CC BY
166
Особенности роста растений и продуктивность раннего картофеля при внесении минеральных удобрений
Э. Э. Браун, д.с.-х.н., профессор,
М.К. Куаналиева, магистрант,
Западно-Казахстанский АТУ им. Жангир хана
Повышение урожайности картофеля, качества его клубней, а также рентабельности картофелеводства в большой степени зависит от оптимальных доз удобрений применительно к определённым агроэкологическим условиям региона. В связи с этим в течение трёх лет нами изучалось действие удобрений на рост, развитие растений, урожай и качество клубней раннего картофеля. Почвенный покров представлен тёмно-каштановыми среднесуглинистыми почвами, сложенными мощными суглинистыми отложениями (они не засолены), содержание гумуса в пахотном горизонте достигает 3,9%. Мощность гумусовых горизонтов — 45—56 см, вскипание — с 45—50 см. Общее содержание азота в почве составляло от 0,326 до 0,368%, подвижного фосфора — 3,8— 4,2 мг, калия — 52,6—62,8 мг на 100 г почвы, рН - 7,0—7,2.
Сорт Невский — среднеранний, районированный. Высаживали клубни массой 60—80 г, площадь питания 70x35 см. Клубни до посадки проращивали на свету в течение 40 дней. Общая площадь делянки 100 м2, учётной — 56 м2. Повторность — четырёхкратная. Опыты проводили на орошаемом участке. Влажность почвы поддерживали поливами в пределах 70—80% НВ. Применяли следующие формы удобрений: NH4NO3, Ca(H2PO4)2 . H2O, 40% KCl . NaCl. Удобрения вносили весной под перепашку зяби. Уборку проводили в первой декаде августа.
Общий азот, фосфор и калий в растительных пробах определяли в одной навеске ускоренным методом после мокрого озоления по Троицкому и Пиневич (вариант Майбороды [1]) с последующим определением азота на фотоэлектрокалориметре с реактивом Несслера, фосфора — по методу Дениже в модификации Труога и Мейера, калия — на пламенном фотометре [2].
В период вегетации растений вели наблюдения за ростом, развитием растений, формированием ассимиляционной поверхности листьев (методом высечек), интенсивностью фотосинтеза (методом половинок), определяли структуру урожая, крахмалистость клубней и содержание витамина С.
Исследованиями установлено, что удобрения не оказывали влияния на прорастание картофеля. Однако фенологические наблюдения показали, что на вариантах, где вносились высокие, а также умеренные дозы фосфора (90—20 кг) и малые дозы азота и калия (60 кг), фазы развития (бутонизация и цветение) начинались на 4—5 дней и заканчивались на 5—7 дней раньше.
В условиях различного уровня питания формировались растения неодинаковой мощности. При усиленном азотном питании растения достигали большей высоты. При внесении высоких доз фосфора (90—120 кг/га) и умеренных доз азота и калия (60 кг/га) формировались толстые, хорошо облиственные стебли. При внесении же высоких доз азотных и калийных удобрений, хотя и формировалась мощная надземная масса, однако стебли были тонкими, а листья — более мелкими.
Внесение азотных и калийных удобрений без фосфорных тормозило ростовые процессы. Наилучшее развитие растений наблюдалось при совместном внесении NPK в соотношении 1:2:1 и 1:1,5:1. Так, при внесении ^0Р120К60 на куст приходилось в среднем 8 стеблей, или на 1,9 стебля больше, чем на неудобренном варианте, листьев было соответственно 209,2 и 162,2, или на 40,6 листа больше (табл. 1).
Условия питания влияли не только на формирование листового аппарата. Определение интенсивности фотосинтеза через 50—60 дней после посадки выявило, что этот показатель на единицу листовой поверхности зависит не столько от дозы удобрений, сколько от их сочетания. Самая высокая интенсивность фотосинтеза отмечена при внесении ^0Р120Кб0 и ^0Р90Кб0. Внесение фосфора и калия по 60 кг/га незначительно повышало интенсивность фотосинтеза. Внесение азота и фосфора в таком же сочетании увеличивало интенсивность фотосинтеза на
0,94—1,56 мг/дм2/час по сравнению с неудобренным вариантом.
Внесение азота и калия без фосфора практически не изменяло интенсивность фотосинтеза, а в отдельные годы даже снижало её. Растения с более плодородного фона, начиная с первого периода развития, обгоняют в росте растения, возделываемые без удобрения или с исключением какого-либо элемента питания, и имеют большой прирост зелёной массы. Так, при внесении ^0Р120К^0 надземная масса одного куста составила 611 г, а без удобрений — 379 г, масса листьев с 1 га составила соответственно 13,6 и 8,1 т, стеблей — 11,2 и 7,3 т.
Внесение удобрений в любых дозах и их сочетаниях приводило к большому приросту надземной массы, кроме одного варианта — парного сочетания азота и калия без фосфора. При внесении удобрений в дозе ^0Р120 без фосфора масса листьев с 1 га уменьшилась на 2,1 т, а стеблей — на 0,9 т. При внесении NPK в соотношении 1:2:1 и 1:1,5:1 формировался более мощный листовой аппарат и стеблей, что способствовало более раннему смыканию растений в рядах и междурядьях.
Определение сухого вещества показало, что его содержание в листьях, стеблях и клубнях во многом зависит от доз минеральных удобрений и сочетаний в них питательных элементов. Содержание сухого вещества в листьях колебалось от 11,1 до 12,6%, в стеблях — от 10,0 до 12,2%, в клубнях — от 16,9 до 19,2%. Наибольшее содержание сухих веществ в листьях, стеблях и клубнях было отмечено при внесении ^0Р120К60.
Сухая масса ботвы в указанном варианте составила 2,9 т/га, а на контроле (без удобрений) — лишь 1,6 т/га, или на 1,3 т/га меньше. При внесении средних доз азота и калия (^0К60) без фосфора сухая масса ботвы уменьшилась по сравнению с контролем на 0,1 т/га, а при внесении повышенных доз азота и калия (^0К120) — на 0,3 т/га.
При внесении азотно-фосфорных и фосфорно-калийных, а также минеральных удобрений в различных сочетаниях наблюдалось повышение сухой массы ботвы с 1 га. Но во всех вариантах сухая масса листьев была значительно выше сухой массы стеблей. И только при внесении азота и калия без фосфора эта разница была незначительной.
1. Мощность развития растений в зависимости от доз и соотношения удобрений
(среднее за 3 года)
Варианты опыта Кол-во на 1 куст, шт. Масса одного растения, г Надземная масса с 1 га, т
стеблей листьев листья стебли листья стебли клубни
Без удобрений 6,1 169,2 199 180 8,1 7,3 9,6
Р 60К60 6,4 170,3 214 193 8,7 7,8 12,3
^0Р60К60 6,5 183,3 221 197 9,0 8,0 13,1
^оРбоКбо 6,6 186,1 231 200 9,4 8,1 12,3
Р120К120 6,6 184,5 238 202 9,7 8,2 12,7
^90Р120К120 7,3 188,8 312 216 12,7 8,8 12,5
^20Р120К120 7,4 189,4 314 216 12,8 8,8 12,8
^0К60 5,6 163,9 174 170 7,1 6,9 10,3
^оР90К60 7,8 202,8 324 271 13,2 11,0 14,7
^0Р120К60 8,0 209,8 335 276 13,6 11,2 15,6
Без удобрений 6,0 167,3 198 184 8,0 7,5 9,9
^90К120 5,5 161,8 147 158 5,9 6,4 9,8
^90Р90К120 7,1 185,8 236 206 9,6 8,4 12,0
^оР90К90 7,2 185,6 239 212 9,7 8,6 12,9
^0Р60 7,1 184,3 213 201 8,6 8,2 11,3
^оР60К90 7,2 185,0 211 198 8,6 8,0 11,1
^0Р90К120 7,3 184,4 216 198 8,8 8,0 11,2
^оР120 7,4 185,1 229 204 9,3 8,3 11,4
^90Р120К90 7,6 203,4 287 265 11,7 10,8 14,4
^90Р120К150 7,2 193,9 218 201 8,8 8,2 11,1
Общее количество азота в ботве составило на неудобренном (контрольном) варианте 41,2 кг/га. Более низкое его количество отмечено при внесении азота и калия без фосфора. Снижение составило от 3,8 до 8,2 кг/га, или от 9,2 до 19,9%. Наибольшое количество азота в ботве содержалось при внесении ^0К120 — 33 кг/га, или почти в 2 раза меньше. Аналогичная закономерность наблюдалась и по количеству фосфора и калия в сухом веществе ботвы. Эти данные убедительно говорят о том, как велико значение различных доз удобрений и соотношения в них питательных элементов для роста и развития растений, накопления в ботве элементов питания и образования массы сухого вещества.
Проведенный нами анализ органов картофельного растения на содержание азота показал, что на всем протяжении вегетации оно наибольшее в листьях. Самое высокое процентное содержание азота в период бутонизации отмечалось при внесении ^0Р120К^0. С возрастом процентное содержание в листьях уменьшалось. Однако на контроле (без удобрений) и при внесении азота и калия без фосфора процентное содержание азота в листьях в период цветения было несколько выше, чем в фазу бутонизации.
Увеличение количества азота в листьях картофеля в фазу цветения при азотно-калийном удобрении объясняется тем, что при незначительном содержании фосфора в питательной среде поглощение азота идёт значительно интенсивнее, а отток его соединений из листьев в клубни замедляется. Кроме того, при резком недостатке фосфора и избытке азота возможен антагонизм NOз- и Н2Р04-, который приводит к ещё более худшему поступлению фосфора в растения.
Процентное содержание фосфора в картофеле было более стабильным, но с возрастом растения также уменьшалось. Наименьшее содержание фосфора отмечено при внесении ^0К120 в фазу бутонизации (найдено в листьях 0,50, в стеблях — 0,44 и в клубнях — 0,26%, перед уборкой — соответственно 0,42; 0,27 и 0,30%). Содержание фосфора в клубнях при уборке колебалось от 0,30 до 0,44% на сухое вещество и увеличивалось с повышением уровня фосфорного питания.
С возрастом растений снижалось также процентное содержание калия в листьях, стеблях и клубнях. Однако по всем срокам наблюдения оно в листьях было ниже, чем в клубнях, при выращивании картофеля без удобрений и по азотно-калийному удобрению. Следовательно, на содержание калия в тканях растений существенное влияние оказывали не калийные удобрения, а фосфорные. Это подтверждается и данными по выносу элементов питания растениями с единицы площади и потреблению их на 100 ц клубней.
Результаты опытов показали, что вынос элементов питания зависит не только от величины урожая, но и от сбалансированности их в питательной среде. Самый большой вынос с единицы площади отмечен при внесении ^0Р120К60. В среднем за три года на создание 10 т клубней (для летнего потребления при уборке в первой декаде августа) с соответствующим количеством ботвы картофель поглощает 69,8 кг азота, 17,4 кг фосфора и 121,2 кг калия.
Из парных сочетаний наибольший эффект получен от фосфорно-калийных удобрений (по 60 кг/га).
Однако увеличение доз фосфора и калия в таком же сочетании (по 120 кг/га) не вызвало достоверного увеличения урожая. Внесение удобрений в парных сочетаниях, кроме азота и калия, в любых дозах, а также в составе полного минерального удобрения обеспечило существенную прибавку урожая. Однако внесение азота в количестве от 60 до 90 кг на фоне РК не обеспечило существенную прибавку урожая по сравнению с фосфорно-калийными удобрениями. Самая высокая урожайность раннего картофеля получена при внесении азота, фосфора и калия в соотношении 1:2:1 (^0Р120К60) и 1:1,5:1 (^0Р90К60 и ^0Р120К90). Существенной разницы между указанными вариантами не установлено. При внесении ^0Р120К^0 прибавка урожая клубней к контролю в среднем за 3 года составила 5,8 т/га, в дозе ^0Р90К^0 — 4,9 т/га, при повышенной дозе ^0Р120К90 — 4,6т/га (табл. 2).
Такое влияние удобрений на урожайность раннего картофеля можно объяснить тем, что поглощение растениями питательных элементов зависит не только от климатических и агротехнических условий, но и от соотношения в среде этих элементов между собой. Снижение урожайности при внесении высоких доз калийной соли объясняется не отрицательным действием калия, а вредным действием хлора. Так, при внесении ^0Р120К150 отчётливо наблюдались признаки токсичности хлора. Дольки листа свёртывались вдоль главной жилки в виде лодочки. Позднее на краях листьев появлялся ободок из отмирающей ткани светло-коричневого цвета. Этим, как можно предположить, и объясняется довольно низкий урожай в указанном варианте.
Известно, что пищевые качества клубней картофеля во многом зависят от генетических особенностей сорта и условий его выращивания. Качество пищевого продукта определяется прежде всего его биологической ценностью, которая зависит от содержания и соотношения в клубнях полезных и вредных веществ. Среди первых наиболее важные — углеводы (в основном крахмал), витамины, протеин, макро- и микроэлементы, а также ряд других. К вредным веществам относятся гликоалкалоиды (соланин), остатки пес-
2. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество клубней раннего картофеля (среднее за 3 года)
Варианты опыта Урожайность, т/га Содержание крахмала, % Выход крахмала, т/га Витамин С, мг%/100 г сырой массы Сумма сахаров, % на сухое вещество Запах Вкус
балл
Без удобрений 9,6 12,6 12,16 20,26 4,01 3,0 4,0
Р 60К60 12,3 11,5 14,20 20,35 3,83 3,0 4,0
^0Р60К60 13,1 11,4 14,99 20,36 3,98 3,0 4,0
^оРбоКбо 12,3 11,3 14,00 20,33 4,29 2,5 3,5
Р120К120 12,7 11,9 15,17 20,43 3,76 3,0 4,0
^0Р120К60 12,5 12,2 15,36 20,17 3,88 2,8 4,0
^20Р120К120 12,8 11,6 14,94 19,83 4,33 2,5 3,5
^0К60 10,3 10,8 11,21 18,89 5,18 2,0 3,0
^0Р90К60 14,7 12,2 17,97 20,75 3,74 3,0 4,0
^0Р120К60 15,6 12,2 19,11 20,81 3,70 3,0 4,0
Без удобрений 9,9 12,6 12,55 20,87 4,00 3,0 4,0
^90К120 9,8 10,6 10,42 18,89 5,44 2,0 3,0
^90Р90К120 12,0 11,4 13,68 20,17 4,54 2,5 3,5
^0Р90К90 12,9 11,4 14,76 20,18 4,52 2,6 3,5
^0Р60 11,3 11,5 13,06 20,12 3,84 3,0 4,0
^0Р60К90 11,1 11,6 12,91 20,16 3,99 2,8 4,0
^60Р90К120 11,2 11,6 13,07 20,15 3,89 2,9 4,0
^0Р120 11,4 11,7 13,36 20,24 3,76 3,0 4,0
^90Р120К90 14,4 11,9 17,22 20,85 3,78 3,0 4,0
^90Р120К150 11,1 11,6 12,97 19,60 5,16 2,0 3,0
Примечание: НСР05 равно 0,2.
тицидов и некоторые минеральные вещества (нитраты, нитриты и т.д).
Содержание и соотношение этих веществ зависит от минерального питания картофеля. Анализ многочисленных данных научных исследований показывает, что качество клубней во многом определяется почвенно-климатическими условиями, генетическими особенностями сортов, дозами, видами, формами удобрений, а также соотношением питательных элементов в питательной среде.
Результаты исследований показали, что уровень питания растений оказывает значительное влияние на качество клубней раннего картофеля. Внесение фосфорных удобрений (особенно в больших дозах) с азотными и калийными удоб-
рениями в малых дозах повышает товарность клубней на 3,5—15,2%.
Наиболее высокий урожай и сбор крахмала получены при внесении ^0Р120Кб0. При внесении азота и калия больше, чем фосфора, наблюдалось снижение содержания крахмала в клубнях: наименьшим оно оказалось при внесении азота и калия без фосфора (N90^20). Значительное ухудшение кулинарных и вкусовых качеств клубней отмечено при внесении азота и калия без фосфора.
Литература
1. Майборода Н.М. Ускоренное определение азота и фосфора в растениях из одной навески // Агрохимия. 1966. №2. С. 104-108.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Московского ун-та, 1970. 487 с.
