CC BY
42Литература.
1. Новиков М.Н., Тужилин В.М., Самохина О.А. Система биологизации земледелия в Нечерноземной зоне. М.: Росинформагротех, 2007. С 296.
2. Андреев Н.Г. Луговое и полевое кормопроизводство. М.: Колос, 1984. 421 с.
3. Шпаков А.С. Кормовые культуры в системах земледелия и севооборотах. М.:Росинформагротех, 2004. 400 с.
4. Автонеев К.И., Агре Д.А. Система ведения земледелия Владимирской области. Владимир, 1983. 313 с.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1968.336 с.
6. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Часть I (анализ почвы).М, 1975. 392 с.
7. Шептухов В.Н., Гафуров Р.М., Папасхири Т.В. Атлас основных видов сорных растений России. М.: РАСХН, 2008.172 с.
8. Хохряков М.К. Определение болезней растений. Л.: Колос, 1966. 532 с.
9. Брянцев В.А. Сельскохозяйственная энтомология. Л.: Колос, 1973.342 с.
10. Практикум по агрохимии/под ред. акад. В.Г. Минеева. М.: МГУ, 2001. 689 с.
11. Станков Н.З. Корневая система полевых культур. М.: Колос, 1964. 280 с.
12. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями и других средств химизации. М.: ВИУА, 1976. 205 с.
13. Методические указания по определению экономической эффективности удобрений и других средств химизации, применяемых в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1979. 25 с.
EFFICIENCY OF ONE-YEAR LUPINE AS COVER CULTURE IN TIMOTHY GRASS SEEDING IN UPPER VOLGA WITHIN THE SYSTEM OF BIOLOGY APPROACH TO AGRICULTURE
V.N. BARINOV
All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - a branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center» ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogda rayon, Vladimir Oblast, 601390, Russian Federation
Abstract. Research conducted between 2009-2013 on soddy-podzolic sandy loam soil of All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat found an opportunity to fertilize permanent grasses with nitrogen of one-year legumes as a cover culture. The study aims to determine the efficiency of blue lupine to contribute to timothy grass growth as forage culture on sandy loam soddy-podzolic soil of Upper Volga. Lupine as cover crop does not affect timothy grass development during spring seedlings, before and after winter. For timothy grass cover crop с root and crop residues is applied 140 kg/ha of fertilizer element including 67 kg nitrogen, 25 kg phosphorus, and 48 kg potassium. Increase of nitrogen available form and other fertilizer elements has a positive impact on grasses growth in autumn and spring, their biomass over the vegetation. The effect has been observed for four years. The yield of timothy grass increased by 28% in the second year of using blue lupine. Cover crops boost grass rotation efficiency significantly (one-year grasses with undersowing of perennial grasses), the green mass yield is 33 dt/ha fodder unit. Net income reaches 17100 rub/ha. It convincingly proves the efficiency of perennial grasses (timothy) with undersowing of highly productive legumes on light soil of Upper Volga.
Keywords: timothy grass, cover crops, mineral and biological soil nitrogen, yielding capacity, yield quality.
Author details: V.N. Barinov, Candidate of Sciences (agriculture), senior research fellow (e-mail: [email protected]).
For citation: Barinov V.N. Efficiency of one-year lupine as cover culture in timothy grass seeding in Upper Volga within the system of biology approach to agriculture // Vladimir agricolist. 2020. №3. P. 37-40. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10130.
DOI:10.24411/2225-2584-2020-10131 УДК 633.491
РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ В АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
А.И. БЕЛЕНКОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ([email protected])
З.И. УСАНОВА2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
М.Н. ПАВЛОВ2, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель Н.С. ЧЕРНИКОВА2, аспирант
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева
ул. Тимирязевская, 49, г. Москва, 127550, Российская Федерация
2Тверская государственная сельскохозяйственная академия
ул. Маршала Василевского (Сахарово), д. 7, г. Тверь, 170904, Российская Федерация
Резюме. Цель работы - изучить реакцию 12-ти современных сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции на изменение агроклиматических условий в регионе при возделывании его по экологически безопасной технологии и выявить сорта, наиболее полно реализующие свой генетический потенциал в условиях Верхневолжья. Исследования выполнялись в 2017 - 2019 гг. на дерново-подзолистой хорошо окультуренной почве в специализированном хозяйстве Тверской области. В опыте изучали сорта: ультраранний - Коломба; раннеспелые - Винета, Любава, Бурен; среднеранние - Гала, Вализа; среднеспелые -Скарб, Северное сияние, Аметист; среднепоздний - Никулинский; позднеспелые - Ласунак, Киви. В опытных посадках строго соблюдали запрограммированную технологию возделывания. Более полная реализация биологического потенциала сортов картофеля наблюдалась в 2019 г., который характеризовался повышенными температурами воздуха (17,0 0С) в период «всходы-цветение», умеренными (15,0 0С) - «цветение-созревание». При сумме температур во второй период 765% сумме осадков 153 мм и продолжительности его 46-50 дней. В этих условиях сорта Коломба, Винета, Скарб, Любава формировали программированную урожайность (30 т/га) и выше (30,84-37,60 т/га) за счёт высокой фотосинтетической
активности, экономного расходования влаги и питательных веществ. Установлена тесная прямая положительная связь урожайности картофеля с суммой температур (r = 0,82), суммой осадков (r = 0,84) и отрицательная (r = - 0,82) со среднесуточной температурой в период «цветение-созревание», а также с продолжительностью этого периода (r = 0,46 при tфакт. и Fфакт.>t05 и F5). Выявлена устойчивая тенденция снижения урожайности от ультрараннего сорта Коломба (100%) к позднеспелым сортам Ласунак и Киви (57,6%). За 3 года наиболее полно реализовали свой биологический потенциал сорта Коломба, Вализа, Бурен с урожайностью 83,689,9%, а также Гала и Вализа - 74,4-77,4% от программируемого уровня. Высокой устойчивостью к фитофторозу обладал сорт Никулинский, средней - Скарб, Любава, Бурен, Киви. В условиях Верхневолжья все изучаемые сорта формировали урожай высокого качества. В благоприятный год пищевая ценность клубней улучшалась за счет повышения содержания сырого протеина на 1,01% а.с.в.
Ключевые слова: картофель, сорта, программируемая урожайность, агроклиматическая обеспеченность, рост и развитие, фотосинтетическая активность, водопотребление, качество урожая.
Для цитирования: Беленков А.И., Усанова З.И., Павлов М.Н., Черникова Н.С. Реализация генетического потенциала сортов картофеля в агроклиматических условиях Верхневолжья //Владимирский земледелец. 2020. № 3. С. 40-48. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10131.
Картофель (Solanum tuberosum L.) семейства пасленовые (Solanaceae) - многолетнее травянистое клубнеплодное крахмалоносное растение. Он занимает достойное место среди других клубнеплодов-крахмалоносов мирового земледелия [1-3]. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединённых Наций (ФАО) в 2017 году в мире картофель возделывался на площади 19302642 га. Общая площадь клубнеплодов тропических и субтропических стран свыше 40 млн. га (маниок, батат, таро, ямс). Более широкое распространение среди них имеет маниок - 26342330 га [4].
По своей биологической природе картофель - это культура умеренного климата, что во многом объясняется его происхождением. Родина картофеля - высокогорные районы Южной Америки, где в настоящее время произрастает более 220 дикорастущих и культурных видов этой культуры [5, 6]. Центры наибольшего разнообразия картофеля - это Анды, Перу, Боливия, Аргентина и побережье Чили с прилегающими островами. Эти районы характеризуются климатом умеренных широт и равномерным распределением осадков. По мнению учёных, этим объясняется строение растений и требования картофеля к факторам внешней среды [7, 8].
Агроклиматические условия Верхневолжья, в том числе Тверской области, в большей мере соответствуют особенностям биологического развития картофеля. Один из главных факторов, определяющих здесь рост урожайности и качества урожая, - это наличие сортов, способных наиболее полно реализовать свой генетический потенциал в почвенно-климатических условиях региона. По мнению ряда авторов, влияние генетических характеристик сорта на величину и качество урожая может составлять от 30 до 70 % в зависимости от погодных условий и технологий его
возделывания [9, 10, 11].
В условиях Верхневолжья разница в урожайности между сортами при возделывании их по интенсивной технологии и разным предшественникам колеблется от 11,3 до 67,0 % [12]. Генетическое разнообразие сортов картофеля имеет большое значение в повышении устойчивости агроценозов к экстремальным условиям окружающей среды, в частности - к болезням и вредителям. Так, выделены образцы диких и культурных видов устойчивые к фитофторозу, парше обыкновенной, ризоктонииозу, различным вирусам, нематоде [13]. В настоящее время на территории Российской Федерации наиболее востребованы сорта зарубежной селекции [14, 15]. Чтобы снизить зависимость производства картофеля от импорта иностранных сортов, требуется создание новых отечественных сортов, и изучение возможностей генетического потенциала в разных экологических условиях [16].
Картофель - это ценная сельскохозяйственная культура. В последние годы потребление его на душу населения находится на уровне 100-110 кг в год [17]. Поэтому большое значение имеет сохранение высокой пищевой ценности, чего можно добиться при выращивании картофеля по экологически безопасной технологии [18].
Цель работы - изучить реакцию 12-ти современных сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции на изменение агроклиматических условий при возделывании их по экологически безопасной технологии и выявить сорта, наиболее полно реализующие свой генетический потенциал в условиях Верхневолжья.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2017-2019 гг. на дерново-подзолистой почве в севообороте Индивидуального предпринимателя Крестьянско - фермерского хозяйства «Анкинович» Калининского района Тверской области. Почва хорошо окультурена, с содержанием легкогидролизуемого азота 107,1 мг/кг (по Корнфилду); Р205 - 482 мг/кг и К20 -295 мг/кг (по Кирсанову); гумуса - 2,5%. Реакция почвенной среды близкая к нейтральной (рНсол. - 6,49).
В полевом опыте изучали современные сорта отечественной и зарубежной селекции разных групп спелости (от «01» до «07»): 1. Коломба, ультраранний, 01 (Нидерланды). 2. Винета, раннеспелый, 03 (Германия), Контроль. 3. Любава, раннеспелый, 03 (ВНИИКХ, Россия). 4. Бурен, раннеспелый, 03 (Ирландия). 5. Гала и 6. Вализ, среднеранние, 04 ^опка, Германия). 7. Скарб, среднеспелый, 05 (Беларусь). 8. Северное сияние, среднеспелый, 05 (ВНИИКХ, ООО «Редкинская АПК», ООО «Суздальагропром», Россия). 9. Аметист, среднеспелый, 05 (ВНИИКХ, ООО «Редкинская АПК», Россия). 10. Никулинский, среднепоздний, 06 (ВНИИКХ, Россия). 11. Ласунак, позднеспелый, 07 (Беларусь). 12. Киви, позднеспелый, 06 (Россия). Площадь учетной делянки 18,0 м2, повторность -четырехкратная.
Исследования выполняли по существующим
современным методикам [19]. Расчёт программируемой урожайности (ПРУ) и показателей климатической обеспеченности проводили по методике М.К. Каюмова [20], В.Д. Мухи, И.С. Кочетова и др. [21], дисперсионный и корреляционный анализы по методике Б.А. Доспехов [22] по программе Straz.
В опыте соблюдали экологически безопасную технологию возделывания картофеля, согласно Государственному регистру (1999 г.) она соответствует «нормальной агротехнологии». Удобрения вносили из расчета на запрограммированный урожай 30 т/га, рассчитанный по биогидротермическому (биоклиматическому) потенциалу продуктивности (БКП) [19,20]. Дозы удобрений определяли балансовым методом, которые составили N45P23K35 действующего вещества. В опыте применяли аммиачную селитру, гранулированный двойной суперфосфат, калий хлористый. Удобрения вносили под основную обработку весной. Технологические операции при возделывании картофеля выполняли с
помощью современных машин (Grimme, Amazone, Колнаг и др.), применяемых при технологии возделывания культуры с междурядьями 90 см. На посадку использовали хорошо подготовленные клубни семенной фракции (50-80 г), прозелененные, прогретые и пророщенные, обработанные инсектофунгицидом «Престиж». Посадку проводили, в предварительно нарезанные гребни, вручную по схеме 90x28 см, густота стояния - 40 тыс. растений на гектаре. Уборка сортов проводилась по мере их созревания. В системе ухода за посевами пестициды не применялись.
Погодные условия в годы исследований были различными. Особенности их будут рассмотрены при обсуждении результатов НИР.
Результаты и обсуждение. Агроклиматическая обеспеченность, влияющая на урожайность картофеля, была различна в период исследований (рис. 1). Суммарное водопотребление (W) составило по годам: 2017г. - 492 мм, 2018г. - 409 мм, 2019 г. - 427 мм при среднемноголетней норме 450 мм продуктивной влаги (в слое 0- 100 см).
Рис. 1. Динамика осадков (мм) и среднесуточной температуры (0С) по декадам с мая по сентябрь: с, Ь - 2017 г., Ь, е ■ 2018 г., а, Ь - 2019 г.
Соответственно радиационный баланс (К) составил 108,46; 120,52 и 114,54 кДж/см2 при норме 113,76 кДж/см2. Сумма температур выше 10 0С (1^10 0С) сложилась в 2017г. -1545,1; 2018г. -1766,4 и 2019г. -1656,6 0С при норме 1642,40С, а сумма осадков (Юс) соответственно - 292, 224 и 244 мм при норме 250 мм. Коэффициент увлажнения (Кувл.) соответственно составил по годам - 1,11; 0,82 и 0,92 при норме 0,97 ед. Все показатели представлены за вегетационный период «посадка-уборка» картофеля,
равный 102 дням (10,2 декады). Более значительные отклонения от среднемноголетней нормы всех характеристик климата наблюдались в 2018 г. Гидротермический коэффициент (ГТК) по Селянинову в 2017 г. равнялся 1,89; в 2018 г. - 1,29; в 2019 г. - 1,47. Ближе к норме (1,52) он был только в 2019 г. Главные отличия агроклиматических факторов в годы исследований заключались в неравномерном распределении тепла и влаги в течение вегетационного периода картофеля, что
1. Агроклиматические условия вегетационного периода лет исследования
Показатели, ед. измерения 2017 г. 2018 г. 2019 г.
всходы-бутонизация бутонизация-цветение цветение-созревание всходы-бутонизация бутонизация-цветение цветение-созревание всходы-бутонизация бутонизация-цветение цветение-созревание
Число дней в периоде 27 18 8 30 6 37 27 5 50
Дата фазы 01.07 19.07 27.07 25.06 01.07 07.08 18.06 23.06 12.08
Я,°С 382,6 288,9 149,3 459,5 112,6 598,3 458,8 85,4 764,6
Среднесуточная 14,2 16,0 18,7 15,3 18,8 16,2 17,0 17,1 15,3
I Ос, мм 114,4 32,4 15,5 19,0 28,3 82,7 18,4 9,4 153,0
Интенсивность осадков, мм/сутки 4,24 1,80 1,94 0,63 4,72 2,24 0,68 1,88 3,06
К, кДж/см2 45,14 40,04 32,43 49,33 30,44 56,89 49,29 28,95 65,95
К, кДж/см2-сутки 1,67 2,22 4,05 1,64 5,07 1,54 1,82 5,79 1,32
ГТК 2,99 1,12 1,04 0,41 2,51 1,38 0,40 1,10 2,00
Примечание. Приведены данные на начало фазы развития картофеля.
Сорт, группа спелости 2017 г. 2018 г. 2019 г.
всходы-бутонизация бутонизация-цветение цветение-созревание всходы-бутонизация бутонизация-цветение цветение-созревание всходы-бутонизация бутонизация-цветение цветение-созревание
Коломба, 01 7 10 8 30 8 29 27 4 46
Винета, 03 28 15 14 31 8 33 29 4 50
Любава, 03 10 10 9 25 7 31 22 4 49
Бурен, 03 30 10 33 38 8 27 25 5 55
В среднем по 03 23 12 19 31 8 30 25 4 51
Гала, 04 21 11 25 26 6 32 23 4 52
Вализа, 04 18 12 25 29 9 34 26 5 52
В среднем по 04 20 12 25 28 8 33 24 4 52
Скарб, 05 30 7 28 29 9 31 20 7 53
Северное сияние, 05 21 11 27 30 7 33 24 4 52
Аметист, 05 21 12 27 31 7 32 24 4 52
В среднем по 05 24 10 27 30 8 32 23 5 52
Никулинский, 06 2 8 30 31 2 52 19 7 57
Ласунак, 07 22 12 34 38 7 39 25 6 54
Киви, 07 32 10 26 33 9 32 27 2 53
В среднем по 07 27 11 30 36 8 36 26 4 54
В среднем за год 24 11 24 31 6 32 24 5 52
Примечание. Приведены данные на начало фазы развития картофеля.
2. Продолжительность межфазных периодов у сортов картофеля, дней
Владимгрскт ЗемлеШеф
№ 3 (93) 2020
3. Корреляционная зависимость конечной продуктивности картофеля от агроклиматических факторов в период "цветение созревание"
Зависимая переменная т Независимая переменная (X) г tфакт. при ^ = 2,4 Fфакт. пРи ^5 = 5,6 Уравнение регрессии (№)
Y - урожай клубней, т/га х1 - сумма те мператур,°С 0,82 3,76 14,19 Y = 12,22 + 0,026х1 (1)
х2 - среднесуточная температура,°С -0,82 -3,74 14,00 Y = 103,56 - 4,67Х2 (2)
х3 - сумма осадков, мм 0,87 4,76 22,67 Y = 14,56 + 0,13х3 (3)
4. Урожайность сортов картофеля разных групп спелости, т/га
Сорт, группа спелости Урожайность, т/га
2017 г. 2018 г. 2019 г. средняя за 3 года %
Коломба, 01 20,00 25,27 35,60 26,96 100,00
Винета, 03 (К) 15,52 16,50 37,60 23,21 -
Любава, 03 10,86 14,51 30,00 18,46 -
Бурен, 03 15,67 30,68 30,84 25,73 -
В среднем по 03 14,02 20,56 32,15 22,24 82,30
Гала, 04 22,37 17,92 26,68 22,32 -
Вализа, 04 27,03 20,64 27,55 25,07 -
В среднем по 04 24,70 19,28 27,30 23,76 88,10
Скарб, 05 15,80 16,86 35,56 22,74 -
Северное сияние, 05 15,70 15,30 22,06 17,69 -
Аметист, 05 17,69 17,09 20,50 18,43 -
В среднем по 05 16,40 16,42 26,04 19,62 72,80
Никулинский, 06 14,00 22,47 17,56 18,01 66,80
Ласунак, 07 11,14 17,50 12,88 13,84 -
Киви, 07 14,50 15,99 21,16 17,22 -
В среднем по 07 12,82 16,74 17,02 15,54 57,60
НСР05 2,67 1,74 1,54 - -
оказало существенное влияние на уровень урожайности.
Так, 2017 г. характеризовался повышенным выпадением осадков и недостатком тепла в первой половине вегетации; 2018 г. - недостатком влаги во втором и последнем месяцах вегетации; 2019 г. - повышенными температурам воздуха с дефицитом осадков в первой половине вегетации и умеренными температурами воздуха с достаточным увлажнением во второй, когда происходит формирование основного урожая клубней.
Важное значение для характеристики реакции сортов на агроклиматические изменения имеют показатели климата по важнейшим периодам роста и развития картофеля (табл. 1). Выявлено, что в соответствии с биологическими требованиями данной культуры [8, 23] более благоприятные условия для формирования урожайности сортов сложились
№ 3 (93) 2020
в 2019 г. Повышение температуры воздуха после всходов картофеля ускорило наступление фазы бутонизации на 7-12 дней, а цветение - на 7-26 дней, что продлило период роста клубней и формирование урожая по разным сортам с 8-34 дней в 2017 г. до 46-57 дней в 2019 г. (табл. 2). Погодно- климатические условия 2019г. оказали положительное влияние на уровень урожайности сортов картофеля, что доказано результатами корреляционного и регрессионного анализов. Так, зависимость урожая клубней (анализ 36 выборок за 3 года) от продолжительности периода «цветение-созревание» характеризовалась коэффициентом корреляции «г», равным 0,46 при фактических значениях критериев Стьюдента (1) 3,04, Фишера 9,27 больших, чем теоретические - (105 и Fo5) 2,0 и 8,6.
Уравнение регрессии имеет вид: Y = 12.25 + 0,236-Х при 1ф и Fф >105 и F05. Установлена более тесная связь урожайности картофеля с суммой температур, суммой осадков и среднесуточной температурой воздуха в завершающий период развития «цветение-созревание» (табл. 3). Коэффициенты корреляции «г» достигли 0,82-0,87 при высоких значениях 1 и F фактических. Уравнения (1), (2) и (3) можно использовать при программировании уровня урожайности картофеля.
Отрицательная корреляционная связь (г = - 0,82) между урожайностью и среднесуточной температурой воздуха подтверждает требования культуры к температурам умеренных широт во время роста клубней, поскольку более высокие их значения негативно сказываются на урожайности [23].
Условия, максимально близкие к климату умеренных широт, сложились в 2019 г., что позволило накопить высокую урожайность большинству сортов картофеля (табл. 4).
Более полной реализации биологического потенциала сортов в 2019 г. способствовало увеличение продолжительности периода накопления урожая клубней до 52 дней (в среднем по сортам), повышения суммы температур за это время до 764,60С, суммы осадков до 150 мм, а также умеренная температура воздуха (15,30С), благоприятная для формирования и роста клубней. Всё это позволило по ряду сортов - Винета, Коломба, Скарб, Бурен и Любава - получить запрограммированный и выше уровень урожайности картофеля, который составил 30,0-37,6 т/га. Свыше 35 т/га сформировали урожай клубней сорта Винета, Коломба, Скарб, относящиеся к разным группам спелости. У других сортов, даже в благоприятных агроклиматических условиях 2019 г., недобор урожая к запланированному уровню (30 т/га) составил от 2,47 т/га (Вализа, 03) до 17,12 т/га (Ласунак, 07) или 8,2-57,1 %.
¡¡лаЗимгрсШ Земледелии)
Без проведения защитных мероприятий, кроме протравливания клубней перед посадкой, в начале эпифитотии (первый срок определения 2-3 августа) распространение болезни в среднем по сортам составило (%): в 2017 г. - 71,8, в 2018 г. - 42,3, в 2019 г. - 50, а развитие болезни - 44,1; 38,0 и 17,7 соответственно. Высокую устойчивость к фитофторозу показал сорт Никулинский; среднеустойчивы - сорта Скарб, Бурен, Любава, Киви; слабоустойчивы - Коломба, Гала, Вализа, Винета, Северное сияние, Аметист.
Ценным биологическим свойством, перечисленных выше ранних и среднеранних сортов, является способность формировать хозяйственно выгодный урожай до сильного распространения болезни (начала созревания), благодаря формированию большой площади листьев и созданию мощного фотосинтетического потенциала агроценоза (ФПП), особенно в годы с повышенным увлажнением в начале вегетации картофеля (табл. 5). Так, в среднем по 12 сортам, максимальная площадь листьев составила (тыс. м2/га): в 2017 г. - 42,3; в 2018 г. - 40,3; в 2019 г. (при дефиците влаги) - 21,9. При этом был создан ФПП соответственно по годам - 1820, 1758 и 1046 тыс. м2хсутки/га.
В результате исследований установлено, что фотосинтетическая активность растений картофеля, в первую очередь, зависела от мощности ФПП, затем от обеспеченности растений жизненно важными факторами (влагой теплом, светом) и от биологии сорта. Так, производительность ФПП как один из показателей фотосинтетической активности возрастала с 9,62-12,64 кг в 2017-2018 гг. до 26,21 кг в 2019 г. или увеличилась в 2,7 и 2,2 раза. Высокой производительностью ФПП как в 2019 г.,
5. Величина и производительность фотосинтетического потенциала агроценоза картофеля (ФПП)
Сорт, группа спелости ФПП, тыс. м2х сутки/га Получено клубней на 1 тыс. ед. ФПП, кг
2017 г. 2018 г. 2019 г. средняя 2017 г. 2018 г. 2019 г. средняя
Коломба, 01 1450 1873 772 1365 13,79 15,50 46,10 25,13
Винета, 03 (К) 2260 1503 1054 1606 6,80 11,00 35,70 17,83
Любава, 03 1590 1498 744 1277 6,82 9,70 40,30 18,94
Бурен, 03 2045 1986 1428 1820 7,67 15,40 2,60 14,89
В среднем по 03 1965 1662 1075 1568 7,10 12,03 32,50 17,22
Гала, 04 1550 1622 1362 1511 14,43 11,00 19,60 15,01
Вализа, 04 1950 1502 993 1482 13,86 13,70 27,70 18,42
В среднем по 04 1750 1562 1178 1496 14,14 12,35 23,65 16,72
Скарб, 05 1520 1547 1514 1527 10,29 10,90 23,50 14,90
Северное сияние, 05 1938 1482 1102 1507 8,10 13,88 20,00 13,99
Аметист, 05 1972 1517 956 1482 8,97 11,27 21,50 13,91
В среднем по 05 1810 1515 1191 1505 9,12 12,02 21,67 14,27
Никулинский, 06 1905 2694 842 1817 7,31 14,48 20,90 14,23
Ласунак, 07 2530 2291 766 1862 4,40 7,60 16,80 9,60
Киви, 07 1117 1587 1018 1241 12,98 10,10 20,80 14,63
В среднем по 07 1824 1939 892 1552 8,69 8,85 18,80 12,12
%
100 100 100 100 „_, 100 100
100
■ распространение ■ развитие
Рис. 2. Пораженность сортов картофеля фитофторозом (ботва), среднее за 2017-2019 гг. (второй срок определения 8-11 августа)
Недобор урожайности сортов к ПРУ в 2017 и 2018 гг. был ограничен недостатком тепла и влаги, а в отдельные периоды их избытком, снижающим активную фотосинтетическую деятельность растений, а также поражением растений фитофторозом, эпифитотия которого наблюдалась ежегодно. В 2017 г. более урожайными были сорта: среднеранние Гала и Вализа, ультраранний Коломба. В 2018 г. - раннеспелый Бурен, ультраранний Коломба, позднеспелый Никулинский, среднеранний Вализа. Эти сорта отличались более длинным периодом «цветение-созревание».
Недобор урожая к ПРУ частично объясняется слабой устойчивостью ряда сортов к фитофторозу (рис. 2).
8лаЭимгрсШ ЗемлеШеф
№ 3 (93) 2020
так и в среднем за 3 года отличались сорта: Коломба, Любава, Винета, Вализа, у которых на 1 тыс. единиц ФПП было получено в 2019 г. 27,7 - 46,1 кг клубней, а в 20172019 гг. - 17,03-25,13 кг клубней. Выявлена четкая зависимость производительности ФПП от скороспелости сорта: она снижалась от ультрараннего и раннеспелых сортов к позднеспелым (от 25,13 и 17,22 до 12,12 кг или в 2,1 и 1,4 раза).
Важным показателем экологической характеристики сорта является его способность экономно расходовать влагу на создание единицы урожая [20, 24]. Этим показателем является коэффициент водопотребления биологический (Кв биол. - расход влаги на единицу сухой фитомассы) и товарный (Кв тов. - расход влаги на единицу товарной продукции с гектара). Кв биол. и Кв тов. одновременно считаются важными параметрами программирования действительно возможного урожая по водным ресурсам региона [19, 20].
Результаты исследований выявили разную способность сортов в использовании продуктивной влаги, которая зависела от обеспеченности картофеля жизненно важными факторами в течение вегетации (табл. 6).
Так, в более благоприятном для данной культуры 2019 г. товарный коэффициент водопотребления был в 1,8 раза меньше (177 м3/т), чем во влажном 2017 г. (311 м3/т), и в 1,3 раза, чем в более сухом 2018 г. (223 м3/т). По группам сортов наиболее экономным расходованием влаги отличались: ультраранний Коломба и среднеранние сорта - Гала и Вализа. Среднепоздний сорт Никулинский и позднеспелые сорта Ласунак и Киви потребляли влагу на 20-21 и 59-60 м3/т больше указанных выше сортов.
Для сортов, возделываемых на пищевые цели, большое значение в характеристике имеет способность формировать и сохранять высокое качество урожая в разных экологических условиях [6,9,26]. Результаты физико-биохимической оценки сортов, проведенной в 2018 и 2019 гг., показали, что полученные результаты качества урожая соответствуют их биологическому потенциалу, назначению сорта и зависят от агроклиматических условий вегетационного периода (табл. 7).
В благоприятных условиях 2019 г. (в среднем по 12 сортам) количество сухого вещества в клубнях в сравнении с 2018 г. увеличилось на 0,57% (с 20,82 до 21,39%), сырого протеина - на 1,01% (с 6,39 до 7,40%). Содержание крахмала оставалось практически неизменным (14,51 и 14,37%), вариация значений находится в пределах допустимой ошибки определений. Количество нитратов в клубнях увеличилось на 42 мг/кг, но оставалось (82 мг/кг) значительно ниже временного допустимого уровня (ВДУ) (250 мг/кг). Наибольшим содержанием сухого вещества
6. Товарные коэффициенты водопотребления (Кв тов.) разных сортов картофеля в годы исследований, м3/т (мм х га/ц)
Сорт, группа спелости Год Среднее за 3 года
2017 2018 2019
Коломба, 01 246 162 120 176
Винета, 03 (К) 317 248 114 226
Любава, 03 453 282 142 292
Бурен, 03 314 133 138 195
В среднем по 03 361 221 231 238
Гала, 04 206 228 160 198
Вализа, 04 182 198 155 178
В среднем по 04 194 213 158 188
Скарб, 05 292 243 120 218
Северное сияние, 05 313 267 194 258
Аметист, 05 278 239 208 242
В среднем по 05 294 250 174 239
Никулинский, 06 351 182 243 259
Ласунак, 07 442 234 332 336
Киви, 07 339 256 202 260
В среднем по 07 390 245 267 298
В среднем за год 311 223 177 237
7. Качество урожая сортов картофеля, среднее за 2018-2019 гг.
Сорт, группа спелости Содержание, % Нитраты, мг/кг Выход продо-воль-ствен-ной фракции, %
абс. сухое вещество сырой протеин в а.с.в. крахмал
Коломба, 01 16,96 8,32 12,34 74 92,5
Винета, 03 (К) 21,68 5,95 15,94 68 91,1
Любава, 03 21,36 7,48 14,11 68 88,5
Бурен, 03 19,90 5,70 13,20 53 92,7
В среднем по 03 20,98 6,38 14,42 63 90,8
Гала, 04 19,73 7,33 13,51 93 90,1
Вализа, 04 20,14 6,80 13,26 52 93,1
В среднем по 04 19,94 7,06 13,38 72 91,6
Скарб, 05 20,28 6,00 12,72 38 87,7
Северное сияние, 05 20,36 7,98 14,06 60 90,6
Аметист, 05 19,18 7,74 12,32 52 92,1
В среднем по 05 19,94 7,24 13,03 50 90,1
Никулинский,06 25,30 6,70 17,56 56 79,9
Ласунак, 07 28,26 6,10 21,04 67 85,3
Киви, 07 20,12 6,66 12,14 49 75,9
В среднем по 07 24,19 6,38 16,59 58 80,6
№ 3 (93) 2020
Владимирский ЗешеШецТз
(25,3 - 28,2%) отличались сорта Ласунак и Никулинский; сырого протеина (7,33-8,32) - Коломба, Северное сияние, Аметист, Любава, Гала; крахмала (15,94-21,04) - Ласунак, Никулинский, Винета. При использовании урожая на пищевые цели особую ценность имеют сорта с фиолетовой окраской мякоти клубней, которые, помимо высокого содержания белка в клубнях, отличаются высокими антиоксидантными свойствами [25, 27].
Выводы. Таким образом, более полная реализация биологического потенциала сортов картофеля при возделывании их по экологически безопасной технологии с междурядьями 90 см наблюдается в годы (2019 г.) с повышенными суточными температурами воздуха (17°С) в первой половине вегетации (всходы-бутонизация) и умеренными (15,30С) в период «цветение-созревание» при сумме температур 765РС, сумме осадков 153 мм и продолжительности периода «цветение - созревание» 50 дней.
В таких погодно - климатических условиях сорта Коломба, 01, Винета, 03, Скарб, 05, Любава, 03, Бурен, 03 формируют запрограммированные урожаи 30 т/га и выше (30,84-37,60 т/га) за счет высокой фотосинтетической активности растений, экономного расходования влаги и питательных веществ из почвы и удобрений.
Установлена тесная прямая положительная связь урожайности картофеля с суммой температур (г = 0,82), суммой осадков (г = 0,84) в период "цветение-созревание" и отрицательная (г = - 0,82) - со среднесуточной
температурой воздуха в период «цветение-созревание», а также с продолжительностью этого периода (г = 0,46) при фактических значениях критериев Стьюдента и Фишера значительно больше теоретических.
Выявлена устойчивая тенденция снижения уровня урожайности картофеля от ультраранних сортов (100%) к среднеранним (88,1%) и раннеспелым (82,5%), среднеспелым (72,8%), среднепоздним (66,8%) и позднеспелым сортам (57,6%). Более высоко реализуют свой биологический потенциал в условиях региона сорта - Коломба, 01, Вализа, 04, Бурен, 03 со средней за 3 года урожайностью 25,07-26,96 т/га (83,6-89,9%), а также Винета, 03, Гала, 04, Скарб, 05 с урожайностью 22,3223,21 т/га.
Преимущества в урожайности сортов раннеспелой и среднеспелой групп спелости объясняются способностью их формировать хозяйственно ценный урожай до начала созревания, когда в регионе отмечается наибольшее распространение и развитие фитофтороза. Высоко устойчивым к этой болезни, без проведения защитных мероприятий, оказался сорт Никулинский, среднеустойчивыми - сорта Скарб, Бурен, Любава, Киви.
Агроклиматические условия Верхневолжья, при возделывании картофеля по экологически безопасной технологии, позволяют получать урожаи высокого качества, соответствующего биологическому потенциалу и назначению сортов. В благоприятные годы пищевые достоинства клубней улучшаются за счет увеличения содержания в них сухого вещества и сырого протеина.
Литература.
1. Усанова З.И., Осербаев А.К., Зияев К.И., Павлов М.Н. Клубнеплоды. Биологические особенности и технологии возделывания картофеля и земляной груши: учебное пособие. Тверь, 2018. 152 с.
2. Rahaman M.M., Shehab M.K. Water consumption, land use and production patterns of rice, wheat and potato in South Asia during 19882012 //Sustainable Water Resources Management. - 2019. - Т. 5. - №. 4. - С. 1677-1694.
3. Stokstad E. The new potato //Science. - 2019: - Vol. 363. - pp. 574-577.
4. FAO S. et al. FAOSTAT database // Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy. - 2020. URL: http://www.fao.org/ faostat/ru/#data/QC
5. Горбатенко Л.Е. Виды картофеля Южной Америки. СПб.: ВИР, 2006. 456 с.
6. Dean B.B. Managing the Potato Production System: 734. - Routledge, 2018. - 202 p.
7. Писарев Б.А. Книга о картофеле. М.: Московский рабочий, 1977. 232 с.
8. Усанова З.И., Самотаева Н.В., Филин В.В. и др. Теория и практика создания высокопродуктивных посадок картофеля в центральном Нечерноземье: монография. Тверь: ООО Изд-во «Триада», 2013. 528 с.
9. Первые результаты эколого-географического испытания новых районированных сортов картофеля / Сташевски Э., Кузьминова О.А., Вологин С.Г. Гизатуллина А.Т., Гимаева Е.А., Сафиуллина Г.Ф., Киру С.Д., Шабанов А.Э., Сафонова А.Д., Полухин Н.И., Журавлева Е.В. //Земледелие. 2019. №6. С. 43-48.
10. Bekele T., Haile B. Evaluation of improved potato (Solanum tuberosum L.) varieties for some quality attributes at Shebench Woreda of Bench-Maji Zone, Southwestern Ethiopia. - 2019. - Vol. 14(7), pp. 389-394
11. Ghai R. Biochemical Studies on the Non-Enzymatic Antioxidants in the Potato (Solanum Tuberosum L.) Cultivars, and Cytotoxic Activity of Polyphenol Extract on Animal Cell Lines: дис. - TIET, Patiala, 2019.
12. Усанова З.И., Козлов В.В. Формирование урожайности сортов картофеля при возделывании по разным технологиям в условиях Верхневолжья //Достижения науки и техники АПК. 2014. №4. С. 42-45.
13. Сохранение, изучение и использование в селекции генетического разнообразия картофеля во ВНИИР им. Н. И. Вавилова/ Киру С.Д., Гавриленко Т.А., КостинаЛ.И. Рогозина Е.В., Антонова О.Ю., Трускинов Э.В., Швачко Н.А., Крылова Е.А., Смирнова А.Б. // Достижения науки и техники АПК. 2007. № 7. С. 2-6.
14. Мониторинг современного состояния производства картофеля в России: справочник /Б.А. Анисимов, В.В. Тульчеева, Н.А. Янюшкина и др. М.: ФГБНУ ВНИИКХ, 2017. 35 с.
15. Актуальные проблемы и приоритетные направления развития картофелеводства/ Коршунов А.В., Симаков Е.А., Лысенко Ю.Н. Анисимов Б.В., Митюшкин А.В., Гаитов М.Ю. //Достижения науки и техники АПК. 2018. Т.32. №3. С. 12-20.
16. Жевора С.В. Экологическая адаптивность перспективных сортов картофеля отечественной селекции и экономическая оценка//Земледелие. 2019. №5. С.30-34.
17. Янюшкина Н.А., Жевора С.В. Картофель от Петровской эпохи до дня сегодняшнего//Земледелие. 2018. №5 С. 3-4
18. Федотова Л.С., Анисимов Б.В. Роль адаптивно-биологизированного земледелия в формировании урожая и повышения
8лаЭимгрсШ ЗемлеШеЩ)
№ 3 (93) 2020
пищевой диетической ценности картофеля // Картофелеводство в регионах России: Актуальные проблемы науки и практики: материалы конф. М.: ВНИИКХРЦСК, 2006. С. 67-82.
19. Усанова З.И. Методика выполнения научных исследований по растениеводству. Тверь: Тверская ГСХА, 2015. 143 с.
20. Каюмов М.К. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. М.: Агропромиздат, 1989. 320 с.
21. Основы программирования урожайности сельскохозяйственных культур/ под ред. В.Д. Мухи: учебник. М.: МСХА, 1994.252 с.
22. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
23. Посыпанов Г.С., Бугаев П.Д. Клубнеплоды//Растениеводство: учебник. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. С. 362-395.
24. Усанова З.И., Мигулев П.И. Водопотребление кукурузы в условиях Верхневолжья //Вестник Тверского ГУ. Серия биология и экология. 2019. №2. С. 132-143.
25. Усанова З.И., Прядеин С.Е. Качество клубней новых сортов картофеля с фиолетовой окраской мякоти //Повышение управленческого, экономического, социального, инновационно-технологического и технического потенциала предприятий и отраслей АПК: сб. науч. трудов межд. науч.-практ. конф. Тверь: Тверская ГСХА, 2017. С. 25-27.
26. Obiero C.O., Milroy S., Bell R.W. Importance of whole plant dry matter dynamics for potato (Solanum tuberosum L.) tuber yield response to an episode of high temperature //Environmental and Experimental Botany. - 2019. - Т. 162. - С. 560-571.
27. Andre C.M. et al. Andean potato cultivars (Solanum tuberosum L.) as a source of antioxidant and mineral micronutrients//Journal of agricultural and food chemistry. - 2007. - Т. 55. - №. 2. - С. 366-378.
REALIZATION OF THE GENETIC POTENTIAL OF POTATO VARIETIES IN AGROCLIMATIC CONDITIONS OF UPPER VOLGA
A.I. BELENKOV1, Z.I. USANOVA2, M.N. PAVLOV2, N.S. CHERNIKOVA2
JState Federal-Founded Educational Institution of Higher Education "State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy", ul. Timiryazevskaya 49, Moscow, 127550, Russian Federation
2State Federal-Founded Educational Institution of Higher Education "Tver State Academy of Agriculture" ul. Marshala Vasilevskogo (Sakharovo) 7, Tver, 170904, Russian Federation
Abstract. The article aims to study the reaction of 12 modern varieties of domestic and foreign selection on agroclimatic changes in the region when cultivating potatoes under environmentally safe technology and to define varieties which can completely realize their genetic potential in Upper Volga. The study was carried out 2017-2019 on soddy podzolic well-cultivated soil within single-product farming in Tver oblast. The varieties under study: ultra-early Kolomba, early ripening Vineta, Lyubava, Byren, middle-early Gala, Valiza, middle-ripening Skarb, Severnoye Siyanie, Ametist, middle-late Nikulinsky, late-ripening Lasynak, Kiwi. The biological potential of potato varieties realizes complete in 2019. The year had higher air temperature (17.00C) during "seedling-ripening", the sum of temperatures in the second period 7650C, the sum of atmospheric precipitation 153 mm and its duration 46-50 days. Under these conditions the varieties Kolomba, Vineta, Skarb, Lyubava have an expected yield (30 t/ha) and more (30.84-37.60 t/ha) due to high photosynthetic activity, saving moisture consumption and nutrients. It is noted a strong direct correlation between potato yield with the sum of temperatures (r = 0.82), the sum of atmospheric precipitation (r = 0.84), negative (r = -0.82) and the average daily temperature over "seedling-ripening", as well as its duration (r = 0.46 by tfact. and Ffact.>t and F05). Research reveals a steady downward trend in yield from ultra-early Kolomba (100%) to late-ripening Lasunak and Kiwi (57.6%). For three years the varieties Kolomba, Valiza, Buren realize their biological potential with the efficiency of 83.6-89.9% as well as 74.4-77.4% of the expected level. The Nikulinsky is highly resistant to potato blight, middle resistant - Skarb, Lyubava, Buren, Kiwi. In conditions of Upper Volga, all varieties have a yield of high quality. In a favourable year, the nutrition value of tubers increases due to greater content of raw protein (by 1,01% a.d.b.).
Keywords: potatoes, varieties, expected yield, agroclimatic security, growth and development, photosynthetic activity, water consumption, yield quality.
Author details: A.I. Belenkov, Doctor of Sciences (agriculture), professor, (e-mail: [email protected]), Z.I. Usanova, Doctor of Sciences (agriculture), professor; M.N. Pavlov, Candidate of Sciences (agriculture), senior teacher; N.S. Chernikova, post-graduate student.
For citation: Belenkov A.I., Usanova Z.I., Pavlov M.N., Chernikova N.S. Realization of the genetic potential of potato varieties in agroclimatic conditions of Upper Volga // Vladimir agricolist. 2020. №3. P. 40-48. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10131.
D0I:10.24411/2225-2584-2020-10132 УДК 633.111.1:631.527
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ АКМОЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Ю.В. ДОМБРОВСКАЯ, младший научный сотрудник, ([email protected])
Т.В. ШЕЛАЕВА, старший научный сотрудник
Научно-производственный центр зернового хозяйства им. А.И. Бараева
ул. Бараева, д. 15, п. Научный, Шортандинский р-н, Акмолинская обл., 021601, Республика Казахстан
Резюме. Целью исследований являлось изучение сортов яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения по продолжительности вегетационного периода, урожайности, содержанию белка и клейковины. Исследования выполнены на базе научно-производственного центра зернового хозяйства им. А.И. Бараева (Казахстан). Приведены результаты исследований экологического сортоиспытания, проведенного в контрастных погодных условиях вегетационного периода 2018-2019 гг. В экологическом испытании изучено 20 сортов Российской и Казахстанской селекции. Обильные осадки вегетационного
периода 2018 г. благоприятно повлияли на формирование урожайности, а повышенные температуры воздуха и низкое количество осадков вегетационного периода 2019 г. позволили сортам созреть быстрее и сформировать зерно с высоким содержанием белка и клейковины. Вегетационный период испытуемых сортов в 2018 г. в среднем составил 97 дней, в 2019 г. - 91 день. По скороспелости выделились сорта: Орал, Шортандинская 2012, Тэуелс'вдЫ 20, Омская 36. Урожайность в 2018 г. в среднем по питомнику составила
31.7 ц/га. Достоверно превысили стандарт по урожайности сорта: Тэуелс'вдЫ 20 (+ 7,1 ц/га), Шортандинская 2012 (+ 3,2 ц/га), Шортандинская2007(+ 6,2 и/га), Росинка 3 (+ 7,5 и/га). В 2019 г. урожайность по питомнику находилась на уровне
22.8 ц/га. Сорта, превысившие стандарты: Шортандинская 2014 (+ 0,6 ц/га), Омская 36 (+ 0,2 ц/га); Шортандинская 2007 (+ 2,1 ц/га), Омская 35 (+ 0,8 ц/га), Росинка 3 (+ 2,1 ц/га); Тобольская 2 (+1,6 ц/га). По данным технологического анализа по содержанию белка в условиях 2018 г. выделились сорта: Боевчанка (13,42 %), Уралсибирская (13,42 %), Асыл Сапа (13,02 %). В 2019 г. белка в зерне содержалось от 14,28 % до 16,80 %, клейковины от 30,3 % до 37,6 %.
