком способах посадки. Биомасса картофеля в этих вариантах превышала контроль соответственно в 1,4 и 1,7 раза (сорт Романо) и 1,2 и 1,6 раза (сорт Невский). Сухая масса ботвы сорта Романо была выше, чем у сорта Невский практически во всех вариантах.

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

ад

19 18,5 18 17,5 17 16,5

19,11

18,58 18,55

18,98

18,47 18,44

18,14

17,28-

47,33--

В.

S

гладкая посадка гребневая посадка сорт Романо

гладкая посадка гребневая посадка сорт Невский

Рисунок 2 - Содержание крахмала в клубнях картофеля сортов Невский и Романо в зависимости от способов посадки, уровня минерального питания, % (опытное поле БГАУ, в среднем за 2006-2009 гг.)

Формирование клубней начиналось в фазу бутонизации, к фазе цветения доля клубней к общей биомассе составила 47-68%, а в фазу созревания — 92-97%.

Среди пищевых веществ клубней картофеля ведущую роль играет крахмал, ради которого в основном и возделывается культура. Он составляет 70-80% сухой биомассы клубня или 95-99% всего количества накапливаемых картофелем углеводов /A.B. Коршунов, 2001; С.Н. Карманов, 1988/.

Более высокое содержание крахмала отмечено на фоне повышенных доз минеральных удобрений (рис. 2). Гребневой способ посадки оказал большее влияние на накопление крахмала в клубнях картофеля. Содержание

крахмала у сорта Романо увеличивается на 1,79%, у сорта Невский — на 1,70% по сравнению с гладкой посадкой без удобрений.

Влияние способов посадки и внесения расчетных доз минеральных удобрений на активность и численность свободноживущих аю «»фиксирующих микроорганизмов

В почве обитают микроорганизмы, способные фиксировать атмосферный молекулярный азот и переводить его в связанное состояние - это сво-бодноживущие азотфиксирующие бактерии Azotobacter, Clostridium pasteurianum и др.

На опытных делянках картофеля путем отбора средних проб почвы, а также в лабораторных опытах нами была исследована активность свободно-живущих азотобактеров. Проведенные опыты показывают, что активность азотобактера заметно выше при внесении расчетных доз удобрений. Так, в фазу бутонизации при применении удобрений активность увеличивается от 12 до 18%, а в фазу цветения - от 7 до 19% по сравнению с контролем.

Наиболее благоприятные условия для развития азотобактера создавались в фазу цветения. Активность его была в 2 раза выше по сравнению с фазой бутонизации во всех вариантах. Можно отметить, что активность азотобактера под посадками сорта Романо несколько выше, чем под сортом Невский (рис. 3).

0 всходы ^ бутонизация □ цветение

Рисунок 3 — Изменение численности бактерий рода Clostridium pasteurianum при разных дозах удобрений и способах посадки картофеля (тыс./г почвы, в среднем за 2006-2009 гг.)

Также стимулировал активность азотобактера гребневой способ посадки, при котором, по сравнению с гладким, активность увеличивается на 616% в фазу бутонизации и на 3-17% в фазу цветения.

Со многими почвенными микроорганизмами Clostridium находится в метаболических отношениях, когда предполагается обмен продуктами метаболизма. Так, азотобактер улучшает условия жизни клостридия, поглощая кислород, а клостридий вырабатывает из органических соединений, недоступных азотобактеру, органические кислоты, которые может ассимилировать азотобактер.

Наибольшее количество анаэробных азотфиксаторов (Clostridium pas-teurianum) выявлено при внесении расчетных доз минеральных удобрений.

В развитии бактерий рода Clostridium pasteurianum отмечена тенденция увеличения численности от всходов к фазе цветения во всех вариантах.

Численность бактерий рода Clostridium pasteurianum при гребневом способе посадки выше, чем при гладком способе посадки обоих сортов.

Влияние способов посадки и доз минеральных удобрений на целлюлозоразлагающую способность почвы

Учет разложения в почве льняного полотна позволяет судить об интенсивности мобилизационных процессов в почве и наличии в нем минерального азота. Целлюлозоразрушающая способность микроорганизмов может косвенно отражать благополучие почвенных свойств и служить дополнительным показателем биологической активности почвы.

Исследования показали (табл. 1), что расчетные дозы минеральных удобрений стимулируют разложение в почве льняной ткани. С увеличением численности целлюлозоразлагающих микроорганизмов повышается интенсивность распада целлюлозы в почве. За 60 дней выдержанная в почве мешковина разложилась в контроле при гребневом способе посадки на 11,820,1% и при гладком способе посадки - от 8,0 до 16,5%, тогда как в вариантах с внесением удобрений в расчете на получение 25 и 30 т/га картофеля процент разложения клетчатки составил от 21,8 до 44,3% при нарезке гребней и от 18,4 до 41,7% при гладком способе посадки. Это объясняется тем, что внесение в почву удобрений и гребневой способ посадки активизируют целлюлозоразлагающие микроорганизмы, что ускоряет процесс распада клетчатки.

Применение удобрений стимулирует деятельность аммонифицирующей микрофлоры, в результате чего происходит накопление доступных форм минерального азота, необходимых для нормального функционирования жизнедеятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Это обстоятельство объясняет причину усиления разложения клетчатки на удобренных фонах.

Взаимосвязь активности азотобактера и разложения клетчатки в почве описывается уравнением регрессии: у = 1,4337 х - 99,171 при г = 0,86, где у -разложение клетчатки, %, х - активность азотобактера, %. Это указывает на тесную корреляционную связь между ними.

Таблица 1 Влияние минеральных удобрений и способов посадки под картофелем на интенсивность разложения клетчатки в почве (опытное поле БГАУ)

Вариант опыта Процент разложенной клетчатки че рез 60 дней

2006 г. | 2007 г. | 2008 г. 2009 г.

Гребневая посадка, сорт Невский

Контроль (без удобрений) 15,7 14,3 19,8 16,6

На планир. урожай 25 т/га 24,5 21,8 31,2 26,7

На планир. урожай 30 т/га 35,3 27,5 40,7 34,8

Гребневая посадка, сорт Романо

Контроль(без удобрений) 13,0 11,8 20,1 15,1

На планир. урожай 25 т/га 34,5 25,9 37,3 34,9

На планир. урожай 30 т/га 43,2 33,4 44,3 42,1

Гладкая посадка, сорт Невский

Контроль(без удобрений) 14,6 12,9 16,5 14,2

На планир. урожай 25 т/га 22,0 18,4 26,8 23,4

На планир. урожай 30 т/га 34,0 26,1 36,1 31,8

Гладкая посадка, сорт Романо

Контроль (без удобрений) 8,4 8,0 16,2 13,4

На планир. урожай 25 т/га 33,0 19,9 32,8 25,8

На планир. урожай 30 т/га 39,8 33,1 41,7 37,3

Интенсивность «дыхания» в зависимости от способа посадки и внесения минеральных удобрений

«Дыхание» почвы (выделение С02) является одним из важных показателей ее биологической активности, поскольку отражает интенсивность жизнедеятельности почвенной микрофлоры, скорость минерализации опада и подстилки (В.П. Стефурак, A.C. Усатая, Н.И. Фрунзе и др., 1990).

Результаты исследований показали (табл. 2), что интенсивность выделения почвой С02 тесно связана с фазами роста и развития растения картофеля. Рост интенсивности «дыхания» в фазе бутонизации обусловлен наиболее активным периодом процессов синтеза и превращения органических веществ в растениях. К концу вегетации, когда идет отток питательных веществ в запасающие органы растений, сокращается активный обмен продуктами метаболизма между растениями и микроорганизмами почвы, что обусловливает снижение скорости выделения почвой углекислого газа.

Установлена тесная корреляционная связь между интенсивностью «дыхания» и разложением клетчатки в почве (у = 22,319 х - 102,35 при г = 0,89, где у - разложение клетчатки (%), х - интенсивность «дыхания» (мг/г почвы за 24 часа).

Таблица 2 Интенсивность выделения почвой С02 под картофелем, мг/г почвы за 24 часа (опытное поле БГАУ, в среднем за 2006-2009 гг.)

Варианты опыта Фаза развития

всходы бутонизация цветение

Гребневая посадка, сорт Невский

Контроль (без удобрений) 2,0 7Д 5,4

На планир. урожай 25 т/га 2,2 7,2 5,8

На планир. урожай 30 т/га 2,5 7,7 6,2

Гребневая посадка, сорт Романо

Контроль (без удобрений) 3,0 6,7 6,2

На планир. урожай 25 т/га 3,4 6,9 6,0

На планир. урожай 30 т/га 3,3 7,2 6,5

Гладкая посадка, сорт Невский

Контроль(без удобрений) 2,1 6,6 5,2

На планир. урожай 25 т/га 2,2 6,7 5,6

На планир. урожай 30 т/га 2,4 6,8 5,9

Гладкая посадка, сорт Романо

Контроль(без удобрений) 2,4 6,9 5,7

На планир. урожай 25 т/га 3,1 6,6 6,4

На планир. урожай 30 т/га 3,3 6,2 6,8

Внесение в почву минеральных удобрений интенсифицирует микробиологические процессы, в результате чего увеличивается трансформация органических и минеральных веществ. Характерный показатель активизации деятельности микрофлоры под влиянием удобрений - усиление «дыхания» почвы - выделение С02 - это результат, прежде всего, ускоренного разложения органических соединений почвы.

Применение минеральных удобрений активизирует деятельность микроорганизмов, которые, в свою очередь, способствуют ускоренному разложению органических соединений во всех вариантах опыта.

Отмечено, что при предварительной нарезке гребней интенсивность «дыхания» почвы несколько выше, чем при гладком способе посадки.

Влияние способов посадки и доз минеральных удобрений на ферментативную активность почвы

Внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность способствовало усилению ферментативной активности почвы. Наибольшая активность фермента каталазы наблюдалась в вариантах с внесением удобрений, наименьшая - в контроле. При гребневой посадке активность каталазы колебалась от 4,2 до 6,8, при гладкой посадке - от 4,2 до 6,2, а в контроле -от 4,0 до 5,1 мл 02 за 3 мин в 1 г почвы.

Таблица 3 Ферментативная активность почвы в зависимости от способов посадки и уровня минерального питания

(среднее за 2006-2009 гг.)

Вариант опыта Каталаза, мл О2 за 3 мин / 1 г почвы Фосфатаза, мг фенолфталеина на 1 г почвы за 1 ч. Уреаза, N-N114 на 1 г почвы за 24 ч, мг Инвертаза, мг глюкозы на 1 г почвы

всходы фаза бутонизации фаза цветения всходы фаза 1 бутонизации 1 фаза цветения всходы фаза бутонизации фаза цветения всходы фаза бутонизации фаза цветения

Гребневая посадка, сорт Невский

Контроль 4,0 5,1 4,4 0,50 0,55 0,67 0,15 0,34 0,41 2,6 4,9 4,4

*25 т/га 4,2 5.2 4,8 0,56 0,60 0,69 0,17 0,37 0,45 2,9 5,5 4,6

*30 т/га 4,5 6,8 5,2 0,53 0,63 0,72 0,19 0,45 0,53 3,4 5,9 5,1

Гребневая посадка, сорт Романо

Контроль 3,0 4.7 4,2 0,50 0,56 0,68 0.14 0,33 0,41 2,6 4,8 4,4

*25 т/га 4,4 5.9 5,0 0,55 0,60 0,70 0.16 0,36 0,44 2.8 5.6 4,7

*30 т/га 5,3 6,2 5,5 0,54 0,64 0,71 0,19 0,45 0,53 3,5 5,9 5,2

Гладкая посадка, сорт Невский

Контроль 3.9 4.6 4,2- 0,48 | 0,51 0,57 0.13 0,34 0,37 2,2 4,8 4,3

*25 т/га 4,2 4.7 4.6 0,57 0.57 0.65 0.14 0,39 0,42 2.5 5,4 4,4

*30 т/га 5,4 5,9 5,7 0,55 1 0,58 0.65 0,17 0,42 0,49 2,6 5,7 4,9

Гладкая посадка, сорт Романо

Контроль 4,4 4,9 4,7 0,49 0.50 0,58 0.12 0,33 0,38 2,3 4,7. 4,2

*25 т/га 5,1 5.6 5,4 0,56 0.55 0,63 0,15 0,40 0,43 2.6 5,5 4,5

*30 т/га 5,7 6,2 5,8 0,55 0,57 0,64 0,16 0,41 0,50 2,6 5,7 4,8

Контроль — без удобрений; * — на планируемую урожайность картофеля.

В фазу бутонизации наблюдается повышение активности фермента ка-талаза по сравнению с началом вегетационного периода. Но к фазе цветения активность немного уменьшается.

Исследования показали, что динамика активности инвергазы имеет тенденцию увеличения от всходов к фазе бутонизации и незначительного снижения к фазе цветения. Активность ферментов фосфатазы и уреазы заметно возрастает от полных всходов к фазе цветения. Это объясняется большим потреблением растениями питательных веществ из почвы, что связано, в свою очередь, с усилением обмена веществ, в котором участвуют ферменты. Усиление ферментативной активности также связано с повышением температуры и наличием влаги в почве, при которых интенсивность всех микробиологических процессов, в том числе и активность ферментов, повышается.

Внесение минеральных удобрений и гребневой способ посадки способствовали усилению ферментативной активности почвы. Наибольшая активность инвертазы отмечается в фазу бутонизации при гребневом способе посадки и внесении минеральных удобрений на планируемую урожайность 30 т/га - 5,9 мг глюкозы на 1 г почвы. Наибольшая активность фосфатазы и урезы отмечается в фазу цветения при гребневом способе посадки.

Установлена тесная взаимосвязь между ферментами фосфатаза и уреа-за: у = 0,8672 х - 0,1122 (г = 0,81), а также между ферментами фосфатаза и инвертаза: у = 9,6875 х-0,1875 (г = 0,91).

Урожай и качество клубней картофеля в зависимости от способов посадки и доз минеральных удобрений

В наших исследованиях выявлено влияние различных способов посадки, внесения расчетных доз минеральных удобрений и сортовой специфичности на урожайность клубней картофеля (табл. 4).

Наиболее высокая урожайность по сравнению с контролем получена при внесении минеральных удобрений на 25 и 30 т/га. Прибавка урожайности при гребневом способе посадки значительно выше, чем при гладком. При нормах внесения удобрений на 25 и 30 т/га прибавка к контролю составляла при гребневой посадке 26-36% (сорт Невский) и 43-59% (сорт Романо), а при гладкой посадке - 33-47% (сорт Невский) и 31-52% (сорт Романо).

Установлена тесная взаимосвязь между урожайностью и показателями биологической активности почвы: у = 0,21 Х[ + 21,94 (г = 0,89); у = 1,73 х2 + + 45,56 (г = 0,82); у = 11,26 х3 + 22,09 (г = 0,69); у = - 0,61 х4 + 32,67 (г = 0,47); у = 4,56 х5 + 27,45 (г = 0,53); у = 0,72 х6 + 25,76 (г = 0,62), где у - урожайность, т/га; XI - разложение клетчатки, %; х2 - активность азотобактера, %; Хз - фермент фосфатаза, мг фенолфталеина на 1 г почвы за 1 ч; х4 - фермент каталаза, мл 02 за 3 мин / 1 г почвы; х5 - фермент уреаза, мг N-N44 на 1 г почвы за 24 ч; Хб - фермент инвертаза, мг глюкозы на 1 г почвы.

Таблица 4 Урожайность картофеля в зависимости от способов посадки, уровня минерального питания и сортовой специфичности (опытное поле БГАУ)

Вариант опыта (А) Способы посадки (В) Урожайность, т/га Прибавка

2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. средняя т/га %

Сорт Невский

Контроль гладкая 18,2 16,5 21,5 18,9 18,8 — -

*25 т/га 24,1 22,6 24,1 24,0 23,7 4,9 26

*30 т/га 25,1 25,5 27,0 26,8 26,1 7,3 38

Контроль гребневая 20,8 16,9 23,9 22,8 21,1 - -

*25 т/га 26,4 23.8 28,3 26,3 26,6 5,5 26

*30 т/га _, 28,7 27,9 30,8 29,8 29,3 8,2 39

НСРп5 по фактору А 0,77 0,81 0,73 0.73 - — —

НСР05 по фактору В 0,94 0,66 0,60 0,60 - - -

НСРоз по фактору АВ 1,33 1,15 1,03 1,04 - - -

Сорт Романо

Контроль гладкая 18,4 17,3 19,4 18,1 18,3 — —

*25 т/га 23,9 22,2 25,1 24,8 24,0 5,7 31

*30 т/га 27,2 26,1 29,5 28,8 27,9 9,6 52

Контроль гребневая 22,8 18,8 24,5 23,1 22,3 - —

*25 т/га 31,8 29,8 33,2 32,8 31,9 9.6 43

* 30 т/га 35,0 34,5 36,8 35,7 35,5 13,2 59

НСР05 по фактору А 0,73 0,82 0,95 0,71 - - -

НСР05 по фактору В 0,89 0,67 0,78 0,58 - - -

НСРцз по фактору АВ 1,26 1,17 1,35 1,01 - - -

Контроль — без удобрений; * — на планируемую урожайность картофеля.

Анализ товарности клубней картофеля в среднем за 4 года показывает, что она выше при гребневом способе посадки в сочетании с внесением минеральных удобрений на запланированную урожайность. Так, в вариантах гребневой посадки и внесения расчетных доз минеральных удобрений на 25 и 30 т/га урожая она составила по сорту Невский 63,4 и 66,3% и по сорту Ро-мано - 61,9 и 64,1% соответственно. Наименьшая товарность клубней была отмечена в контроле при гладкой посадке сорта Романо - 55,4% и сорта Невский - 55,8%.

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что наибольший выход товарной продукции был в вариантах с посадкой на предварительно нарезанные гребни в сочетании с внесением расчетных доз минеральных удобрений.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Энергетическая оценка позволяет сравнивать различные технологии производства сельскохозяйственной продукции с точки зрения расхода энергетических ресурсов, определить структуру потоков энергии в агроценозах и выявить главные резервы экономии технической энергии в земледелии. Определение как затраченной, так и полученной энергии дает возможность количественно оценить энергетическую эффективность возделывания культур.

В расчете энергетической эффективности приемов возделывания картофеля были использованы действующие нормативные документы и инструкции, энергозатраты определялись на основании типовых технологических карт.

Наибольший энергетический коэффициент получен в варианте с применением гребневой посадки картофеля и с внесением расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность 30 т/га и составил по сортам Невский и Романо 1,07 и 1,32 соответственно.

Наименьший энергетический коэффициент получен в варианте гладкой посадки картофеля без применения удобрений у сорта Невский - 0,83.

Результаты анализа экономических показателей свидетельствуют об эффективности использования предварительной нарезки гребней и внесения расчетных доз минеральных удобрений. Высокая урожайность картофеля обусловливает большую стоимость продукции при увеличении производственных затрат, в то же время увеличиваются чистый доход и рентабельность.

Анализ данных показал, что применение предварительной нарезки гребней повышает рентабельность производства товарного картофеля. Так, рентабельность сорта Невский в варианте гребневой посадки с применением удобрений на планируемую урожайность 30 т/га составила 198% при урожайности 28,8 т/га, а у сорта Романо - соответственно 160% при 35,5 т/га. Это свидетельствует о большой экономической эффективности применения предварительной нарезки гребней.

Экономическая эффективность применения расчетных доз минеральных удобрений на черноземе выщелоченном южной лесостепи Республики Башкортостан на запланированный урожай повышает рентабельность производства картофеля.

ВЫВОДЫ

1. В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан агротехнические приемы оказывают существенное влияние на сроки наступления фенологических фаз и биометрические показатели растений картофеля. Внесение расчетных доз минеральных удобрений и предварительная нарезка гребней ускоряют наступление фенологических фаз на 2-3 дня по сравнению с гладким способом посадки. При этом образовывалось до 6 стеблей на одно растение, тогда как в контроле только 4, высота стеблей достигала 51,3 см (в контроле-31 см).

2. Наибольшую урожайность картофеля обеспечивают удобрения в расчетных дозах на 30 т/га при гребневом способе посадки. При этом наблюдается тенденция накопления сухих веществ и крахмала. Содержание крахмала у сорта Романо увеличивается на 1,79%, у сорта Невский - на 1,70% по сравнению с контролем.

3. Внесение расчетных доз минеральных удобрений на 25 т/га способствует повышению активности целлюлозоразлагающих бактерий на 19%, при внесении удобрений на 30 т/га - на 24-30% при гребневом способе посадки сорта Романо.

4. Дозы минеральных удобрений повышают активность азотобактера. В фазу бутонизации активность увеличивается на 12-18%, а в фазу цветения -от 7 до 19% по сравнению с контролем. Установлена взаимосвязь разложения клетчатки с активностью азотобактера в почве: у = 1,4337 х —99,171 приг = 0,86.

5. Существует тесная корреляционная связь между интенсивностью «дыхания» и разложением клетчатки в почве под картофелем: у = 22,319 х -- 102,35 при г = 0,89, где у - разложение клетчатки, х - интенсивность «дыхания».

6. В черноземе выщелоченном под картофелем выявлены взаимосвязи между ферментами фосфатазой и уреазой: у = 0,8672 х - 0,1122 (г = 0,81) и фосфатазой и инвертазой: у = 9,6875 х - 0,1875 (г = 0,91).

7. Установлена зависимость между урожайностью и биологической активностью почвы: у = 0,21 х, + 21,94 (г = 0,89); у = 1,73 х2 + 45,56 (г = 0,82); у = 11,26 х3 + 22,09 (г = 0,69); у = - 0,61 Х4 + 32,67 (г = 0,47); у = 4,56 х5 + 27,45 (г = 0,53); у = 0,72 + 25,76 (г = 0,62), где у - урожайность, т/га; х, - разложение клетчатки, %; х2 — активность азотобактера, %; х3 — фермент фосфата-за, мг фенолфталеина на 1 г почвы за 1 ч; Х4 - фермент каталаза, мл 02 за 3 мин / 1 г почвы; х5 - фермент уреаза, мг N-N111 на 1 г почвы за 24 ч; Хб - фермент инвертаза, мг глюкозы на 1 г почвы.

8. Применение предварительной нарезки гребней и внесения расчетных доз минеральных удобрений на запланированный урожай обеспечивают рентабельность производства картофеля в условиях южной лесостепи РБ. Рентабельность сорта Невский в варианте гребневой посадки с применением удобрений на планируемую урожайность 30 т/га составила 198% при урожайности 28,8 т/га, а у сорта Ромаио - соответственно 160% при 35,5 т/га.

9. Наибольший энергетический коэффициент получен в варианте при гребневом способе посадки картофеля с применением расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность 30 т/га и составил по сорту Невский 1,07, по сорту Романо - 1,32. Наименьший энергетический коэффициент выявлен в варианте гладкой посадки картофеля сорта Невский без применения удобрений - 0,83.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан на черноземах выщелоченных для повышения продуктивности картофеля и активизации микробиологических процессов в почве рекомендуется гребневой способ посадки с внесением расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность 30 т/га урожая клубней картофеля.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Хазетдинов, P.P. Влияние влажности почвы на рост и развитие растений картофеля / P.P. Хазетдинов, М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина // Почвы Южного Урала и Среднего Поволжья: экология и плодородие. Материалы региональной научно-практической конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Южного Урала и Среднего Поволжья. - Уфа: БашГАУ, 2006. -С. 110-112.

2. Бураканова, Э.Г. Урожай и качество клубней картофеля в зависимости от уровня минерального питания, способов посадки и сортовой специфичности / Э.Г. Бураканова, М.М. Хайбуллин, Ф.Ф, Ишкинина // Материалы всероссийской научно-практической конференции в рамках XVII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2007». - Уфа: БашГАУ, 2007.-С 111-113.

3. Хайбуллин, М.М. Урожайность и экономическая эффективность возделывания картофеля в зернотравопаропропашном севообороте в условиях предуралья РБ / М.М. Хайбуллин, P.P. Хазетдинов, Ф.Ф. Ишкинина // Материалы Всероссийской научно-практической конференции в рамках XVII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2007». - Уфа: БашГАУ, 2007. - С. 203-204.

4. Хайбуллин, М.М. Действие способов посадки, удобрений на биологическую активность почвы и урожайность картофеля / М.М. Хайбуллин,

Ф.Ф. Ишкинина, Э.Г. Бураканова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции в рамках XVII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2007». - Уфа: БашГАУ, 2007. - С. 199-202.

5. Хайбуллин, М.М. Действие удобрений, способов посадки на биологическую активность почвы и урожайность картофеля в условиях Южной лесостепи Республики Башкортостан / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина, И.С. Узбеков // Достижение науки и техники АПК - 2007. - № 11. - С. 12-14.

6. Хайбуллин, М.М. Изменение биологической активности почвы при различных уровнях минерального питания под картофелем / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина, И.С. Узбеков // Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XVIII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2008» (4-6 марта 2008 г.). Часть И. - Уфа: БашГАУ, 2008. - С. 79-83.

7. Хайбуллин, М.М. Влияние способов предпосадочной обработки почвы и гербицидов на засоренность и урожайность картофеля / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина, И.Н. Аминев // Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии. Материалы Международной научно-практической конференции. — Уфа: БашГАУ, 2008. - С. 170-172.

8. Хайбуллин, М.М. Влияние способов посадки на биологическую активность почвы и урожай клубней картофеля / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина, И.Н. Аминев // Достижение науки и техники АПК. - 2009. - № 9. -С. 30-31.

9. Ишкинина, Ф.Ф. Влияние способов посадки на биологическую активность почвы и урожайность картофеля / Ф.Ф. Ишкинина, М.М. Хайбуллин // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XIX Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2009» (3-5 марта 2009 г.). Часть II. — Уфа: БашГАУ, 2009.-С. 140-142.

10. Хайбуллин, М.М. Продуктивность продовольственного картофеля в условиях Южной лесостепной зоны Республики Башкортостан / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина, И.Н. Аминев // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XIX Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2009» (3-5 марта 2009 г.). Часть II. - Уфа: БашГАУ, 2009. - С. 194-197.

11. Хайбуллин, М.М. Активность свободноживущих в почве азотофик-саторов, динамика роста и развития картофеля при разных фонах минеральных удобрений / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина // Научное обеспечение инновационного развития АПК. Материалы Всероссийской научно-практической конференции в рамках XX Юбилейной специализированной выставки «АгроКомплекс-2010» (2-4 марта 2010 г.). Часть I. - Уфа: БашГАУ, 2010. -С. 180-183.

12. Аминев, И.Н. Влияние биопрепаратов на качество клубней картофеля в условиях Южной лесостепи Республики Башкортостан / М.М. Хай-буллин, Ф.Ф. Ишкинина // Вестник Башкирского Государственного аграрного университета- 2012. - №1 (21) - С. 5-7.

13. Ишкинина, Ф.Ф. Влияние минеральных удобрений на активность и численность свободноживущих азотфиксирующих микроорганизмов / Ф.Ф. Ишкинина, М.М. Хайбуллин // Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение. Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXII Международной специализированной выставки «Агрокомплекс - 2012». (13-55 марта 2012г.). Часть 1. -Уфа: ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2012. - С. 93-96.

14. Хайбуллин, М.М. Ферментативная активность почвы и урожайность картофеля в зависимости от уровня минерального питания / М.М. Хайбуллин, Ф.Ф. Ишкинина // Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение. Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXII Международной специализированной выставки «Агрокомплекс - 2012». (13-55 марта 2012 г.). Часть 1. -Уфа: ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2012. - С. 174-177.

Подписано в печать гзязлогг. Формат бумаги 60><841/1Л. Усл. печ. л. 1,16. Бумага офсетная Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Заказ гб/. Тираж ¡го »¿л.

Типография ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ишкинина, Фидалия Фанисовна, Уфа

61 12-6/353

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

ИШКИНИНА ФИДАЛИЯ ФАНИСОВНА

ПРОДУКТИВНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОНОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И СПОСОБОВ ПОСАДКИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: д.с.-х.н., профессор М.М. Хайбуллин

Уфа - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТРЫ........................................................ 8

1.1 Влияние минеральных удобрений в активизации микробиологических процессов в почве............................................... 8

1.2 Особенности технологии возделывания картофеля............ 15

1.3 Биологическая активность почвы, физиологические показатели растений и урожайность клубней картофеля..................... 31

2 ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ........ 40

2.1 Почвенно-климатические условия..................................... 40

2.2 Агрохимическая характеристика почвы опытных участков.... 41

2.3 Агрометеорологические условия в годы проведения исследований............................................................................ 45

2.4 Объекты и методика проведения исследований.................... 47

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................... 53

3.1 Влияние способов посадки и расчетных доз минеральных удобрений на рост и развитие растений картофеля................... 53

3.1.1 Фенологические наблюдения........................................ 53

3.1.2 Биометрические показатели в растении картофеля в зависимости от расчетных доз удобрений..................................... 56

3.1.3 Влияние доз минеральных удобрений и способов посадки

на накопление сухой массы и крахмала................................. 59

3.2 Влияние способов посадки и доз минеральных удобрений на биологическую активность почвы........................................ 63

3.2.1 Динамика влажности почвы под посевами растений картофеля................................................................................ 63

3.2.2 Влияние способов посадки и внесения расчетных доз минеральных удобрений на активность и численность свободно-живущих азотофиксирующих микроорганизмов ..................... 66

3.2.3 Влияние способов посадки и доз минеральных удобрений

на целлюлозоразлагающую способность почвы....................... 72

3.2.4 Интенсивность «дыхания» в зависимости от способов посадки и внесения минеральных удобрений.............................. 77

3.2.5 Влияние способов посадки и доз минеральных удобрений

на ферментативную активность почвы................................. 82

3.3 Урожай и качество клубней картофеля в зависимости от

способов посадки и доз минеральных удобрений..................... 89

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ............... 95

4.1 Энергетическая эффективность технологии возделывания картофеля......................................................................... 95

4.2 Экономическая эффективность агротехнических приемов

возделывания картофеля..................................................... 98

ВЫВОДЫ........................................................................... 10о

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..................................... 102

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК......................................... 103

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение

Анализ состояния производства картофеля в Республике Башкортостан показывает, что в ходе реформ произошло значительное сокращение посевных площадей под картофелем. Урожайность его остается низкой вследствие не соблюдения в хозяйствах требуемых технологических приемов, которые позволяют увеличить рост и развитие растений картофеля. Картофель отзывчив на улучшение условий возделывания. В условиях Республики Башкортостан применение средств защиты от болезней, вредителей и сорняков, а также применение биопрепаратов в сочетании с применением минеральных удобрений позволяют получать высокие урожаи клубней картофеля.

Картофелю отводится важнейшая роль в продовольственной проблеме и улучшения питания населения. Недостаток свежего картофеля определяется низким уровнем агротехники и слабой изученностью биологических особенностей картофеля в РБ. Научное обеспечение агротехнологии картофеля необходимо осуществлять одновременно по нескольким взаимосвязанным направлением для снятия факторов, сдерживающих развитие картофелеводства в РБ. Для этого нужно изучать структуру компонентов агроценоза, процесса формирования корневой системы, ботвы, столонов и клубней картофеля, биологическую активность почвы и пути регулирования этих процессов в различных почвенно-климатических условиях и сельскохозяйственных зонах РБ. Однако многие технологические операции и агротехнические приемы культуры картофеля не могут быть использованы полностью из-за отсутствия материально-технической базы и недостаточной изученности взаимодействия факторов среды. Таким образом, в настоящее время необходимо разработать и внедрить новые технологии по возделыванию культуры картофеля в различных сельскохозяйственных зонах РБ с учетом биологических, агрофизических, агрохимических, а также агроэкологических условий почв.

Актуальность работы.

Картофелеводство - одна из традиционных и наиболее важных отраслей сельского хозяйства. Картофель является одной из важнейших продовольственных культур, ежегодно на душу населения в Российской Федерации потребляется до 132 кг клубней.

В современных условиях для повышения плодородия почвы и получения высоких и устойчивых урожаев картофеля решающее значение имеет научно-обоснованная система земледелия, включающая все ее основные элементы. Ведущая роль при этом принадлежит системе обработки почвы, севооборотам, удобрениям, с которыми тесно связана количественная и качественная сторона жизнедеятельности микроорганизмов в почве, создающих благоприятные условия для корневого питания растений.

Изучение влияния удобрений, севооборота, способов посадки, реакция сортов и т.д. на почвенную микрофлору и активность микробиологических процессов в системе почва - микроорганизмы - растения дает возможность глубже понять причины изменения почвенного плодородия и придти к направленному регулированию микробиологических процессов, от которых зависит плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур.

В работах Щербакова А.П., Рудай И.Д. /1983/, Хабирова И.К. /1993/, Нурмухаметова Н.М. /2001; 2007/, Хазиева Ф.Х. /2007/, Хайбуллина М.М. /2008/ и др. показана важность биологических факторов в повышении почвенного плодородия и экологизации земледелия в целом. Однако оптимизация микробиологических процессов под действием расчетных доз минеральных удобрений, способов посадки картофеля в зернопаропропашном севообороте для южной лесостепи изучена недостаточно. В частности, остаются не исследованными такие вопросы, как характер влияния различных доз минеральных удобрений, способов посадки, сортовая реакция, биологическая активность почвы на урожайность картофеля.

Цель и задачи.

Цель исследования заключается в усовершенствовании технологических приемов возделывания картофеля в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан и активизации микробиологических процессов в черноземе выщелоченном.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- изучить формирования урожая в зависимости от способов посадки и вносимых расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность культуры;

- оценить взаимосвязь урожайности с биологической активностью почвы;

- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемых приемов возделывания картофеля.

Научная новизна.

В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан на черноземах выщелоченных получены и обобщены экспериментальные данные о биологической активности почвы и урожайности картофеля при различных технологиях возделывания в севообороте. Установлено, что внесение расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность и гребневой способ посадки способствуют повышению продуктивности картофеля и биологической активности чернозема выщелоченного.

Дана энергетическая и экономическая оценка эффективности применения удобрений при различных дозах и способах посадки. Практическая значимость работы.

В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан при возделывании картофеля на черноземах выщелоченных рекомендовано использовать посадку на предварительно нарезанные гребни с использованием расчетных доз минеральных удобрений на планируемый урожай клубней 30 т/га.

Результаты исследований внедрены в ООО «Шемяк» Уфимского района на площади 100 га. Обеспечено получение урожая 30 т/га при рентабельности 132 %.

Основные положения, выносимые на защиту:

- способы посадки и дозы минеральных удобрений влияют на морфологические и физиологические показатели роста и развития растений картофеля;

- способы посадки и расчетные дозы минеральных удобрений создают различные условия для формирования урожая картофеля, так при гребневой технологии улучшается микробиологическая деятельность почвы;

- дозы удобрений и способы посадки влияют на энергетическую и экономическую эффективность технологии возделывания картофеля. Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональной научно-практической конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Южного Урала и Среднего Поволжья (Уфа, БГАУ, 2006), на Всероссийских конференциях в рамках международной специализированной сельскохозяйственной выставки «Агрокомплекс» (Уфа, 2007, 2008, 2009, 2010), на Международной научно-практической конференции «Агроэкологи-ческая роль плодородия почв и современные агротехнологии» (Уфа, 2008), на международной научно-практической конференции, посвященной 145-летию РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2010). Публикации в печати. По материалам диссертации опубликовано 14 статей, в том числе 3 в издании, включенном в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 8 рисунков. Состоит из введения, 4 глав, выводов и предложения производству, библиографический список содержит 210 наименований, в том числе - 18 на иностранном языке, приложения.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Влияние минеральных удобрений в активизации микробиологических процессов в почве

Важнейшее средство производства в сельском хозяйстве - земля, почва. В природных условиях плодородие почв тесно связано с жизнедеятельностью сапрофитной микрофлоры. Почвенные микроорганизмы выполняют целый ряд функций, важнейшие из которых - минерализация органического вещества и фиксация атмосферного азота. До начала массового применения искусственных азотных удобрений главным путем пополнения запасов почвенного азота была микробиологическая азотфиксация, по значимости этот процесс приравнивался к фотосинтезу. Благодаря деятельности микроорганизмов в почве накапливается не только азот, но и доступные растениям формы калия и особенно фосфора.

Современный этап интенсификации сельского хозяйства, повышения плодородия почв связан с широким применением минеральных удобрений, химических средств защиты растений, специализированных севооборотов и рациональных способов обработки почв, мелиорацией земель, интенсивной механизацией.

Проблема первостепенной важности, возникающая в связи с химизацией земледелия, - влияние микробов на минеральные удобрения в почве. Исключительно важное значение приобретают вопросы повышения эффективности удобрений. В настоящее время растениями усваивается менее половины фосфора удобрений. Немногим лучше ситуация с искусственными азотными удобрениями. Остальное количество элементов минерального питания закрепляется в почве, в т.ч. поглощается самими микробами, а часть безвозвратно теряется (20-30% - денитрификация и нитрификация), 20% поглощается микроорганизмами. / Н.М. Нурмухаметов, 2007г./

К настоящему времени в нашей стране и за рубежом накоплен большой литературный материал о влиянии удобрений на микрофлору и свойства почвы. Многие исследователи отмечают положительное влияние на почвенную микрофлору минеральных и органических удобрений. В удобренных почвах возрастает общая численность микроорганизмов, а также наблюдается смена доминантных видов, входящих в те или иные физиологические группы. На почвенную микрофлору особенно сильно действуют азотные удобрения, несколько меньше - соли фосфорной кислоты и еще слабее - калийные удобрения /В.Г.Минеев, 1990; В.Г. Минеев, Е.Х.Ремпе, 1990/.

Также, применение минеральных удобрений относится к одному из важных антропогенных факторов, регулирующих интенсивность микробиологических процессов гумусообразования. Создавая повышенный фон элементами минерального питания в почвах, минеральные удобрения не только увеличивают урожай сельскохозяйственных культур, но и способствуют бурному развитию микроорганизмов. Важно отметить, что в связи с более высокой интенсивностью процессов минерализации в условиях повышенного фона минерального питания положительный баланс гумуса может быть достигнут лишь при дополнительном внесении в почву свежего органического вещества / A.B. Кураков, 2000/.

Влияние минеральных удобрений на почвенную микрофлору более сложное и зависит от продолжительности их действия, видов удобрений, доз, соотношений, агрохимических свойств почвы, ее влажности, возделываемых культур, буферности почвы / И. В. Евдокимов, 2005 /.

Прогнозирование эффективности минеральных удобрений, как подчеркивает Е.Н.Мишустин /1971/, не может быть осуществлено в отрыве от биологических процессов, происходящих в почве. A.A. Шамин /1970/ указывает, что для повышения эффективности минеральных удобрений необходимо обращать внимание на соответствие ритма микробиологической деятельности, ритму потребности растений в минеральной пище.

Минеральные и особенно органические удобрения оказывают сильное воздействие на микрофлору и биодинамику почвы. Как правило, азотные удобрения благоприятно влияют на микроорганизмы. Отмечены повышение общей численности почвенного микронаселения, смена в некоторых случаях доминантных видов, сильная реакция нитрифицирующих и особенно целлю-лозоразлагающих бактерий на форму азотных удобрений.

Размеры использования растениями азота из удобрений в значительной степени зависят от сбалансированности элементов питания, обеспеченности растений всеми макро- и микроэлементами. При дефиците, например фосфора на слабоокультуренных почвах эффективно только совместное применение азотных и фосфорных удобрений, что удваивает коэффициенты использования как азота, так и фосфора / В.Г. Минеев, 1990 /.

Многочисленные исследования А.А Шамина /1970/, А. Свирскене, Д. Шиманскайте /1978/, Н.П. Кузнецова, В.С Халитова /1981/ показали, что внесение фосфорных, калийных и азотных удобрений, а также их сочетание заметно влияют на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов.

Как показывают результаты исследований, после внесения фосфора существенно увеличивается общая биологическая активность, возрастает количество выделяемого ССЬ: значительнее — на легких аллювиально-луговых почвах, меньше — на тяжелых сильно выщелоченных луговых коричневых почвах и выщелоченных смолницах.

Внесение фосфора на фоне азота также стимулирует общую биологическую активность. Выделение С02 в почвенный воздух возрастает более значительно, чем при раздельном внесении фосфора и азота. Совместное внесение фосфора и азота, увеличивая биологическую активность почвы, позволяет использовать более высокие дозы фосфора /С.А. Барбер,1988/.

Фосфор оказывает различное воздействие на численность отдельных групп микроорганизмов. При этом активируется развитие бактерий, минерализующих азотсодержащие соединения, т. е. усиливаются процессы, связан-

ные с минерализацией почвенного азота /A.M. Головков, Н.В. Раськов, Н.Ф.Черкашина, М.Г. Краснова, 1980/.

При внесении фосфорных удобрений на фоне N240 стимулируется размножение бактерий, участвующих в превращении органических и минеральных соединений азота, фосфора и калия,"т. е. активизируются биологические процессы, сопряженные с мобилизацией и иммобилизацией азота, фосфора и калия /Н.В. Евдокимова, 1974/.

Под влиянием фосфорных удобрений увеличивается численность аммонифицирующих бактерий и актиномицетов, минерализующих органические вещества в почве. Аммонифицирующие бактерии участвуют в минерализации легкорастворимых, а актиномицеты — труднорастворимых органических соединениях. Что касается влияния фосфорных удобрений на отдельные микроорганизмы, то при раздельном внесении фосфора (до 480 кгР205/га) повышается численность бактерий, и снижаются актиномицеты, т. е. увеличивается интенсивность процесса разложения легкоминерализую-щихся органических соединений. Систематическое увеличение доз удобрений приводит к снижению численности бактерий и увеличению актиномицетов.