CC BY
81
Оценка экологических ресурсов выращивания картофеля в Саратовской области
А.В. Чамышев, д.с.-х.н., профессор, Саратовский ГСЭУ
Картофель — культура умеренного климата. По отношению к теплу картофель относится к растениям прохладного лета. Образование ростков начинается при температуре выше 5 °С. Оптимальная температура для проращивания большинства сортов картофеля — 19—23 °С [1]. Ботва картофеля начинает расти при температуре 5—6 °С. Максимальный прирост в умеренно влажной почве происходит при температуре
17—22 °С. При заморозках от -1 до -5 °С и высокой оптимальной влажности воздуха надземная часть растения отмирает.
Для клубнеобразования картофеля наиболее благоприятна температура 16—19 °С. Причём раннеспелые сорта образуют клубни при пониженных температурах, среднеспелые и позднеспелые — на фоне более высоких температур. При температурах выше 26—29 °С клубнеобра-зование резко уменьшается. С наступлением устойчивых температур выше 30 °С происходит
температурное вырождение картофеля. Общая потребность в тепле существенно определяется продолжительностью вегетационного периода. Раннеспелые сорта культуры с вегетационным периодом 80—90 дней требуют за лето сумму температур не более 1100—1200 °С, а для среднеспелых необходимо 1200—1400 °С.
Картофель требователен к водному режиму почвы. Периодом наибольшего водопотребле-ния является фаза от начала цветения до начала прекращения роста ботвы. В этот период влажность почвы должна быть не ниже 70—80% от наименьшей влагоёмкости. В период отмирания ботвы и накопления крахмала в клубне почва должна содержать 60—65% влаги от НВ. Продолжительный период переувлажнения в фазе созревания приводит к так называемому удушению клубней и их загниванию от недостатка кислорода.
Одновременно с достаточно высоким требованием к влаге, картофель очень чувствителен к содержанию воздуха в почве. Для дыхания корней необходима концентрация кислорода не менее 5%. В связи с этим объёмная масса большинства типов почв должна быть не более 1,1—1,2 г/см3.
Картофель характеризуется повышенными требованиями к питательным веществам. В среднем на 100 ц клубней картофель выносит из почвы 50 кг азота, фосфора — 20, калия — 90, кальция — 40, магния — 20 кг [2]. Это предполагает высокое содержание питательных веществ в почве для получения достаточно высоких урожаев. Наибольшая потребность в элементах питания отмечается в фазе бутонизации, цветения, что связано с наивысшим приростом подземной массы в этот период.
К важнейшим экологическим ресурсам относятся климатические ресурсы. Климат Саратовской области имеет ряд общих особенностей. Первая из них — засушливость климата, недостаточная сумма годовых осадков, выпадающих в виде дождя и снега [3]. Количество осадков уменьшается по мере продвижения с севера на юг: от 400 мм на севере области до 250 мм на юго-востоке.
Для устойчивого богарного земледелия требуется не менее 350 мм осадков. По мнению академика Н.М. Тулайкова, «при количестве осадков 250 мм в год совершенно невозможно никакое земледелие без искусственного орошения» [4]. К таким районам относят Новоузенский и сопредельные с ним районы Заволжья. Более влагообеспеченными являются северные районы области (Балтай, Б. Карабулак, Н. Бурасы), где выпадает в год около 400 мм осадков. Это существенно повышает вероятность успеха неполивного картофелеводства. Средние запасы доступной влаги весной на правом берегу Волги
(Саратов) в среднем составляют 140 мм, а в центральном левобережье (Красный Кут) — 110 мм.
Анализ динамики выпадения осадков в течение тёплого времени года показывает тенденцию уменьшения количества выпадающих осадков во второй половине сезона, начиная с августа. Так, если в Б. Карабулаке за июнь — август выпадает 72 мм осадков, в августе — сентябре — 61 мм, то в Саратове — 95 и 75 мм соответственно по месяцам. Эти осадки, дополняя весенние запасы влаги в почве, создают лучшие условия по влагообеспеченности для ранних посадок картофеля. Таким образом, раннеспелый картофель при ранних сроках посадки более эффективно использует естественные ресурсы влаги. Ясная сухая погода в августе и сентябре создаёт благоприятные условия для уборки картофеля.
Засушливость климата региона проявляется также и в показателях низкой относительной влажности воздуха в тёплый период года. Наименьшее её среднемесячное значение отмечается в июле — 34—35%.
Вторая существенная особенность климата Саратовской области — континентальность. Она проявляется в амплитудах суточных и годовых температур воздуха.
Континентальность климата региона проявляется и в высоких максимальных температурах воздуха. В некоторые годы летом средняя температура воздуха может подняться до 38—41 °С. Наиболее высоких значений максимальные температуры воздуха достигают в юго-восточных районах (Новоузенск): в мае — 40 °С, в июле — 41 °С, в августе — 43 °С. Такие температуры существенно превышают температурный оптимум для роста и развития картофеля, особенно в период образования и роста клубней.
Продолжительность безморозного периода с температурой воздуха выше 0 °С уменьшается по мере продвижения с севера на юг области.
Наибольшая продолжительность безморозного периода (139—191 дней) наблюдается в Саратове и Энгельсе. Такая продолжительность не ограничивает возделывание картофеля в регионе. Ощутимый ущерб раннему картофелю могут нанести весенние заморозки во второй половине мая и первой декаде июня, которые наиболее вероятны в северной части области, где продолжительность безморозного периода ограничивается 99—167 днями.
Вероятность поздних заморозков не столь высока. Заморозки, в результате наступления которых в конце мая и в начале июня погибли всходы картофеля, отмечались за последние 50 лет (1960—2010 гг.), по нашим наблюдениям (Б. Карабулак), два раза — в 1983 и 2009 гг. Вслед за этим картофель повторно образовал всходы. Однако урожай клубней в эти годы снизился в среднем на 27%, а выход крупной фракции —
на 46%. В Энгельском районе самые поздние заморозки отмечаются 17 мая. В пойме Волги (с. Шумейка) за последние 22 года (1988— 2010 гг.) позднее 2 мая не отмечено ни одного случая наступления заморозков, которые могли бы повредить всходы картофеля.
Для роста и развития картофеля важна определённая напряжённость тепла по фазам вегетации. Анализ динамики среднемесячных температур воздуха вегетационного периода позволяет оценить степень соответствия среднесуточных температур воздуха, потребность в них растений по фазам вегетации. Самый жаркий месяц — июль — на юге Саратовской области (Новоузенск) имеет среднюю температуру воздуха 23—24 °С, а на севере области (Б. Карабулак) — 20,1 °С (табл.).
Температура воздуха в другие летние месяцы (июнь — август) на 1,8—2,7 °С меньше июльской температуры. Это позволяет утверждать, что картофель хорошо обеспечен теплом в основные фазы вегетационного периода. В отдельные годы уровень максимальных температур превышает оптимальные пределы для картофеля. Эта тенденция проявляется не только в южных, но и в северных районах области и обуславливает отрицательное влияние не только на продуктивность картофеля, но и на качество клубней, выход крупной фракции клубней. При высоких температурах в период созревания возможно завядание клубней, ухудшение их качества как посадочного материала.
Таким образом, ранние посадки раннеспелого картофеля до наступления экстремальных июльских температур успевают формировать основную часть урожая клубней.
Для эффективного картофелеводства необходимо учитывать также почвенные особенности регионов. В почвенном покрове Саратовской области наиболее широко представлены два типа почв: чернозёмный и каштановый. Каждый тип почвы в разных районах имеет различные свойства, которые необходимо учитывать при их вовлечении под культуру картофеля.
В северной части правобережья Саратовской области значительные площади занимают чернозёмы слабовыщелоченные и обыкновенные. В Базарно-Карабулакском, Балтайском райо-
нах наиболее широко представлены чернозёмы средней мощности, маломощные, а также солонцеватые. Они имеют мощность гумусового горизонта от 32 до 56 км. Гранулометрический состав — глинистый. Однако здесь встречаются и почвы лёгкого гранулометрического состава, которые по своим водно-физическим свойствам благоприятны для возделывания картофеля. Их ценность повышается, если грунтовые воды залегают на небольшой глубине (100—120 см). В целом эти почвы являются наиболее благоприятными для возделывания картофеля. Среднемощные чернозёмы содержат гумус от 7 до 8,5%, а маломощные — от 6 до 7%, солонцеватые — 5—6,5% [5]. Общие запасы азота и фосфора здесь достаточно высокие, но доступных их форм недостаточно, особенно фосфора. В 100 г почвы содержится: азота гидролизуемого — 4—5,5 мг, фосфора подвижного — 3,0, калия обменного — 12 мг. Поэтому эти почвы при возделывании картофеля необходимо пополнять в первую очередь фосфорно-калийными удобрениями. В более южных районах Правобережья, южнее Саратова, почвенный покров представлен почвами от серых лесных до чернозёмов оподзоленных, южных, а южнее Красноармейска встречаются и тёмно-каштановые почвы. Основной зональной почвой здесь являются чернозёмы южные. По мощности почвенного профиля они подразделяются на среднемощные и маломощные. Гумусовый горизонт они имеют от 42 до 45 см. По физическим свойствам они также уступают чернозёмам северной части правобережья.
Общий фон почвенного покрова Саратовского Заволжья от г. Энгельса и восточнее представлен тёмно-каштановыми почвами, в меньшей степени южными чернозёмами, основные площади которых находятся в северной половине водораздела Б. Иргиз, Еруслан, Узени. Однако эти чернозёмы имеют преимущественно глинистый и тяжелосуглинистый гранулометрический состав. По физическим свойствам они менее благоприятны для выращивания картофеля по сравнению с чернозёмами северного правобережья.
Составной частью левобережья является долина реки Волги, ширина которой меняется. Наибольшая её ширина (13 км) отмечается у с. Красный Яр (Энгельсский район). Здесь сфор-
Средние месячные температуры воздуха вегетационного периода в Саратовской области, °С
Пункт метеорологических наблюдений Месяц вегетационного периода Продолжительно сть периода со среднесуточной температурой выше 10 °С Сумма среднесуточных температур выше 10 °С
апрель май июнь июль август сентябрь
Карабулак 3,6 13,4 17,3 20,1 17,9 11,5 143 2400
Саратов 5,3 14,7 18,9 21,5 19,5 13,2 152 2700
Энгельс 5,9 15,6 20,0 22,7 20,6 14,0 157 2900
Ершов 5,2 15,2 19,9 22,7 20,5 13,6 154 2800
Новоузенск 5,9 15,8 20,9 23,6 21,4 14,2 158 3000
мировались достаточно плодородные почвы, на которых возможно получение устойчивых урожаев картофеля, в том числе и раннего. Почвы поймы достаточно влагоёмкие, а доступность оросительной воды создаёт предпосылки для эффективной культуры орошаемого картофеля.
Центральная часть левобережья в значительной степени представлена тёмно-каштановыми почвами средней и малой мощности. В районе г. Ершова гумусовый горизонт имеет мощность 30—35 см, с содержанием гумуса 3,8—4,1%. Валовое содержание азота, фосфора, калия в этих почвах равно 0,6; 0,19; 1,17% соответственно [6]. Из питательных элементов почвы содержат значительное количество калия. Объёмная масса тёмно-каштановых почв (Ершовский район) для возделывания картофеля достаточно высокая — 1,26 (гор. А) - 1,42 (гор. В).
Юго-восточная часть Саратовского левобережья относится к Каспийской равнине, а почвенный покров здесь комплексный. Светлокаштановые почвы представлены в основном в комплексе с солонцами. Эти почвы как по химическому составу, так и по физическим свойствам менее благоприятны для выращивания картофеля.
Таким образом, Саратовская область имеет почвы с достаточно широким диапазоном свойств. Значительная площадь земельного фонда, которым располагает Саратовская область, с одной стороны, и то, что доля картофеля в структуре посевных площадей Саратовской области невелика, с другой стороны, даёт реальную возможность выбора территорий с почвенными особенностями, имеющими «картофельное призвание». Наиболее пригодными землями в правобережье Саратовской области являются чернозёмы с лёгким гранулометрическим составом, с невысокой плотностью, хорошо обеспеченные питательными веществами. Самые высокие урожаи клубней картофеля в Базарно-Карабулакском районе, где сосредоточены
основные площади этой культуры, получают на лёгких чернозёмах с залеганием пресных грунтовых вод на глубине 1—1,2 м (весной). Это оптимизирует в период вегетации картофеля не только водный, но и тепловой режим растений за счёт снижения грунтовыми водами экстремально высоких летних температур почвы, что особенно важно в период клубнеобразования и активного роста клубней.
В левобережных районах наиболее ценными являются пойма и долина р. Волги, где почвы обладают благоприятным химическим составом, а микроклиматические факторы (близость реки) защищают всходы раннего картофеля от заморозков в весенний период и смягчают черты засушливого климата в летний период. В орошаемых условиях повышается ценность лёгких супесчаных почв, особенно при применении современного способа полива — капельного орошения.
В целом Саратовская область располагает климатическими и земельными ресурсами, достаточными для расширения производства картофеля. Научный подход к выбору территорий и учёт агроландшафтных особенностей, рациональное использование экологических ресурсов, применение современных агротехнологий открывают новые широкие горизонты в Саратовской области перед важнейшей продовольственной культурой — картофелем.
Литература
1. Писарев Б.А. Книга о картофеле. М.: Московский рабочий, 1977. 232 с.
2. Писарев Б.А. Производство картофеля: возделывание, уборка, послеуборочная доработка, хранение. М.: Росагро-промиздат, 1990. С. 6—32.
3. Агроклиматический справочник по Саратовской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1958. 228 с.
4. Тулайков Н.М. Природа и хозяйство засушливых областей Союза Советских Социалистических Республик // Саратовский государственный институт сельского хозяйства и мелиорации. 1927. Вып. III. С. 3-25.
5. Усов Н.И. Почвы Саратовской области. Саратов: ОГИЗ, 1948. Ч. 1. Правобережье. 288 с.
6. Усов Н.И. Почвы Саратовской области. Саратов: ОГИЗ, 1948. Ч. 2. Заволжье. 236 с.
