Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние условий выращивания на урожайность и качество картофеля на Среднем Урале

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние условий выращивания на урожайность и качество картофеля на Среднем Урале"

На правах рукописи

СЕРГЕЕВА Людмила Борисовна

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ

06.0I.0i — общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 МАР 2015

Тюмень - 2015

005559759

005559759

Работа выполнена в отделе селекции картофеля ФГБНУ «Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Научный руководитель: д.с.-х.н. Шанина Елена Петровна

Официальные оппоненты: Чумак Владимир Александрович,

д.с.-х.н., доцент, ФГБОУ ВПО «Югорский государственный университет», профессор, Заслуженный деятель науки Ханты-Мансийского автономного округа — Югры

Черемисин Александр Иванович,

к.с.-х.н., старший научный сотрудник, ФГБНУ «Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», заведующий отделом картофеля

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Уральский государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится «22» апреля 2015 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу:

625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7; тел./факс: (3452) 46-87-77; e-mail: disstasha@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАУ Северного Зауралья и на сайте университета http://www.tsaa.ru

Автореферат разослан «20» февраля 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х. наук _

Рзаева Валентина Васильевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Средний Урал, в том числе и Свердловская область - одна из наиболее благоприятных по климатическим условиям зон для возделывания картофеля. Почвенно-климатические условия региона благоприятные для картофеля, значительно различаются по количеству и характеру распределения осадков и тепла в течение вегетационного периода и по годам. Почвенный покров характеризуется разнообразием и выраженной комплексностью. Новые сорта картофеля российской и иностранной селекции возделываются по единой технологии, без учета сортовой агротехники, адаптированное™ сорта к конкретным почвенно-климатическим зонам (Абазов А.Х. и др., 1997).

При передаче нового сорта в производство отсутствие соответствующей технологии нередко приводит к тому, что потенциально высокопродуктивные сорта дают низкие урожаи. Современные сорта при благоприятных условиях способны обеспечить урожай до 100 т/га, однако, как ежегодно наблюдается в массовом производстве, урожай картофеля в 5-10 раз ниже (Жученко A.A., 1984; Иванюк В.Г. и др., 2002).

В условиях современного рынка производство картофеля должно обеспечивать получение не только высоких урожаев, но и высококачественного картофеля, ориентированного на разное целевое использование (Симаков Е.А., 2013). В связи с этим, особенно остро возникает потребность в совершенствовании имеющихся технологий возделывания различных сортов картофеля, соответствующих конкретным условиям региона.

Цель исследований: Определение влияния почвенно-климатических условий, фона минерального питания и генотипа на продуктивность картофеля и разработка научно обоснованных рекомендаций по совершенствованию элементов технологии возделывания раннеспелых сортов на Среднем Урале.

Для достижения цели на изучение были поставлены следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития растений картофеля в зависимости от уровня минерального питания и зоны возделывания;

- обосновать долю влияния генотипа, почвенно-климатических условий и минерального питания на формирование урожайности, выхода товарного и семенного картофеля;

- оценить питательную ценность клубней картофеля различного генотипического происхождения в зависимости от условий возделывания и уровня минерального питания;

- установить адаптивную способность, пластичность и стабильность сортов картофеля по признакам урожайности и питательной ценности;

- оценить пригодность к промышленной переработке сортов картофеля в зависимости от условий произрастания и уровня минерального питания;

- определить экономическую и биоэнергетическую эффективность выращивания картофеля.

Научная новизна исследований. Впервые для Среднего Урала проведено изучение четырех сортов картофеля различного генотипического

происхождения по хозяйственно-ценным признакам в зависимости от условий возделывания и минерального питания. Обоснована доля влияния генотипа, почвенно-климатических условий и минерального питания на формирование урожайности, выхода товарных и семенных клубней картофеля. Дана оценка питательной ценности, адаптивной способности, пластичности и стабильности, пригодности к промышленной переработке сортов Барон, Rosara, Red Scarlett, Удача. Дана экономическая и биоэнергетическая оценка производства картофеля изучаемых сортов.

Положение, выносимое на защиту:

Специфичность реакции сортов картофеля различного эколого-географического происхождения на фон минерального питания и зону возделывания в аспекте повышения урожайности и питательной ценности клубней.

Практическая значимость работы. Применение минерального удобрения «кемира картофельное» в дозе N54P44K80Mgi4Si4 для продуктивных, адаптированных к условиям региона сортов картофеля обеспечивает максимальную урожайность и выход клубней семенной и товарной фракции в сочетании с качеством на уровне стандартных нормативных требований.

Сорта Барон и Red Scarlett на различных уровнях минерального питания в двух почвенно-климатических зонах Свердловской области рекомендованы для переработки на картофель фри.

Апробация работы. Основные результаты научно-исследовательской работы ежегодно докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого и Методического советов ФГБНУ «Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»; на научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК Уральского Федерального Округа»; на Всероссийских научно-практических конференциях: «Коняевские чтения-2013» (Екатеринбург, 2013), «Эколого-биологические проблемы использования природных ресурсов в сельском хозяйстве» (Екатеринбург, 2014); на LIII Международной научно-технической конференции Института агроэкологии (с. Миасское, 2014).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе -три в научных журналах рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад соискателя. Диссертационная работа - результат экспериментальных исследований, проведенных в 2007-2009 гт. автором лично. Им выполнены лабораторные и полевые опыты, дана аналитическая оценка исследований и проведена статистическая обработка данных, написан текст диссертации, сформулированы выводы по диссертационной работе и даны практические рекомендации.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, зав. отделом селекции картофеля ФГБНУ «Уральский НИИСХ» Шаниной Елене Петровне за руководство диссертационной работой, а также сотрудникам отдела селекции картофеля, оказавшим помощь в проведении полевых и лабораторных опытов.

Объем и структура. Диссертация изложена на 146 стр., состоит из введения, обзора литературы, 7 глав, выводов и предложений производству. Содержит 17 таблиц, 13 рисунков, 15 приложений. В списке использованной литературы 201 источников, в т.ч. 15 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1 Значение почвенно-климатических условий и минерального питания для получения картофеля высокого качества (обзор литературы)

Приведен обзор литературы по морфо-биологическим особенностям картофеля, значению сорта в производстве, зависимости хозяйственно-ценных признаков сорта от почвенно-климатических условий возделывания и минерального питания. Показана актуальность определения экологической пластичности и стабильности, питательной ценности и пригодности к переработке различных сортов картофеля.

Глава 2 Условия и методика проведения исследований

Работа проведена в 2007-2009 гг. в двух точках Свердловской области, изучено четыре раннеспелых сорта картофеля: Барон, Rosara, Red scarlett, Удача на трех фонах минерального питания. Схема опыта:

I Почвенно-климатические условия (фактор AV.

1. Восточная точка - ООО «Радуга», Свердловская обл.

2. Центральная точка - ФГБНУ «Уральский НИИСХ»;

II Сорта (фактор В1:

1. Барон; 3. Red scarlett;

2. Rosara; 4. Удача

III Удобрение картофеля (фактор СУ

1. Фон I - без удобрений;

2. Фон 2 - N54P44K8oMguS14 («кемира картофельное» рекомендуемая доза внесения - физ. масса 0,5 т/га);

3. Фон 3 - N97P79K)4дМ§25^25 («кемира картофельное» повышенная доза внесения - физ. масса 0,9 т/га).

Восточная точка - расположена в селе Мальцево, Тугулымского района, Свердловской области, на границе с Тюменской областью. На опытном участке в ООО «Радуга», Тугулымского района, по данным AMC а/п «Рощино», сумма положительных температур за 10°-ный период составила в 2007 г. - 2042°С, в 2008 г. - 1940°С, в 2009 г. - 2119°С; сумма осадков - 297 мм, 316 мм, 178 мм соответстве н но.

Почва - выщелоченный чернозем с агрохимическими показателями пахотного слоя: pH солевое - 5,07; гумус - 4,00%; гидролитическая кислотность - 5,03 мг-экв./100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 18,6 мг-экв./ЮО г почвы; азот легкогидролизуемый - 164 мг/кг; фосфор подвижный - 103,0 мг/кг; калий обменный-407 мг/кг почвы;

з

Центральная точка - г. Екатеринбург, на опытном участке ФГБНУ «Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», по данным AMC «Исток», сумма положительных температур за 10°-ный период в 2007 г. составила 1922°С, в 2008 г. - 1982°С и в 2009 г. - 2033°С; сумма осадков

- 274 мм, 337 мм, 296 мм соответственно.

Почва опытного участка — дерново-среднеподзолистая с агрохимическими показателями пахотного горизонта: pH солевое - 5,68; гумус

- 4,86%; гидролитическая кислотность - 12,5 мг-экв./100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 20,2 мг-экв./100 г почвы; азот легкогидролизуемый -144 мг/кг; фосфор подвижный - 240 мг/кг и калий обменный - 131 мг/кг почвы.

Опыты заложены в соответствии с «Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1975) и в соответствии с «Методическими указаниями по поддержанию и изучению мировой коллекции картофеля» (1976).

Предшественник картофеля - занятой пар. Обработка почвы: зяблевая вспашка, весеннее внесение минеральных удобрений, весенняя культивация фрезерным культиватором, нарезка гребней. Посадка картофеля, категории супер-супер элита, проведена 19-25 мая. Обработка междурядий почвофрезой. Площадь питания одного растения 75x30 см. Площадь делянки - 50 м2, повторность трехкратная.

Урожай и его структуру при уборке учитывали взвешиванием, содержание крахмала в клубнях определяли по удельному весу. Биохимические анализы проводили в аналитической лаборатории следующими методами: сухое вещество — весовым, азот - по Къельдалю, сахара - эбулиостатически, аскорбиновую кислоту - по Мурри, нитраты - ионометрически. Оценку раннего накопления урожайности делали методом пробных копок через 60 суток после посадки картофеля, с учетом числа, размера и массы клубней по фракциям. Математическую обработку данных и дисперсионный анализ выполнили по Б.А. Доспехову (1985). Результаты биохимических анализов оценены в баллах по шкале, предложенной A.C. Вечер и М.Н. Гончарик (1973). Расчет коэффициента регрессии и показателя стабильности осуществлялся по методике JI.B. Хотылевой и A.B. Кильчевского (1989). Технологические свойства картофеля определяли методом дегустационной оценки по методикам ВНИИР (1967) и ВНИИКХ (1989). Оценка пригодности сортов к переработке проводилась согласно «Методическим рекомендациям по специализированной оценке сортов картофеля» (Банадысев С.А., 2002). Оценку полевой устойчивости к заболеваниям (фитофтороз, альтернариоз) проводили визуально по 9-ти балльной шкале, начиная с появления единичных пятен на листьях и далее каждые 7-8 суток, оценку поражения клубней (мокрая гниль, сухая гниль, фитофтороз, парша обыкновенная) - в период хранения. Весь экспериментальный материал обрабатывали с использованием программ «Microsoft».

Глава 3 Морфологическое развитие сортов картофеля в зависимости от

почвенно-климатнческнх условий и фона минерального питания

3.1. Фенологические показатели роста и развития картофеля.

Результаты исследований показали, что различные почвенно-климатические условия оказали большее влияние на время прохождения фенологических фаз развития растений картофеля, чем другие факторы. Колебания периода между «посадка-всходы» объясняются температурным режимом и осадками июня. Фаза цветения, связанная с интенсивным клубнеобразованием, в Восточном районе наступила на 3-4 суток раньше, чем в Центральном, что в конечном итоге привело к сокращению длительности вегетационного периода в среднем на 5-6 суток.

3.2. Морфологические признаки картофеля. Биометрические данные, свидетельствующие о специфике роста и развития растений картофеля в различных точках, показали, что количество и высота стеблей изученных растений определяются генотипическим различием сорта; максимальное количество у сортов Барон -11,0 шт./куст, Rosara - 10,9 шт./куст. При этом применение удобрений в возрастающих дозах существенно не изменяло количество главных стеблей на растении, при этом увеличив высоту куста. Установлена положительная корреляционная зависимость между количеством стеблей и клубней в кусте (г=+0,813).

Внесение возрастающих доз минеральных удобрений и большая обеспеченность осадками Восточной точки исследований способствовало интенсивному развитию растений сортов Удача и Red scarlett - увеличив массу ботвы на 22,2% и 14,3%, соответственно.

Глава 4 Урожайность и фракционный состав картофеля различных сортов

4.1. Накопление ранней урожайности. Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии увеличения фона минерального питания на формирование ранней урожайности картофеля различных сортов в исследуемых почвенно-климатических условиях. Повышенный фон минерального питания достоверно увеличил раннюю урожайность изучаемых сортов картофеля в двух точках возделывания. Высокую урожайность при повышенном фоне минерального питания сформировали сорт Барон - 22,2 т/га, Red scarlett - 20,1 т/га в Восточной точке и сорт Удача - 22,5 т/га в Центральной точке исследований через 60 суток после посадки. В среднем, сорта сформировали 42,6% от конечной урожайности в Восточной точке и 49,9% - в Центральной.

На формирование ранней урожайности в большей мере повлияла генотипическая изменчивость - 49,9%, минеральное питание - 45,7% и взаимодействие этих факторов — 21,8%.

4.2. Урожайность картофеля и фракционный состав. Анализ данных урожайности картофеля различных сортов по годам показал, что в 2007 г., благоприятном по метеорологическим условиям возделывания, средняя

урожайность в Центральной точке исследований составила 32,2 т/га, что ниже, чем в Восточной точке на 5,4 т/га. Выделился сорт Удача с урожайностью 42,5 т/га при рекомендуемом фоне в Центральной точке и 42,2 т/га - при повышенном фоне в Восточной. Вегетационный период 2008 года характеризовался высокими температурами воздуха в период интенсивного клубнеобразования, особенно в Восточном районе Свердловской области, что привело к снижению урожайности в среднем по сортам на 1,8 т/га. В 2009 г. заметно ощущался недостаток влаги в почве. Средняя урожайность сортов картофеля в Восточной точке составила 34,6 т/га, в Центральной — 31,7 т/га. В среднем за три года исследований, выделен сорт Удача с повышенной реакцией на изменение фона минерального питания в условиях Восточной точки исследований: прибавка составила 6,5 т/га при повышенном фоне, а при рекомендованном — в два раза ниже. Эффективность доз минеральных удобрений зависит, прежде всего, от содержания питательных веществ в почве (на примере Восточной точки с высокими агрохимическими показателями почвы) и биологических особенностей сорта.

На формирование товарной урожайности картофеля оказывают влияние сортовые особенности и изменение фона минерального питания: высокая товарная урожайность была получена при применении N54P4lK8oMgMS|4 у сортов Red Scarlett - 37,7 т/га, Барон - 34,9 т/га и Rosara - 34,8 т/га в условиях Восточной точки; у сорта Удача — 38,3 т/га в Центральной точке (рис. 1). Для получения высокой товарной урожайности необходим подбор сортов (сила влияния фактора 49,0%) и минерального питания (42,5%). Влияние взаимодействия этих факторов 18,6%.

В среднем выход клубней семенной фракции картофеля в Восточной точке исследований был выше на 3,3 т/га, чем в Центральной. Положительное влияние на формирование семенной фракции картофеля оказало применение повышенного фона минерального питания в Восточной точке у сортов Red Scarlett - 26,5 т/га, Rosara - 23,6 т/га. Формирование семенной фракции клубней картофеля в Центральной точке было выше при рекомендуемом фоне минерального питания. Сорт Rosara сформировал на момент уборки 22,0 т/га семенных клубней, сорт Удача - 16,9 т/га. На формирование урожайности семенного картофеля повлияла генотипическая изменчивость изучаемых сортов - 42,4%, а также применение минерального удобрения - 25,7%, их взаимодействие - 15,9%. Влияние почвенно-климатических условий на формирование урожайности составило 7,2%.

Фракционный состав определяется сортовыми особенностями. Выделены сорта картофеля с высоким выходом семенной фракции (более 60%): Rosara -во всех вариантах исследований, Red Scarlett - при различных фонах минерального питания в условиях Восточной точки.

Положительное влияние на выход крупной фракции картофеля оказало применение повышенной дозы минерального удобрения. Установлено, что фон N97P79K|44Mg2jS25 способствует высокому выходу крупной фракции картофеля: Барон - 43,8% и Удача - 40,8% в Восточной точке. При рекомендуемом

минеральном питании - сорт Барон 44%, Rosara - 64,7%, Red Scarlett - 43,5% в условиях Центральной точки.

„"«.о е

Н35,0

30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

у

л

РН

1* 2|3!1|2!3|Н213|М2;ЗМ!2

Барон

Rosara j Red Scarlett Восточная точка

Удача

Барон

1 2 i 3 1 ; 2 : 3 1 2 3 Rosara Red Scarlett | Удача Центральная точка

3 обшая урожайность ...*... урожайность семенной фракции

1 — товарная урожайность

Примечание: * фон 1 - без удобрений; фон 2-NMP44K8oMg,4S|4; фон 3 - N97P79KM4Mg25S25.

Урожайность Урожайность

семенной фракции товарная обшая семенной фракции товарная обшая

НСР„5, т/га 1,0 4,8 1,2 НСР0!, АВ 0,7 3,4 0,9

НСР05,т/га (А) 0,3 1,4 0,4 HCP0S, ВС 0,5 2,8 0,6

НСР05, т/га (В) 0,4 2,0 0,5 HCPos, АС 0,5 2,4 0,7

НСР05, т/га (С) 0,3 1,7 0,4

Рисунок 1 - Накопление урожайности картофеля, 2007-2009 гг.

4.4. Количественный выход клубней. Количество сформированных клубней в гнезде определяется генотипом картофеля. Рекомендуемый фон минерального питания и равномерное распределение осадков оказывают положительное влияние на увеличение количества клубней у сортов Барон и Удача (рис. 2). Показана отрицательная корреляционная зависимость между количеством клубней и товарностью (г=-0,676).

Максимальное количество клубней сформировалось при рекомендуемом питании у сорта Барон (11,7 шт./куст), Red scarlett (10,3 шт./куст), при повышенном - Удача (11,6 шт./куст) и Rosara (11,2 шт./куст) в условиях Восточной точки. В Центральной точке при повышенном фоне - у сортов Rosara (11,1 шт./куст) и Барон (10,2 шт./куст), при рекомендуемом — Удача (11,8 шт./куст) и Red scarlett (10,2 шт./куст). Таким образом, рекомендуемый фон минерального питания и равномерное распределение осадков оказывают положительное влияние на увеличение количества клубней картофеля у сорта Барон, повышенное минеральное питание - у сортов Red scarlett и Удача.

Формирование клубней у сорта Rosara слабо отзывается на улучшение почвенно-климатических условий и минерального питания.

Барон I * 12 <

Удача 3

Барон

Red Scarlett - Rosara 3

Rosara 2

Барон 3

Rosara I

Red Scarlett 1

Восточная точка

Центральная точка

Примечание: * I - без удобрений; 2 - NMPuKeoMguSu; 3 - N,7P79K,44Mg25S25

Рисунок 2 - Количество клубней картофеля в зависимости от фона минерального питания и точки возделывания, шт./куст, 2007-2009 гг.

Количество клубней в кусте зависит от выбора сорта - 47,7%, от минерального питания - 34,3% и взаимодействия этих факторов - 17,2%.

4.5. Фитопатологическая оценка. Степень распространенности болезней зависела, прежде всего, от устойчивости изучаемых сортов. Растения и клубни сорта Удача, вне зависимости от условий выращивания, устойчивы к фитофторозу (8 баллов). Высокие дозы минеральных удобрений отрицательно сказались на устойчивость к данному патогену у сортов Барон и Red Scarlett (5 баллов). Пораженность клубней фитофторозом (3 балла) и сухой гнилью (5 баллов) сорта Red Scarlett в большей степени отмечена в Восточной точке. Рекомендуемые дозы внесения удобрений в меньшей степени влияют на сохраняемость клубней в зимний период, с минимальным процентом естественной убыли (7-9%).

4.6. Адаптивная способность и стабильность картофеля по признаку урожайности картофеля. Проведена общая оценка по параметрам, определяющим адаптивную способность и стабильность урожайности изучаемых сортов. Сорта Red Scarlett (1,81), Rosara (1,34) и Удача (1,33) с коэффициентом регрессии выше единицы относятся к сортам интенсивного типа (табл. 1). Сорт Барон (0,89) - к сортам с высокой пластичностью по накоплению урожайности. Сорт Удача (36,7 т/га) имеет значение ОАС (4,65),

следовательно, он подходит для возделывания в различных почвенно-климатических зонах. Из изучаемых сортов к стабильным, по накоплению урожайности, относятся сорта Red Scarlett (САС=94,87) и Rosara (САС=24,76).

Таблица 1 - Урожайность и параметры адаптивной способности,

Сорт Урожайность, т/га OAC¡ САС Коэффициент регрессии, b¡

фон 1** фон 2 фон 3 сред.

Барон 1 * 32,7 36,1 35,8 32,4 -2,13 -57,58 0,89

Барон 2 28,1 31,7 30,2

Rosara 1 33,9 36,7 35,6 33,8 -2,58 24,76 1,34

Rosara 2 29,9 34,0 32,7

Red Scarlett 1 36,2 39,0 38,3 34,4 0,07 94,87 1,81

Red Scarlett 2 28,7 32,8 31,6

Удача 1 32,6 35,8 39,1 36,7 4,65 -6,56 1,33

Удача 2 35,3 39,3 38,1

> фон 1 - без удобрений; фон 2 - ^Р.,.,!^!^,,^!,,; фон 3 - М,7Р7,К|4,,\^2552:

Связь между теоретической урожайностью сортов картофеля и условиями произрастания позволяет наиболее четко характеризовать сорта по стабильности и пластичности (рис. 3).

■ • Барон ■ Rosara Red Scarlett ) ( Удача

Примечание: * 1 без удобрений; 2 -^P^KsoMgnS,,,; 3 - N,7P„Kl44Mg25S25.

Рисунок 3 - Регрессия теоретической урожайности сортов картофеля при изменении условий выращивания

Теоретически рассчитанные показатели урожайности (линия ординат) и индексы среды (линия абсцисс) показывают, что прогнозируемая урожайность

9

при выращивании в Восточной зоне при рекомендованном фоне минерального питания (индекс среды 1,3) выше у всех сортов, чем в зоне с высоким индексом среды 1,8. При других условиях среды (-2,6...-1,6) все изучаемые сорта были стабильны.

Глава 5 Питательная ценность клубней картофеля

Анализируя биохимические показатели исследуемых сортов, выращенных в различных почвенно-климатических районах, можно отметить, что генотип и почвенно-климатические условия в большей степени оказали влияние на содержание крахмала в клубнях. Отмечено достоверное увеличение содержания крахмала у сорта Барон (15%) в Восточной точке и достоверное снижение у сортов Rosara и Red scarlett в двух исследуемых точках.

На накопление протеина оказало положительное действие выращивание сортов картофеля в Восточной точке: Red scarlett (3,15%), Удача (3,01%), Rosara (2,75%) - при рекомендуемой дозе; Барон (3,23%), Red scarlett (3,15%) - при повышенной. Выявлена отрицательная связь между урожайностью и содержанием протеина (г=-0,596).

Низкое накопление Сахаров в клубнях картофеля генотипически обусловлено: Барон (0,34-0,46%), Rosara (0,47-0,64%), Red scarlett (0,37-0,55%), Удача (0,38-0,56%).

Накопление нитратов в клубнях картофеля представляет естественное физиологическое явление и зависит от погодных условий. Накопление в клубнях картофеля, возделываемых в Восточной точке, составила в среднем 245,7 мг/кг, а в Центральной 189,7 мг/кг (ПДК - 250 мг/кг). На накопление нитратов существенное влияние оказало применение возрастающих фонов минерального питания. Отмечена отрицательная корреляция между урожайностью и содержанием нитратов (г=-0,596) у картофеля.

Наряду с крахмалом и протеином, пищевое достоинство картофеля оценивается и наличием витамина С. Между содержанием витамина С в клубнях и протеином существует отрицательная корреляция (г=-0,042). Накопление витамина С в изучаемых вариантах проходило не одинаково; в Центральной точке в среднем составило 13,5 мг%, в Восточной точке -14,2 мг%.

Для оценки сортов картофеля по питательной ценности рассчитаны бальные коэффициенты крахмала, суммарного протеина и аскорбиновой кислоты в клубнях. При возделывании сорта Барон в Центральной точке отмечено увеличение накопления питательно-ценных веществ - 4,85 балла (табл. 2). Сорта Удача и Red scarlett обладают меньшей питательной ценностью (4,02 балла) по сравнению с сортами Rosara и Барон.

Сорт Барон с коэффициентом регрессии приближенным к 1 относится к сортам с высокой экологической пластичностью по признаку питательной ценности. Общая адаптивная способность сорта Барон составляет 0,57, также высокая и специфическая адаптивная способность - 1,97.

Таблица 2 - Питательная ценность и параметры адаптивной способности, пластичности и стабильности генотипов изучаемых сортов картофеля, 20072009 гг.

Сорт- Питательная ценность, баял OAC¡ САС Коэффициент регрессии, Ь,

фон 1** фон 2 фон 3 среднее

Барон 1 * 4,3 4,0 4,1 4,85 0,57 1,97 1,09

Барон 2 4,4 4,5 4,3

Rosara 1 4,4 4,5 4.8 4,22 -0,06 -0,64 -0,01

Rosara2 4.1 3,9 4,0

Red scarlett! 4,6 4.9 5,1 4,02 -0,26 -1,19 -0,27

Red scarlett2 4,2 4.0 4,2

Удача 1 4,2 4,2 4,4 4,02 -0,26 -0,90 0,27

Удача 2 3,9 3,8 3,9

Примечание: *1 - Восточная точка; 2 -Центральная точка; ** фон 1 - без удобрений; фон 2 - N!4P44K.g0Mg,,,S,4; фон 3 - N,7P79Ki44Mg2SS25

При изменении индекса среды от -0,4 до 0,5 изучаемые сорта по-разному накапливают питательно-ценные вещества. Сорта Удача, Red scarlett и Rosara относятся к сортам интенсивного типа, а сорт Барон к пластичным сортам (рис.

4).

балл

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5

Л«<У

.«г

ж

л

if

¿г

индекс среды Л

О?

Барон ■ Rosara Ш Red scarlett

Примечание: * I - без удобрений; 2 - Ns4P44K8oMgi4S,4; 3 -No7P7<)K,44Mg25S25.

-Удача

Рисунок 4 - Регрессия теоретической питательной ценности сортов картофеля при изменении условий выращивания

Таким образом, в результате анализа экологической пластичности и стабильности, общей и специфической адаптивной способности сортов картофеля установлено, что устойчивость и стабильность показатели

относительно независимы. Также эта особенность выявлена и в отношении интенсивности сорта.

Глава 6 Пригодность клубней картофеля к переработке

Сорта картофеля, обладающие высокой питательной ценностью, необходимо рационально использовать. В настоящее время широкое распространение получило производство полуфабрикатов картофеля. Но не все сорта картофеля удовлетворяют техническим требованиям. Необходимо подобрать сорта, подходящие для производственной переработки, определить оптимальный фон минерального питания для каждого сорта и зону возделывания. Полученные в ходе исследований данные позволили дать полную оценку пригодности изучаемых сортов для промышленной переработки на картофель фри (табл. 3).

К переработке пригодны сорта Барон (4,5-5,0 балла) и Red Scarlett (4,0-4,5 балла). Отмечено, что данные сорта имеют одинаково высокие показатели пригодности к переработке при возделывании в двух почвенно-климатических точках. При возделывании сорта Rosara в Восточной точке без применения удобрений, также возможно его использование для переработки на картофель фри.

Таблица 3 - Оценка сортов картофеля для производства полуфабриката фри, 2007-2009 гг.______

Сорт Качество клубней после уборки Качество готового продукта Итоговый балл

фон 1 ** фон 2 фон 3 фон 1 фон 2 фон 3 фон 1 фон 2 фон 3

Барон 1* 5,0 4,2 4,3 5,0 4,9 4,9 5,0 4.5 4,6

Барон 2 4,8 4,5 5,0 4,9 4,9 4,9 4,9 4,7 5.0

Rosara 1 4,7 3,8 3,7 4,5 3,6 4,2 4,6 3,7 3,9

Rosara 2 3,7 2,8 2,7 3,9 4,5 4,2 3,8 3,7 3.4

Red scarlett 1 4,0 4,0 4,0 4,8 4,4 4,4 4,4 4,2 4,2

Red scarlett 2 4,2 4.3 3,8 4,8 4,6 4,3 4,5 4,4 4,0

Удача 1 2.7 2,8 2,7 3,6 3,8 3,7 3,2 3,3 3,2

Удача 2 3,5 2,7 2,5 3,4 3,8 3,6 3,5 3,2 3,0

Примечание * 1 — Центральная точка; 2 - Восточная точка;

** фон 1 - без удобрений; фон 2 -^Р.мКзо'^ыЗы; Фон 3 - КэтР7<1К|44М§25525.

Глава 7 Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания картофеля 7.1. Экономическая эффективность возделывания картофеля.

Экономическая оценка проведенных исследований позволила охарактеризовать влияние различных фонов минерального питания на себестоимость, условный чистый доход и рентабельность продукции.

За годы проведения исследований себестоимость продукции колебалась в пределах 2460,9-2759,0 руб./т в Восточной точке и 2453,4-3152,4 руб./т - в Центральной. Наблюдалось увеличение себестоимости продукции в

зависимости от фона минерального питания. У сорта Red Scarlett высокая рентабельность (182,2%) в Восточной точке без применения удобрений, с высоким условным доходом (173674 руб./га) при N54P44K8oMg|4S|4 фоне, а у сорта Rosara при рекомендованном фоне минерального питания - высокий условный чистый доход (158833 руб./га). За годы исследований показатели рентабельности и условного чистого дохода выше при возделывании исследуемых сортов картофеля в Восточной точке при всех фонах минерального питания.

7.2. Биоэнергетическая эффективность возделывания картофеля. Анализ коэффициента энергетической эффективности показал, что затраты на производство картофеля в Восточной точке окупаются в 1,53-1,86 раза энергией накопленной в хозяйственно-ценной части семенной фракции и в 2,29-2,80 раза общим урожаем. При возделывании картофеля в Центральной точке в 1,1-1,67 раза и 1,71-2,58 раза соответственно.

В Центральной точке сорта Барон и Rosara энергетически обосновано возделывать без применения минерального удобрения, коэффициенты энергетической эффективности составляют 1,22 и 1,36 соответственно. Сорта Red scarlett и Удача с коэффициентами 1,21 и 1,67 соответственно, энергетически обосновано возделывать при рекомендованном фоне минерального питания (N54P44K8oMgMS|4). В Восточной точке сорта Удача и Барон энергетически обосновано возделывать при повышенном фоне минерального питания, сорта Rosara и Red scarlett - без внесения минеральных удобрений.

ВЫВОДЫ

1. Фенологическое и морфологическое развитие растений сортов картофеля зависит от их генотипического происхождения. Внесение повышенной дозы минерального удобрения способствовало более интенсивному развитию растений сортов Удача и Red scarlett при возделывании в Восточной точке.

2. Ранняя урожайность обеспечивается повышенным фоном минерального питания: у сортов Барон (22,2 т/га) и Red scarlett (20,1 т/га) в Восточной точке; у сортов Удача (22,5 т/га) и Rosara (16,6 т/га) - в Центральной точке. Доля влияния факторов на раннюю урожайность составила: фон минерального питания - 45,7%, генотип - 49,9%, взаимодействие двух факторов - 21,8%.

3. Достоверное увеличение общей урожайности картофеля обуславливается применением рекомендованной дозы «кемира картофельное» (N54P44K80Mgl4Si4) у сортов Red scarlett - 39,0 т/га, Rosara - 36,7 т/га, Барон -36,1 т/га в Восточной точке; у сорта Удача - 39,3 т/га в Центральной. Доля влияния факторов составила: фон минерального питания — 31,8%, генотип — 44,8%, взаимодействие двух факторов - 16,8%.

4. На формирование товарной урожайности картофеля оказывают влияние сортовые особенности и изменение фона минерального питания:

высокая товарная урожайность была получена при применении N54P44K8oMgl4S14 у сортов Red scarlett - 37,7 т/га, Rosara - 34,8 т/га и Барон 34,8 т/га в условиях Восточной точки; у сорта Удача - 38,3 т/га в Центральной точке.

5. На формирование урожайности крупной фракции в большей степени повлияли генотипические различия: Удача - 23,6 т/га (57,2%), Барон -21,6 т/га (51,7%) и применение минерального удобрения на фоне N97P79KM4Mg25S25.

6. Выход клубней картофеля семенной фракции обусловлен генотипическим фактором - Red scarlett (25,0 т/га), Rosara (23,6 т/га), Барон (15,8т/га) в Восточной точке и сорт Удача (16,9 т/га) — в Центральной точке при N54P44K8oMg|4S|4.

7. Количество клубней зависит от сорта и фона минерального питания: у сорта Rosara максимальное количество клубней сформировалось при повышенном фоне - 11,2-11,1 шт./куст. Доля влияния факторов составляет: фон минерального питания - 47,7%, генотип - 34,3% и их взаимодействие -17,2%.

8. Признак устойчивости к различным патогенам обусловлен генотипически. Сорт Удача устойчив к патогенам не зависимо от условий выращивания и фона минерального питания.

9. По накоплению урожайности сорт Барон -пластичный; сорта Rosara и Red scarlett - интенсивного типа и стабильные; сорт Удача - интенсивного типа с высокой адаптивной способностью.

10. Биохимический состав клубней картофеля зависит от почвенно-климатических условий, минерального питания и генотипа. Содержание крахмала, протеина и аскорбиновой кислоты в клубнях было выше в Восточной точке. Достоверное увеличение содержания крахмала наблюдается у сорта Барон; протеина - у сортов Барон и Red scarlett; аскорбиновой кислоты - у сортов Барон и Удача в Восточной точке.

11. По накоплению питательно-ценных веществ сорт Барон пластичен, с высокой адаптивной способностью; сорта Удача, Red scarlett и Rosara - с низкой пластичностью и адаптивной способностью.

12. Для переработки на картофелепродукты (фри) пригодны сорта Барон и Red scarlett при возделывании в двух почвенно-климатических точках на различных фонах минерального питания; сорт Rosara - без применения удобрений в Восточной точке.

13. Экономически целесообразно выращивать изучаемые сорта картофеля с внесением рекомендованных доз минерального удобрения (N54P44K8oMg14Si4) в Центральной точке; в Восточной точке - сорта Rosara и Удача с применением повышенных доз удобрения (N97P79K|44Mg25S25), Барон и Red scarlett - с применением рекомендованных доз N54P44K80Mg|4S|4.

14. В Центральной точке энергетически обосновано выращивать сорта Rosara и Барон без применения минерального удобрения, сорта Удача и Red scarlett - на рекомендованном фоне CN54P44K8oMg,4Si4); в Восточной точке

Rosara - без внесения минеральных удобрений, Red scarlett -рекомендованного фона (Nj4P44K8oMgi4S|4), Удача и Барон -

ПОВЫШеННОГО фона (N97P79K,44Mg25S25).

с применением с применением

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

С целью производства картофеля с высокими показателями урожайности и питательной ценности в условиях Свердловской области рекомендовать применение минерального удобрения «кемира картофельное» в дозе N54P44K8oMgi4S|4 для сортов Барон, Rosara, Red scarlett и No7P7>)K14)Mg25S25 для сорта Удача.

Для обеспечения сырьевой базы перерабатывающих предприятий Свердловской области предлагается возделывать сорта Барон и Red scarlett в Восточной и Центральной точках с применением рекомендованной дозы «кемира картофельное» Ní4P44K8oMgi4S|4.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Шанина Е.П. Влияние экологических условии и фона минерального питания на урожай семенного материала в условиях Среднего Урала / Е.П. Шанина, Л.Б. Сергеева // Аграрный вестник Урала. 2010. №4. С. 59-61.

2. Шанина Е.П. Сорта картофеля для переработки методом глубокой заморозки / Е.П. Шанина, Е.М. Клюкина, Л.Б. Сергеева, С.А. Андрушкевич, А .Д. Мельник //Картофель и овощи. 2010. №6. С. 10-11.

3. Сергеева Л.Б Общая адаптивная способность и экологическая стабильность сортов картофеля в зависимости от фона минерального питания и зоны возделывания / Л.Б. Сергеева, Е.П. Шанина //Агропродовольственная политика России. 2014. №6. С. 19-22.

Научные статьи и материалы:

4. Сергеева Л.Б. Оценка сортов картофеля на качество продуктов переработки в зависимости от фона минерального питания и зоны возделывания / Л.Б. Сергеева // «Научное обеспечение устойчивого ведения сельскохозяйственного производства в условиях глобального изменения климата». Материалы международной научно-практической конференции. — Казань, 2010. С. 312-319.

5. Шанина Е.П. Влияние экологических условий и фона минерального питания на урожайность новых сортов картофеля / Е.П. Шанина, H.H. Зезин, Л.Б. Сергеева // «Научное обеспечение устойчивого ведения сельскохозяйственного производства в условиях глобального изменения климата». Материалы международной научно-практической конференции. -Казань, 2010. С. 418-424.

6. Шанина Е.П. Оценка сортов картофеля на пригодность для производства полуфабриката фри / Е.П. Шанина, Л.Б. Сергеева // Картофелеводство: сборник научных трудов научно-практической конференции и координационного совещания «Современные тенденции и перспективы развития селекции и семеноводства картофеля». - Москва, 2011. С. 163-170.

7. Шанина Е.П. Изучение генотипов на пригодность к переработке / Е.П. Шанина, Л.Б. Сергеева // «Эколого-биологические проблемы использования природных ресурсов в сельском хозяйстве». Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. -Екатеринбург, 2014. С. 200-205.

Подписано в печать 05.02.2015 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 025. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7