CC BY
19УДК 633.4.491:631.4.44.2
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
С.Т.Эседуллаев, к.с.-х. н., С.А. Касаткин, к.с.-х. н., К.Г. Разумов, к.с.-х. н. — Ивановский НИИСХ Н.Ю. Пронина — Управление Россельхознадзора по Костромской и Ивановской областям
E-mail: [email protected]
Представлены результаты изучения сидеральных культур и их смесей в качестве органического удобрения под картофель в условиях полевого опыта в звене севооборота «озимые зерновые -картофель». Возможность использования горчицы белой и редьки масличной в виде сидеральной смеси обоснована на разной способности перехода их к генеративной стадии развития при посеве в августе в условиях короткого светового дня. Такая смесь в конце вегетационного периода сильно дифференцированная по компонентам - грубая стеблевая масса горчицы в фазе цветения (содержание азота 2,1-2,2%, отношение углерода к азоту 20-22) и нежная листовая масса редьки в фазе «<розетки - начало стеблевания» (содержание азота 3,4-3,6%, отношение углерода к азоту 10-12) является более ценной по химическому составу по сравнению с одновидовыми посевами этих культур. Это позволяет получить до 12,0 т/га органической массы хорошего качества и обеспечить прибавки урожая клубней до 9,4т/га. Установлены оптимальные сроки посева сидеральных культур: для горчицы и редьки - 1-я декада августа (допустим посев горчицы белой до 15-20 августа), для озимой сурепицы - до 15 августа, озимой ржи - до 15 сентября. Оценена эффективность приемов выращивания картофеля методами системного экономического анализа.
Ключевые слова: картофель, бессменное выращивание, фитосанитарное состояние, сидераль-ные культуры и их смеси, окупаемость, системный анализ.
Картофель - важнейшая куль- котоварных хозяйств превышает тура разностороннего использо- 80%. В основном возделывают сле-
вания. Это исключительно важный продукт питания, его по праву называют «вторым хлебом». Эта культура имеет очень высокий потенциал продуктивности. Однако из-за сокращения применения органических и минеральных удобрений, высоких производственных затрат по выращиванию картофеля, связанных с изменившимися экономическими и социальными условиями последних десятилетий, основная площадь его посевов переместилась в личные подворья и фермерские хозяйства, которые характеризуются низкой культурой земледелия, бессменным возделыванием картофеля по картофелю и неблагоприятным фитосанитарным состоянием. Так, в Ивановской области площадь картофеля в последние годы составляет в хозяйствах всех категорий порядка 11-12 тыс. га, из которых в сельскохозяйственных предприятиях находятся всего лишь 1,6 - 2,2 тыс. га, т.е. доля мел-
дующие сорта картофеля: из группы раннеспелых - Удача (НИИКХ), Ви-нета (Германия), Уладар (Беларусь), Ред Скарлет (Голландия), средне-ранних - Альвара (Германия), среднеспелых - Скарб (Беларусь).
Площадь карантинных фитоса-нитарных зон по золотистой картофельной нематоде составляет 2,2 тыс. га в 19 муниципальных районах, 91 населенном пункте, 3,5 тыс. приусадебных участках, а также в 4 сельскохозяйственных предприятиях на общей площади 252 га. Из перечисленных выше сортов картофеля нет устойчивости к нематоде у сорта Удача.
Территориальным управлением Россельхознадзора введены запреты и ограничения на использование и вывоз клубней картофеля, выращенных в карантинных фи-тосанитарных зонах. Разработана Программа по локализации очагов и ликвидации популяции золотистой картофельной нематоды, со-
№ 4 (78) 2016
гласно которой владельцы нема-тодозараженных участков обязаны соблюдать следующие условия:
- не допускать использование картофеля на семенные цели, выращенного на участках, зараженных золотистой картофельной нематодой;
- не допускать реализацию для посадки клубней выращенных на участках, зараженных золотистой картофельной нематодой;
- запрещается использовать картофель и корнеплоды в неотмы-том виде, выращенные на участках, зараженных золотистой картофельной нематодой на продовольственные цели в пределах места их производства;
- сортировку, обработку и отмывку зараженного картофеля осуществлять на перерабатывающих предприятиях с условием обеззараживания всех видов отходов производства по согласованию с теру-правлением Россельхознадзора;
- очищать и проводить дезинфекцию орудий обработки почвы и
¡¡мЭишрсЩ ЗешебЪдецТз
инвентаря после их использования в местах производства, зараженных золотистой картофельной нематодой;
- соблюдать севооборот с возделыванием не поражаемых патогеном культур и с возвратом немато-доустойчивого сорта картофеля не ранее чем через 3-4 года.
Значительно снизить дефицит органического вещества и элементов питания, улучшить фитосанитар-ное состояние посадок и существенно сгладить влияние бессменного возделывания, при недостатке органических и минеральных удобрений, можно путем выращивания сидеральных культур, особенно капустных. Возделывание их в промежуточных посевах позволяет использовать агроклиматические ресурсы зоны на 80-90% и получить в достаточном количестве (до 12 т/га) сидеральной массы хорошего качества под картофель. Кроме того, корневые выделения капустных культур помогают бороться с раком и нематодой картофеля [1].
К сожалению, выбор подходящих бобовых культур для Нечерноземной зоны невелик, кроме вики озимой практически нет других культур, которые можно использовать в качестве промежуточных. Нашими исследованиями установлено, что улучшить качество сидеральной массы можно и за счет подбора компонентов смеси в пределах одного семейства капустных, что основано на разной способности перехода культур к генеративному развитию (наступлению фазы «бутонизация-цветение»). Использование горчицы белой в смеси с редькой масличной при посеве в августе обеспечивают наибольший выход органического вещества и в то же время их сидеральная масса является более ценной по химическому составу по сравнению с одно-видовыми посевами [2].
Особенности накопления и качество сидеральной массы культур изучали в 2006-2009гг. в условиях полевого опыта в звене севооборота «озимые зерновые - картофель».
Почва- дерново-подзолистая сред-несуглинистая, с высоким и повышенным содержанием подвижных форм фосфора и калия, реакция солевой вытяжки - слабокислая. Размер делянок при посеве сидеральных культур 10 х 50м. при посадке картофеля - 2,8 х 10м, повторность 4- кратная. Посадка картофеля проводили картофелесажалкой КСМ-4.
Наибольшая продуктивность сидератов получена в варианте с рожью озимой, минимальная - с сурепицей озимой. Смеси горчицы белой с сурепицей озимой и редькой масличной занимают по продуктивности промежуточное положение. Запас общего азота тесно коррелирует с запасом воздушно-сухого органического вещества (табл.1)
Данные таблицы 2 показывают, что продуктивность раннего сорта картофеля Удача была наиболее высокой в 2008г. (23,6-33,0 т/га), а в 2009г. по урожайности получены минимальные результаты (17,820,8 т/га).
Наиболее эффективно сиде-ральные удобрения проявили себя в избыточно влажном 2008 г., когда абсолютные прибавки урожая клубней составили 4,1 -9,4 т/га, а относительные - 17- 40 %. Максимальные прибавки урожая в этом году получены на вариантах с участием сурепицы озимой 5,4-9,4 т/га, в которых накопление сиде-ральной массы характеризовалось
минимальными величинами. Это объясняется тем, что стержневая корневая система сурепицы озимой повысила водопроницаемость подпахотного слоя почвы, создав тем самым наиболее оптимальные водно-воздушные условия в клубненосном слое. Это подтверждается более низкими показателями влажности (на 1-2% в слое 0-20см) и объёмной массы почвы (на 0,04-0,06г/см 3 в слое 20-30см).
2007 и 2009 гг. характеризовались недостаточной увлажненностью почвы во второй период вегетации, поэтому достоверные прибавки получены в варианте 4 (2007) и в варианте 5 (2009г.). В остальных вариантах наблюдается только тенденция к повышению урожая. В среднем за 3 года выявлено преимущество сидератов из семейства капустных: в вариантах 2-4 абсолютные прибавки составили 3,3-3,9 т/га, а относительные - 16-19%. Рожь озимая в качестве сидерата несколько уступает по величине урожая картофеля, несмотря на то, что этот вариант был безусловным лидером по запасам воздушно-сухого вещества и общего азота перед посадкой картофеля. Следует отметить, что вика мохнатая сорта «Рябинушка» в смеси с рожью удовлетворительно перезимовала только в 1-й год исследований, где ее доля в сидеральной массе перед запашкой под картофель составляла около 30%. В 2008
1. Запас воздушно-сухого органического вещества (в числителе, т/га) и общего азота (в знаменателе, кг/га) в сидеральной массе перед запашкой под картофель от технологий возделывания
№ варианта Сидеральные культуры 2007г. 2008г. 2009г. Среднее
2 Горчица белая + редька масличная 4,6/123 3,0/84 3,7/102 3,8/105
3 Сурепица озимая 4,4/83 2,7/78 2,5/72 3,2/75
4 Горчица белая + сурепица озимая 5,3/117 2,8/91 2,6/86 3,6/98
5 Рожь озимая + вика мохнатая 7,2/163 4,8/110 4,5/106 5,5/126
2. Урожайность раннего картофеля Удача на контроле (т/га) и прибавки урожая по вариантам опыта (в числителе-т/га, в знаменателе -%)
№ вариантов Сидеральные культуры 2007г. 2008г. 2009г. Среднее
1 Без сидератов 21,4 23,6 17,8 20.9
2 Горчица белая + редька масличная 3,8/18 4,8/20 1,2/7,0 3,3/16
3 Сурепица озимая 0,8/4,0 9,4/40 1,3/7,0 3,9/19
4 Горчица белая + сурепица озимая 4,7/22 5,4/23 0,6/3,0 3,6/17
5 Рожь озимая + вика мохнатая 1,6/8,0 4,1/17 3,0/17 2,9/14
НСР оз,т/га 4Д 3,5 2,7
ВлаЭимгрскш Землебкеф
№ 4 (78) 2016
и 2009гг. вследствие плохой перезимовки доля вики в сидеральной массе снизилась до 3-5%.
Среднеспелый сорт картофеля Скарб использовали в опыте в 2007 и 2009 гг. В эти годы отмечался дефицит влажности почвы во 2-ю половину вегетации и этот сорт не смог реализовать потенциала своей продуктивности. По сравнению с ранним сортом Удача особенно сильное снижение урожайности наблюдалось в контроле (табл. 3).
В 2007 г. от сидератов получены прибавки 2,7-8,2 т/га, или 16-50 % с высоким уровнем достоверности за исключением варианта 3, где выявлена тенденция к повышению урожайности. В 2009г. эффективность их была несколько ниже (1,8-4,6 т/га, или 14-36 %), однако значительно превышала уровень эффективности по сорту Удача (3-17 %). В среднем за 2 года по этому сорту выявлена более высокая эффективность сидератов из семейства капустных по сравнению с озимой рожью, которая особенно сильно проигрывает капустным в вариантах 2 и 4, где их использовали в виде сидеральной смеси. Средняя окупаемость сидератов из семейства капустных урожаем картофеля сорта Удача и Скарб была в 2 раза выше, чем по озимой ржи. Соответственно 1,1 - 1,2 против 0,5 - 0,6 т/га клубней в расчете на 1 т воздушно-сухого вещества сидераль-ной массы.
На основании исследований обоснованы новые подходы по подбору сидеральных смесей:
1. При использовании яровых капустных сидератов (горчица белая, редька масличная) их посев необходимо провести в 1-й декаде августа, так как каждый день с задержкой посева приводит к недобору 2-3 ц/га воздушно-сухого органического вещества. Допустим посев горчицы белой в срок до 1520 августа при этом в конце вегетации (10-12 октября) она при высоте 70-80 см формирует 3-4 т/га воздушно-сухой массы и уходит в зиму в цветущем состоянии.
2. Возможность использования горчицы белой и редьки масличной в виде сидеральной смеси обоснована на разной способности перехода их к генеративной стадии развития при посеве в августе в условиях короткого светового дня. При посеве 10-20 августа такая смесь в конце вегетационного периода (50-60 дней) сильно дифференцирована по компонентам: грубая стеблевая масса горчицы в фазе цветения (содержание азота 2,1-2,2%, отношение углерода к азоту 20-22) и нежная листовая масса редьки в фазе «розетки -начало стеблевания» (содержание азота 3,4-3,6%, отношение углерода к азоту 10-12). Масса такой сиде-ральной смеси более ценная по химическому составу по сравнению с посевом горчицы белой.
3. Для товаропроизводителей, которые не укладываются в оптимальные сроки посева яровых капустных сидератов, в 3-й декаде августа имеется возможность использовать озимые культуры. Традиционный вариант - использование озимой ржи в одновидовом посеве. В качестве сидерата озимая рожь обеспечила наибольший выход сидеральной массы (до 7,2 т/га воздушно-сухого вещества).
4. Возможно использование новой для региона культуры - сурепицы озимой как в одновидовом посеве, так и в смеси с горчицей белой. Преимущество такой смеси состоит в том, что горчица белая даже при посеве после 25 августа до конца осеннего периода формирует до 1,0 т/га воздушно-сухой массы, которая в весенний период в течение 1-й и 2-й декады мая дополняется отрастанием сурепицы озимой. В благоприятных температурных условиях сурепица в весенний период может сформировать до 4,5т/га воздушно-сухой сидеральной массы,а с учетом обоих компонентов смеси - до 5,3 т/га.
5. Эффективность сидеральной массы на картофеле достаточно высока: на раннем сорте Удача средние относительные прибав-
ки урожая составляют 14-19%, а на среднеспелом сорте Скарб - 2434%. Прямая зависимость между количеством сидеральной массы и ростом урожая картофеля проявляется не всегда: чаще она проявляется в более благоприятных погодных условиях и на сидератах из семейства капустных. Несмотря на более высокое накопление сидеральной массы в варианте с рожью озимой, в большинстве случаев прибавки урожая ниже, чем по капустным предшественникам, так как здесь требуется более тщательное измельчение растительной массы, и почва перед посадкой картофеля сильнее иссушается.
Окончательную оценку эффективности выращивания картофеля проводили с помощью методов системного экономического анализа, составной частью которого служит имитационное моделирование - наиболее мощный инструмент исследования сложных систем, управление которыми связано с принятием решений в условиях неопределенности.
Для изучения эффективности картофельных севооборотов выделяли перечень учитываемых признаков (табл.4). Результативным признаком является урожайность картофеля, факторными служат показатели, установленные методикой и схемой опытов. Матрица парной корреляции позволила установить наличие взаимосвязи результативного признака с каждым факторным признаком. В процессе расчетов многомерной регрессии вычислены средние значения признаков, среднее квадратическое отклонение, корреляция, коэффициент регрессии, множественный коэффициент корреляции (К = 0,95).
Проверка значимости множественного коэффициента корреляции показала, что связь между результативным признаком и совокупностью факторных признаков, включенных в регрессионную модель, оказалась тесной.
Расчет коэффициента детерминации был на уровне D = 91,7%.
№ 4 (78) 2016
Владимгрскш ЗешеШецТз
3.Урожайность среднеспелого картофеля сорта Скарб и прибавки урожая (в числителе-т/га, в знаменателе -%)
№ вариантов Сидеральные культуры 2007г. 2009г. Среднее
1 Без сидератов 16,4 12,7 14,6
2 Горчица бел. + редька масличная 6,5/40 3,1/24 4,8/33
3 Сурепица озимая 2,7/16 4,6/36 3,6/25
4 Горчица белая + сурепица озимая 8,2/50 1,8/14 5,0/34
5 Рожь озимая + вика мохнатая 4,4/27 2,7/21 3,5/24
НСРог, т/га 4Д 2,9
4. Перечень учитываемых признаков
Обозначение признака Признак
Y Урожайность картофеля, т/га
XI Доля картофеля в севообороте, %
Х2 Уровень азота (И), кг д. в./га
ХЗ Уровень фосфора (Р) кг д. в./га
Х4 Уровень калия (С) кг д. в./га
5. Ранговое распределение учитываемых признаков в повторностях опыта
Ранг влияния Ранговое Признак
Повторность место
1 2 3 В среднем по повторностям 2 ранговых мест
2 1 1 1 5 1 Азот
1 2 4 2 8 2 Калий
4 4 3 4 15 4 Фосфор
3 3 2 3 11 3 Доля картофеля в севообороте
Следовательно, вариация результативного признака (урожайность картофеля, т/га) на 91,7% объясняется вариацией факторных признаков, включенных в модель. Результаты рангового распределения признаков в повторностях опытов (табл. 4-5) показали, что наибольшее влияние на результирующий признак оказал уровень азота и калия в почве, а также доля картофеля в севообороте. Применение
имитационного моделирования как элемента системного анализа при изучении взаимосвязей между результативными и факторными признаками в полевых опытах позволяет раскрыть характер этих взаимосвязей, установить значимость того или иного факторного признака на формирование результативного признака, дает представление о точности эксперимента, создает основание для осуществления про-
гноза экономически значимых производственных показателей.
Таким образом, научно обоснована возможность использования сидеральных культур и их смесей в промежуточных посевах под картофель. Установлены оптимальные сроки посева, определен состав сидеральных смесей, формирующих высокий выход биомассы хорошего качества, эффективность и окупаемость сидеральных удобрений. Разработаны приемы снижения отрицательного влияния бессменного выращивания картофеля в ЛПХ и фермерских хозяйствах, дана оценка приемам выращивания картофеля методом системного анализа.
Литература
1. Беляк В.Б., Зеленин И.Н., Чернышев А.В. Эффективность сидеральных смесей// Земледе-лие,2008, №4. - С.28-29.
2. Ряховская Н.И., Шалагина Н.М., Астафьева В.И. Однолетние сидеральные культуры - эффективный предшественник для картофеля// Плодородие,2009,-№ 5. -С.41-42.
3. Монастырский В.А. Возделывание сидеральных культур и их влияние на урожайность и качество клубней летней посадки// Научный журнал КубГАУ, 2013, № 92(08). -С.1-8.
ASSESSMENT OF POTATO CULTIVATION EFFICIENCY ON SOD-PODZOLIC SOILS WITH THE USE OF SYSTEM ANALYSIS METHODS
S.T.Esedullaev, S.A. Kasatkin, K,G. Razumov, N.Y. Pronina
There are given the results of studies of siderate cultures and their mixes as an organic fertilizer for potato in the conditions of a field experiment in the cahin of crop rotations "winter cereals - potato". The possibility to use white mustard and oil raddish as a siderate mix is grounded by their different ability to get into the generative development stage during sowing in August in the conditions of short day light time. Such a mix at the end of vegetation period is more valuable in its chemical conposition as compared to homotypical crops of these cultures - it is highly differentiated in the components: rough stalk mustard mass in the phase of flowering (nitrogen content 2,1-2,2%, the proportion between carbon and nittrogen 20-22) and soft leaf mass of raddish in the phase of "rosette - beginning of stalking" (nitrogen content 3,4-3,6%, proportion of carbon with nitrogen 10-12). All this allows to get up to 12,0 t per ha of organic mass of good quality and gain the tubers yield increase up to 9,4 t per ha. There were determined the optimal sowing terms of siderate cultures: for mustard and raddish - the 1st week of August (possible to sow white mustard up to 15-20. August), for winter cole-seed - up to 15, August, winter rye - up to 15, September. There was assessed the efficiency of potato cultivation devices with the help of systematic economic analysis.
Keywords: potato, permanent growing, phytosanitary state, siderate cultures and their mixes, profitability, systematic analysis.
{J/iaiuMipckiiL ЗемлейлеЩ)
№ 4 (78) 2016
