CC BY
74
УДК 631.5:633.49.004.12
В.И. Старовойтов, доктор техн. наук
О.А. Старовойтова, канд. с.-х. наук А.А. Манохина
Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха Россельхозакадемии
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ КАРТОФЕЛЯ
Картофель занимает третье место по важности среди пищевых растений в мире после пшеницы, риса. В России картофель является вторым хлебом, а по его потреблению на душу населения — самым массовым и превышает 110 кг/чел. в год [1]. Значение картофеля в питании человека обусловлено прежде всего содержанием таких важнейших компонентов, как крахмал, протеин, витамины, минеральные вещества. Обладая достаточно высоким потенциалом содержания аскорбиновой кислоты и особо ценных веществ — антиоксидантов (антоцианов, каратиноидов, бифлавоноидов), картофель может играть важную роль в профилактике целого ряда заболеваний и в этом отношении он один из ценнейших продуктов в здоровом, диетическом питании человека.
Социологические опросы последних лет показывают, что среди приоритетов жизни на первом месте стоит здоровье [2]. Здоровье нации неразрывно связано с количеством и качеством потребляемых продуктов. Экологически безопасная и биологически полноценная продукция пользуется повышенным спросом. Объем мирового рынка экопродукции в 2006 г. оценивается в сумму более чем 40 млрд долл. США с ежегодным ростом в 10...20 %. Среди экспортеров экологически чистой сельскохозяйственной продукции (органической) в числе лидеров находится Китай (200 млн долл. США). Так как стоимость энергоносителей постоянно растет, перед картофелеводством, как и в целом перед сельским хозяйством, стоят задачи по снижению ресурсоемкости производства и переработки продукции, с одной стороны, за счет оптимизации операции по возделыванию и переработке, а с другой — за счет увеличения урожайности, а более точно, увеличения выхода товарного продукта с единицы возделываемой площади. Постепенно эти возможности исчерпываются. Одним из наиболее эффективных путей решения этой задачи является производство специальных сортов с заданными параметрами. В зависимости от назначения производимый картофель делится: на дающий высокий выход товарной фракции (продовольственный картофель); дающий высокий выход энергии — крахмала, биоэтанола; содержащий значительное количество полезных для здоровья
32
человека компонентов (эссенциальных элементов, витаминов, белка, антиоксидантов и др.).
Испытываемый людьми дефицит в эссенциальных элементах (калий, магний, селен и др.) может быть также частично решен за счет использования в пищу картофеля, обогащенного этими элементами в органической, т. е. легко усвояемой форме [3]. Технология получения обогащенного картофеля в настоящее время разрабатывается ВНИИКХ совместно со СГУП Моссельхоз. На основе использования микро- и мини-клубней и биоконтейнеров, содержащих питательные вещества, средства защиты от болезней и вредителей, регуляторы роста, в выращенном картофеле содержатся органические соединения селена, кремния, магния и йода в заданном количестве. Предварительные исследования показывают перспективность концепции создания лечебного картофеля с применением технологических возможностей насыщения картофеля в процессе роста селеном, кремнием, йодом, магнием.
Цели работы состояли в проведении экспериментальных исследований по промышленному выращиванию диетического, обогащенного картофеля с использованием биоконтейнеров для повышения эффективности производства высококачественного картофеля для здорового питания, разработке рекомендаций по выращиванию картофеля в биоконтейнерах. Разработанные технологии позволят повысить пищевую ценность овощной продукции на 20.25 %.
Исследования проводились в 2009—2010 гг. на экспериментальной базе ГНУ ВНИИКХ.
В задачи исследований входило изучение зависимости изменения урожайности и основных показателей качества от сочетания следующих агротехнических приемов возделывания:
1) выбор сорта (форма растения): Жуковский ранний (мини-клубни), Юбилей Жукова (миниклубни, суперэлита);
2) использование биоконтейнеров: в биоконтейнерах, без биоконтейнеров;
3) насыщение клубней микро- и макроэлементами: селен, калий, магний, йод, кремний.
Исследования по изысканию рациональных сочетаний агротехнических приемов проводились
с использованием сортов Жуковский ранний (ранний), Юбилей Жукова (среднеранний). Густота посадки — 47,6 тыс. шт./га при ширине междурядий 70 см. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднеокультуренная, по механическому составу супесчаная. Фон минерального удобрения 1/2 рекомендуемой нормы азофоски (16:16:16 %), внесенной локально перед посадкой при нарезке гребней — ^0Р40К40.
Погода в мае 2009 г. была прохладной. Средняя температура воздуха за месяц составила 14,4 °С (норма 12,8 °С). Осадки выпадали неравномерно. Всего за месяц выпало 41,1 мм (норма 48,6 мм). В июне было прохладно и дождливо. Средняя температура воздуха за месяц составила 18,8 °С (норма 17,1 °С). Осадков выпало за месяц 43,3 мм при средней климатической норме 66,1 мм. В июле было теплее и дождливее. Средняя температура воздуха за месяц составила 19,4 °С, что на 0,5 °С выше нормы (18,8 °С). Осадков выпало за месяц 70,9 мм при норме 71,6 мм. Погода в августе была нестабильная. Прохладная погода в начале августа сменилась на жаркую и сухую в середине месяца, затем вновь похолодало. Осадков выпало 81,8 мм, или почти 1,5 раз больше нормы (64,2 мм).
Погода в мае 2010 г. была теплой. Средняя температура воздуха за месяц составила 17,1 °С, осадки выпадали неравномерно. Всего за месяц выпало 43,8 мм. Погода в июне была жаркая и сначала очень дождливая, а затем засушливая. Средняя температура воздуха за месяц составила 19,8 °С, что на 2,7 °С выше нормы. Осадков выпало за месяц 55,0 мм. С 17 июня и до конца месяца осадки не выпадали. Средняя температура почвы на глубине 10 см равнялась 18,7 °С, на глубине 15 см — 17,9 °С. В июле была жаркая и сухая погода. Средняя температура воздуха за месяц составила 26,5 °С, что на 7,7 °С выше нормы. Осадков за месяц выпало всего 2,0 мм. Погода в первой половине августа была жаркая и сухая. Во второй половине августа стало немного прохладнее и началось выпадение осадков. Осадков за месяц выпало 64,4 мм.
Картофель — растение требовательное к влажности почвы. Потребность во влаге у него меняется по фазам роста. В период прорастания почек и образования глазков она почти целиком покрывается за счет материнского клубня. Наибольшее количество воды картофель потребляет во второй половине вегетации, в период образования клубней — между фазами начала бутонизации и отмирания ботвы. Критический период — фаза начала цветения. Оптимальная влажность почвы для картофеля — 70...80 % от полной полевой влагоемкости (ППВ). Полная полевая влагоемкость супесей — 13,3 %.
Вегетационный период 2009 г. характеризовался более лучшими условиями для роста и развития
растений, поэтому и значения влажности практически до фазы цветения были достаточными для роста растений. В фазу клубнеобразования отмечены минимальные значения влажности 36,4.37,4 % от ППВ. Вегетационный период 2010 г. характеризовался отсутствием осадков с начала фазы бутонизации и почти до уборки урожая. Влажность почвы в период роста надземной части растений до начала фазы бутонизации имела нормальные и даже оптимальные значения. Но из-за высоких температур воздуха без выпадения дождей влажность почвы постепенно снижалась и уже в фазу цветения она достигла своих критических значений 19,2.38,8 % от ППВ, а к началу августа — минимальных значений 2,9...4,3 % от ППВ.
Конечный хозяйственный урожай, его размер и качество, количество сохранившейся к весне продукции — основные критерии оценки различных агротехнических приемов. Наибольшая эффективность различных технологических приемов возможна лишь при благоприятном сочетании всех факторов роста и развития растений (площади питания, освещенности, количества питательных элементов, влаги и тепла в расчете на 1 растение и на 1 га посадок). Накопление урожая клубней происходит длительное время: от начала бутонизации до уборки. По конечному результату трудно судить, насколько оптимальные условия были созданы для роста растений в период вегетации. Лорх А.Г. считал [4], что для вскрытия всех причин, определяющих получение максимального урожая, необходимо знание динамики его накопления в течение всей вегетации.
Проведение пробных копок начинали выполнять с фазы цветения. Темпы клубнеобразования были разные и зависели от изучаемых приемов и метеорологических условий года. В 2010 г. условия для роста картофеля значительно отличались от условий 2009 г., обильные дожди в мае-июне способствовали раннему «дружному» началу клубнеоб-разования. Но засуха и высокие температуры июля и начала августа оказались слишком трудным испытанием для растений, что привело к оттоку массы клубней на сохранение надземной части растений и частичной потере тургора. Подобное явлении было отмечено А.Г. Лорхом.
Урожайность — основной критерий оценки мероприятий по возделыванию культуры. Полученные данные (таблица) свидетельствуют о значительном влиянии изучаемых технологических приемов на урожайность картофеля и позволяют выявить роль каждого агроприема. Так, урожайность зависела от сортовых особенностей, изучаемых приемов и значительно от метеорологических условий года.
На вариантах сорта Юбилей Жукова лучшим за 2 года оказалось сочетание биоконтейне-
33
Урожайность картофеля в 2009—2010 гг., т/га
Био- контей- нер Юбилей Жукова Жуковский ранний
Фон перед посадкой Опрыскива- ние Срок* 2009 г. 2010 г. Сред- ± к конт- 2009 г. 2010 г. Сред- ± к конт-
нее ролю нее ролю
Азофоска Нет Нет - 24,5 4,3 14,4 0 19,9 3,9 11,9 0,0
(16:16:16 %), ^40Р40К40 Есть Нет - 35,4 4,7 20,1 5,7 21,3 5,0 13,2 1,3
Мивал п 33,5 3,8 18,7 4,3 24,5 5,2 14,9 3,0
н.ц 39,1 3,9 21,5 7,1 21,6 6,1 13,9 2,0
н.ц + п.ц 39,3 3,9 21,6 7,2 20,6 6,5 13,6 1,7
п.ц 28,5 4,7 16,6 2,2 29,4 4,9 17,2 5,3
Микровит н.ц 30,7 4,4 17,6 3,2 13,5 4,4 9,0 -3,0
с йодом н.ц + п.ц 36,5 4,5 20,5 6,1 30,6 3,7 17,2 5,3
п.ц 30,4 4,1 17,3 2,9 14,2 2,5 8,4 -3,6
Микровит н.ц 37,5 3,9 20,7 6,3 26,2 4,2 15,2 3,3
с селеном н.ц + п.ц 36,9 3,5 20,2 5,8 21 4,7 12,9 1,0
п.ц 38,7 3,4 21,1 6,7 15,5 5,1 10,3 -1,6
Экогель н.ц 39,7 5,1 22,4 8,0 29 5,2 17,1 5,2
с йодом н.ц + п.ц 35,3 4,7 20,0 5,6 14,7 5,4 10,1 -1,9
п.ц 33,9 4,4 19,2 4,8 26,6 4,6 15,6 3,7
Сложный п, всх, б,
н.ц, п.ц 41,1 3,3 22,2 7,8 22,2 4,2 13,2 1,3
Среднее 4,2 - - 21,9 4,7 - -
НСР005 0,51 - - 5,36 0,92 - -
НСР005, биоконтейнер 0,07 - - 1,08 0,43 - -
НСР005, опрыскивание 0,50 - - 1,59 0,67 - -
* п — посадка, всх — всходы, б — бутонизация, н.ц — начало цветения, п.ц — после цветения.
ра с дополнительным опрыскиванием йодосодержащим препаратом Экогель Турбо в фазу начала цветения, где в среднем получена прибавка урожайности 8,0 т/га (+55 %) к контрольному варианту. На вариантах сорта Жуковский ранний лучшим за 2 года оказалось сочетание биоконтейнера с дополнительным опрыскиванием кремниесодержащим препаратом Мивал Агро в фазу после цветения и сочетание биоконтейнера с дополнительным двукратным опрыскиванием йодосодержащим препаратом Микровит (в начале цветения и после цветения), где в среднем получена прибавка урожайности 5,3 т/га (+45 %), а также сочетание биоконтейнера с дополнительным опрыскиванием йодосодержащим препаратом Экогель Турбо в фазу начала цветения, где в среднем получена прибавка урожайности 5,2 т/га (+44 %) к контрольному варианту.
Исследования показывают, что в 2009 г. самое высокое значение товарности клубней сорта Жуковский 99 % отмечено на вариантах с использованием биоконтейнера в сочетании с препаратом Экогель (йод). Значение товарности клубней сорта Юбилей Жукова по отношению к контролю 95 % повысилось на всех изучаемых вариантах до 98 %.
Использование для питания растений биогумуса, обогащенного макро-, микроэлементами,
включая селен, позволяет повысить урожайность картофеля и улучшить его качественный состав. Можно отметить, что использование технологии выращивания картофеля в биоконтейнерах позволяет заметно увеличить содержание селена в клубнях в 1,1...2,7 раза.
Анализ показывает, что клубни картофеля хорошо отзываются на внесение макро- и микроэлементов. Вместе с ростом урожайности увеличивается содержание таких жизненно важных для организма человека элементов, как 2п, Fe, 8е, М§, которые вносились через биоконтейнеры. Содержание магния увеличилось на 44 %, железа — на 45 %, содержание цинка увеличилось в 2 раза. Проведенные исследования показывают возможности производства картофеля, обогащенного эс-сенциальными элементами и фитонутриентами.
Список литературы
1. Индустрия картофеля / Под ред. В.И. Старовойтова. — М.: ФГУП «ПИК ВИНИТИ», 2010. — 202 с.
2. Диетический картофель / Под ред. Е.Л. Воловика. — М.: СГУП Моссельхоз, 2008. — 108 с.
3. Алтунин, Д.А. Биологическое земледелие — залог здоровья нации / Д.А. Алтунин, С.С. Конин // Достижения науки и техники АПК. — 2004. — № 4. — С. 15—16.
4. Лорх, А.Г. Динамика накопления урожая картофеля / А.Г. Лорх. — М.: Сельхозиздат, 1948. — 192 с.
