Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество картофеля в зависимости от применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и качество картофеля в зависимости от применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ"

На правах рукописи

г

Яссин Раед Абдо Кассем

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ, ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ РФ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 6 МАЙ 2013

005057978

Москва 2013

005057978

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева»

Научные руководители:

Стороженко Виктор Антонович

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор

Постников Андрей Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Коршунов Александр Васильевич

член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха; Гаспарян Ирина Николаевна кандидат биологических наук, доцент, ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский

институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова

Защита состоится 21 мая 2013 г. в 16 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д.220.043.05 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 15. Учёный совет РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Автореферат разослан «_»_2013 г. и размещён на сайте

Университета www.timacad.ru

Учёный секретарь

диссертационного совета О/!'</ " с Шишкова А.В.

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Одной из основных продовольственных культур является картофель, который используется не только в качестве «второго хлеба», но и в спиртовой и крахмальной промышленности, а также и для кормления животных. К сожалению, возделывание данной культуры довольно энергоёмко и требует высокой обеспеченности питательными веществами, вносимыми с удобрениями, применения средств и приемов защиты от сорняков, болезней и вредителей.

Создание и использование микробиологических препаратов имеет большую перспективу для более рационального применения минеральных и органических удобрений, повышения экологичности растениеводства и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Противоречивые мнения об эффективности бактериальных удобрений связаны с малой изученностью их взаимодействия с тем или иным растением в нестерильной природной среде (Ницэ, 2002, Постников, 2002, Завалин, 2005).

Запахивание соломы, поукосных и пожнивных сидератов является одним из приемов повышения эффективности, биологизации и экологизации возделывания сельскохозяйственных культур, выращиваемых в севооборотах и укороченных плодосменах (Лошаков, 2007.).

Целесообразен конвейер из разных по скороспелости сортов, соответствующий спросу населения и требованиям к качеству картофеля и картофелепродуктов (Коршунов, 2001). При этом следует учитывать и лежкоспособность клубней (Тектониди, Воловик, Коршунов, 1985).

Основной целью исследований являлось повышение эффективности возделывания сортов картофеля разных сроков созревания на основе сочетания применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений с учетом качества и лежкоспособности клубней в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны Российской Федерации.

В задачи исследований входило:

- изучение влияния разных сочетаний органических и минеральных удобрений, бактериальных препаратов на рост и развитие растений картофеля разных по скороспелости сортов, а также на формирование их продуктивности и качества получаемой продукции при разных погодных условиях; выявление влияния вышеуказанных факторов на сбор и лёжкоспособность продовольственных и семенных клубней, на выход с 1 га сухого вещества и крахмала;

- установление целесообразности (или её отсутствия) ежегодной бактеризации посадочных клубней при повторном и бессменном возделывании картофеля;

- производственная проверка результатов исследования;

- определение экономической эффективности применения бактериальных препаратов и минеральных удобрений при возделывании разных сортов картофеля в зависимости от срока его реализации.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследований заключается в том, что впервые в полевых опытах проведено сравнение действия предпосадочного полного удобрения, разных доз азотных подкормок под первую междурядную обработку и бактеризации новыми бактериальными препаратами СП и ПП семенного материала на формирование фотосинтетического аппарата отдельных органов растений, на их рост и развитие, на изменение их биомассы, в т.ч. клубней и их качества, а также микрофлоры почвы при выращивании картофеля разных сроков созревания. Установлена возможность замены азотной подкормки бактеризацией. Особенно эффективен этот приём при возделывании сорта Жуковский ранний при использовании препарата ПП. Выявлено, что замена подкормки бактеризацией посадочного материала даже без его фунгицидной обработки, уменьшает потери выращенного картофеля при хранении.

Показано, что благодаря оптимизации набора сортов можно стабилизировать производство картофеля и крахмала.

Выявлено, что азотные подкормки и бактеризация имеют большее значение для увеличения производства семенных клубней, чем продовольственных массой более 80 г.

Определено, что даже в варианте с применением бактеризации при повторной посадке картофеля требуется ежегодная бактеризация посадочного материала, так как эффект от использования этого приёма в предыдущем году за зимний период практически исчезает.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что доказана возможность повышения эффективности возделывания картофеля, выращенного на фоне органических удобрений, путем предпосадочного применения ЫРК в сочетании с азотной подкормкой N30 под 1-ое окучивание, причём при возделывании сорта Жуковский ранний ее с успехом можно заменить бактеризацией семенного материала препаратом ПП. В этих вариантах среднегодовой сбор товарных клубней был максимальным и достигал 28 т/га, а крахмала 3,41 т/га, что соответственно на 34 и 25 % больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход в варианте N30 на фоне ОУ+ ЫРК составил 105730 руб./га, а при бактеризации препаратом ПП на этом же фоне 110820 руб./га.

При возделывании среднеспелого сорта Луговской при минеральной системе (ОУ+ ЫРК+ N30) сбор товарных клубней достиг 37,3 т/га, а крахмала 4,31 т/га, что на 61,7 % и 46,4 % больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход увеличился с 40330 руб./га до 95660 руб./га, а условный чистый дополнительный доход от бактеризации составил 15712 руб./га.

Выявлена эффективность запашки соломы при внесении минеральных и бактериальных удобрений под картофель, выращиваемый в укороченном плодосмене.

Бактеризация посадочных клубней (семенных) клубней снижает расход азотных удобрений и фунгицидов.

Доказана возможность повышения эффективности производства картофеля за счёт оптимизации сроков его реализации на основе уменьшения потерь при длительном хранении товарных клубней, обеспечиваемого повышения их лежкоспособности.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной научной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева (2010 г.), на Международных научно-практических конференциях РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2008, 2009, 2010 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в т.ч. 2 статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК РФ.

Структура н объём диссертационной работы: диссертация изложена на 143 страницах компьютерного текста, включает 31 таблицы, 5 рис., состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (256 источников, в т.ч. 66 иностранных), 32 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- повышение продуктивности разных по скороспелости сортов картофеля, выращенного на фоне осеннего внесения органических удобрений путем улучшения минерального питания растений во время вегетации за счет применения минеральных удобрений и бактеризации посадочного материала;

- факторы, определяющие влияние минеральных удобрений и бактеризации посадочного материала на рост и развитие растений, а также на урожайность и качество их клубней;

- повышение лежкоспособности продовольственных и семенных клубней за счет бактеризации посадочного материала;

- повышение урожайности картофеля, выращиваемого в укороченном севообороте, за счет запашки соломы, применения минеральных удобрений и бактериального препарата;

- факторы определяющие экономическую эффективность картофелеводства.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. 1. Условия и методика исследований.

Основной полевой опыт по совершенствованию системы удобрений проведены в 1995-1998 г. в фермерском хозяйстве «Надежда» Красногорского района Московской области, а полевые и производственные опыты по укороченным севооборотам, запахиванию соломы, хранению и реализации картофеля проведены в 2000 - 2006 гг., 2008-2011 гг. в крестьянском хозяйстве «Элха» Переславского района Ярославской области.

Почва в фермерском хозяйстве «Надежда» дерново-подзолистая, легкосуглинистая, хорошо окультуренная. Пахотный горизонт 0-30 см характеризовался следующими показателями: содержание гумуса (по Тюрину)

- 2,10-2,45 %, pHkd ~ 6,0; подвижного фосфора (по Кирсанову) 170-180 мг/кг (Р205); обменного калия (К20 - по Масловой) - 115-118 мг/кг. Метеорологические условия характерны для Центральной части Нечерноземной зоны РФ. За вегетативный период по многолетним данным со второй декады мая по 31 августа в среднем выпадает 295 мм осадков, а среднесуточная температура составляет 16,5°С. В 1995 г. эти показатели равнялись 218 мм и 18,2°С; в 1996 г. соответственно 269 мм и 20,2°С; в 1997 г. - 208 мм и 16,4°С. Вегетационный период 1998 г. характеризовался избытком осадков - 407 мм и пониженной температурой (на 2,4°С) в третьей декаде июня первой декаде июля, а также во второй половине августа, что увеличило заболеваемость картофеля сорта Луговской фитофторозом.

Почва в крестьянском хозяйстве «Элха» серая лесная, оподзоленная, среднесуглинистая, содержание гумуса - 2,8-3,0 %, pHkd ~ 6,3; подвижного фосфора 145-150 мг/кг (Р205); обменного калия (К20) - 170-185 мг/кг. Вегетационные периоды были благоприятными для возделывания картофеля. 2008 г. характеризовался избытком влаги в первой половине вегетации, холодной весной; 2010 г. - высокой температурой воздуха и дефицитом осадков в июле-августе.

Агротехника на опытном поле включала виды работ, предусмотренные для Московской и Ярославской областей гребневой технологией возделывания картофеля, предшественник озимая пшеница или многолетние травы. Схема посадки 70x30 см, что обеспечило норму посадки около 50 тыс. клубней на 1 га. Перед посадкой клубни обрабатывались фунгицидом «Теето 450», в вариантах с бактериальными препаратами он не применялся.

Полевые опыты размещены методом рендомизированных блоков. Для исследований были взяты сорта: Жуковский ранний; среднеспелый сорт интенсивного типа Луговской. Эти сорта испытывались при следующих вариантах: 1 - контроль (фон) - ОУ - органические удобрения, 30 т/га навоза на основе птичьего помёта осенью под вспашку; 2 - ОУ+ЫзоРзоКзо в виде нитрофоски по 3 ц/га весной перед нарезкой гребней (ОУ+NPK); 3 - ОУ+ N30 в виде аммиачной селитры 14-16 июня под первое окучивание; 4 - ОУ+ Neo в подкормку (см. вариант 3); 5 - ОУ+СП (бактериальный препарат № 1); 6 -ОУ+ПП (бактериальный препарат № 2); 7 - ОУ+ЫРК+ N30; 8 - ОУ+ЫРК+ N60; 9

- ОУ+ NPK+СП; 10-Oy+NPK+ПП.

Навоз на основе птичьего помета имел рН - 7,6 сухого вещества 25,1% с содержанием N-1.05%, Р205-0,55%, К20-0,80%. Внесения навоза рассчитано на получение урожайности 25 т/га картофеля.

Препарат СП, являющийся модификацией препарата «Биоплант», представляет собой ассоциированные культуры бактерий рода Klebsiella с почвенными бациллами (Основа K.planticola 60-70% в сочетании с K.oxitoca, K.pneumonie (typus) и K.terrigena). Препарат «ПП»

- фекоресцирующие псевдомонады: Ps.fluorescens и P.futida Sp. Т-89. Готовые препараты (представлены профессором кафедры микробиологии О.Д. Сидоренко) в водной суспензии с титром 109 клеток в 1 мл. Препарат

разбавляли водой 1:10, расход раствора 10 л/т. Площадь опытной учетной делянки 100 м2, повторность 4-х кратная.

Схема опыта по запахиванию соломы картофеля дана в таблице 5.

Исследования проведены с использованием современных общепринятых методов. Статистическая обработка проведена методом дисперсионного анализа.

2.2. Основные результаты исследований

2.2.1. Динамика формирования, ассимиляционной поверхности растений и надземной массы картофеля.

Исследования показали, что густота побегов, рост и развитие растений картофеля, темпы формирования и величина ассимилирующего аппарата, скорость и величина накопления биомассы и сухого вещества в листьях, стеблях, корнях и клубнях, а также процесс созревания определяются метеорологическими условиями вегетационного периода, сортовыми особенностями культуры и такими агроприёмами, как внесение предпосадочного удобрения, азотная подкормка при первой междурядной обработке и её доза, бактеризация посадочных клубней (таблица 1-4). Наиболее быстрое и раннее формирование всходов, густоты и высоты растений отмечено у сорта Жуковский ранний, который в годы с дефицитом влаги в августе, в отличие сорта Луговской успевает завершить клубнеобразование и рост надземной массы до снижения влажности почвы ниже критического уровня. Во влажный 1998 г. развитие (цветение, клубнеобразование и созревание) несколько затягивалось, в результате повышалась опасность поражения картофеля фитофторозом. Эта опасность для среднеспелого сорта Луговской выше, чем для сорта Жуковский ранний.

Применение полного удобрения, азотных подкормок и бактериальных препаратов повышает кустистость растений, их высоту и выживаемость, увеличивая площадь листьев в 1,2 - 2,2 раза. При благоприятных условиях наибольшую площадь листьев формируют растения сорта Луговской, однако её максимум наблюдается в более поздние сроки, чем у сорта Жуковский ранний, когда уже снижается инсоляция (таблица 1). Наибольшая положительная реакция на азотные подкормки и бактеризацию посадочных клубней отмечена у сорта Жуковский ранний, который даёт более ранние и густые всходы и формирует корневую систему и фотосинтетический аппарат раньше, чем сорт Луговской (таблицы 1 и 2).

По мере старения (развития) растений в их органах повышается содержание сухого вещества. Указанный процесс сдерживается применением азотной подкормки, увеличивая накопление сухого вещества (таблица 2).

Таблица I - Динамика площади листьев (тыс. м2 на 1 га) разных сортов картофеля при внесении удобрений и применении бактериальных препаратов (1995-1997 гг., в среднем за 3 года).

Варианты Жуковский ранний Луговской

начало бутонизации начало цветения полное цвете-ние - конец цветения начало бутонизации бутонизация Цветение конец цветения

ОУ(фон)—кипраль 14,4 26Д 273 6,4 18,7 243 30,4

ОУ+МзоРзоКзо (№К) 15,1 33,5 92,0 9,0 21,9 26,9 44,2

ОУ+И« 15,8 38^ 42^ 9,6 22,1 26^ 442

ОУ+Нв 163 38,1 402 8^ 23,6 27,0 47,8

ОУ+СП 14,0 35,0 45,7 82 222 25,5 41,4

ОУ+ПП 14,4 353 42,1 9Д 25,2 27,0 47,1

ОУ+ЫРК+Ыю 163 38,1 43,1 9,2 27,0 27,1 49,4

оу+мрк+Нй т 39,2 422 10,9 26,4 282 52,8

оу+крк+съ 20,6 37,0 43,2 11,8 22,7 28,4 53,8

ОУ+ЫРК+ПП 20,6 37,6 43Д 11,0 22,7 30,1 51,9

НСРаудобравоТ 1,1 13 1Д 1Д и 12 2,1

На первоначальных этапах онтогенеза действие азотистых подкормок и бактериальных препаратов проявляется сильнее на фоне предпосадочного внесения чем без него. Указанная закономерность проявилась на сорте

Жуковский ранний раньше и в 2-3 раза сильнее, чем на сорте Луговской. Предпосадочное внесение ЫРК в фазу «бутонизация - цветение» увеличивало среднюю массу сухого вещества одного растения сорта Жуковский ранний в 1,96 раза, а листьев в 1,36 раза. Несколько хуже реагировал на этот приём сорт Луговской. Накопление сухого вещества в растениях, в т.ч. и в клубнях, ускоряется и увеличивается при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов, но сорт Жуковский ранний реагирует сильнее, чем Луговской.

Сорт Жуковский ранний быстрее формирует листовую поверхность и клубни. Причём формирование последних начинается и продолжается при интенсивно функционирующем фотосинтетическом аппарате, завершаясь резким усилением притока к ним сухого вещества из ботвы. У сорта Луговской указанные процессы начинаются позднее и протекают медленнее и относительно синхронно, завершаясь в более поздние календарные сроки. Однако эту синхронность разрушают холодные ночи в августе. В целом удобрения, в т.ч. азотные подкормки и бактеризация посадочного материала не

замедляли клубнеобразования, повышая на последних этапах онтогенеза картофеля соотношение «клубни : ботва», увеличивая массу и прирост первых.

Таблица 2 - Динамика среднесуточного прироста сухого вещества (г/раст. в сутки, в среднем за 1996 -1998 гг.)

Вариант Периоды

Всходы-бутонизация Бутонизация-цветения Цветение увядание

Жуковский ранний Луговской Жуковский ранний Луговской Жуковский ранний Луговской

ОУ (фон) -контроль 2,24 1,07 3,66 4,25 2,30 2,22

ОУ+ЫРК 2,30 1,50 3,90 4,37 4,33 2,33

ОУ+^о 2,26 1,56 4,19 4,46 4,43 3,56

ОУ+Ибо 2,34 1,68 4,29 4,50 4,59 3,66

ОУ+ПС 2,24 1,54 4,11 4,30 4,41 3,54

ОУ+ПП 2,24 1,54 4,09 4,27 4,20 3,60

ОУ+ЫРКЖю 3,34 1,61 5,09 4,68 6,52 5,84

ОУ+ИРК+Ню 3,41 1,82 5,39 4,76 6,68 6,21

ОУ+ЫРК+ПС 3,34 1,58 5,45 4,76 6,60 6,12

ОУ+ЫРК+ПП 3,42 1,55 5,48 4,28 6,68 6,22

Микробиологические исследования, проведённые с использованием разных сред показали, что численность микрофлоры, в т.ч. азотфиксаторов зависит от сорта картофеля, применения удобрений и бактериальных препаратов. Эти показатели и влияние на них изучаемых агроприемов изменяются в течении вегетационного периода, достигая максимума в период наиболее интенсивной фотосинтетической деятельности агроценоза, т.е. увеличиваясь от всходов до цветения картофеля и снижаясь к концу его вегетации. Формирование микрофлоры почвы определяется деятельностью растений, за счёт которых создаётся питательная среда для микроорганизмов.

Предпосадочное внесение ЫРК, бактеризация посадочного материала увеличивали численность микроорганизмов в почве, в т.ч. азотфиксирующих. Это действие наиболее сильно проявилось в период максимальной зелёной биомассы растений; причём у сорта Жуковский ранний сильнее, чем у сорта Луговской, зато у последнего оно снижается медленнее.

Полевые опыты показали, что при повторном возделывании картофеля на одном и том же месте эффективность ежегодной бактеризации посадочного материала сохраняется. Одноразовая бактеризация не изменяет коренным образом микрофлору почвы навсегда, её действие сохраняется только в течении вегетации растений, за зиму она исчезает.

2.2.2 Урожайность и качество клубней картофеля разных сортов в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов На биологическую урожайность картофеля, на долю и сбор товарных клубней, на концентрацию и выход в них сухого вещества и крахмала оказывают влияние метеорологические условия вегетационного периода, применение предпосадочного удобрения, азотной подкормки под первую междурядную обработку и бактеризация, посадочного материала, а также реакция сорта растений на указанные факторы.

В среднем за 4 года полевого опыта у сорта Луговской урожайность клубней была на 2,67 т/га, а товарных на 1,52 т/га больше, чем у сорта Жуковский ранний (таблица 3). Однако во влажный 1998 г., сбор крупной фракции клубней более 80 г., у сорта Жуковский ранний был в среднем на 6,1 т/га (в 1,41 раза), а товарных клубней на 4 т/га (в 1,12 раза) больше, чем у сорта Луговской, который в этом году хуже созревал и сильнее поражался фитофторозом. Наибольшая биологическая урожайность; сбор товарных клубней отмечены во влажный и тёплый вегетационный период 1998 г. В этот год биологическая урожайность картофеля сорта Жуковский ранний составила в среднем по опыту 40,43 т/га, а в 1995 г. 14,46 т/га (в 2,8 раза меньше), а у сорта Луговской соответственно 38,94 т/га и 25,38 т/га (в 1,53 раза меньше).

Таблица 3 - Урожайность (т/га) картофеля разных сортов и коэффициент (Кв%) её варьирования по годам в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов (в среднем за 4 года 1995-1998 гг.)

Вариант Сорт Жуковский ранний Сорт Луговской В среднем клубней, т/га

Урожайность клубней, т/га Прибавка товарных клубней Кв, % Урожайность клубней, т/га Прибавка товарных клубней Кв, % всех Това Р-ных

всего Товарных т/га % всего товарных т/га %

ОУ (фон) -контроль 232 21,4 - - 27,4 252 21,7 - - 123 242 213

ОУ+NPK 75$ 22$ 1,5 7,1 27,0 29,9 26,0 43 19,8 4,5 26,4 24,4

ОУ+Njo 273 25,1 3,7 17,0 32,8 312 273 5,6 25,8 203 292 262

ОУ+Neo 30,0 27,3 5,9 27,6 269 322 25,8 4,1 Щ7 14,4 31,1 263

ОУ+ПС 263 23,5 2,1 9,8 24,0 29,5 25,0 зз 15,4 15,0 27$ 242

ОУ+ПП 28,7 23,9 23 11,8 33,2 30,9 25,5 3,8 17,4 124 29,8 24,7

ОУ+NPK+Nm 28,8 27,8 6,4 29,7 31,6 36,4 32,8 11,1 51,4 13,7 32,6 303

Oy+NPIC+Ns, зи 282 6,8 31,5 293 35,8 31,4 9,7 44,6 16,4 333 293

ОУ+NPK+nC 292 25,8 4,4 20,4 27,8 33,1 282 64 29,7 13,6 312 27,0

Oy+NPK+ПП 32$ 283 6$ 32,0 22,4 34,1 28,8 7,1 329 132 333 30,8

Всреднем 28,4 25,7 - - 282 31,0 272 - - 13,6

НСР05 по урожайности всех клубней; РСРо, частных средних = 1,98 т/га; НСР05 для фактора А (сортов) = 0,70 т/га; НСР05 для фактора В (удобрений) =1,18 т/га.

НСРоз по урожайности товарных клубней; НС Роз частных средних = 1,86 т/га; _НСР05 для сортов = 0,52 т/га; НСР0; для удобрений =1,10 т/га._

Коэффициент варьирования по годам этого показателя у сорта Луговской был в среднем по опыту в 2,1 раза ниже, чем у. сорта Жуковский ранний. Сортовое многообразие, т.е. возделывание 2-х и более разных по скороспелости сортов способствует стабилизации производства продукции в хозяйстве. Такая же тенденция отмечена по урожайности товарных клубней, по сбору сухого вещества и крахмала. На фоне NPK замена азотной подкормки бактеризацией уменьшала коэффициент варьирования урожайности по годам.

В целом среднегодовая урожайность товарных клубней сорта Жуковский ранний под воздействием применения NPK (перед посадкой) + N30 (в подкормку) увеличилась с 21,4 т/га до 27,8 т/га на 6,4 т/га (на 30 %), а сорта Луговской с 21,7 до 32,9 т/га на 11,5 т/га (51 %). Существенной разницы между N30 и Neo нет. У сорта Жуковский ранний азотную подкормку можно заменить на бактеризацию препаратом ПП, однако у сорта Луговской, эта замена менее эффективна, чем у сорта Жуковский ранний.

В среднем за 3 года сбор крупных клубней (более 80 г) в варианте NPK+ N30 У сорта Жуковский ранний составил 21,0 т/га, что на 9,7 т/га больше, чем в контроле; а у сорта Луговской 18,1 т/га или на 8,1 т/га выше, чем в контроле. Сбор посадочных (посевных) клубней (массой 50-80 г) увеличивался при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов.

Содержание сухого вещества в клубнях было наименьшее во влажном 1997 г., который характеризовался и дефицитом тепла. В этом году концентрация сухого вещества в клубнях сорта Жуковский ранний составила только 17,65 %, а сорта Луговской 18,93, а в 1995 г. соответственно 20,27 и 24,79%, т.е. в 1,15 и в 1,31 раза больше. В среднем за 4 года содержание сухого вещества в клубнях картофеля сорта Жуковский ранний составило 19,3 %, что на 3,27 % или в 1,17 раза меньше, чем в клубнях сорта Луговской. Содержание сухого вещества в клубнях снижалась при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов, осуществляемого без внесения полного удобрения под посадку картофеля.

Сбор сухого вещества в товарных клубнях сорта Жуковский ранний в контроле составил 4,16 т/га, а сорта Луговской 4,61 т/га. Под действием предпосевного внесения NPK он повысился соответственно на 0,37 и 1,33 т/га. Прибавка же при применении NPK+ N30 составила у сорта Жуковский ранний 1,37 т/га сухого вещества, а у сорта Луговской 2,84 т/га. Замена N30 на бактеризацию препаратом ПП увеличила прибавку у сорта Жуковский ранний до 1,41 т/га, а сорта Луговской снизила до 1,97 т/га (таблица 4).

Содержание крахмала в клубнях в среднем за 4 года в целом по опыту у сорта Луговской составило 13,23 %, а у сорта Жуковский ранний 12,54 %. Наибольшее его значение отмечено в относительно жаркое лето 1995 г.: у сорта Жуковский ранний 13,08 %, а у сорта Луговской 14,11 %; во влажное и прохладное лето оно снизилось соответственно до 11,14 %, т.е. в 1,17-1,18 раза.

Таблица 4 - Содержание и сбор сухого вещества и крахмала в товарных клубнях картофеля разных сортов в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов (в среднем за 4 года)

Варианг(факгорВ-удобрение) Содержание, % Сбор,гаЛа В среднем крахмала, кгЛа

Сухого вешгсгеа крахмпа сухого вещества крахмала

Ж Л Ж Л Ж Л Ж Л

ОУ (фон) -контроль 19,4 213 12,7 13,6 4155 4613 2718 2944 2831

ОУ+ИРК 19,7 229 12,6 13,7 4521 5944 2946 3535 3240

ОУ+Им 19,1 72$ 12,12 13,1 4839 5826 3058 3582 3320

ОУ+Ыбо 18,6 213 122 13,6 5096 5482 3352 3509 3430

ОУ+ПС 192 22,8 11,5 13,4 4506 5707 2714 3368 3041

ОУ+ПП 19,4 22,4 112 133 4656 5720 2696 3311 3003

ОУ+ЫРК.+Ы,о 19,9 22,7 12,4 132 5523 7457 3413 4310 3862

ОУ+1МРК+№л 19,0 22,7 12,1 12,9 5404 6814 3413 4078 3745

ОУ+ЫРК+ПС 19,5 22,6 12,4 13,0 5040 6370 3152 3724 3438

ОУ+ЫРК+ПП 19,7 21,7 122 12,7 5568 6586 3410 3698 3554

Всреднемпооорту 19,4 22,6 122 13,5 4063 6052 3087 3606 -

НСРсб средних «асшых 450 310

НСР(б00ргов 140 93

НСР® удэбрений 306 210 210

Примечание: ж- Жуковский ранний; л- Луговской.

Выявлена тенденция уменьшения содержания крахмала в клубнях, при применении азотной подкормки и бактеризации посадочного материала. Однако среднегодовой сбор крахмала с урожаем клубней при этом возрастал. Применение ЫРК+ N30 увеличивало сбор крахмала у сорта Жуковский ранний на 695 кг/га, а у сорта Луговской на 1366 кг/га. При применении ПП на раннеспелом сорте Жуковский ранний получена такая же прибавка крахмала, как и при азотной подкормке, у среднеспелого сорта Луговской она была на 612 кг/га меньше, чем при азотной подкормке N30 (таблица 4). В целом по опыту среднегодовой сбор крахмала с урожаем товарных клубней сорта Луговской выше в 1,36 раза, чем у сорта Жуковский ранний.

Исследования показали, что при правильной подготовке клубней к длительному хранению их лёжкоспособность мало зависит от умеренных доз удобрений.

Замена азотной подкормки (N30) на бактеризацию у сорта Луговской уменьшило потери продовольственных клубней при хранении 200 сут. (1998/99 г.г.) с 21,73 % до 14,6 % (в 1,48 раза), в результате их выход после хранения в варианте с бактеризацией (ОУ+ИРК+СП) был таким же как и в варианте ОУ+ИРК+ N30 (на 6 т/га больше, чем в контроле ОУ). Потери же семенных клубней в варианте ОУ+ЫРК+ N30 составили 19,44 %, а при ОУ+ЫРК+СП -13,25 % ( в 1,47 раза меньше).

Исследованиями, проведенными в КХ «Элха» выявлено, что выход товарных клубней, полученных в картофельном звене «Луговской - Невский -

Жуковский ранний», размещенном в севообороте после многолетних трав 2ого года использования без сидерата в среднем составил 15,4 т/га, а при запахивании последнего укоса трав на сидерата 17,8 т/га, что соответственно в 1,5 и 1,73 раза больше, чем при возделывании указанных сортов бессменно (10,3 т/га). Среднегодовой выход крахмала при этом составил при бессменном возделывании 1732 кг/га, в севообороте без сидерата - 2535 кг/га; с сидератом

- 2858 кг/га. При этом условный чистый доход соответственно составил 3839 руб./га; 21361 и 22289 руб./га. Массовые потери при хранении 200 суток картофеля, выращенного в севообороте в 1,3 - 1,5 раза меньше, чем при бессменно возделывании. При этом выход крахмала картофеля после хранения при бессменном возделывании составил 1272 кг/га, в севообороте без сидерата

- 2338, а с сидератом - 2555 кг/га.

При отсутствии навоза и многолетних трав можно рекомендовать при выращивании картофеля укороченный плодосмен: озимая пшеница с запашкой соломы - картофель. Озимая пшеница возделывается после раннего картофеля. Наиболее эффективным вариантом является запашка соломы в сочетании с применением минеральных удобрений (таблица 4, вариант 3). При этом минеральную азотную подкормку можно заменить бактеризацией посадочных клубней (варианты 3 и 4). В засушливый 2010 г. при бактеризации посадочного материала урожайность картофеля была меньше, чем при внесении N34 при 1-ом окучивании. При дефиците влаги и плохом формировании вегетативной массы картофеля эффективность применения ризосферных азотфиксирующих бактерий резко снижается.

Таблица 5 - Урожайность (т/га) товарных клубней у сорта картофеля Жуковский ранний в зависимости от применения разных систем удобрения в укороченном плодосмене «оз. пшеница - картофель» (Ярославская обл., КХ

«Элха»)

Варианты Годы Среднее Прибавка

2008 2009 2010 2011

1. Контроль 10,6 12,0 7,3 12,5 10,66 -

2. Запашка соломы 12,4 14,8 8,0 14,8 12,50 1,84

3. Солома + ^оР-ю^о (под посадку>+N34 (при 1-ом окучивании) 18,5 20,2 8,8 21,2 17,18 7,09

4. Солома + ^оР-юКад + БП (бактеризация посадочного материала) 17,9 19,8 8,1 21,2 16,75 6,09

НСР05 т/га. 0,72 0,68 0,60 0,60 0,58

Анализ производственных результатов показал, что картофель, выращенный в бессменных посадках особенно плохо храниться при

неблагоприятном режиме хранения. Картофель, выращенный в плодосмене, более толерантен к неблагоприятному режиму хранения.

2.2.3.Экономическая эффективность изучаемых приемов По ценам 2006 г. при реализации картофеля сразу после уборки максимальный условный чистый доход был бы при выращивании сорта Жуковский ранний - 109770 руб./га в варианте ОУ+ИРК+ПП, а в варианте ОУ+ОТК+ N30 105730 руб./га (в контроле же ОУ - 66850 руб./га). При возделывании сорта Луговской максимум чистого дохода отмечен в варианте ОУ+ИРК+ N30 (95660 руб./га), азотная подкормка Ы30 увеличила по сравнению ОУ+ЫРК этот показатель на 34502 руб./га, а бактеризация ПП только на 15712 руб./га.

Следует отметить, что повышение эффективности картофелеводства обеспечивается в условиях недостаточно контролируемого рынка прежде всего на основе совершенствования системы реализации продукции. Расчёты и производственный опыт показали, что в 2006 г. при оптовой цене 10 руб./кг при реализации картофеля сорта Луговской в апреле-мае условный чистый максимальный доход составил 206747 руб./га в варианте ОУ+ИРК+ N30 и 173198 руб./га в варианте ОУ+ЫРК+ПП: по сорту Жуковский ранний этот показатель равнялся соответственно 165575 и 172693 руб./га. Таким образом, за счёт хранения и переноса сроков реализации условный чистый доход при использовании сорта Жуковский ранний увеличился в 1,6 раза, а сорта Луговской в 2,4 раза.

ВЫВОДЫ

1. Динамика роста, развития, формирования биомассы органов, площади листьев, продолжительность вегетации картофеля и качество его клубней, сбор сухого вещества и крахмала с их урожаем зависят от совокупности и взаимодействия ряда факторов: метеорологических условий вегетационного периода, применения удобрений и бактериальных препаратов и биологических особенностей сорта. При этом наблюдается синхронность между общей численностью микроорганизмов, в т.ч. и количеством актиномицетов, олиготрофов и микобактерий и накоплением биомассы вегетирующих растений.

2. Урожайность клубней, в т.ч. товарных, сбор сухого вещества и крахмала с их урожаем увеличивается при применении на фоне органических удобрений ОУ+ЫРК, азотной подкормки под первую междурядную обработку и бактериальных препаратов. Однако наибольшие значения этих показателей отмечены при сочетании органических удобрений, предпосевного ЫРК с азотной подкормкой или бактеризацией посадочного (семенного) материала. Средняя урожайность клубней картофеля сорта Жуковский ранний 29 т/га, а Луговского - 35 т/га (в среднем за 4 года). В этих же вариантах

отмечены и максимальные значения чистого дохода, рентабельности производства при минимальном уровне себестоимости и затрат труда на единицу продукции.

3. При реализации урожая картофеля сразу после уборки показатели эффективности возделывания сорта Жуковский ранний в контрольном варианте (органические удобрения ОУ) в среднем за 4 года опыта были следующими: биологическая урожайность 23,2 т/га, сбор товарных клубней -21,4 т/га, в т.ч. продовольственных массой более 80 г - 11, 3 т/га, условный чистый доход 66850 руб./га. В варианте (ОУ+КРК+ Ы30) с предпосевным внесением ЫРК и азотной N30 подкормкой эти показатели соответственно составили: 28,8; 27,8 т/га; 21,0 т/га; условный чистый доход - 105730 руб./га (в 1,6 раза больше, чем в контроле). При этом замена азотной подкормки на бактеризацию препаратом ПП увеличила условный чистый доход на 4040 руб./га.

4. При возделывании среднеспелого сорта Луговской в варианте ОУ+ЫРК+ N30 биологичекая урожайность клубней составила 35,5 т/га, товарных 32,8 т/га, крупных продовольственных 18,1 т/га, при условном , крупных продовольственных 18,1 т/га, при условном чистом доходе 95660 руб./га, что соответственно в 2,37 и 1,53 раза больше, чем в контроле. При этом замена подкормки на бактеризацию снижала указанную прибавку, однако, и в этом варианте (ОУ+ЫРК+ПП) урожайность была в 1,24 раза, а условный чистый доход на 15712 руб./га (в 1,26 раза) больше, чем в варианте ОУ+ЫРК.

5. Содержание сухого вещества и крахмала в клубнях определяется в основном условиями вегетации картофеля, его сортовыми особенностями и в меньшей степени изучаемыми приёмами. В целом по опыту среднее содержание крахмала в клубнях сорта Жуковский ранний составило 12,23 %; а у сорта Луговской 13,50 %. Под воздействием удобрений и бактеризации у сорта Жуковский ранний оно уменьшилось в среднем на 0,56-1,54 %, а у сорта Луговской на 0,28-1,81 %. Наибольшее снижение (на 1,31-1,77 %) отмечено в вегетационный период с дефицитом солнечной энергии.

6. Среднегодовой сбор сухого вещества в биологическом урожае клубнях картофеля сорта Луговской в 1,28 раза больше (7030кг/га), чем у сорта Жуковский ранний (5500 кг/га). Этот показатель существенно зависел от метеорологических условий и от изучаемых приёмов.

7. Среднегодовой сбор крахмала в урожае товарных клубней (за 4 года) у сорта Луговской был в 1,17 раза больше, чем у сорта Жуковский ранний. Среднегодовой сбор крахмала в товарных клубнях сорта Жуковский ранний в контроле составил 2718 кг/га, в вариантах ОУ+ИРК -2946 кг/га; ОУ+ЫРК+ Ы30 -3413 кг/га и столько же при замене азотной подкормки бактеризацией. У сорта Луговской этот показатель соответственно был равен -2944, 3555 и 4310 кг/га, а при замене N30 бактеризацией 3698 - 3724 кг/га.

8. В среднем за 4 года наиболее стабильные показатели по продуктивности и качеству картофеля были у сорта Луговской. Стабилизации

их способствовало применение бактериальных препаратов. Набор разных по скороспелости сортов стабилизирует производство картофеля и крахмала. За счёт сорта формируется 30-32 % суммарной прибавки продукции, а в 68-70 % за счёт изучаемых агроприёмов.

9. Применение полного удобрения, азотных подкормок и бактеризации семенного материала, повышают кустистость растений, их выживаемость, интенсифицирует рост побегов, увеличивает площадь листьев в 1,2-2,2 раза и массу корней; ускоряют накопление биомассы и сухого вещества во всех органах, в т.ч. и клубнях, практически не замедляя созревание последних. Действие этих приёмов проявлялось раньше и сильнее при возделывании сорта Жуковский ранний, чем при выращивании среднеспелого сорта Луговской, однако у последнего оно продолжительнее. Но на последних этапах онтогенеза у сорта Луговской все процессы протекают при менее благоприятных для фотосинтетической деятельности растений.

10. Исследования динамика прироста биомассы и сухого вещества в разных органах растений показало, что у раннеспелого сорта Жуковский ранний формирование клубней начинается раньше осуществляется при интенсивно функционирующей и даже нарастающей зелёной ботве и протекает быстрее, чем у среднеспелого сорта Луговской, у которого образование клубней и максимальный прирост в них сухого вещества приходятся на более поздние календарные сроки и сопровождаются быстрым увяданием ботвы перед уборкой. Однако и у сорта Жуковский ранний формирование клубней завершается резким усилением притока сухого вещества из надземной массы, о чём свидетельствуют 4-х кратное увеличение соотношения «клубни - ботва» за последние 14-19 дней вегетации.

11. При повторном или бессменном возделывании картофеля на одном и том же месте эффективность ежегодной бактеризации посадочного материала сохраняется, так как её действие на почвенную микрофлору отмечается только в течении вегетации растений.

12. Картофель, выращенный при замене азотной подкормки N30 на бактеризацию посадочного материала, имеет лучшую лёжкость. Указанные факторы способствуют увеличению выхода продукции, в т.ч. и крахмала в системе «урожай - продукция после хранения».

13. Для увеличения экономической эффективности картофелеводства реализацию продукции следует осуществлять в соответствии с рыночной коньюктурой, что требует длительного хранения картофеля.

14. Производственный опыт подтвердил высокую эффективность укороченного севооборота и использования в нем соломы в качестве органического удобрения под картофель. При этом средняя (за 4 года) урожайность картофеля Жуковский ранний, убранного комбайнрм, в вариантах «солома + ИадРадКло (при посадке) + N34 (при 1-ом окучивании)» и «солома ЫадРадКдо + бактеризация семенных клубней» была практически одинаковой 17,2 — 16,8 т/га товарных клубней.

В засушливый 2010 г. замена минеральной азотной подкормки N34 на бактеризацию посадочного материала снижала урожайность картофеля.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Центрального Нечерноземномья для увеличения эффективности возделывания картофеля, повышение урожайности товарных и продовольственных клубней, сбора сухого вещества и крахмала рекомендуется, помимо органических удобрений (ОУ), вносить перед посадкой полное минеральное удобрение (NPK) и осуществить азотную подкормку N30 под первую междурядную обработку. Подкормку растений сорта Жуковский ранний можно заменить бактеризацией семенного материала перед посадкой (фекоресцирующие псевдомонады в водной суспензии с титром - 109 клеток в Mfl). Раствор препарата 1:10, расход раствора 10 л/т. При этом исключается применение фунгицидов.

2. Замена азотной подкормки N30 на предпосадочную бактеризацию семенного материала повышает лежкоспособность клубней и уменьшает потери картофеля при хранении.

3. При повторной посадке картофеля на том же месте эффективность ежегодной бактеризации семенных клубней сохраняется.

4. В фермерских хозяйствах при возделывании картофеля в укороченном плодосмене «зерновые - картофель» рекомендуется осеннее запахивание соломы + предпосадочное внесение NPK + подкормка N30 под 1ое окучивание, которое при выращивании сорта Жуковский ранний можно заменить бактеризацией семенного материала.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикация в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Яссин P.A., Штатное В.В., Фролов Д.Ю. Повышение эффективности картофелеводства на основе совершенствования системы удобрений. //Достижения науки и техники АПК. - 2010. -№ 5. С. 17-48.

2. Постников А.Н., Яссин P.A. Повышение урожайности и качества картофеля при совершенствовании севооборота и систем удобрений //Известия ТСХА. - 2010. - Вып. 6. - С. 55-60.

Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций

3. Яссин P.A. Влияние удобрений и микробных препаратов на картофель //Бюллетень ВИУА. - 2000. - № 113. - С. 99.

4. Кобозев И.В., Яссин P.A. Использование принципов нанотехнологий при выращивании и хранении продукции растениеводства //Доклады ТСХА. -2009. -Вып. 281. - С. 325-327.

5. Штатное В.В., Яссин P.A., Фролов Д.Ю., Балова Е.Р. Влияние севооборота и использования соломы и сидерата из многолетних трав второго укоса в качестве удобрений на продуктивность и лёжкоспособность картофеля //Материалы Международной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня. - 2010. - Том I. - С. 456-459.

6. Яссин P.A. Влияние удобрений и бактеризации клубней на продуктивность и лёжкоспособность картофеля разных сортов. // Материалы Международной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня - 2010. - Том I. - С. 465468.

7. Балова Е.Р., Яссин P.A. Новые дешёвые технологии укрытия временных и стационарных буртов картофеля и сочных кормов. // Материалы Международной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня -2010. — Том I.-С. 416-419.

8. Кобозев И.В., Яссин P.A., Кузин П.В.. Маломатериалоёмкие наружные ограждения для хранения картофеля и других продуктов. // Доклады ТСХА - 2010. - Вып. 282 - Том 2. - С.285-287.

9. Яссин P.A., Кобозев И.В., Тимирсултанов Э.-П.Э. Повышение эффективности хранения картофеля в крестьянских и фермерских хозяйствах. //Доклады ТСХА. - 2010. Вып. 282. - Том 2. - С. 287-291.

Подписано к печати 19.04.2013 Формат 60x84/16 Усл.-печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ №901

Отпечатано в ООО «СпецПринт»

109469, Москва, ул. Братиславская, д. 34, корп. 2

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Яссин Раед Абдо Кассем, Москва

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ - МСХА имени К.А.ТИМИРЯЗЕВА

на правах рукописи

04201357606

Яссин Раед Абдо Кассем

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ, ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ РФ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Специальность 06.01.01 -общее земледелие, растениеводство

Научные руководители:

кандидат сельскохозяйственных наук

профессор {В.А. СТОРОЖЕНКО

доктор сельскохозяйственных наук профессор А.Н. ПОСТНИКОВ;

Москва 2013

р

ч

СОДЕРЖАНИЕ

Введение (общая характеристика работы)____________________________________5

ГЛАВА I. Особенности возделывания картофеля на современном этапе развития сельскохозяйственной науки и производства___________________10

(Обзор литературы)_________________________________________________________10

1.1 Краткое ботаническое описание картофеля и его агротехники___________10

1.2 Роль севооборота в сельскохозяйственном производстве и картофелеводстве___________________________________________________________12

1.3 Оптимизация режима минерального питания картофеля. Удобрения как фактор повышения плодородия почв________________________________________15

1.4 Корневая система как экологическая ниша биологической фиксации азота._______________________________________________________________________18

1.5 Уровень азотонакопления в почве за счет деятельности свободноживущих диазотрофов_________________________________________________________________23

1.6 Основные пути регулирования несимбиотической азотфиксации________25

1.7 Пути повышения лежкоспособности клубней картофеля________________27

1.8 Заключение по обзору литературы_______________________________________30

ГЛАВА II. Место, условия и методика проведения исследований________31

2.1. Схема, методика и условия проведения полевого опыта по совершенствованию системы удобрений картофеля_________________________31

2.2. Методика производственных и полевых опытов запахиванию соломы и сидерата____________________________________________________________________40

2.3. Заключение_____________________________________________________________43

ГЛАВА III. Развитие органов растений картофеля при использовании минеральных удобрений и бактериальных препаратов. Динамика формирования ассимиляционной поверхности растений и накопления

фитомассы картофеля_____________________________________________________44

3.1. Фенологические наблюдения за ростом и развитием картофеля разных сортов. Продолжительность межфазных периодов. Влажность почвы и ее

динамика в течение вегетации картофеля___________________________________44

3.2. Выживаемость, высота и густота стеблей растений картофеля и формирование его ассимиляционного аппарата_____________________________47

3.3. Влияние удобрений и бактериальных препаратов на динамику накопления фитомассы разными сортами картофеля________________________57

3.4. Сопряженность процесса формирования растительной вегетативной массы картофеля и почвенной микрофлоры, необходимость ежегодной бактеризации семенных клубней картофеля_________________________________71

3.5. Заключение_____________________________________________________________73

ГЛАВА IV. Урожайность и качество клубней разных сортов картофеля в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов.__75

4.1. Биологическая урожайность разных сортов картофеля в зависимости от условий вегетации, применения удобрения и бактериальных препаратов____75

4.2. Структура урожая и выход товарных клубней___________________________79

4.3. Выход крупных продовольственных и семенных клубней_______________83

4.4. Содержание и сбор сухого вещества и крахмала в клубнях картофеля.__88

4.5. Влияние применения минеральных удобрений и бактериальных препаратов при выращивании картофеля на лежкоспособность клубней при хранении____________________________________________________________________95

4.6. Заключение_____________________________________________________________97

ГЛАВА V Влияние удобрений на урожайность картофеля, выращенного в севооборотах и укороченном плодосмене_______________________________99

5.1. Продуктивность картофеля при выращивании бессменно и в севооборотах с запахиванием соломы и зеленого удобрения________________99

5.2. Урожайность товарных клубней картофеля при запашке соломы, применении минеральных удобрений и бактеризации семенного материалаЮО

5.3. Заключение _____________ЮЗ

ГЛАВА VI. Экономическая эффективность приемов возделывания и хранения картофеля......................................................104

6.1. Экономическая эффективность выращивания картофеля в крестьянском

хозяйстве__________________________________________________________________104

6.2. Экономическая эффективность хранения картофеля___________________104

6.3. Эффективность применения удобрений и бактериальных препаратов при возделывании разных сортов картофеля при реализации урожая сразу после его уборки_________________________________________________________________105

6.4. Повышение экономической эффективности картофелеводства за счет совершенствования системы реализации___________________________________108

6.5. Заключение 110

Выводы____________________________________________________________________112

Рекомендации по производству____________________________________________116

Список использованной литературы_______________________^_______________117

Приложения________________________________________________________________140

ВВЕДЕНИЕ (Общая характеристика работы) Актуальность исследований: Важнейшей задачей аграрной науки является разработка экологически безопасных, энергоресурсосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур, обеспечивающих не только повышение урожайности последних, но и улучшение качества получаемой продукции.

Одной из основных продовольственных культур является картофель, который используется не только в качестве «второго хлеба», но и в спиртовой и крахмалоперерабатывающей промышленности, а также и для кормления животных. К сожалению, возделывание данной культуры довольно энергоемко, а само растение часто поражается вредителями и болезнями.

Рост, развитие и формирование высокой продуктивности сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля, часто лимитируются недостатком азота. Главным источником последнего для растений, не вступающих в симбиоз с азотфиксирующими микроорганизмами, являются минеральные формы азота в почве, поступающие в нее с минеральными удобрениями и органическим веществом. Азот же органических соединений связан в них в значительной степени благодаря его фиксации из атмосферы, а доступные растениям формы образуются в почве в результате микробиологического обмена как побочный его продукт.

Перспективным направлением улучшения минерального питания сельскохозяйственных культур является применение микробиологических препаратов. Разнообразен круг микроорганизмов, применяемых в производстве. Сейчас только количество их видов более пятидесяти. Они представлены ак-тиномицетами, грибами, споровыми и неспоровыми бактериями. Прикорневая микрофлора подготавливает для растений питательные вещества в виде органических и минеральных веществ. Вот почему создание микробиологических препаратов и бактериальных удобрений имеет большую перспективу

для рационального применения минеральных и органических удобрений, повышения экологичности растениеводства и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Сомнения и противоречивые мнения об эффективности бактериальных удобрений во многом связаны с малой изученностью их взаимодействия с тем или иным растением в нестерильной природной среде (Ницэ, 2002; Завалин, 2005).

В связи с этим вопросы использования микроорганизмов и управления их активностью в ризоценозе, учитывая различную отзывчивость растений, требует широкого эксперимента для выявления возможности повышения продуктивности и качества сельскохозяйственных культур с помощью микробиологических препаратов, в том числе и при применении их совместно с минеральными и органическими удобрениями (Завалин, 2005).

Следует отметить, что основой высокой эффективности возделывания сельскохозяйственных культур являются севообороты. Севообороты, использование поукосных и пожнивных сидератов, запахивание соломы относятся к приемам биологизации и экологизации растениеводства, улучшения использования факторов интенсификации продукционного процесса. Они должны совершенствоваться с учетом экономических условий деятельности хозяйств и изменений рыночной коньюктуры (Воробьев, Лошаков, 1996; Лошаков 1999, 2001,2007).

Огромное значение в повышении эффективности картофелеводства играет сорт. Целесообразен конвейер из разных по скороспелости сортов, соответствующий спросу населения (Постников, 1994) и требованиям к качеству картофеля и картофелепродуктов (Коршунов, 2001).

Основной целью исследований являлось повышение эффективности возделывания сортов картофеля различных сроков созревания на основе сочетания органических, минеральных удобрений и микробиологических препаратов, с учетом качества и лежкоспособности клубней в условиях Центрального района Нечерноземной зоны Российской Федерации.

В задачи исследований входило:

- изучение влияния разных сочетаний органических и минеральных удобрений, микробиологических препаратов на рост и развитие растений картофеля сортов различных сроков созревания, а также на формирование их продуктивности и качества получаемой продукции в зависимости погодных условиях;

- выявление влияния вышеуказанных факторов на сбор и лежкоспособ-ность товарных, продовольственных и семенных клубней, на выход с 1 га сухого вещества и крахмала.

- установление целесообразности или ее отсутствия ежегодной бактеризации посадочных клубней при повторном бессменном возделывании картофеля.

- производственная проверка результатов исследований и анализ производственной деятельности картофелеводческих фермерских хозяйств;

- определение экономической эффективности применения бактериальных препаратов и минеральных удобрений при возделывании разных сортов картофеля, при разных сроках его хранения и реализации.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследований заключается в том, что впервые проведено сравнение действия предпосадочного применения полного удобрения, разных доз азотных подкормок под первую междурядную обработку и бактеризации микробиологическими препаратами новыми штампами СП и ГШ посадочных клубней раннеспелого и среднеспелого сортов картофеля на формирование ассимилирующего аппарата и отдельных органов растений, на их рост и развитие, на изменения их биомассы, в.т. числе клубней и их качества, а так же микрофлоры почвы. Установлена возможность замены азотной подкормки бактеризацией. Особенно эффективен этот прием на сорте Жуковский ранний при использовании препарата 1111. Выявлено, что замена минеральной подкормки N30 бактеризацией посадочного материала уменьшает потери картофеля при хранении.

Изучено влияние указанных выше факторов (сорта и агроприемов) на степень варьирования по годам биологической урожайности, сбора товарных клубней, содержание и выхода в урожае сухого вещества и крахмала. При этом показано, что благодаря набору сортов можно стабилизировать производство.

Показано, что азотные подкормки и бактеризация играет большее значение для увеличения производства семенных клубней, чем продовольственных - массой более 80 г.

Определено, что действие изучаемых приемов, в т.ч. и бактеризации, на количество указанных микроорганизмов в почве усиливается от весны к моменту максимального накопления биомассы растений, а затем к осени снова снижается. При этом даже в варианте с применением бактеризации при повторной посадке картофеля требуется ежегодная бактеризация посадочного материала, так как эффект от использования этого приема в предыдущем году за зимний период практически исчезает.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что они показали высокую эффективность органических удобрений (ОУ), предпосадочного применения ИРК в сочетании с азотной подкормкой N30 под первую междурядную обработку, причем, при возделывании сорта Жуковский ранний ее с успехом можно заменить бактеризацией семенного материала препаратом ПП. В этих вариантах среднегодовой (в среднем за 4 года) сбор товарных клубней был максимальным и достигал 27,6 - 27,8 т/га., а крахмала 3410 кг/га., что, соответственно, на 34% и 25,5% больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход в варианте N30 на фоне ОУ+ИРК составлял 105730 руб./га, а при бактеризации препаратом ПП на этом же фоне 110820 руб./га.

При возделывании среднеспелого сорта Луговской при органо - минеральной системе удобрений (ОУ+КРК+Изо) сбор товарных клубней достиг 37,28 т/га, а крахмала 4310кг/га, что на 61,7% и 46,4 больше, чем в контроле.

При этом условный чистый доход увеличился с 40330 руб./га до 95660 руб./га. Причем, замена азотной подкормки на бактеризацию снижала прибавку, хотя, по отношению к варианту ОУ+ЫРК она оставалась довольно высокой: 2,9 т/га товарных клубней, 163 кг/га крахмала, а дополнительный условный чистый доход от бактеризации составил 15712 руб./га.

При производственной проверке результатов исследований доказана эффективность у запашки соломы зерновых при внесении минеральных и бактериальных удобрений под картофель, выращиваемый в укороченном плодосмене.

При бактеризации посадочных клубней снижается расход минерального азота и фунгицидов.

Доказана возможность повышения эффективности производства картофеля за счет оптимизации сроков его реализации на основе уменьшения потерь при длительном хранении товарных клубней, обеспечиваемого повышением их лежкоспособности.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня, 2010 г., на 3-х Международных научно-практических конференциях РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в 2008, 2009, 2010.

Публикации: По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в т.ч. 2 статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК РФ и 6 в Материалах Международных конференций.

Структура и объем диссертационной работы: диссертация изложена на 172 страницах компьютерного текста, включает 27 таблиц, 4 рис, состоит из 6 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы (256 источников, в т.ч. 66 иностранных), 32 приложений.

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ

НАУКИ И ПРОИЗВОДСТВА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 1.1. Краткое ботаническое описание картофеля и его агротехники.

Картофель (,Solanum tuberosum L.) - однолетнее травянистое растение семейства пасленовые (Solanaceae), рода , объединяющего десятки диких и культурных видов и среди них - вид, получивший самое широкое распространение в культуре.

Стебли картофеля большей частью прямостоящие, реже отклоняющиеся в сторону. По характеру ветвления стебля сорта картофеля делят на две группы: ветвление происходит главным образом в нижнем ярусе (позднеспелые сорта); стебли снизу не ветвятся (скороспелые сорта). Высота стеблей сильно изменяется и составляет от 30 до 50 см в зависимости от условий выращивания и сорта. Позднеспелые сорта характеризуются более высокими стеблями и большим числом междоузлий, чем раннеспелые.

Листья картофеля, появляющиеся при прорастании клубней (или семян), простые, темно-красные слаборассеченные; последующие - рассеченные прерывисто-непарноперистые.

Максимальное число парных полей 6-7.

Цветки пятерного типа собраны в соцветия, представляющие собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе различной длины. Картофель - самоопыляющееся растение.

Плод растения картофеля - двухгнездная многосемянная сочная зеленая ягода шаровидной или овальной формы, содержащая алкалоид соланин. Семена мелкие, плоские, с согнутым зародышем, светло-желтого цвета. Масса 1 ООО семян около 0,5 г.

Корневая система картофеля, выращенного из клубня, мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. Корневая система имеет ростковые (глазковые) или первичные корни, образую-

щиеся в начале прорастания клубней. Глубина проникновения в почву основной массы корней - не более 70 см (Коршунов, 2003; Постников, 1992, 1994). Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель. Глазки на клубне расположены спирально. Так как клубень растет вершиной, в верхней части глазки расположены более сближено, чем в средней и у основания.

Зрелые клубни покрыты тонкой кожурой из пробковой ткани, предохраняющей их от высыхания и заболеваний. Форма клубней очень разнообразна, но характерна для каждого сорта (Постников, 1994 г.). Картофель является одной из самых распространенных продовольственных культур (Карманов, Кирюхин, Коршунов, 1988; Коршунов, 2001, 2009; Постников, 2002).

Общая площадь под картофелем в мировом земледелии составляет более 18млн/га, а валовой сбор - 227 млн/т. Его возделывают в большинстве стран мира. В Российской Федерации в 2001 г. картофель возделывали на площади 3,2 млн./га, валовой сбор достиг 35 млн/