Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СЕВООБОРОТА И АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СЕВООБОРОТА И АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

.-..' • На правах рукописи

Игнатий Иосифович КОСТЕЦКИЙ

$*щьч$-

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СЕВООБОРОТА И АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ

(специальность № 06.01.01 — общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени . кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1974

' ШНЦХЮЕНЬМ л па > и.{г6

СРОКОВ ВОЗВРАТА >•,/?' Л-

КНИГА ДОЛЖНА ВЫ ВОЗВРАЩЕНА НЕ ПО' УКАЗАННОГО ЗДЕСЬ I

Колн!. пред. выдач.

Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина •и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук профессор В. Е. Егоров, кандидат сельскохозяйственных наук доцент Д. В. Васильева.

. . Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор Н.- С. Бацанов, кандидат сельскохозяйственных наук.старший,научный сотрудник А. А. Шаймухаметова.

Ведущее предприятие—Всесоюзный институт удобрений и агропочвоведения им. Д. Н.Прянишникова..

Автореферат разослан « £Ь. » . сревфй*л. .1974 года.

Защита диссертации состоится « . V. » Л1гр«Л$. 1974 г.

в '.№ чаг на заседании Ученого совета агрономического факультета Московской, сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева. ""„.-

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Отзывы по данному автореферату, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах по адресу:. 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 49, корпус 8, Сектор защиты диссертаций ТСХА.

Ученый секретарь Совета академии доцент Сё^дЛ^д.

Ф. А. Девочкин

- ' I » 1 |

Задача, поставленная в Директивах XXIV съезда КПСС ♦ по, пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР V на 1971—1975 гг. об увеличении производства картофеля, сохраняет большую актуальность н в дальнейшем. В реше-" нин этой задачи последовательно нарастающий удельный /вес принадлежит колхозам и совхозам нечерноземной зоны, особенно специализированных на производстве картофеля. Эта зона простирается только в Европейской части, не счи-'

- тая Сибири, более чем на 260млн. га, охватывая 30 административных областей и республик. За прошедшее пятилетие здесь создавалась научно обоснованная система агротехники по : получению высоких урожаев картофеля. Однако эта система : : продолжает оставаться неудовлетворительной и недостаточно _-устойчивой по годам, что связано с невысоким плодородием почвы подзолистого типа и слабым уровнем культуры земле-делия.-Слабая степень окультуренности подзолистых, почв,.,

.недостаточное количество навоза, применяемого под картофель, и низкая обеспеченность посевов картофеля минераль- \. ними удобрениями, в частности азотными, осложняют повышение урожайности, особенно в такие засушливые годы, каким был 1972 год. Основные запасы почвенного азота связаны в форме органического вещества и только незначитель--ная его часть присутствует в форме нитратов и аммиака. Пре-.:.вращение органического азота в почве при длительном применении удобрений определяет характер азотного режима. * "почвы, фракционный состав азотных соединений и степень

- использования его в севообороте и при бессменном возделы-..вании картофеля. С динамикой азотного режима почвы .тесно

♦ связаны: азотистый обмен веществ,'фракционный состав бел-. ков, содержание аминокислот, витаминов, крахмала, аскорбиновой кислоты и-других продуктов. Известно, что качество ' белков картофеля выше, чем многих зерновых культур. В состав белков клубней-входит ряд-незаменимых аминокислот " (лизни — 9,5; фенилаланин —.7,7; /триптофан — 2,4; метио-нин — 1,7 грамма на 100'.г. белков). Кроме того в клубнях находят до 20 аминокислот в свободном состоянии. Но недо-, статочно изученными-в биохимии остаются, вопросы о влня-

нии длительного применения азотных удобрений и севооборота на фракционный состав белков и содержание аминокислот..

В задачу наших исследований входило изучение следую- -' щнх'вопросов: ' .-.--.., ...

. 1. Выявить влияние длительного применения севооборота/ и бессменного возделывания картофеля на фоне системати-* *1 ческого применения удобрений л извести на азотный фонд почвы, его подвижность н использование урожаем картофеля:- ,

2. Установить влияние длительного применения севообо- _-.рота, и азотных удобрений на фракционный состав белков и .,.. , азотный обмен в растениях картофеля.

3. Определить роль севооборота, бессменного возделы- • вания, удобрений и извести в формировании урожая карто- ". феля и его качества.

Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в 1971—1973 гг. на стационарном полевом опыте кафедры земледелия и методи- .., ки опытного дела ТСХА, заложенном профессором Л. Г. Доя-ренко по, инициативе академика Д. Н. Прянишникова в 1912 году.

На участке площадью 1,5 га размещены бессменные по- -ля: пар черный, озимая рожь, картофель, овес, клевер, лен и 6-польный севооборот плодосменного типа: пар черный—' озимая рожь — картофель—овес с подсевом клевера — клевер 1 года и лен. Каждое поле бессменного участка разбито" на 11 делянок (вариантов), предназначенных для изучения • удобрений по следующей схеме: 1 —К; 2 — Р; 3 — К; 4 — О (без удобрений); 5 — КР; 6 — КК; 7 — РК; 8 —КРК+навоз;. 9 —КРК; 10 — навоз; 11 —О (без удобрений). В севообороте принята та же схема, кроме двух последних вариантов. Раз-'Ч мер опытных делянок был установлен 127,5 м2, а учетных— N 100 м2. С 1949 г. на половине каждой делянки проводится периодическое известкованле. Подопытная культура — карто--фель, выращиваемый в сепообороте и при бессменном возделывании. Для решения поставленных задач исследования -,_ ' велись на вариантах: без удобрений, РК, КРК, навоз и КРК+..У навоз по известкованному и неизвесткованному фонам. Почвенные образцы были взяты 10 июня в 1971, 1972, 1973, гг. с полей №№ 123, 132, 133, 134 в соответствующие годы, занятых картофелем, с глубины 0—20,20—40 и 40—60 см.

При*исследовании азотного режима почвы изучали: общий азот по Кьельдалю, легкогидролизуемый — в 0,5 н И2Б04.. методом Тюрина и Кононовой, трудногидролизуемый и не-гидролизуемый — по разности между общим и легкогидроли-зуемым • азотом. В свежих образцах почвы исследовали:

о

а) нитратный азот методом Грандваль-Ляжу, б) аммиачный азот в 1,0 н КО вытяжке с реактивом Несслера.

Для характеристики фосфатного и калийного режимов почвы определяли: валовой фосфор — путем сжигания навески почвы в смеси серной и хлорной кислот с последующим отделением железа по методу Уоррена и Пыо, подвижный фосфор — но Кирсанову, кислогорастворимый калий — на пламенном фотометре, доступный для растений калий — по Мас-ловой.

Для характеристики реакции почвы исследовали: рН водной вытяжки, рН солевой вытяжки, обменную кислотность по Дейкухара, гидролитическую кислотность .методом Каппенп.

Образны надземной части растений картофеля отбирали 10 июля н 10 августа 1971 —1972 гг.

Для установления взаимосвязи между использованием азота из почвы растением картофеля и урожаем определяли в свежей массе надземной части.растений: белковый азог — путем осаждения белка трихлоруксусной кислотой с последующим озолением концентрированной Н 804 и отгоном аммиака на аппарате Кьельдаля, общий небелковый азот — методом Иодльбауэра, фракционный состав небелкового азота— нитратный, аммиачный, амидный и аминный; в клубнях картофеля: общий азот — по Гинзбург и Щегловой с последующим отгоном на аппарате Кьельдаля, белковый — так же, как в ботве, общий небелковый азот и его фракционный состав, общий фосфор — колориметрически по Труогу-Мейеру, общий калий — на пламенном фотометре.

Для характеристики качества клубней картофеля определяли: содержание сухого вещества, крахмала — по Зверсу, аскорбиновой кислоты — поляриметрическим методом, фракционный состав белков — весовым методом, товарность клубней.

За время вегетационных периодов 1971—1973 гг. нами проводились наблюдения за ростом и развитием растений картофеля, нораженностью болезнями, вредителями и засоренностью посевов. Урожай клубней картофеля учитывали сплошным методом. Результаты исследований обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1968).

Вегетационный период 1971 года не отличался оптимальными погодными условиями для роста и развития картофеля. Температура воздуха за 4 месяца (май—август) в среднем была выше на 1,4° средней многолетней, а в мае превышала на 3,8°. Осадков за 4 месяца выпало на 57,9 мм меньше средней многолетней (79,5%), особенно в мае — 30,5 мм, или на 23,5 мм меньше,' что составило немногим больше половины. Высокая температура воздуха в начале вегетационного периода и относительно малое количество осадков привели к рез-

кому снижению влажности почвы (8—10%), вследствие чего период всходов был более растянут, а рост и развитие надземной части растений картофеля задержаны.

Погодные условии 1972 года характеризовались более значительными отклонениями от средних многолетних. Начало вегетационного периода (май) отличалось обилием выпавших осадков — 78,6 мм (на 24,6 мм больше) и достаточно высокой температурой воздуха—12,6°, что привело к дружным всходам и быстрому росту надземной массы картофеля." В дальнейшем от недостатка влаги (июнь 89,4%' к средней многолетней, июль 19%, август — 61,8%) и высокой температуры воздуха (июнь—19,4У. июль — 23,1Л, август — 21,6°) процессы клубнеобразования замедлились, что привело к резкому падению урожая на всех вариантах опыта. .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Роль севооборота, удобрений и извести в формировании азотного фонда почвы

Азот в большинстве сельскохозяйственных районов нечерноземной зоны лимитирует урожаи многих культур. Почвы под хорошо развитыми растениями содержат очень мало минерального азота. Основные запасы его связаны в форме органического вещества и только 1,%' азота присутствует в почвенном растворе в форме нитратов и аммиака. При систематическом применении в течение 60 лет полного минерального удобрения в сочетании с навозом было выявлено преимущество по содержанию общего азота севооборота перед бессменным возделыванием. На почвах, окультуриваемых только минеральными удобрениями, наблюдалась убыль общего азота в севообороте на 3—7%- по сравнению с бессменным возделыванием. Однако некоторое хотя и слабое преимущество севооборота перед бессменным возделыванием наметилось по содержанию минеральной фракции и легкогндролизуемого азота. Абсолютное содержание минеральной фракции увеличилось в севообороте на 1,8 мг/100 г почвы, легкогндролизуе-мого — на 1,7 мг/100 г почвы по сравнению с бессменным возделыванием.

Из приведенных данных также следует, что периодическое известкование не улучшало азотного фонда почвы. Содержание общего азота в слое 0—60 см на варианте КРК+навоз увеличилось по неизвесткованному фону на 10,9 %•, а по известкованному только на 3,5%. В пахотном слое увеличение составило 11,3% и 1,0%' соответственно. Отрицательное влияние извести сказалось и на накоплении минеральной фракции азота в.почве, а также легкогидролизуемых его форм. Однако 4

отмечено положительное влияние извести на накопление труд-ногидролизуемых и негидролизуемых форм азота.

Таблица I

Содержание азота в почве (мг/100 г в слое 0—20 см, 1971—1972 гг.)

В севообороте При бессменном возделывании катоф еля

Показатели без удобрений •\4 с. без удобрений а. у-, дак + навоз

Обшни азот Минеральна я 114,3 127.8 118.7 153,2 115,0 113.5 116.4 130.4

1(Д2 4.34 110,6 4.03 130,0 5,67 141,Г 6,76 98,8 3.18 112,3 2.59 132,0 3,77 146,6 4.08

Фракция Лсгкогпдролпзу- 3,09 13,5 3,37 13.3 4,41 15.3 4,13 16,5 1,66 11.5 2,43 11,9 3,53 11.9 3,35 14.0

смын Трудно- и нсгнд- 10,7 100,8 11,8 114.5 14,7 103.4 14,6 138.7 10,4 104.1. 9,7 101.6 12,2 101.5 15,1 116,4

ролизуемый 92,5 98,8 115,3 120,4 88,4 102,6 119,8 131,5

Примечание: здесь н в табл. 2, 4, 5, 7 (кроме 3) указано в числителе — неизвесткстанный, а в знаменателе — известкованный фоны, ............, . .

На неудобренной почве, а также при применении одних только минеральных удобрений (РК. и КРК) содержание общего азота практически не.различалось. Применение навоза по сравнению с контролем увеличило относительное количество азота на 9,01, а сочетание полного минерального удобрения и навоза — на 21,7%.'

В севообороте на фоне фосфорно-калийных удобрений по сравнению с контролем уменьшилось содержание доступных для растений фракций азота, но увеличились трудногидроли-зуемые и негидролизуемые соединения. Азот, вносимый с минеральными удобрениями на фосфорно-калиином фоне, резко увеличивал содержание доступных форм азота, не оказывая существенного влияния на трудногидролизуемые и негидроли-зуемые фракции. Совместное внесение органических и минеральных удобрений способствовало увеличению содержания всех фракции почвенного азота.

При характеристике плодородия почвы является важным не только количественное содержание питательных элементов в ней, но и степень их доступности для растений. Кроме того важную роль в процессе питания растений играет послойное распределение питательных элементов в профиле почвы,

которое зависит от соотношения культур в севообороте с раз-норазвитыми корневыми системами, способа обработки и системы удобрений.

Результаты исследований показывают, что шестидесятилетнее непрерывное выращивание картофеля на одном месте привело к некоторому обеднению верхнего слоя почвы всеми фракциями почвенного азота. Но из-за слаборазвитой корневой системы картофель слабо использует азот нижележащих слоев, который оказывает малое влияние на урожаи. В верхнем слое почвы 0—20 см содержится 51,5% минеральной фракции, 41,3%' легкогндролизуемого и 50,0% трудногидро-лизуемого азота от общего содержания их в слое 0—60 см. Чередование растений в севообороте с разной интенсивностью развития корневой системы позволяет более рационально использовать естественные запасы почвенного азота из нижних слоев почвы, содержание различных фракций которого уменьшилось, в то время как в верхнем слое увеличивалось (верхний слой почвы 0—20 см содержит 61,8% минеральной фракции, 42,7% легкогндролизуемого и 51,2% трудногидро-лизуемого и негидролизуемого азота от общего их содержания в слое 0—60 см).

Влияние органических и минеральных удобрений на послойное распределение различных фракций.азота менее ярко выражено, но с усилением уровня питания содержание отдельных фракций в верхнем слое увеличивается от ротации к ротации.

По-видимому, процесс минерализации азотсодержащих органических веществ более успешно протекает в почве севооборотного участка (слои 0—20 см). Здесь же наблюдается и некоторое преимущество в накоплении аммиачной формы азота по сравнению с нитратной. В севообороте содержание нитратного азота увеличилось на 0,93 мг/100 г, или на 24,7,%, а аммиачного на 1,84 мг/100 г, или на 77,3%' по сравнению с бессменным возделыванием. Увеличение аммиачной формы наблюдается и в слое 20—40 см на 0,35 мг/100 г, или на 25,0%; а нитратной — уменьшение на 0,39 мг/100 г, или на 19,4%. В более глубоком слое (40—60 см) за годы наблюдений было отмечено уменьшение как аммиачной, так и нитратной форм на 14,0%. Очевидно, длительное возделывание картофеля на одном месте приводит к постепенному уменьшению содержания доступного азота (КИ+КСЬ), поэтому и урожаи картофеля по КРК были неизменно выше, чем по РК.

В последний период в работах некоторых ученых (Ф. В. Турчин, П. М. Смирнов, Л. Б. Сирота, Н. А. Сапожников) были, отмечены факты усиления минерализации азотсодержащих соединений под влиянием внесенных.в почву азот-6 -

ных удобрений. По нашим наблюдениям, при возделывании картофеля в севообороте при длительном применении удобрений имело место усиление процесса аммонификации, а при бессменном выращивании — нитрификации, при этом на известкованном фоне содержание нитратов увеличилось примерно в 1,5 раза, а содержание аммиака, наоборот, уменьшилось в 2—3 раза.

Использование азота растением картофеля

Из факторов, обуславливающих дефицит азотного фонда подзолистых почв,- одним из главных является вынос его с урожаями. Чем выше урожай, тем больше отчуждается из печвы азота. С каждой тонной клубней уносится 6—7 кг азота, следовательно, с урожаями в 30 тонн будет вынесено 180— 210 кг азота. Известно, что формирование урожая картофеля теснейшим образом связано как с наличием легкоусвояемых форм (нитратный и аммиачный) азота, так и легкогидроли-зуемых соединений азота, которые составляют ближайший резерв в питании растении.

Таблица 2

Использование азота картофелем и вынос его из почвы (1971 —1972 гг)..

В севообороте При бессменном

возделывании

Показатели иг иг с. Z " со zS иг иг с z NPK+, навоз

97.4 80,3 123,0 80.7 89.0 108,1

76,1 73,6 83,5 59,1 64,3 74,2

Вынос азота, кг/га: 67.7 73.2 97.9 59.9 66.5 84.3

55,7 65,4 52,5 46,2 50,7 55,8

53.4 ' 48.2 72,3 41.2 54.5 57,3

38,0 43,2 43,5 31,0 39,1 41,9

121,1 121.4 170.2 101,1 121.0 141,6

93,7 108,6 96,0 77,2 89,8 97,7

% использования доступного азо- 77.2 52.1 64.8 76.5 75.8 7216

76,1 L24 65,3 1.51 58,3 1,38 74,4 1,25 59,2 1.36 70,4 1.31,

Потребность на формирование 1 ц

1,23 1,46 1.15 1,31 1,40 1,32

Запасы в почве усвояемых форм азота сильно изменяются в зависимости от способа использования почвы. При возделывании картофеля в севообороте, наряду с общим увеличением запасов минеральной фракции, по сравнению с бессменным возделыванием наблюдалось более значительное накоп-. ленне аммиачной формы. Она составляет 59,5%' от всего наличия минеральной фракции в слое 0—40 см. При бессменном возделывании наблюдается более сильное накопление изота в нитратной форме. Аммиачная форма составляет 44,1 % от .всего наличия минеральной фракции в слое 0—40 см, а нитратная — 55,9%.

Большему содержанию запасов минеральной фракции азота в почве соответствуют п более высокие урожаи клубней картофеля (г=0,76±0,20), хотя степень использования почвенного азота колеблется в больших, пределах в зависимости От условий вырашивання картофеля, удобрений и извести (табл. 2). В неурожайные годы, какими были 1971 и 1972, более полно использовались запасы доступного азота при бессменном возделывании картофеля по сравнению с севооборотом, особенно на вариантах КРК и КРК+навоз.

Вынос азота из почвы 1 ц клубней картофеля составил 0,5—0,6 кг. Кроме того в процессе формирования урожая используется почвенный азот и ботвой, наличие которого в ботве изменяется в зависимости от содержания доступных форм в почве. На 1 ц клубней с ботвой выносится 0,7 — 0,9 кг, причем большему содержанию доступного азота в почве отвечает больший вынос его с ботвой, а меньшему — меньший (г = 0,82±0,18).

Идеально чистого нитратного или аммиачного питания в полевых условиях не существует, так как в почве одновре* менно протекают два процесса: нитрификации с накоплением нитратного азота и аммонификации с накоплением аммиачного. Почва четырех вариантов опыта (РК.'КРК, КРК+навоз севооборотного участка и РК бессменного на неизвесткован-ном фоне) имеет более высокий запас аммиачного азота. На остальных исследуемых вариантах выше запасы нитратного азота в почве. Очевидно, можно предположить, что в полевых условиях возделываемый картофель на вариантах с большим содержанием нитратов получает и более интенсивное питание ими, а на вариантах с большим содержанием запасов аммиачного азота успешно реализуется питание аммиаком. Однако и та и другая форма азота физиологически равнозначимы.

Результаты исследований показали, что поглощение картофелем минерального азота из почвы и переработка его в органические соединения протекает интенсивнее и в больших количествах! при возделывании картофеля в севообороте. При 8

этом 10июля уровень процесса складывался более благоприятно, чем через месяц (10/УП1) (табл. 3). В фазу бутонизации (в июле) надземная часть растений картофеля, возделываемого в севообороте, в среднем содержит на абсолютно сухое вещество 4,5% общего азота, который состоит из 3,1,% белкового азота и 1,4% небелкового. При бессменном возделывании содержание азота составило соответственно: 4,1%; 2,8% и 1,3%. Иное содержание азота в надземной части растений выявлено перед уборкой. При возделывании картофеля в севообороте содержание общего азота составило 3,6%, из них: 2,3% белкового и 1,3% небелкового, а при бессменном возделывании 3,7%; 2,5% и 1,2% соответственно.

Т а б л и и а 3

Влияние севооборота и удобрений на содержание азота в ботве картофеля _(г 100 г сухого вещества, 1971 — 1972 гг.)_

РК КРК МРК +

навоз

Показатели

а S Я

К ю К ОЭ к

к? Ж \о \о я

В севообороте

Общин азот Белковый азог , Небелковый азот

4,88 3.45 4.90 3.98 5Л0 3.91

3,84 3,45 4,2» 3,95 4,27 3,44

3.29 2.3С 3,66 2.71 3.98 2.54

2,20 1,91 2,47 2,31 2,49 2,22

1.59 1.09 1.21 1.27 1,02 1.37

164 1,54 1,81 1,64 1,78 1,22

При бессменном возделывании

Обшил азот

Белковый азот

3.64 3.43 4,24 4.31. 4.32 4.46

3,46 3,77 3,75 3,91 4,05 4,04

2.55 2.38 2,85 2.97 3.03 З.Ш

2,26 2,44 2,28 2,56 2,54 2,56

1.09 1.05 1.39 1.34 1.29 1.37

1,20 1,33 1,47 1,35 1,51 1,48

Небелковый азот

Примечание: в числителе указаны данные, полученные при анализе образцов, взятых 10 июля; в знаменателе — 10 августа.

Очевидно, такие различия в поглощении и переработке минерального азота в органические соединения картофелем,

выращенным в севообороте или бессменно, обусловлены разным соотношением КИ4 и N0,, в минеральной фракции, и, как известно, перевес может быть то на стороне нитратов, то на стороне аммиака в зависимости от содержания кальция.. и кислотности питательного раствора. В опыте известкование влияло по-разному на содержание в ботве общего, белкового и небелкового азота. Некоторое положительное влияние известь оказала в .предуборочный срок (10/УШ) на бессменном участке, в севобороте такого влияния не было отмечено.

Формирование урожая клубней связано с содержанием различных азотсодержащих веществ в. ботве картофеля; при этом главная роль принадлежит белковому азоту, с увеличением содержания которого обычно происходит и повышение урожайности клубней (г —0,69±0,25).

Взаимосвязи между содержанием,азота в клубнях и уров-. нем их урожая в опыте не было выявлено. По-видимому, содержание азота н его фракционный состав более связаны с качеством клубней. Некоторые показатели биологической ценности клубней приведены в табл. 4.

Таб л и ц а 4

Содержание сухого вещества, крахмала и аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля (1971 — 1972 гг.)

В севообороте- При бессменном возделывании

Показатели ' и: ' о* ОТК+ навоз и; иг о. 85 ОТК+ навоз

23.0 23,3 23,7 22.5 22.6 2а7

24,1 22,2 22,8 22,7 23,7 21,0

13,6 12,7 13.4 16,1 15,7 16.0

15,5 13,8 12,5 14,8 14,5 14,9

Аскорбиновая кислота, мг % . . 36.8 38.7 34.9 37,4 '33.0 29.0

28,0 33,0 30,9 32,9 34,9 35,7

Из таблицы видно, что бессменное возделывание картофеля по сравнению с возделыванием в севообороте несколько уменьшает содержание сухого вещества в клубнях, а тем самым снижает и его выход с гектара, но повышает содержание крахмала. В отношение аскорбиновой кислоты условия выращивания картофеля: существенного влияния не оказали. _ . • ./*-..:.-,.........Ку\ 7.. _•-„• .

ю.

Периодическое (по ротациям) известкование, которое было проведено до наших наблюдений, существенного влияния на содержание в клубнях сухого вещества в годы опыта (1971 — 1973) не имело, но под действием извести сильно уменьшилось содержание аскорбиновой кислоты (на

2.4 мг%) и крахмала (на 0,5%). Кроме того на известкованном фоне уменьшился выход с гектара как крахмала (на 3,9 ц), так н сухого вещества (на 5,3 ц).

На сессии ВАСХНИЛ в декабре 1973 года было отмечено, что проблема увеличения производства и потребления белка остается одной из актуальных. Немаловажная роль в этой проблеме отводится картофелю, причем доказана возможность повышения содержания белка в клубнях от 1,5 до

2.5 и более процентов. Но даже при среднем содержании в 2% белка в сырой массе клубней при урожае в' 200 ц/га общий сбор сырого протеина составит 400 кг, а в зерне пшеницы с 15% протеина при урожае в 25 ц/га его будет 375 кг. Результаты исследований показывают, что общий белок клубней картофеля (табл. 5) в основном состоит из альбуминов (водная фракция), которых содержится от 83 до 90%'-Другие фракции белка содержатся в незначительных коли-

Таблица 5

Содержание обшего белка и ею фракций в клубнях картофеля (мг 100 г сухого вещества, 1971 — 1972 гг.)

При бессменном возделывании

Показатели

Общий белок

Водная фракция Солевая фракция

Спиртовая фракция Щелочная фракция

чества.х: глютелнны (растворимая в щелочах фракция) 5—10%-, глобулины (солерастворимая фракция) 4—6%, прола-мины (спирторастворимая) около 1 % от общего бекла.

Бессменное возделывание картофеля по сравнению с возделыванием в севообороте увеличивает как содержание общего белка в клубнях (8,1% и .7,2.%- на сухое вещество), так.н абсолютное содержание- различных его,фракций. Очевидно, это связано с более интенсивным нитратным питанием, которое превалирует над аммиачным.

Азот, вносимый с минеральными удорбениями, увеличивает наличие общего белка в среднем на 20%, в то время как при совместном внесении с навозом — на 15%. Кроме того увеличивает относительное содержание глготелина, но уменьшает альбумина и особенно.проламина. .-.;-.

Известкование существенно не влияет на содержание общего белка и его фракционный состав в клубнях, по некоторое увеличение общего белка на вариантах РК н КРК+ нлвоз при бессменном возделывании и КРК в севообороте имеет место (3—4%');' На остальных вариантах наблюдалось уменьшение на 7—9% по сравнению с неизвесткованным фоном. Кроме ,того проявилась тенденция к увеличению содержания альбуминов и понижению — глобулинов и глюте-линов. . ' *

Влияние длительного применения севооборота и азотных удобрений на урожай клубней

Для выявления-эффективности севооборота, азотных удобрений и извести при их длительном применении нами исполь-, зовались данные об урожаях.за последний, третий период (с 1955 по 1972 г.) опыта,- который охватывает три последние ротации из 10-минувших. Сделано так на том основании, что третий период опыта, более чем предыдущие два (с' 1912 по 1938 и с 1939 по 1954 гг.), отражает реальную практику по выращиванию картофеля в колхозах и" совхозах нечерноземной зоны, по уровню агротехники, дозам удобрений, системе их применения и др." За третий период до 1973 года (начало Л 1-й ротации) в опыте не было внесено никаких существенных изменений.

Для иллюстрации эффективности азота, минерального удобрения и сочетания его с навозом при длительном применении в севообороте и бессменной культуре на фоне извести и без нее данные приводятся в табл. 6.

Как видно из приведенных:данных, во всех случаях азот дает существенный эффект. При этом в севообороте действие

Таблиц а (5

Влияние азотного и других удобрений на урожай картофеля в севообороте и при бессменном возделывании (в ц/га среднее за 18 лет, 1955—1972 гг.)

Удобрения

Урожай клубней

осз извести

по извести

Прибавки от удобрений

без извести

по извести

от пз-пести

В севообороте

Без удобрений . N..... РК .

ОТК ....

ОТК+навоз . . ПСРоз-27,3 ц

01.8 57,7

72,2 67,5 10,4 0,8

132,0 155,5 70,2 07.8

140,8 159.3 81.0 101,1

186,1 102,5 121,5 131,8

— 11

— 4,7 + 23,5 + 13,5 + 0,1

При бессменном возделывании

Без удобрений N.... РК . • . ОТК . . .

NPK+навоз .

06,7 72,3 142,5 143,5 165,7

56,4 03>,4 126,5 149,1 175,0

5,6 75,8 76,8 99,0

7,0 70,1 92,7 119,5

—10,3

— 8.9

— 16,0 + 5,6 + 10,2

ыерС5=19,о ц

азота было не слабее, чем при бессменном возделывании, несмотря на то, что в севообороте происходит биологическая фиксация атмосферного азота клубеньковыми бактериями клевера. В севообороте за 60 лет опыта было получено на каждом поле по десять урожаев клевера. По приблизительным расчетам 10 урожаев клевера могли обеспечить дополнительное накопление азота в почве около 1000 кг, считая но 100 кг с каждым урожаем.

Таким образом, ежегодная прибавка биологического азота за 60 лет опыта составит около 16,5 кг на гектар. Биологический азот как оборотный капитал в структуре азотного режима почвы в первую очередь используется культурой льна, идущей за клевером. Затем, после усиленной минерализации в черном пару, его остальная часть, по-видимому исчерпывающе используется высокими урожаями озимой ржи. На долю картофеля, идущего в севообороте на 4-й год после клевера от биологического азота, очевидно, ничего не остается. Поэтому п. плодосмене с клевером эффективность азота промышленного была не ниже, чем при выращивании

картофеля бессменно, когда исключается приток биологического азота. Урожай .картофеля, находится в сопряженной связи со структурой азотного фонда почвы на картофельных полях. Но они выявляют и другие закономерности в действии удобрений. Например, с.усилением "совокупности удобрений последовательно повышаются урожаи клубней, увеличиваются '" прибавки от удобрений и растет оплата их единицы урожаями картофеля. На неудобренных или слабоудобрениых вариантах— при одностороннем применении того или иного удобрения— урожаи, полученные на однозначно удобренных делянках севооборота и бессменно, значительно сближаются между собой. На таких вариантах. от периодического применения извести получены отрицательные прибавки. В этот период опыта положительное действие извести на урожай клубней было получено лишь ир1г высоком уровне питания (по"* КРК + навоз, КРК и др.). На эффективность азога известкование влияло в большинстве случаев положительно, что, по-видимому, связано с физиологической кислотностью применяемой аммиачной селитры, поскольку ранее было показано, что сдвиг обменной кислотности от применения 1 центнера азота селитры в составе КРК достигал до 0,031 м-эквивалента на . 100 г почвы. *

Экономическая эффективность выращивания картофеля в севообороте и бессменно при систематическом применении удобрений

Возделывание картофеля без.удобрений и при одинарном применении азотных удобрений оказалось неэффективным или .малоэффективным. Затраты на 1 га превышают оценку урожая, а себестоимость выше реализационной цены. Производительность труда оченьнизка. ' "

Систематическое применение полного минерального удобрения, несмотря на увеличение затрат на 1 га в чел/днях и в денежном выражении, снизило себестоимость продукции почти в 2 раза и повысило производительность труда. Чистый доход с 1 га составил 393—455 руб. в зависимости от способа возделывания картофеля и известкования. Наиболее рентабельным оказалось применение полного минерального удобрения в севообороте и на известкованном фоне, где рентабельность достигла 86,0—92,7% (табл. 7).

Наиболее эффективным оказалось выращивание картофеля на фоне совместного применения полного минерального удобрения и навоза. Чистый доход составил 594—618 руб., а рентабельность повысилась до 114—115%- на севооборотном участке. При бессменном возделывании эти показатели ниже. ., '

М

Т а б л н И а 7

Экономическая оценка выращивания картофеля (1955—1972 гг.)

В севообороте

145,8 874.8 34.1 470.2 404.6 86.0 3.22 25.7

159,3 186.1 956,8 1116.6 36,6 41.4 490,9 522.5 454,9 494,1 92,7 113.7 3,08 2,81 26,1 27.0

192,5 1155,0 42.6 ном во 33.7 536,7 зделыв 467.6 618.3 ании 393.4 115,2 84,1 2,79 3.26 27,1 25.5

При 143.5 бессмен 861,0

149,1' 165.7 894,6 994.2 34,8 37,8 481,9 504.5 412,7 489,7 85,6 97.1 3,23 3.04 25,7 26.3

175,9 1055,4 3-9,7 522,0 533,4 102,2 2,97 26,7

ОТК

ОТК+навоз ОТК

ОТК+ навоз

Выводы

1. В 60-летнем опыте ТСХЛ изучение картофеля, выращиваемого в севообороте и при бессменном возделывании, в условиях длительного применения удобрений показало, что интенсификация картофелеводства на связных суглинистых почвах нечерноземной зоны в значительной мере обусловлена повышением эффективности удобрений, правильным использованием севооборота, обоснованным применением известкования, рациональной обработкой и а целом высоким уровнем культуры земледелия.

2. При систематическом длительном применении удобрений в повышении урожаев картофеля на связных суглинистых почвах Подмосковья и других районов нечерноземной зоны основное значение имеет урегулированное азотное питание. Оно определяется структурой азотного фонда почвы. В исследованиях установлено, что для картофельных полей в плодосменном севообороте и при бессменном возделывании структура азотного фонда не имела резких принципиальных различий, за исключением минеральной + N0,,) фракции азота.

3. Эффективность азота при длительном его применении под картофель во всех случаях была положительной и достоверной, имея тесную сопряженность со структурой азотного фонда почвы. Эффект азота определялся в основном уровнем .минеральной и легкогидролизуемой фракции. /.-_• .

4. Действие азота в плодосменном севообороте с клевером было не слабее, чем при бессменном возделывании, когда приток биологического азота не осуществлялся. "-V;.

5. Периодическое известкование, которое в опыте осуществляется в течение 23 лет, усиливает эффективность азотного удобрения, если оно применяется в составе КРК или на-' воз + ЙРК. При одиночном внесении азота или на фоне К или Р известь отрицательно влияла на эффективность азота и урожай картофеля.

6. Как в условиях севооборота, так и при бессменном .выращивании картофеля систематическое, длительное применение удобрений не только изменило содержание общего белка' в клубнях картофеля, но и его фракционный состав (альбумины, глобулины, проламнны и глютелины).

7. Азот . минеральных удобрений и навоза в длительном опыте, наряду с повышением общего содержания белка в клубнях, повышал также содержание щелочерастворимой фракции белков-глютелннов.

8. Выращивание картофеля в севообороте экономически более эффективно, чем при бессменном возделывании: чистый доход с 1 га н рентабельность увеличиваются, а себестоимость — уменьшается.

Рекомендация производству

Задача интенсификации картофелеводства на связных суглинистых почвах нечерноземной зоны может быть успешно решена только на хорошг/жультуренных почвах. На основании 60-легнего опыта в ТСХЛ система окультуривания таких почв должна включать:

Применение минеральных и органических удобрений при периодическом известковании: ежегодное . внесение полного минерального удобрения в количестве 50—100 кг азота, 75— 150 фосфора и 60—120 кг калия на гектар, а также органических удобрений не менее 10—20 т навоза.

В специализированных картофелеводческих хозяйствах целесообразно применять . повторные посадки картофеля, при этом предлагаемую норму минеральных удобрений под картофель следует увеличивать на 20—30%'.

По теме диссертации опубликованы работы;

1. Действие длительного применения удобрений, севооборота и бессменного возделывания картофеля на азотный фонд почвы (в соавторстве). Доклады ТСХА, вып. 192, 1973.

2. Влияние длительного применения севооборота и удобрений на урожай и качество картофеля (в соавторстве). Известия ТСХА, вып. 6 1973.

Объем 1 п. л.

Тираж 150

Заказ 150.

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44