CC BY
9АГРОЭКОЛОГИЯ
УДК 635.21:631.8:539.16
ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Д.П. Шлык1, В.Ф. Шаповалов1, В.Б. Коренев2, В.В. Талызин1, брянский ГАУ, 2Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция ВНИИ люпина
Изучено в длительном полевом опыте на радиоак-тиено-загрязненной почве влияние комплексного применения средств химизации при возделывании в плодосменном севообороте картофеля сорта Кураж на его урожайность и качество. Установлено, что максимальный урожай картофеля получен при внесении ор-ганоминерального удобрения (навоз, 40 т/га+Ы75Р 3оК90) в комплексе со средствами защиты растений. Под влиянием средств химизации отмечено снижение крахмалистости клубней и сухих веществ. Наибольшее содержание витамина С получено по органо-минеральной и минеральной системах удобрения. Наиболее высокое накопление нитратов в клубнях картофеля отмечено при внесении минеральных удобрений в дозах М150Р60К90 и 1^225Р9<К27о как при отдельном, так и комплексном применении средств химизации. Содержание 137Ся в урожае клубней картофеля снижалось под влиянием средств химизации в 2,8-6,9 раза по сравнению с контролем.
Ключевые слова: картофель, сорт, севооборот, урожай, средства химизации, крахмал, 137Св.
Картофель - важнейшая продовольственная и техническая культура, мировое производство которой составляет около 275 млн т при площади посевов около 20 млн га. В Российской Федерации площади под картофелем превышают 3 млн га, а производство составляет около 35 млн т валового урожая [1].
Лидирующее положение по производству продовольственного картофеля в Центральном федеральном округе занимает Брянская область, где на душу населения производится более 300 кг картофеля в год [2]. Лучшими для выращивания картофеля считаются легкие песчаные и супесчаные почвы, которые в Брянской области занимают 256,4 тыс. га, или 20,1% общей площади [3, 4]. Мировой опыт возделывания этой культуры свидетельствует, что среди множества факторов, определяющих продуктивность и качество клубней картофеля, приобретают средства химизации. При этом комплексное использование средств химизации резко повышает их эффективность, когда каждый отдельный компонент создает условия для того, чтобы другие аг-рохимикаты могли максимально проявить свое действие на рост и развитие растений [5-8, 13, 14]. В условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий, наиболее эффективный агрохимический прием ограничения поступления 1в урожай сельскохозяйственных культур - применение повышенных доз калийных удобрений, известкование кислых почв, а также внесение азотных удобрений в оптимальных для культуры дозах [8,9]. Сбалансированный состав элементов питания в почве - основа повышения урожая и качества клубней картофеля, поэтому применение органических, минеральных удобрений, регуляторов роста и средств
защиты растений играет исключительно важную роль [6, 12,13, 14] и требует познания этих приемов химизации.
Цель работы - изучить и научно обосновать влияние комплексного применения различных систем удобрения, химических средств защиты и стимулятора роста на продуктивность и качество клубней картофеля в плодосменном севообороте в условиях радиоактивного загрязнения.
Методика. Исследования проводили в 2009-2013 гг. в стационарном полевом опыте на дерново-слабоподзолистой рыхлопесчаной почве, сформированной на древнеаллювиальной супеси, подстилаемой связным песком. Перед закладкой опыта агрохимические показатели пахотного слоя были следующие: рНсол - 6,7-6,9, Нг - 0,51-0,56 ммоль-экв/100 г почвы, сумма поглощенных оснований - 10,0-16,4 ммоль-экв/100 г почвы, содержание органического вещества -1,9-2,5 % (по Тюрину), обменного калия - 71-106 мг/кг, подвижного фосфора - 370-395 мг/кг (по Кирсанову). Плотность загрязнения опытного участка 137Св - 526666 кБк/м2. Сорт картофеля - Кураж. Повторность опыта - четырехкратная.
Опыт проводили в четырехпольном плодосменном севообороте со следующим чередованием культур: 1 -картофель; 2 - овес; 3 - люпин; 4 - озимая рожь. Полевые и лабораторно-аналитические исследования выполняли по общепринятым методикам [15, 16]. Схема опыта приведена в таблице. Всю расчетную дозу навоза и минеральных удобрений под картофель вносили весной под перепашку зяби. Для защиты растений от болезней, вредителей и сорняков применяли пестициды: зенкор, 50%-ный СП - 0,7 кг/га, титус, СТС - 0,050 кг/га, ридомил Голд МЦ, ВДГ - 2,5 кг/га, сектин Феномен, ВДГ - 1,25 кг/га, актара, ВДГ - 0,06 кг/га.
Погодные условия в период проведения исследований существенно различались: по степени увлажненности 2009 г. характеризовался как избыточно увлажненный, умеренными были 2011 и 2012 гг., засушливыми - 2010 и 2013 гг., которые характеризовались крайне низкими запасами продуктивной влаги в почве, дефицитом осадков и неравномерностью их выпадения. По этой причине урожайность клубней картофеля значительно колебалась по годам исследований. В среднем за 5 лет исследований в контрольном варианте урожайность клубней картофеля составила 8,5 т/га с колебаниями по годам исследований от 4,6 до 11,0 т/га (см. табл.).
В варианте с применением органических удобрений в виде подстилочного навоза КРС в дозе 80 т/га урожайность клубней картофеля по сравнению с контрольным вариантом возросла на 11,0 т/га. При этом следует отметить, что наиболее высокий урожай клубней в этом варианте получен во влагообеспеченные годы (2009, 2011,2012).
Выявлена высокая эффективность органомннераль- сравнению с органической системой составила 6,2 т/га,
ного удобрения. Так, при внесении 40 т/га подстилоч- что объясняется более высокой доступностью пита-
ного навоза в сочетании с эквивалентной дозой ЫРК тельных веществ органоминеральной системы удобре-
(N75Р90К.90) в среднем за 5 лет урожайность клубней ния для растений в первый год внесения, картофеля была 25,7 т/га. Прибавка урожая клубней по
Влияние средств химизации на урожайность и качество клубней картофеля
Вариант Урожайность, т/га Среднее Прибавка, т/га В среднем за 2009-2013 г.
опыта 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. от удобрений от пестицидов от гуми-стима крахмал, % сухое вещество, % аскорбиновая кислота, мг% нитраты, мг/кг удельная активность "'Се, Бк/кг
Контроль (без удобрений) 6,4 9,3 11,0 11,0 4,6 8,5 - - - 13,0 19,8 12,28 85 76
Навоз, 80 т/та 17,3 16,9 22,6 26,2 14,6 19,5 11,0 - - 12,6 19,3 12,29 178 31
Навоз, 40 т/та + 1)(,,1\чи 25,3 17,1 28,3 39,2 18,7 25,7 17,2 - - 12,4 19,0 12,74 176 25
13,5 12,8 21,8 36,6 13,4 19,6 11,1 - - 12,3 19,1 12,31 188 22
^5()Рб0К180 18,2 13,6 26,8 40,2 15,5 22,9 14,4 - - 11,8 18,8 12,70 201 20
^25Р9ОК.270 19,7 14,2 24,8 35,9 15,4 22,0 13,5 - - 11,6 18,5 12,60 222 18
Навоз, 40
т/та + М75РзоК9о + пестициды 27,7 21,0 29,3 42,7 20,9 28,3 - 2,6 - 12,2 18,9 12,94 198 19
М75РзоК9о + пестициды 16,3 13,5 23,8 37,2 16,4 21,4 - 1,8 - 12,3 19,2 12,19 184 22
^5()Рб0К180 + пестициды 24,1 20,6 28,7 34,3 23,3 26,2 - 3,3 - 12,0 18,8 12,68 200 17
^25Р9ОК.270 + пестициды 26,5 19,2 27,3 30,9 20,7 24,9 - 2,9 - 11,7 18,4 12,87 222 14
Навоз, 40 т/та + М75РзоК9о + пестициды + гумистим 32,8 26,7 37,6 43,2 23,4 32,7 - - 4,4 12,4 19,1 13,84 196 16
М75РзоК9о + пестициды + гумистим 16,8 19,8 31,2 38,1 17,1 24,6 - - 3,2 12,4 19,3 13,32 193 16
^5()Рб0К180 + пестициды + гумистим 29,0 19,8 33,8 43,0 22,7 29,7 - - 3,5 12,5 19,3 13,68 202 13
^25Р9оК270 + пестициды + гумистим 24,6 16,3 28,7 41,5 17,8 25,8 - - 0,9 12,5 19,1 13,25 211 11
НСР05 12 23 15 29 18 0,64 0,68 1,12 26 6
Применение минеральных удобрений в дозе Ы-^Рз(,Ку() повысило урожайность клубней картофеля в сравнении с контролем в среднем за 5 лет на 11,1 т/га. Наиболее высокая урожайность клубней картофеля в этом варианте-21,8 и 36,6 т/га соответственно получена в наиболее благоприятные по влагообеспеченности годы (2011, 2012).
При внесении средней дозы М^оРвоК^о прибавка урожая по сравнению с контролем достигла 14,4 т/га, а по сравнению с дозой Ы-^РзиК.у() увеличилась на 3,3 т/га, при этом самая высокая урожайность клубней картофеля (40,2 т/га) отмечена в благоприятном 2012 г. Применение повышенной дозы ^гоРэоК^о в отдельные годы способствовало повышению урожайности клубней картофеля, однако было неадекватным увеличению дозы минеральных удобрений. Прибавка урожая по сравнению с контролем составила в среднем 13,5 т/га, что в 1,1 раза ниже по сравнению с прибавкой, полученной при внесении средней дозы - М^оРвоК^о- Таким образом, эффективность применяемых доз ЫРК в годы с засушливым вегетационным периодом значительно снижается.
Исследованиями установлено, что урожайность клубней картофеля под действием пестицидов в зависимости от применяемой системы удобрения возраста-
ла в среднем за 5 лет с 21,4 до 28,3 т/га. Наибольшая прибавка урожая клубней картофеля 3,3 т/га от применения пестицидов получена по органоминеральной (навоз, 40 т/га + ^зРзоКэо) и минеральной (Ы, м,Рг,иК<;.|) системам удобрения.
Применение биопрепарата Гумистим в комплексе с другими средствами химизации обеспечило повышение урожая клубней картофеля в зависимости от фона удобренности от 3,2 до 4,4 т/га. В среднем за годы исследований получена максимальная урожайность по органоминеральной (навоз, 40 т/га + Ы-^РзиКу,,) и минеральной ОТзоРбоК^о) системам удобрения в комплексе со средствами защиты растений. Прибавка урожая составила, соответственно, 4,4 и 3,5 т/га.
Результаты проведенных биохимических исследований свидетельствуют, что в аминокислотном составе клубней картофеля произошли некоторые количественные изменения (см. табл.).
Под влиянием изучаемых средств химизации отмечено снижение не только крахмалистости клубней картофеля, но и сухих веществ по сравнению с неудобренным контролем (по всем изучаемым вариантам), при этом применение стимулятора роста способствовало уменьшению снижения содержания сухих веществ.
Применение подстилочного навоза, 80 т/га и органоми-нерального удобрения (навоз, 40 т/га + ^РзоКдо) приводило к снижению содержания крахмала в клубнях картофеля на 0,4-0,6% и сухих веществ на 0,5-0,8%. Минеральные удобрения также снижали содержание крахмала и сухих веществ в клубнях картофеля, как при отдельном внесении, так и при комплексном применении. С увеличением доз минеральных удобрений до N1 зоРбоК]8о - N22^9!,К.2-П отмечалось последовательное снижение содержания крахмала и сухих веществ в клубнях картофеля. В целом изучаемые средства химизации снижали содержание крахмала на 0,4-1,4% и сухих веществ на 0,5-1,3% в клубнях картофеля относительно контроля.
Проведенными исследованиями установлено, что содержание аскорбиновой кислоты (витамин С) в клубнях картофеля изменялось в зависимости от погодных условий и применяемых средств химизации. Так, в условиях засушливых периодов вегетации 2010 и 2013 г., содержание витамина С в клубнях картофеля по сравнению с более благоприятными 2009, 2011 и 2012 г. было значительно ниже. Удобрения положительно влияли на содержание витамина С в клубнях картофеля, заметно повышая его. Наиболее высокое содержание витамина С в среднем за годы исследований отмечено в вариантах с органоминеральной системой удобрения (навоз, 40 т/га + ^РзоКдо) - 13,84 мг% и средней дозой (N1 зоРбоК]8о) - 13,68 мг% при комплексном применении средств химизации, включая стимулятор роста Гумистим.
Содержание нитратов в клубнях картофеля зависело от погодных условий вегетационных периодов и систем удобрения. Оно возрастало в вариантах с повышенными дозами азота в составе ЫРК. однако, не превышало норматив (250 мг/кг). В среднем за годы исследований содержание нитратов в клубнях картофеля по вариантам опыта варьировало от 85 до 222 мг/кг физической массы клубней.
Максимальная концентрация 137Св в клубнях картофеля отмечена в контрольном варианте. В среднем за годы исследований она составила 76 Бк/кг при нормативе 120 Бк/кг (СанПиН 2.3.2.1078-01). Подстилочный навоз в дозе 80 т/га снижал содержание 137Св в клубнях картофеля по сравнению с контролем в 2,5 раза. Внесение органоминерального удобрения (навоз, 40 т/га + ]Ч75РзоК9о) снизило переход радиоцезия в урожай клубней картофеля в 3 раза. От применения минеральных удобрений в возрастающих дозах от М70Р 30К90 до N225^90-^.27о отмечено снижение концентрации радиоцезия в клубнях картофеля в среднем за годы исследований от 3,8 до 4,2 раз.
Комплексное применение средств химизации (удобрения, средства защиты, биопрепарат Гумистим) способствовало росту урожайности клубней картофеля и приводило к снижению концентрации радиоцезия в клубнях. Наибольшее снижение концентрации 137Св - в 6,91 раза получено в варианте N22-^9! >К-2-и при комплексном применении средств химизации.
Таким образом, на радиоактивно загрязненной дерново-подзолистой песчаной почве в плодосменном севообороте максимальный урожай клубней картофеля -32,7 т/га достигался от органоминеральных удобрений при их внесении в дозах: навоз, 40 т/га + Ы-^РзиКу,, в комплексе со средствами защиты растений и стимулятором роста растений Гумистим.
Под влиянием изучаемых средств химизации отмечено снижение содержания крахмала по вариантам опыта на 0,4-1,4% и сухих веществ на 0,5-1,3% относительно контроля.
Наиболее высокое содержание витамина С в среднем за годы исследований отмечено при внесении удобрений: органоминеральных в дозах навоз, 40 т/га + N75P30K90 -13,84 мг% и минеральных - Ni5oP6oKi8o - 13,68 мг % при комплексном применении средств химизации.
В среднем за годы исследований содержание нитратов в клубнях картофеля в зависимости от погодных условий и действия средств химизации по вариантам опыта изменялось от 85 до 222 мг/кг сырой массы, при нормативе 250 мг/кг. Наиболее высокое содержание нитратов в клубнях картофеля отмечено при внесении минеральных удобрений в дозах Ni50P 60K180 и N225P90K270 как при отдельном, так и при комплексном использовании средств химизации.
Применяемые системы удобрения снижали удельную активность 137Cs в клубнях картофеля по сравнению с контрольным вариантом в 2,8-6,9 раза при средней удельной активности на контроле 76 Бк/кг. Полученный урожай товарного картофеля по уровню удельной активности в нем соответствует санитарно-гигиеническому нормативу. Литература
1. Чухина, О. В. Урожайность и качество клубней картофеля при применении удобрений в Вологодской области / О.В. Чухина, Ю.П. Жуков // Агрохимия. - 2012. - №6. -С. 29-34. 2. Белоус U.M., Симонето Н.К., Шаповалов В.Ф., Кондратов Ю.Л. Продуктивность и качество клубней картофеля при различных системах удобрения // Плодородие. - 2009. - №5. -С. 13-15. 3. Белоус, Н.М. Продуктивность пашни и реабилитация песчаных почв / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов. - Брянск: БГСХА, -2006. - 432 с. 4. Федотова, Л.С. Эффективность удобрений в интенсивном севообороте с картофелем: авто-реф.дисс. к. с.-х. н. / J1.C. Федотова. - М.: ВНИИКХ, 2003. - 51 с. 5. Белоус H.H. Агроэкологическая эффективность технологий возделывания картофеля / И.Н. Белоус, Д.Н. Прищеп //Вестник БГСХА. - 2009,- №6. - С. 40-45." 6. Молявко, A.A. Комплекс агроприемов повышает рентабельность возделывания картофеля / A.A. Молявко, A.B. Марухленко, Н.П. Борисова // Картофель и овощи. - 2011. - №1. - С. 6-7. 7. Береснев Б.Г. Удобрение картофеля в условиях радиоактивного загрязнения дерново-подзолистой песчаной почвы / Б.Г. Береснев, Н.М. Белоус и др. // Агрохимия,- 1994,- №3. - С. 49-60. 8. Ториков В.Е. Качество переработки сортов картофеля на различных фонах минерального удобрения / В.Е. Ториков, A.B. Марухленко, М.П. Борисова и др. // Вестник Брянской ГСХА.-2012.-№3.-С.9-12. 9. Алекса-хил, P.M. Ведение земледелия на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению / P.M. Алекса-хин, Т.Л. Жигарева, А.Н. Ратников, Т.П. Попова // Земледелие. - 2006. - №3. - С.22-27. 10. Санжарова, H.IL Переход 137Cs в растения из дерново-подзолистой почвы в зависимости от доз калия и степени его подвижности / Н.И. Санжарова, Н.В. Белова, П.И. Юриков, Л.А. Воробьева, Ф.В. Спиридонов // Агрохимия. - 2004. -№7. - С. 56-66. 11. Котиков М.В., Богомаз М.А., Ториков В.Е. Урожайность сортов картофеля при применении водорастворимых удобрений террафлекс // Проблемы агрохимии и экологии.-2011.-№2. - С. 58-60.
12. Белоус Н.М., Влияние средств химизации на урожайность и качество картофеля в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, Г.П. Малявко, Д.П. Шлык // Земледелие. -2015.-№2.-С.28-30. 13. Белоус Н.М. Влияние удобрений на урожайность и кулинарные качества картофеля// Агрохимия.-1995.-№10,- С.55-61. 14. Белоус КН., Коренев В.Б., Воробьёва Л.А. Влияние сочетания органических и минеральных удобрений в севообороте на продуктивность сельскохозяйственных культур и пло-
дородие почвы// Молодой ученый,- 2015,- №8.3 (88.3)-С.4-10. 15. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта. -М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с. 16. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. - М.:Колос, 1985. - 112 с. 17. Сычев В. Г. Способ возделывания сельскохозяйственных культур, загрязненных радионуклидами / В. Г. Сычев, Н. М. Белоус, В. Ф. Шаповалов, В. Ф. Моисеенко, Г. Е. Мерзлая, Р. А. Афанасьев, М. О. Смирнов // Патент на изобретение № 2282978. - РФ, 2006.
EFFICIENCY OF THE INTEGRATED APPLICATION OF CHEMICALS AT THE GROWING OF POTATO UNDER
RADIOACTIVE CONTAMINATION I). P. Shfyk1, V.F. Shapovalov1, B. V. KoreneV\ V.V. Tafyzin1 1 Bryansk State Agrarian University, uL Sovetskaya 2, Kokino, Vygonichi raion, Bryansk oblast, 243365 Russia,
e-mail: sev_84@maiLru 2Novozybkovo Agricultural Experimental Station, All-Russian Research Institute of Lupine, Opytnaya Stantsiya 1G, Novozybkovo raion, Bryansk oblast, 243020 Russia The effect of the integral application of agrochemicals on the yield and quality ofpotatoes at the cultivation of the Kurazh potato cultivar in a crop rotation on radioactively contaminated soil has been studied in a long-term field experiment. It has been found that the maximum potato yield was obtained at the application of organomineral fertilizer (manure 40 t/ha + N75P30K90) in combination with agrochemicals. A decrease in the content of vitamin C was observed under the effect of the organomineral and mineral fertilizing systems. The highest content of vitamin C in potato tubers has been obtained at the application of mineral fertilizers at rates of NjsgPggKgo and N225P90K270 separately or in combination with agrochemicals. The content of137Cs in potato tubers decreased under the effect of agrochemical by 2.8-6.9 times compared to the control. Keywords: potato, cultivar, crop rotation, yield, agrochemicals, starch, 137Cs.
