CC BY
95
тавшиеся образцы — с помощью более мощных ПЦР дни, начиная от подготовки объекта к анализу и за-
или ОТ-ПЦР — МГА-ИФА методов. канчивая регистрацией полученных данных, чтобы
На сегодняшний день молекулярная диагноста- сделать возможным их массовое применение,
ка вирусных и вироидных инфекций достигла пре- Авторы выражают глубокую благодарность колле-
дельной чувствительности, когда в соответствующих гам из ВНИИ картофельного хозяйства имЛГЛорха
условиях реальным становится определение единич- и ВНИИ фитопатологии за помощь в постановке этого
ных молекул фитопатогена в целом растительном исследования.
организме. Дальнейшее их совершенствование будет Работа поддержана грантом РФФИ N2 06-04-
определяться техническим упрощением каждой ста- 08290.
Литература.
1. Анисимов Б.В., Усков А.И., Симаков ЕА. и др. (2005). Методика проведения полевых обследований и послеуборочного контроля качества семенного картофеля. М.: «Икар»,
2. Бобкова А.Ф., Блинцов А.Н, Чирков С.Н. (2003). Пиротест — метод иммуноферментного анализа вирусов картофеля. Аграрная Россия, 3:23 — 27.
3. Дрыгин Ю.Ф., Мусин С.М., Кондакова ОА., Савенков Е.И., Соломатин С.В.,Можаева К.А., Атабеков И.Г. (1996), Молекулярная диагностика зараженности оздоровленных сортообразцов картофеля Российской Федерации вироидом веретеновидности клубней. Доклады РАСХН 6:24-25.
4. Киселева В.И., Турчинский М.Ф., Колесник Т.Б., Поверенный А. М. (1994). Использование диэтилентриаминхлорплатины в гибридиза-ционном анализе специфических последовательностей нуклеиновых кислот. Биоорган, хим. 20:14-20.
5. Кондакова, О А., Дрыгин, Ю.Ф. (1999). Диагностика вироидного заболевания картофеля зондами (диен)Р1-ДНК. Биотехнология 4: 83-90.
6. Симаков ЕА., и др. О совершенствовании научного обеспечения производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля в России (2004). М., ВНИИКХ.
7. Чирков С.Н., Новиков В.К., Бобкова А.Ф., Атабеков И.Г. (2000). Пиротест — усовершенствованный вариант иммуноферментного анализа вирусов картофеля. Защита и карантин растений, 12:15-16
8. Чирков С.Н., Осипов А.П., Атабеков И.Г. (2002). Наборы «Пиротест» для лабораторной диагностики вирусов картофеля. Картофель и овощи. 1:29.
9. Chomczynski, P. and N. Sacchi (1987). Single-step method of RNA isolation by acidguanidinium thiocyonate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem. 162: 156—159.
10. Clark, M.F. and A. N Adams (1977). Characteristics of the microplate method of enzyme-linked immunosorbent assay for the detection ofplant viruses. J. gen. Virol. 34:475—483.
11. Malinowski, T. (1996). In: H.-WDehne, GAdam. etal. (Eds.) Developments in Plant Pathology, vol.ll, Kluv/er Acad. Publishers, .445-448.
12. Mizenina, О. А., О. V. Borisova, V. К Novikov, O. A. Evtushenko, A. A. Baykov and J. G Atabekov (1991). Inorganic pyrophosphatase from E. coli as a label for the detection ofplant viruses by ELISA. J. Phytopathol. 133:278-288.
13. Mozhaeva, K.A., NVGirsova, N. V. and T.B. Kastalyeva (2002). Main causes of Potato Spindle Tuber Viroid distribution in seed potato in Russia in 1990s. J. Russ. Phytopath. Soc. 3: 39-42.
14. Semancik, J.S. Viroids and Viroidlike Pathogens (1987). (Semancik, J. S., Ed.). CRC Press, Boca Raton, FL 127-160.
15. Surguchova N., Chirkov S., Atabekov J. (1998) ELISA-test bei Nepoviren mit einem neuen Enzym — einer anorganischen Pyrophosphatase aus Escherichia coli. Arch.Phytopath.Pflanz., 31: 535-541.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В КАРТОФЕЛЕВОДСТВЕ РОССИИ
А. В. КОРШУНОВ Л.С. ФЕДОТОВА
ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г.Лорха
НА. ШИЛЬНИКОВ
НИ. АХАНОВА
М.М. ОВЧАРЕНКО
НИИ агрохимии им. Д.Н.Прянишникова
В российском земледелии существует неадекватное суждение об оценке экологических последствий химизации сельского хозяйства, которое сильно преувеличено в сторону ее издержек.
Конечно, экологический риск необдуманного применения средств химизации существует. Однако рациональное использование удобрений не представляет существенной опасности для окружающей среды. Гораздо хуже, если элементы минерального питания не
будут вноситься или их дозы окажутся необоснованно малы. Даже сторонники органобиологического земледелия признают необходимость минеральных удобрений для восполнения выноса питательных элементов с урожаями сельскохозяйственных культур. Поэтому для современного картофелеводства решение экологических проблем применения агрохимикатов заключается в оптимизации их доз, а не в отказе или минимальном применении. Именно рациональные дозы минеральных удобрений, химическая и биологическая мелиорация в совокупности с оптимальной агротехникой и севооборотами, адаптированными к почвенно-климатическим условиям, способствуют поддержанию устойчивости и высокой продуктивности агроценозов.
Известный немецкий ученый в области биологического растениеводства Г.Кант [2] допускает разумное использование минеральных удобрений и пестицидов. По его утверждению, агроландшафт выпол-
няет свою многофункциональную роль только, если земледелие будет «интегрированным», «щадящим», включающим положительные стороны альтернативных и интенсивных технологий.
На сегодняшний день Россия — единственная страна в мире, где вносить удобрения и получать высокие урожаи стало экономически нерентабельно. Тем не менее, развитие сельского хозяйства без научно обоснованной системы их применения на фоне максимального использования элементов био-логизации производства невозможно.
Для большинства пахотных почв Российской Федерации характерны низкие показатели плодородия (высокая кислотность, низкое содержание доступных питательных элементов, гумуса и др.). В связи с этим использование минеральных и органических удобрений — необходимое условие высокой рентабельности аграрного производства. Дозы их внесения нужно рассчитывать балансовыми методами, с учетом результатов почвенной диагностики и планируемой урожайности.
Первоочередное мероприятие по повышению плодородия кислых почв Нечерноземной зоны — известкование. Как известно, картофель относительно спокойно переносит кислотность почвы, оптимальная реакция среды для него находится в интервале pH 5,0...5,5. Однако многочисленными исследованиями установлена высокая отзывчивость культуры на применение известковых веществ. За 12 летний период наблюдений среднегодовая окупаемость картофелем 1 кг доломитовой муки в случае ее внесения по 0,5 гк. составила 4,1. ..8,0 кг, а по 1,0 г.к. —
3,5...4,6 кг клубней. Оптимальные дозы мелиоранта (3...7 т/га доломитовой муки в физической массе) позволяли экономить до 30 % азотных удобрений.
В то же время известкование почвы часто сопровождается распространением парши обыкновенной на клубнях из-за чего в картофельных севооборотах оно, как правило, не проводится. В связи с этим задача селекционеров, наряду с выведением сортов устойчивых к фитофгорозу и вирусным болезням, — усиление работы по созданию картофеля, устойчивого к парше.
На сегодняшний день компромиссным решением этого вопроса можно считать замену известкования почвы в картофельных севооборотах на комплексное минеральное питание, которое, помимо азота, фосфора и калия, должно обязательно включать кальций, магний и серу. Картофель хорошо отзывается на внесение магния, содержание которого должно находиться на уровне 33...49 мг/100 г почвы. При наличии этого элемента в достаточном количестве лучше развиваются клубни и корнеплоды, чем ботва. Поступление магния в растения определяется не только концентрацией его доступной формы в питательной среде, но и зависит от соотношения с другими катионами. Значительное преобладание кальция над магнием и калием при внесении высоких доз мела, извести и других кальцийсодержащих материалов — основная причина отрицательного действия этих мелиорантов.
При выращивании картофеля на легких почвах очень часто сталкиваются с недостатком магния и даже маг-
ниевым голоданием, которые усиливаются от внесения высоких доз калия, а также от присутствия в почвенном растворе солей алюминия и марганца. Чем кислее почва, тем выше должна быть доза магниевых удобрений. При pH < 5, если не используется навоз, желательно ежегодное применение их растворимых форм (магний сернокислый, калимагнезия) весной под все культуры. На почвах с нейтральной реакцией (pH — 6...7) магния содержится больше, поэтому его можно вносить только под наиболее требовательные культуры (картофель, свекла) из расчета 30...40 кг/га М§0, или 190...250 кг/га магния сернокислого в физическом весе. Дунит и другие силикаты магния (например, доменные шлаки) на кислых почвах нужно применять в повышенных дозах (0,5... 1 т/га в физической массе) осенью под перепашку почвы для лучшего растворения.
В последние годы в сельском хозяйстве нашей страны широко используются финские комплексные удобрения. Однако следует отметить, что применительно к условиям Российской Федерации в их составе содержится недостаточное количество кальция, магния и микроэлементов. На основании результатов полевых опытов, проведенных учеными ВНИИКХ [3] можно рекомендовать внесение комплексного удобрения здРм даК120 72СаЮ0М§5(^п4 Мп8В25Си2, доза кальция и магния в котором рассчитана исходя из среднестатистических данных по потерям с ин-фильтрационными водами и выносом с урожаем картофеля. Использование таких доз и соотношений элементов питания обеспечивало увеличение урожайности, по сравнению с абсолютным контролем, на 57.. .76 %, высокую крахмалистость клубней, низкое содержание нитратов, отсутствие потемнения мякоти в течение суток после варки. В опыте использовали как готовые комплексные удобрения («Кемира картофельная», «Кемира универсал»), так и смеси простых удобрений. Разница по урожайности между этими вариантами была не существенной, а при ценах сложившихся в последние годы в различных регионах Российской Федерации [5] для основного внесения экономически более выгодны смеси простых удобрений, использование которых обходится в 1,5 раза дешевле, чем многокомпонентных.
Для компенсирования отрицательного влияния стрессовых климатических ситуаций (кратковременные засухи или избытокдождей), которые почти ежегодно повторяются в период вегетации в различных зонах страны и приводят к существенному снижению урожайности и качества продукции, необходимо шире применять корневые или внекорневые подкормки. В опытах, проведенных в условиях Рязанской и Московской областей на серой лесной и дерново-подзолистой среднесуглинистых почвах [6], было установлено, что внесение удобрений дробно и локально (под фрезерную нарезку гребней в дозе ТМ^Р^К^К^Д и через 2 недели при окучивании — К2| Р17КЙЛ^585) обеспечивает формирование высокого урожая картофеля достаточно хорошего качества с пониженным содержанием нитратов. Такой способ
снижает отрицательную нагрузку на почвенную микрофлору и увеличивает коэффициент использования элементов питания в дождливые и засушливые годы.
Отмечена высокая эффективность внекорневых подкормок хелатированными формами микроэлементов, которые характеризуются пролонгированным действием на растительные ткани. Так, в середине июля 2006 г. в Касимовском районе Рязанской области наблюдалась длительная засуха, которая отрицательно сказалась на состоянии ботвы картофеля. Кроме того, при проведении листовой диагностики был обнаружен недостаток ряда микроэлементов (железа, меда, бора, цинка) в растениях. После опрыскивания посадок раствором комплексного удобрения Акварин-12, в состав которого входит №К + (Ре, 7п, Си, Мп)ЭДТА, зафиксировано интенсивное нарастаниелистовош аппарата и его длительная работа без признаков фитофтороза, что способствовало получению около 50 т/га клубней с площади 250 га.
Экологически оправданным агроприемом можно считать подкормки такими новыми препаратами, как МиБАС (водный концентрат микроэлементсодержащих производных лигнина) и ЖУСС (жидкие хелат-ные микроудобрительные составы), совмещенные с обработкой пестицидами. Интегрированное использование новейших достижений химической промышленности позволяет полнее раскрыть биопотенциал картофеля при одновременном снижении доз пестицидов.
Одна из серьезных проблем последних десятилетий —резкое сокращение содержания органического вещества в почве. Потери гумуса в дерново-подзолистых почвах Нечерноземья достигли 40 % от исходного, а в Черноземной зоне — 27 %. Эго отрицательно сказывается на агрофизических характеристиках почвы — происходит ее уплотнение, нарушается структура (снижается количество агрономически ценных агрегатов размером 0,25... 10 мм), ухудшается воздушный, тепловой, водный и пищевой режимы. Появляется удушье картофеля во время дождливых периодов, снижается качество комбайновой уборки, увеличивается расход удобрений и др. В универсальных севооборотах ежегодные потери гумуса достигают 500... 1000 кг/га, в пропашных —
800... 1500 кг/га. Исходя из того, что использование 1 т хорошо подготовленного навоза обеспечивает формирование 40... 50 кг гумуса, для восполнения его запасов в пропашных севооборотах требуется ежегодное внесение
16...30 т навоза на 1 га пашни. Однако реальная величина этого показателя на период до 2010 г по прогнозам ученых не превысит 2 т/га (Сычев В.Г., 2005).
Применять навоз и минеральные удобрения под картофель в один год не эффективно из-за резкого ухудшения качества продукции. Поэтому желательно органику (40...60 т/га) вносить под предшественник, а средние дозы минеральных туков — непосредственно при посадке картофеля.
Сочетание органических и минеральных удобрений вместе с правильным чередованием культур в севообо-роте способствует активизации деятельности почвенной микрофлоры, регулирующей процессы иммобилизации азота и минерализации органического вещества почвы.
Пополнение запасов органики почвы должно происходить не только с помощью внесения традиционных органических удобрений и компостов на их основе, но и путем расширения посевов сидераль-ных культур, многолетних трав, интродукции высокопродуктивных бобовых культур, введения в севообороты промежуточных посевов, рационального использования соломы зерновых.
Зеленое удобрение — альтернативный источник органического вещества и биологического азота. Сидераты мобилизуют и вовлекают в биологический круговорот фосфор, калий, кальций, магний и микроэлементы из нижележащих горизонтов почвы. Кроме того, посевы этих культур снижают засоренность полей, выполняют фитосанитарную роль, улучшают водно-физические свойства почвы, повышают продуктивность севооборота.
В стационарном полевом опыте ВНИИКХ на дер-ново-подзолистой супесчаной почве (2004-2006 гг.) прибавка урожая картофеля от заделки донника составила 4,2 т, а люпина — 3,7 т/га. Наибольшая в эксперименте урожайность (38,7...38,9 т/га) была зафиксирована после запашки донника на фоне известкования доломитовой мукой (по 0,5 и 0,75 г.к.) и металлургическим шлаком (по 0,5 гк.). В образцах почвы, взятых осенью после запашки сидератов, отмечено существенное снижение численности личинок нематоды.
Картофель, выращенный на фоне зеленого удобрения, характеризовался высоким содержанием сухих веществ, крахмала, аскорбиновой кислоты, хорошим вкусом после варки.
Запашка бобовых сидератов и известкование способствовали улучшению азотного режима почвы, что привело к удлинению периода вегетации картофеля. Механическое удаление ботвы прервало процесс восстановления нитратного азота до аммиака, который, как известно, у картофеля наиболее активно протекает в листьях. Поэтому клубни наряду с повышенной концентрацией белка отличались значительным содержанием нитратов. Это еще раз подчеркивает важность проведения уборки в период наступления физиологической зрелости, который определяется биологическими особенностями сортов картофеля. Суммарная прибавка от запашки бобовых сидератов и известкования составила 5,9...8,4 т/га клубней картофеля, или 1,5...2,1 т/га зерн. ед.
Дешевый источник органических и минеральных веществ — солома зерновых культур. Экономически выгодно и экологически безопасно послеуборочные остатки зерновых предшественников — солому и жнивье — хорошо измельчать и заделывать в почву на 0... 10 см для максимально возможного их разложения еще до наступления зимы. При глубокой запашке соломы (0...20 см) в условиях, близких к анаэробным, в почве образуются фитотоксические вещества (Н-гидрокси-бензойная, кумаровая, салициловая, феруловая кислота и др.) [4]. Один из факторов, снижающих депресси-рующий эффект соломы, — уменьшение глубины ее заделки. Наилучшие результаты можно получить при
внесении ее в верхний слой почвы (0...6 см). Заделку проводят в два следа дисковыми (если поле засорено однолетними сорняками) или лемешными лущильниками, чизельными культиваторами (для уничтожения пырея и других корневищных сорняков).
Высокая урожайность зерновых (40...50 ц/га) приводит к увеличению массы соломы, повышению концентрации токсичных соединений и усилению ее депрессивного влияния. Во избежание таких негативных процессов необходимо создать наилучшие условия для разложения органического вещества, что становится возможным при совместном использовании зеленого удобрения и соломы. Этот прием очень подходит для южных регионов нашей страны, где запасов тепла достаточно для накопления сидеральными пожнивными культурами высокой биомассы. В таких условиях целесообразно высевать бобовые сидераты после обработки стерни с измельченной соломой дисковыми орудиями. В северных регионах на каждую тонну соломы необходимо дополнительно вносить 10 кгЫ по д. в. или 30 кг аммиачной селитры в физической массе, поскольку из-за низкого содержания азота в соломе (С: N =
60... 100) происходит его иммобилизация микробной биомассой почвы. Этот процесс продолжается до тех пор пока отношение С:ТЧ не достигнет 20.
Для здоровья людей и животных значительную опасность представляет потребление сельскохозяйственной продукции с высоким содержанием нитратов, из которых в желудочно-кишечном тракте образуются канцерогенные нитриты. В России предельно-допустимая концентрация N03 в картофеле составляет — 250 мг/кг сырых клубней и 80 мг/кг — для детского питания. Из общего количества нитратов с овощами и картофелем в организм человека поступает 60...80 %, с водой —
20...30 %, с мясом — 10... 15 %, с фруктами и молоком —
5...10 % [1]. Накопление нитратов обусловлено различными факторами: экологическими (климат, плодородие почвы, свет, температура, влажность), генетическими (сортовые особенности, возраст растений), агротехническими (использование удобрений, сроки посадки и уборки, полив и др.). Длина периода вегетации и скороспелость сорта существенно влияют на накопление нитратов. В динамике их количество в картофеле изменяется — от максимального в начале образования клубней до минимального к осени в результате связывания образующимися углеводами. Так, на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве содержание нитратов у раннего сорта Домодедовский снижалось за этот период с 231 до 125 мг/кг, или в 1,8 раза, а у среднепозднего сорта Лорх
— с 265 мг до 82 мг/кг, или в 3,2 раза. При поздней посадке картофель не успевает реализовать потенциальные возможности ботвы и поступившие нитраты остаются в клубняхвсвободном состоянии. На вьпцелоченныхчер-ноземах Среднего Поволжья это приводило к более значительному их накоплению, чем внесение навоза. Повышение концентрации нитратов в клубнях одинаково возможно в случае поздней посадки, поражения ботвы фитофгорозом или при ранней уборке. Поэтому необходимо направить все организационные и агротехнические мероприятия на то, чтобы картофель дольше вегетировал (проращивание и прогрев клубней, оптимально ранние сроки посадки, предотвращение гибели ботвы от фитофтороза или очень раннего скашивания). Прием, способствующий снижению нитратов в клубнях, — химическое удаление ботвы за 7... 10 дн. до уборки. Его использование дает возможность уменьшить занитрачен-носгь продукции на 20...22 %. Механическое скашивание ботвы, наоборот, приводит к увеличению концентрации нитратов в клубнях на 25...31 %>.
Получение экологически чистой продукции с низким содержанием ионов N0^ обеспечивается путем реализации таких мер, как разумное ограничение доз минеральных и органических удобрений, а также их равномерное внесение, отказ от весеннего использования навоза, оптимизация доз азота при расширенном соотношении в пользу фосфора, посадка в оптимально ранние сроки, преимущественное выращивание среднеспелых и среднепоздних сортов вместо ранних, исключение механического удаления ботвы и использование только химической десикации и др. Уменьшить концентрацию нитратов в выращенной продукции можно с помощью кулинарной обработки, состоящей из очистки и варки клубней, а также путем использования ее в более поздние сроки.
Таким образом, развитие картофелеводства в Российской Федерации возможно в результате реализации комплекса научно обоснованных агроприемов. Таких как интегрированное применение пестицидов и сбалансированных доз минеральных удобрений на основе проведения почвенно-растительного мониторинга с максимальным использованием биологических факторов, повышающих продуктивность картофельных севооборотов. Применение агрохимикатов должно осуществляться с учетом биологических особенностей сортов картофеля в конкретном почвенно-климатическом регионе с соблюдением соответствующих регламентов в целях обеспечения экологической безопасности окружающей среды.
Литература.
1. Ильницкий А.П. Нитраты как новый средовый фактор, оказывающий влияние на здоровье человека// Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде. — Пущине, 1989. — С. 130.
2. Кант Г. Биологическое растениеводство: возможности биологических агросистем (перев. с нем.). — М., ВО «Агропромиздат», 1988. —208с.
3. Коршунов А.В., Федотова Л.С., Абазов А.Х., Гаитов М.Ю. Применение минеральных удобрений, модифицированных мезо- и микроэлементами, под картофель (Рекомендации). М., 2002. — 42 с.
4. Ницэ Л.К. Антропогенное действие на биологический потенциал почвы. — В сб. международной научной конференции ИрГСХА «Плодородие почв, эффективность средств химизации и методы оптимизации питания растений» — Иркутск — 2005. — С. 83-87.
5. Попов П.Д., Андреев С.С., Шафран С А. Формирование ассортимента минеральных удобрений в современных условиях. Плодородие, 2002, №6(9), с. 11-15.
6. Шестаков Н.И. Урожайность и качество картофеля в зависимости от технологии внесения и системы минеральных удобрений. — Автореф. канд. дис., Рязань, 2006. — 22 с.
