Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество клубней картофеля в Приполярье Тюменской области

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и качество клубней картофеля в Приполярье Тюменской области"

На правах рукописи

МАЛЬЦЕВА

Анна Владимировна

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ПРИПОЛЯРЬЕ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

005544632

Тюмень - 2014

005544632

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» на кафедре Технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства

доктор сельскохозяйственных наук Логинов Юрий Павлович

Чумак Владимир Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Югорского государственного университета

Половникова Валентина Владимировна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии и защиты растений Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева

Государственное научное учреждение Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится «13» февраля 2014 года в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья.

Адрес университета: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, Тел./ факс: (3452) 46-87-77, 46-16-50, Е-таП-.с^ТСВНАГйтаП.ги

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Автореферат разослан «11» января 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Приполярье Тюменской области в настоящее время считается одним из основных центров добычи нефти и газа в стране. Увеличилась численность населения, построены новые поселки и города. Дальнейшее развитие топливно-энергетического комплекса немыслимо без решения продовольственной проблемы. В текущем столетии сельскохозяйственная продукция в основном завозится из южной части области и других регионов России, хотя часть продукции можно производить в местных условиях. При этом особый практический интерес представляет картофель.

Большой вклад в развитие картофелеводства в Приполярье внесли ученые Ямальской опытной станции (Чубынин Д.М., 1932; Патрикеев Б.В., 1942; Зайцева Е.И., 1950; Черных Н.И., Зеленский С.М., Громик В.О., 1960; Шашкова И.Н, 1990; Журавлева Т.М., 1993; Костина Л.Я, 2001). К сожалению, в последнее десятилетие изменён статус станции и на её базе теперь функционирует малочисленный отдел растениеводства, который не в силах решать сложные научные задачи.

В картофелеводстве страны происходят большие изменения. Созданы и внедряются в производство сорта нового поколения, которые по биологическим особенностям и физиолого-биохимическим параметрам отличаются от старых сортов. Внедряются новые технологии, созданы и изучаются новые регуляторы роста растений и др. Отмеченные приёмы предстоит изучить в картофелеводстве Приполярья. Тем более, что по инициативе губернатора ЯНАО Кобылкина Д.Н. проводится работа по развитию картофелеводства. Успех дела во многом будет зависеть от надежного научного сопровождения, которое в определенной мере выполняют ученые и преподаватели Салехардского филиала ГАУ Северного Зауралья.

Цель исследований - изучить урожайность и качество клубней картофеля в Приполярье Тюменской области и лучшие варианты предложить для внедрения в производство.

В задачи исследований входило изучить:

- рост и развитие растений, урожайность и качество клубней сортов картофеля;

- урожайность и качество клубней в зависимости от размеров посадочного материала;

- влияние препарата Росток на урожайность и качество клубней картофеля;

- сопряженность урожайности со структурными элементами;

- экономическую и биоэнергетическую эффективность изучаемых агроприемов.

Научная новизна. В Приполярье Тюменской области впервые изучены особенности роста и развития, фотосинтетическая активность, формирование структурных элементов урожая и урожайность, качество клубней новых сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции. На сортах Хибинский ранний и Розара впервые изучено влияние регулятора роста Росток и крупности посадочных клубней: на динамику роста растений, продолжительность

1

межфазных периодов, формирование площади листьев, урожайность и качество клубней.

Практическая значимость. По комплексу ценных хозяйственных признаков выделены раннеспелые сорта Каратоп, Розара, Розалинд с урожайностью 27,3 т/га; 28,0 т/га и 21,1 т/га соответственно, что на 2,9-9,0 т/га выше стандартного сорта Хибинский ранний и уровнем рентабельности 115183%. В среднеспелой группе выделились Зекура, Фамбо, Сарма с урожайностью 22,4т/га, 26,7 т/га и 25,6 т/га, или на 2,0-5,3 т/га выше стандарта Имандра. Уровень рентабельности составил 82,4-107,7%.

Посадка сортов Хибинский ранний и Розара клубнями мелкой фракции обеспечила получение урожайности 16,9-18,6 т/га с уровнем рентабельности 72,9-90,0%. При обработке препаратом Росток клубней и растений картофеля отмеченных сортов получена урожайность 21,0-24,3 т/га с уровнем рентабельности 89,0-118,3%.

Положения выносимые на защиту:

- в Приполярье Тюменской области по комплексу хозяйственных признаков выделились сорта: Каратоп, Розара, Розалинд, Зекура, Фамбо, Сарма. Урожайность составила 21,1-28 т/га, на 2,1-9,0 т/га выше стандартных сортов, по остальным показателям они не уступали стандартам;

- посадка сортов картофеля Хибинский ранний и Розара клубнями мелкой фракции обеспечила получение урожайности 16,9-18,6 т/га с рентабельностью 72,9-90%. Обработка клубней и растений регулятором роста Росток увеличила урожайность на 2,3-4,7 т/га;

Достоверность результатов. Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с использованием статистического пакета программного обеспечения Microsoft Excel. В таблицах продуктивности и качестве клубней картофеля приведены статистические данные в виде НСР. Достоверность различий средних значений оценивали по критерию Стьюдента.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на кафедре Технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства ГАУ Северного Зауралья (2010-2012 гг.), на научных конференциях аспирантов Агротехнологического института.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 печатных работы, в том числе три в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Характеристика работы. Диссертация изложена на 159 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, содержит 25 таблиц, 24 рисунка, 29 приложений. Список литературы включает 234 наименования, в том числе 14 иностранных авторов.

Личный вклад. Автор принимала непосредственное участие в разработке программы и методики исследований, лично проводила полевые опыты и лабораторные анализы, обработала результаты исследований, написала и подготовила диссертацию к защите.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Влияние элементов технологии на урожайность и качество клубней

картофеля

В главе представлен обзор литературы по вопросам подбора сортов картофеля для Приполярья, влиянию размера посадочных клубней и регуляторов роста на урожайность и качество картофеля.

2 Условия, материал и методика проведения исследований

Исследования проведены в 2010-2012 гг. на опытном поле отдела аграрных проблем Всероссийского научно-исследовательского института ветеринарной энтомологии и арахнологии, в районе г. Салехарда.

Почва - легкий суглинок с песчаной подпочвой. Глубина пахотного слоя 20-22 см. Содержание нитратного азота - 0,8 мг/кг подвижного фосфора - 22,0 мг/кг обменного калия — 9,6 мг/кг, кислотность почвы 5,6. В почве содержится большое количество полуторных окислов железа и алюминия.

Среднегодовая сумма осадков составляет 250-270 мм, сумма положительных температур выше 10°С - 1100-1300°С, среднемноголетняя величина ГТК - 1,7-2,4, что характеризует данную территорию, как зону достаточно увлажненную.

За период исследований 2010 г. характеризовался как переувлажненный, 2011 и 2012 гг. были умеренно увлажненные и вполне благоприятные для выращивания картофеля.

Предшественник - картофель. Подготовка поля к посадке картофеля включала осеннюю зяблевую вспашку плугом ПН - 3-35 на глубину пахотного слоя, боронование БНД - 1.7, внесение минеральных удобрений РДУ - 3.0, дискование почвы ЛДГ-5, нарезку гребней КРН - 4.2. Для посадки отбирали клубни массой 50-70 г (по наименьшему поперечному диаметру больше 35 мм) и проращивали их. Посадка проведена вручную при температуре почвы - 7-8°С, глубина заделки клубней 5-6 см, схема посадки 30x70 см. Площадь делянки 30 м", учетная — 25м2, повторность 4-хкратная, размещение делянок рендомизированное.

Уход за посадками состоял из боронования по всходам, культивации междурядий КОН-2, применялась ручная прополка.

Опыт № I Сравнительное изучение сортов картофеля.

В опыте изучали 13 сортов разных групп спелости. Раннеспелые: Хибинский ранний (стандарт), Жуковский ранний, Любава, Весна, Розалинд, Каратоп, Розара, Каменский. Вегетационный период 60-70 суток.

Среднерание: Имандра (стандарт), Сантэ, Зекура, Сарма, Фамбо. Вегетационный период 80-90 суток.

Опыт № 2 Урожайность и качество клубней сортов картофеля в зависимости от размеров посадочного материала.

Исследования проведены на 2 раннеспелых сортах Хибинский ранний и Розара.

Согласно ГОСТу Р 53136-2008 на посадку использовали клубни:

- крупные - размер по наибольшему поперечному диаметру 60 мм;

- средние - размер по наибольшему поперечному диаметру от 30 до 50 мм;

з

- мелкие - размер по наибольшему поперечному диаметру менее 30 мм.

Опыт № 3 Влияние регулятора роста Росток на рост и развитие сортов

картофеля.

Опыт проведён на сортах Хибинский ранний, и Розара.

Схема опыта:

- клубни не обработаны водой, контроль;

- клубни обработаны чистой водой;

- клубни обработаны раствором препарата Росток 0,001%;

- растения обработаны в фазу бутонизации раствором препарата Росток 0,001%;

- клубни перед посадкой и растения в фазу бутонизации обработаны раствором препарата Росток 0,001 %.

Для посадки использованы пророщенные клубни.

Исследования проведены по общепринятым методикам: фенологические наблюдения - по методике Государственного сортоиспытания (1975); поражение растений болезнями - по методике ВИЗР (1994); площадь листовой поверхности и продуктивность фотосинтеза — по методике Ничипоровича A.A. (1967); структуру урожая изучали по методике Госсортоиспытания с.-х. культур (1975); содержание сухого вещества в клубнях определяли методом высушивания измельчённой массы при температуре + 105 °С в течение 7 часов; урожайность учитывали методом сплошной копки; содержание биохимических показателей клубней определяли в сертифицированной лаборатории кафедры почвоведения и агрохимии ГАУ Северного Зауралья; экономическую эффективность рассчитывали по методике СибНИИСХоза в ценах 2012 г. (Неклюдов А.Ф., 1993), биоэнергетическую оценку - по методике Абрамова Н.В. и Селюковой Г.П. (2001). Математическая обработка данных по урожайности проведена по методике Б.А. Доспехова (1985).

3 Биологические особенности и хозяйственная ценность сортов картофеля в Приполярье

При изучении сортов картофеля в условиях Приполярья особое внимание уделялось росту и развитию растений, что в последующем позволит научно-обоснованно разработать сортовую технологию выращивания.

В зависимости от биологических особенностей у каждого сорта по-разному проходит рост растений в течение вегетации. У раннеспелых сортов Каменский и Любава интенсивный рост наблюдался в течение всего вегетационного периода. У сорта Каратоп отмечено два периода ускоренного роста: с 10 июля по 31 июля и с 31 июля по 14 августа. К моменту уборки высота растений составила 50 см. Остальные сорта по росту растений занимали промежуточное положение между сортами Розалинд и Каратоп. В среднеранней группе сортов до 17 июля значительных различий в росте растений не установлено. В период с 10 июля и до уборки растения сорта Имандра выросли до 61 см, что на 5-7 см выше по сравнению с другими сортами этой группы спелости. К моменту уборки средний показатель высоты растений у отмеченных сортов составил 52-55 см.

Период всходы-цветение в условиях Приполярья продолжался 30-36 суток, при этом самый короткий был у сорта Розара, а самый продолжительный у сорта Любава. Межфазный период цветение-уборка значительно короче первого периода и изменялся в годы исследований от 14 суток у сортов Каратоп, Имандра, Жуковский ранний до 25 у сорта Фамбо. Период всходы-уборка у стандартного сорта Хибинский ранний за годы исследований составил 49 суток. Продолжительность анализируемого периода устойчиво по годам проявилась у сортов Розалинд и Розара. В среднеранней группе спелости этот период в среднем за 3 года составил 53-54 суток.

В условиях Приполярья изучаемые сорта картофеля сформировали достаточно высокую площадь листьев (таблица 1).

Таблица 1 - Площадь листьев и продуктивность фотосинтеза ___растений картофеля

Сорт Площад тыс. . листьев, м2/га Средняя за 3 года Продуктивность фотосинтеза, г/м2 сутки Средняя за 3 года

2010 г. 2011 г. | 2012 г. 2010г. I 2011г. 2012 г.

Раннеспелые

Хибинский ранний, стандарт 26,2 35,2 33,9 31,7 6,1 5,8 6,4 6Л

Жуковский ранний 29,5 31,5 28,4 29,8 6,7 6.0 5.6 6,1

Розалинд 27,5 23,4 24,1 25,0 7,2 6,5 5,9 6,5

Любава 29,4 25,4 22,7 25,8 6,3 5,7 6,5 6,2

Каратоп 36,8 28,1 37,9 34,3 7,5 6,3 6,8 6.9

Разара 36,9 26,2 28,9 30,6 6,1 7,7 7,2 7,0

Весна 24,6 ■ 27,1 24,2 25,3 6,3 7,4 5.8 6,5

Каменский 26,8 24,0 22,9 24,6 7,6 8,2 6,5 7,4

Среднеранние

Имандра, стандарт 27,2 28,3 25,9 27,1 6,7 7,8 6,1 6,9

Сантэ 37,8 31,4 24,6 31,3 7,2 9,4 6,8 7,8

Зекура 35,5 59,9 34,9 43,4 6,3 5,0 5,9 5,7

Фамбо 27,2 24,6 29,2 27,0 6,9 6.1 7,0 6,7

Сарма 32,4 - 29,2 31,1 30,9 6,4 7,3 6,7 6,8

В среднем за 3 года исследований площадь листьев у стандартного сорта Хибинский ранний была 31,7 тыс. м2/га, у остальных сортов - от 24,6 до 34,4 тыс. м /га. Среднеранние сорта, за исключением сорта Фамбо, по площади листьев превышали стандартный сорт Имандра на 3,8-16,3 тыс. м2/га. Чистая продуктивность фотосинтеза у изучаемых сортов в Приполярье была высокой и составила у стандартных сортов Хибинский ранний и Имандра 6,1 и 6,9 г/м2, у сорта Зекура этот показатель был 5,7 г/м2. Остальные сорта имели преимущество перед стандартными сортами.

Масса клубней у сортов Каратоп, Розара, Каменский, Сантэ, Фамбо, Сарма сформировалась по годам более равномерно, чем масса ботвы. У сортов Жуковский ранний, Розалинд, Каратоп, Весна, Имандра, Сарма в 2011-2012 гг. масса клубней превышала массу ботвы, их соотношение было 1:2; 1:2,3.

При изучении сортов картофеля особое внимание уделяется анализу данных по урожайности как одному из важных показателей.

Стабильно по годам сформировали урожайность клубней раннеспелые сорта Каратоп и Розара. В среднем за три года она составила 27,3 и 28,0 т/га соответсвенно, что на 8,3-9,0 т/га выше стандартного сорта Хибинский ранний (таблица 2). Из среднеспелых выделились Сарма и Фамбо с урожайностью 25,626,7 т/га, или на 5,2-6,3 т/га выше стандарта Имандра.

Таблица 2 - Урожайность сортов картофеля, т/га

Сорт Годы Средняя за 3 года К стандарту + -

2010 | 2011 | 2012 т/га | %

Раннеспелые

Хибинский ранний, стандарт 9,6 24,8 22,6 19,0 - 100

Жуковский ранний 14,4 29,3 10,1 17,9 -1,1 94

Розалинд 19,2 27,6 16,6 21,1 +2,1 111

Любава 11,0 13,9 10,6 11,8 -7,2 60

Каратоп 24,0 27,3 30,5 27,3 +8,3 143

Розара 24,8 28,0 31,2 28,0 +9,0 147

Весна 16,4 16,7 10,4 14,5 -4,5 74

Каменский 13,9 17,3 15,8 16,0 -3,0 82

НСР()5 2,2 2,6 ' 4,2 - - -

Среднеранние

Имандра, стандарт 14,0 19,7 27,4 20,4 - 100

Сантэ 23,7 20,9 22,3 22,3 + 1,9 109

Зекура 24,1 18,2 25,0 22,4 +2,0 НО

Фамбо 25,7 27,5 27,0 26,7 +6,3 130

Сарма 24,9 24,1 27,7 25,6 +5,2 125

НСР05 2,5 2,1 2,8 - - -

В формировании урожая важное значение имеет влагообеспеченность растений картофеля. При этом корреляция между урожайностью и количеством осадков, выпавших в период вегетации, достаточно высокая и составляет по группе раннеспелых сортов г =0,87-0,95, по группе среднеранних сортов г =0,90-0,94.

Установлена средняя и сильная положительная связь между урожайностью и суммой температур выше Ю°С. В группе раннеспелых сортов в 2011 году тесная связь отмечена у сортов: Розалинд - г=+0,89, Весна -

б

г=+0,87, у стандартного сорта Хибинский ранний - г=+0,90. В группе среднеранних сортов в основном установлена средняя связь: г=+0,29, г =+0,34, исключение составил сорт Сантэ в 2011 г. г=+0,91.

Между количеством клубней с куста и урожайностью установлена положительная связь у раннеспелых сортов: Каратоп — г=+0,95, г=+0,63; Розалинд - г= +0,52, г=+0,98 и др. В группе среднеранних сортов установлена слабая связь у сортов: Фамбо - г= +0,07; Имандра, стандарт - г=+0,18; Сарма г=+0,25. Между массой клубней с куста и массой одного клубня установлена средняя и сильная связь: г=+0,39, г=+0,68.

Наибольшую ценность представляют сорта, сочетающие высокую урожайность с качеством клубней.

Условия Приполярья менее благоприятны для накопления крахмала в клубнях по сравнению с южной частью Тюменской области, но отдельные изучаемые сорта накопили достаточно высокий процент крахмала (таблица 3).

Таблица 3 - Содержание крахмала в клубнях сортов картофеля __и сбор его с гектара__

Сорт Содержание крахмала, % Сбор крахмала, т/га

2010 г. 2011 г. 2012 г. среднее за 3 года 2010 г. 2011 г. 2012 г. среднее за 3 года

Раннеспелые

Хибинский рашшй, стандарт 11,0 12,1 13,1 12,1 1,1 3,0 2,9 2,3

Жуковский ранний 12,3 12,3 12,5 12,4 1,7 3,6 1,3 2,2

Розалинд 11,4 12,9 13,0 12,4 2,1 3,6 2,2 2,6

Любава 11,4 12,9 12,2 12,2 1,3 1,8 1,2 1,4

Каратоп 14,0 13,0 13,7 13,6 3,4 3,5 4,2 3,7

Розара 14,4 11,9 12,2 12,8 3,6 3,3 3,8 3,6

Весна 11,5 10,3 11,2 11,0 1,9 1,7 1,0 1,5

Каменский 12,0 11,0 11,5 11,5 1,7 1,9 1,8 1,8

Среднее 12,3 12,1 12,4 12,3 2,1 2,8 2,3 2,4

НСР05 0,38 0,43 0,34 - 0,26 0,52 0,31 -

Среднеранние

Имандра, стандарт 11,3 12,1 12,5 11,9 1,6 2,4 3,4 2,5

Сантэ 12,3 13,4 12,7 12,8 2,9 2,8 2,8 2,8

Зекура 12,8 12,8 13,3 12,9 3,1 2,3 3,3 2,9

Фамбо 12,8 11,3 12,2 12,1 3,3 3,1 3,3 3,2

Сарма 13,4 11,8 12,5 12,6 3,3 2,8 3,5 3,2

Среднее 12,5 12,3 12,6 12,5 2,8 2,7 3,3 2,9

НСР„5 0,54 0,35 0,61 - 0,73 0,37 0,54 -

Из среднеранних выделились сорта Сарма, Зекура, Сантэ, которые содержали 12,6 -12,9% при 11,9% у стандартного сорта Имандра.

Витамин С постоянно необходим для организма человека. В Сибири картофель - главный источник витамина С. Ежедневное потребление

картофеля в количестве 300-400 г обеспечивает человеку суточную норму витамина С. В условиях Приполярья при уборке картофель не достигает физиологической спелости, поэтому в клубнях отмечается среднее содержание витамина С (рисунок 1). В среднем за три года исследований по всем изучаемым сортам содержалось 20 мг/% витамина С. В раннеспелой группе выделились сорта Жуковский ранний, Любава, Каратоп, с содержанием витамина С - 22-24 мг/%, или на 2-4 мг/% выше стандартного сорта Хибинский ранний.

Рисунок 1 — Содержание витамина С в клубнях сортов картофеля, 2010-2012 гг., мг/%

В 2010 г. из среднеранних выделились сорта Зекура, Фамбо, Сарма, в 2012 г. — Фамбо с содержанием витамина С - 21-24 мг/%. В 2011 г. по отмеченному показателю разницы между сортами не установлено.

4 Урожайность и качество клубней в зависимости от посадочного

материала

Вопрос о крупности посадочного материала имеет большое хозяйственно-экономическое значение. В отличие от других полевых культур расход посадочных клубней картофеля на гектар измеряется не килограммами, а тоннами. Масса высаживаемого материала зависит от размера посадочных клубней, при этом необходимо правильно решить вопрос о величине семенных клубней (Писарев Б.А., Трофимец Л.Н., 1974).

Из количества растений на гектаре и массы клубней с куста складывается урожайность картофеля. В нашем опыте урожайность картофеля зависела от сорта, крупности посадочных клубней и погодных условий (таблица 4).

Весенне-летняя засуха 2010 г. привела к снижению урожайности сорта Хибинский ранний до 8,7-12,8 т/га, сорта Розара - до 13,9-19,6 т/га. При этом отмечена закономерность снижения урожайности у обоих сортов от варианта с посадкой крупными клубнями к варианту с мелкими клубнями. Необходимо

У сорта Хибинский ранний содержание крахмала в клубнях увеличилось от 12% на варианте с посадкой крупными клубнями до 13,2% на варианте с посадкой мелкими клубнями. Аналогичная картина наблюдалась по сорту Розара.

По содержанию протеина в клубнях у обоих изучаемых сортов наблюдалась обратная закономерность, то есть содержание протеина в клубнях уменьшалось у сорта Хибинский ранний от 3,2% в варианте с посадкой крупными клубнями до 2,4% в варианте с посадкой мелкими клубнями и у сорта Розара от 3,0 до 2,1%.

Содержание сахара в вариантах опыта у обоих сортов оставалось на уровне 4,9-5,2%. Витамина С у сорта Хибинский ранний было в пределах 19,820,2%, у сорта Розара - 22,0-22,6%. Необходимо отметить, что проанализированные биохимические показатели клубней, в зависимости от крупности посадочного материала, в условиях Приполярья у обоих сортов картофеля были достаточно высокими. Содержание нитратов в клубнях картофеля во всех вариантах опыта не превышало ПДУ для данной культуры.

5 Влияние регулятора роста Росток на урожайность и качество клубней сортов картофеля

Внедрение в практику растениеводства регуляторов роста растений началось в середине прошлого века. Первоначально это были фитогормоны, а позднее синтетические продукты (Шаповалов A.A., Зубкова Н.Ф., 1990).

В последнее десятилетие регуляторы роста растений привлекли к себе большое внимание практиков сельского хозяйства. С их помощью пытались разрешить проблемы у ряда культур, с которыми не могла «справиться» селекция. В некоторых случаях были получены очень хорошие результаты. Прибавки урожая достигали 30 и даже 50%. Однако после многолетних испытаний начал выявляться очень существенный недостаток подавляющего большинства регуляторов роста - нестабильность действия, которая обусловлена очень высокой зависимостью их эффективности от почвенно-климатических и метеорологических условий, от сортовых особенностей (Жирмунская Н.М., Приходько Н.В., Овсянникова Т.В., Шаповалов A.A., 2005).

В контрольном варианте у сортов Хибинский ранний и Розара продолжительность периода всходы-уборка в среднем за 3 года составила 50-51 суток. Обработка клубней перед посадкой и растений в фазу бутонизации регулятором роста Росток привела к сокращению анализируемого периода на 47 суток. Применение препарата Росток проявилось также на урожайности изучаемых сортов картофеля (таблица 6).

В среднем за три года у сорта Хибинский ранний на контрольном варианте урожайность составила 17,6 т/га. В вариантах с применением

ю

6 Экономическая и биоэнергетическая эффективность элементов технологии выращивания картофеля

Расчёт экономической эффективности выращивания картофеля показал, что у раннеспелого стандартного сорта Хибинский ранний прибыль с одного гектара составила 92,08 тыс. руб., уровень рентабельности - 94,1%. Экономически более выгодными в этой группе спелости были сорта Розалинд, Каратоп, Розара, прибыль с одного гектара у них составила 112,87; 119,26; 181,18 тыс. руб. и уровень рентабельности 115,0%, 120,8% и 183,3% соответственно (таблица 7).

Таблица 7 - Экономическая эффективность изучаемых сортов картофеля, 2010-2012 гг.

н о, о О Урожайность, т/га Закупочная цена, тыс. руб./т Стоимость продукции, , тыс. руб./т Себестоимость, руб./т Затраты, руб./га Прибыль, руб./га Уровень рентабельности, %

Раннеспелые

Хибинский ранний, стандарт 19,0 10,0 190,0 5153,18 97910,50 92089,50 94,1

Жуковский ранний 17,9 10,0 179,0 5463,70 97800,50 81199,50 83,0

Розалинд 21,1 10,0 211,0 4650,26 98120,50 112879,50 115,0

Любава 11,5 10,0 115,0 8448,70 97160,50 17839,50 18,4

Каратоп 27,3 8,0 218,0 3616,50 98730,50 119269,50 120.8

Розара 28,0 10,0 280,0 3528,90 98810,50 181189,50 183,3

Весна 14,0 10,0 140,0 6957,89 97410,5 42589,50 43,7

Каменский 15,7 10,0 157,0 6214,68 97570,50 59429,50 60,9

Среднеранние

Имандра, стандарт 20,4 8,0 163,2 4806,39 98050,50 65149,50 66,4

Сантэ 22,3 8,0 178,4 4405,40 98240,50 80159,50 81,5

Зекура 22,4 8,0 179,2 4386,18 98250,50 80949,50 82,4

Фамбо 25,6 8,0 204,8 3850,41 98570,50 106229,50 107,7

Сарма 25,6 8,0 204,8 3850,41 98570,50 106229,50 107,7

В среднеранней группе у стандартного сорта Имандра прибыль с гектара составила 65,14 тыс. руб., уровень рентабельности - 66,4%. У изучаемых

6. Максимальная урожайность сортов картофеля Хибинский ранний и Розара получена в вариантах с посадкой клубнями средней и крупной фракций 18,2-20,5 т/га и 20,6-23,0 т/га соответственно. При этом качество клубней было на уровне и выше контрольного варианта.

7. Обработка клубней и растений регулятором роста Росток увеличила урожайность сортов Хибинский ранний и Розара на 3,1-4,7 т/га относительно контрольного варианта и повысила содержание крахмала на 0,4-0,5 %.

8. Экономически выгодными для условий Приполярья были раннеспелые сорта Каратоп, Розара, Розалинд и среднеранние - Сантэ, Зекура, Фамбо, Сарма. Уровень рентабельности составил 115-183 и 81-107% соответственно. У стандартных сортов - 66-94%.

9. При изучении влияния крупности посадочных клубней на урожайность и качество сортов картофеля Хибинский ранний и Розара экономически выгодным был вариант с посадкой мелкими клубнями. Уровень рентабельности составил 72,9-90,0%.

10. При обработке препаратом Росток клубней перед посадкой и растений в фазу бутонизации сортов Хибинский ранний и Розара получена прибыль 98,89-131,73 тыс. руб., в контрольном варианте - 65,1-85,0 тыс. руб. Уровень рентабельности составил 89-118%, в контрольном варианте - 58-76%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. По комплексу ценных хозяйственных признаков рекомендуются к возделыванию в Приполярье раннеспелые сорта Розалинд, Каратоп, Розара с рентабельностью 115-183% и среднеранние - Фамбо, Зекура, Сарма с уровнем рентабельности 82,4-107,7%

2. Использование на посадку клубней мелкой фракции обеспечивает получение урожайности (16,9-18,6 т/га) у сортов картофеля Хибинский ранний и Розара с рентабельностью 72,9-90,0%.

3. Обработка клубней препаратом Росток перед посадкой и растений в фазу бутонизации сортов Хибинский ранний и Розара эффективна в условиях Приполярья Тюменской области. Она обеспечивает получение прибавки урожайности относительно контрольного варианта 3,4-4,5 и 1,9-4,7 т/га и уровень рентабельности 89-93,1% и 93,4-118,3 % соответственно.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мальцева A.B. Урожайность сортов картофеля в условиях Крайнего Севера / A.B. Мальцева // Научно-техническое творчество молодежи агропромышленному комплексу Урала и Сибири. Сб. мат. per. науч.-тех. конф. молодых ученых. Часть 1. ТГСХА. Тюмень, 2010. С.62-69.

2. Мальцева A.B. Влияние регулятора роста «Росток» на

урожайность и качество клубней картофеля в условиях Крайнего Севера Тюменской области / A.B. Мальцева, Ю.П. Логинов // Агропродо-вольственная политика России. 2012. №12. С. 52-54.

3. Мальцева A.B. Урожайность и качество клубней сортов картофеля на Крайнем Севере Тюменской области / A.B. Мальцева // Агропродовольственная политика России. 2012. №12. С. 46-48.

4. Мальцева A.B. Урожайность и качество картофеля в зависимости от крупности посадочных клубней на Крайнем Севере Тюменской области / A.B. Мальцева // Вестник Алтайского аграрного университета. Барнаул, 2013. № 4. (102). С.13-16.

Подписано в печать 26.12.2013 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 090. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Мальцева, Анна Владимировна, Тюмень

Министерство сельского хозяйства РФ ФГОУ ВПО

«Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

МАЛЬЦЕВА АННА ВЛАДИМИРОВНА

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ПРИПОЛЯРЬЕ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 06.01.01 - ОБЩЕЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ,

РАСТЕНИЕВОДСТВО

НА СОИСКАНИЕ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

04201 456029

Па правах рукописи

ДИССЕРТАЦИЯ

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Ю.П. Логинов

Тюмень-2014

Введение

Оглавление

5

Глава 1 Влияние элементов технологии на урожайность и

качество клубней картофеля (обзор литературы) 9

1.1 Историческая справка выращивания картофеля в Приполярье 9

1.2 Морфологические признаки и биологические особенности культуры 14

1.3 Роль сорта в производстве картофеля 25

1.4 Урожайность и качество клубней картофеля в зависимости от крупности посадочного материала 30

1.5 Использование регуляторов роста при выращивании картофеля 34

Глава 2 Место, условия, исходный материал и методика

исследований 41

2.1 Природно-климатические условия зоны лесотундры 41

2.2 Характеристика почвы опытного поля 43

2.3 Погодные условия в годы исследований 48

2.4 Исходный материал 52

2.5 Методика исследований 58

Глава 3 Биологические особенности и хозяйственная

ценность сортов картофеля в Приполярье 62

3.1 Рост и развитие растений картофеля 62

3.2 Продолжительность межфазных периодов 64

3.3 Площадь листьев и продуктивность фотосинтеза 68

3.4 Поражение растений картофеля болезнями 70

3.5 Формирование массы ботвы и клубней картофеля 74

3.6 Структура урожайности и урожайность сортов

картофеля 76

3.7 Качество клубней картофеля 81

3.8 Взаимосвязи между погодными условиями и урожайностью сортов картофеля в условиях Приполярья 89

Глава 4 Урожайность и качество клубней в зависимости от

крупности посадочного материала 93

4.1 Рост и развитие растений картофеля 93

4.2 Площадь листьев и продуктивность фотосинтеза 95

4.3 Поражение растений картофеля болезнями 97

4.4 Влияние крупности посадочных клубней на формирование массы ботвы и клубней картофеля 99

4.5 Структура урожайности и урожайность картофеля 100

4.6 Качество клубней картофеля 103

Глава 5 Влияние регулятора роста Росток на урожайность и

качество клубней сортов картофеля 107

5.1 Продолжительность межфазных периодов 107

5.2 Поражение растений картофеля болезнями 110

5.3 Площадь листьев и продуктивность фотосинтеза 112

5.4 Формирование массы ботвы и клубней картофеля 115

5.5 Структура урожайности и урожайность картофеля 118

5.6 Взаимосвязи связи между структурой урожая и урожайностью картофеля в зависимости от обработки препаратом Росток 123

Глава 6 Экономическая и биоэнергетическая эффективность

элементов технологии выращивания картофеля 126

Выводы 135

Предложения производству 137

Список литературы 138

Приложения 160

Введение

Актуальность темы. В последние 50 лет бурно развивается Приполярье Тюменской области. На территории ЯНАО создан и функционирует крупный центр добычи нефти и газа. Выросли новые поселки и города, увеличилась численность населения (Василькова Т.Н., Евай A.B., Мартынова Е.П., Новикова Н.И., 2011). Регион положительно влияет на экономику страны. Дальнейшее развитие топливно-энергетического комплекса мирового значения и улучшение уровня жизни людей во многом зависит от решения продовольственной безопасности. При этом значительную часть продуктов питания можно производить на месте и в первую очередь картофель, овощи, мясо, молоко. Необходимо отметить, что в прошлом веке успешно развивались отмеченные направления в растениеводстве и животноводстве. Картофель выращивали в частном секторе и коллективных хозяйствах. Научное сопровождение обеспечивала Ямальская опытная станция. Тесный союз науки с производством позволил увеличить урожайность картофеля до 20 т/га и более.

Переход АПК к рыночным отношениям отрицательно повлиял на развитие картофелеводства и овощеводства в ЯНАО. Резко сократились посевные площади и валовый сбор картофеля. Снабжение населения осуществляется за счет завоза картофеля из других регионов России и зарубежных стран. При этом качество продукции часто оставляет желать лучшего (Агрибов Ю.И., 2000). Радикальный путь решения проблемы -возродить картофелеводство в ЯНАО на основе использования достижений биологической науки и техники.

Ямальская опытная станция внесла в прошлом веке достойный научный вклад в развитие картофелеводства в регионе. К сожалению, в последние 10 лет её функция в области растениеводства сведена к минимуму.

Она не имеет прежнего статуса, а малочисленный отдел растениеводства не в силах решать сложные задачи.

По инициатаиве губернатора ЯНАО Кобылкина Д.Н. началось возрождение картофелеводства в Шурышкарском, Красноселькупском, Пуровском и других районах. Успех дела во многом будет зависеть от надёжного научного сопровождения, которое в настоящее время осуществляют ученые и преподаватели Салехардского филиала ГАУ Северного Зауралья.

Цель исследований — изучить урожайность и качество клубней картофеля в Приполярье Тюменской области и лучшие варианты предложить для внедрения в производство.

В задачи исследований входило изучить:

- рост и развитие растений, урожайность и качество клубней сортов картофеля;

- урожайность и качество клубней в зависимости от размеров посадочного материала;

- влияние препарата Росток на урожайность и качество клубней картофеля;

- сопряженность урожайности со структурными элементами;

- экономическую и биоэнергетическую эффективность изучаемых агроприемов.

Научная новизна. В Приполярье Тюменской области впервые изучены особенности роста и развития, фотосинтетическая активность, формирование структурных элементов урожая и урожайность, качество клубней новых сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции. На сортах Хибинский ранний и Розара впервые изучено влияние регулятора роста Росток и крупности посадочных клубней на: динамику роста растений, продолжительность межфазных периодов, формирование площади листьев, урожайность и качество клубней.

Практическая значимость. По комплексу ценных хозяйственных признаков выделены раннеспелые сорта Каратоп, Розара, Розалинд с урожайностью 21,Ъ т/га, 28,0 т/га и 21,1 т/га соответственно, что на 2,9-9,0 т/га выше стандартного сорта Хибинский ранний и уровнем рентабельности 115-183%. В среднеспелой группе выделились Зекура, Фамбо, Сарма с урожайностью 22,4 т/га, 26,7 т/га и 25,6 т/га, или на 2,0-5,3 т/га выше стандарта Имандра. Уровень рентабельности составил 82,4-107,7%.

Посадка сортов Хибинский ранний и Розара клубнями мелкой фракции обеспечила получение урожайности 16,9-18,6 т/га с уровнем рентабельности 72,9-90,0%. При обработке препаратом Росток клубней и растений картофеля отмеченных сортов получена урожайность 21,0-24,3 т/га с уровнем рентабельности 89,0-118,3%.

Положения, выносимые на защиту:

- в Приполярье Тюменской области по комплексу хозяйственных признаков выделились сорта: Каратоп, Розара, Розалинд, Зекура, Фамбо, Сарма. Урожайность составила 21,1-28 т/га, на 2,1-9,0 т/га выше стандартных сортов, по остальным показателям они не уступали стандартам;

- посадка сортов картофеля Хибинский ранний и Розара клубнями мелкой фракции обеспечила получение урожайности 16,9-18,6 т/га с рентабельностью 72,9-90%. Обработка клубней и растений регулятором роста Росток увеличила урожайность на 2,3-4,7 т/га;

Достоверность результатов. Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с использованием статистического пакета программного обеспечения Microsoft Excel. В таблицах продуктивности и качестве клубней картофеля приведены статистические данные в виде НСР. Достоверность различий средних значений оценивали по критерию Стьюдента.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на кафедре Технологии производства, хранения и переработки продукции

растениеводства ГАУ Северного Зауралья (2010-2012 гг.), на научных конференциях аспирантов Агротехнологического института, а также изложены в четырёх научных статьях. Работа выполнена под руководством д.с.-х.н., Юрия Павловича Логинова, которому автор выражает искреннюю признательность.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 печатных работы, в том числе три в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Характеристика работы. Диссертация изложена на 159 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, содержит 25 таблиц, 24 рисунка, 29 приложений. Список литературы включает 234 наименования, в том числе 14 иностранных авторов.

Личный вклад. Автор принимала непосредственное участие в разработке программы и методики исследований, лично проводила полевые опыты и лабораторные анализы, обработала результаты исследований, написала и подготовила диссертацию к защите.

Глава 1 Влияние элементов технологии на урожайность и качество клубней картофеля (обзор литературы)

1.1 Историческая справка выращивания картофеля в Приполярье

Распространению картофеля в России во многом способствовали работы Болотова А.Т. (1770). Некоторые авторы считают, что картофель попал в Сибирь в конце 18 века, и распространение его шло не с запада на восток, а с востока на запад (Черкасов В.Н., 1953).

Впервые картофель был завезен в Иркутск губернатором Фрауэндорфом в 1765 г. Селекционные работы начались значительно позже - в XX веке: в Омске, на Западно-Сибирской селекционной станции (ныне СибНИИСХ) - с 1919 г., на Нарымской государственной селекционной станции (Томская область) - с 1938 г., на Кемеровской сельскохозяйственной опытной станции - с 1952 г. (Дорожкин Б.Н., Н.В. Дергачева Б.Н., 2007).

Другие авторы высказывают мнение о том, что картофель впервые появился в Енисейске в 1856 г., а в Тобольске, Томске и Якутске - в 1776 г., причем в течение первых 40-50 лет его выращивали там только на огородах (Букасов С.М., Ширина H.H., 1938; Иваненко A.C., 1990).

Появление картофеля в Ямало-Ненецком округе неразрывно связано с возникновением земледелия в этих широтах. Голландский ученый Н. Витзин посетивший в 1664 году Мангазею, сообщал в своих отчетах о выращивании овощей (Громик В.Д., 1984). Одним из первых высказался в литературе о возможности выращивания овощей в Обдорске известный исследователь Тобольского Севера Дунин-Горкавич A.A. (1904).

Большой вклад в развитие северного растениеводства внес Д.М. Чубынин. В 1922 г. он посадил картофель клон сорта Ранней розы, полученный от Омской селекционной станции. В 1939 г. он получил урожайность картофеля в 335 центнеров с гектара (Чубынин Д.М., 1951). Экспонаты картофеля рекордного урожая были показаны на Всесоюзной

9

сельскохозяйственной выставке в 1940 г. В хозяйствах округа в течение 20 лет выращивался в основном раннеспелый высокоурожайный сорт «Шестинедельный». Он отличался устойчивостью к неблагоприятным условиям, хорошей лежкостью (Патрикеев Б.В., 1942).

Практика передовиков совхозов подтвердила данные экспериментов, свидетельствующих о том, что при соответствующей агротехнике можно получать стабильные урожаи в 200-250 ц/га (Иваненко A.C., 1990; Мочалова Н.Д., 2005).

Немалую роль в снабжении семенным материалом и консультациями опытника Д.М. Чубынина сыграл Пермский университет и Хибинская опытная станция. Многое сделано для развития картофелеводства в Ямало-Ненецком автономном округе опытником-любителем Д.М. Чубыниным, агрономами Б.В. Патрикеевым, Е.И. Зайцевой, М.Ф. Штробиндер, энтузиастами М.Н. Гордеевым, В.И. Чудиной, М.К. Барышниковым (Черных Н.И., 1967).

История организованного картофелеводства на Обском Севере имеет относительно короткий период - 50-60 лет. За этот промежуток времени научными сотрудниками растениеводства и практикой передовиков доказана возможность успешного возделывания картофеля (Черных Н.И., 1970).

Первым агрономом в округе и одним из первых директоров Салехардской опытной станции был Б.В. Патрикеев. Это им были проведены опыты по подбору овощных культур. В 1931 г. на берегу реки Шайтанки Д.М. Чубыниным был освоен под пашню один гектар земли.

В газете «Красный Север» 5 января 1985 г. Н.Б. Патрикеев писал, что в числе первых овощеводов Ямальского Севера были Е.В. Протопопова и С.А. Протопопов. С 1909 г. они ежегодно получали хорошие урожаи картофеля, репы и редиса. В 1921 г. выращиванием овощей начали заниматься за пределами Салехарда, например, в поселке Питляр работник связи М.И. Верзаков (Черных Н.И., Громик О.М., 1993).

Первым научным пропагандистом земледелия в округе стала Салехардская зональная опытная станция, созданная в 1932 году. Сотрудники станции провели сортоиспытание картофеля и овощей, разработали агротехнику для сортов того периода времени применительно к условиям конно-ручного труда (Чубынин Д.М., 1942).

Во время Великой Отечественной войны посевные площади под картофелем и доходы от возделывания этой культуры постоянно увеличивались. Доходы от земледелия коми-хантыйского колхоза «Советский Север» Шурышкарского района в 1948 году составили 30 % от общей прибыли в хозяйстве (Чубынин Д.М., 1951).

В 1951 г. были организованы новые участки по выращиванию картофеля в Красноселькупском и Пуровском районах (Чубынин Д.М., 1953).

В 1954 г. ученые Московской сельхозяйственной академии имени К.А. Тимирязева провели на полях Салехардской зональной станции исследования по проращиванию посадочных клубней картофеля в смесях торфа, перегноя и опилок с двукратными подкормками минеральными удобрениями в разных сочетаниях и при различных сроках предварительного воздействия дневного света на клубни по методике доцента И.К. Шаумяна (1951). Проращивание клубней проводилось во влажной среде. Клубни укладывали в 3-4 слоя в деревянные ящики, отделяя каждый слой рыхлым, увлажненным материалом (древесные опилки, перегной, проветренный торф и др.). Использование отмеченного приёма приводит к уменьшению потери клубнями воды и питательных веществ, сокращает срок проращивания до 1520 суток, снижает затраты на освещение, так как светлого помещения не требовалось.

При подготовке клубней к посадке на них образуются небольшие крепкие ростки (2-3 см) и хорошие корешки. Такие клубни быстро укореняются и трогаются в рост (Гусев М.И., 1955; Большаков С.И., 1953; Шаумян И.К., 1956).

Сотрудниками Салехардской зональной опытной станции в 1956 году разработаны агроуказания по применению бактериальных удобрений: азотобактерина, торфяно-почвенного азотобактерина, фосфоробактерина (Штробиндер М.Ф., 1957).

В 1960-1966 гг. в опытно-производственном хозяйстве Ямальской зональной опытной станции проведены полевые опыты, связанные с разработкой основных приемов агротехники и семеноводства картофеля. В этот период отобраны раннеспелые урожайные сорта, а также учёным Черных Н.И. (1967) проведена сравнительная оценка способов посадки и ухода за посадками картофеля на основе применения механизации. Опыт проведён на сортах: Енисей, Хибинский ранний, клон Ранней розы.

Первый опыт по изучению раннеспелых сортов и гибридов, выведенных селекционерами Полярной опытной станции ВИР и Сибирским НИИСХ проведён на станции в 1960-х гг. На протяжении длительного периода времени исследования по изучению сортов картофеля, стали основной научной работой сотрудников станции (Тихановский А.Н., 1995).

Использование результатов научных исследований позволило в 1962 г. на полях Ямальской зональной опытной станции получить урожайность картофеля 223 ц/га на площади 22 гектара. В бывшем колхозе «Путь Ленина» Шурышкарского района бригадир А.Е. Рочева (1965) получила урожайность картофеля с площади 35 га по 85-90 ц/га, а с семенных участков - 250 ц. В колхозе «Заря» бригадир A.B. Ложкин (1967) с площади 45 га получил урожайность по 132 ц/га (Блоха А.Д., 1984).

Возможность получения высоких урожаев доказана передовиками Надымского, Красноселькупского и Пуровского районов. В Надымском районе, в колхозе «Родина» под руководством агронома В.А. Варняга на опытных участках по сорту Ямальский получена урожайность клубней 256 ц/га, по сорту Шестинедельный — 232 ц/га (Черных Н.И., Зеленский С.М., Шашкова И.Н., 1990).

В 1985 г. поставки товарного картофеля на север ЯНАО с юга Тюменской области достигли 58,5 тыс. тонн. Преимущественно урожай получен за счёт выращивания сортов отечественной селекции, хотя в это время на Российском рынке семян стали появляться голландские и немецкие сорта картофеля: Адретта, Агрия, Романо, Кондор, Сантэ (Девяткина Г.А., Васильева Ё.М., 2007; Киру С.Д., 2007; Кузнецова М.А, 2004).

Учёными Ямальской зональной опытной станции проведено в 19931995 гг. изучение сортов и гибридов картофеля отечественной и зарубежной селекции. Картофель выращивали по методике, отработанной на станции и согласованной с ВНИИКХ им. А.Г. JTopxa. В результате исследований дана оценка сортам и гибридам на раннеспелость и устойчивость к болезням. Отобраны по количественным и качественным признакам образцы, пригодные для дальнейшей селекции и размножения (Ж