CC BY
31УДК 635.21.004.12:631.874
В. А. Монастырский, А. Н. Бабичев (ФГБНУ «РосНИИПМ»)
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ ЛЕТНЕЙ ПОСАДКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗУЕМОГО СИДЕРАТА
Целью исследований было изучение закономерностей формирования урожая картофеля летней посадки и его качества в зависимости от различных сидератов при возделывании на орошаемых черноземах обыкновенных. В качестве сидерата под картофель летней посадки высевались горох, люпин, гречиха, яровой рапс и горчица са-рептская. Продолжительность вегетационного периода картофеля летней посадки на всех вариантах опыта колеблется от 101 до 112 суток. Установлена зависимость продуктивности картофеля летней посадки от используемого сидерата. Во время уборки урожая на участках горчицы урожайность картофеля составила 43,5 т/га, на участке гороха - 42,6 т/га, люпина - 41,8 т/га, рапса - 39,8 т/га, гречихи - 38,3 т/га, на контрольном варианте без сидератов - 35,3 т/га. Наиболее высокие показатели продуктивности картофеля были получены при использовании в качестве сидерата горчицы сарептской. Урожайность повысилась на 27 % по сравнению с контрольным вариантом. Наибольшая средняя масса одного клубня картофеля была получена на участке, где в качестве сидерата высевалась горчица (96,8 г). Высокие показатели получены на вариантах с бобовыми культурами (горох - 89,3 г, люпин - 85,6), и на гречихе - 83,2, самые низкие на яровом рапсе - 71,4 г. На варианте с использованием горчицы сухого вещества в клубнях картофеля было 10,6 т/га, содержание крахмала - 12,6 %, что превысило показатели контрольного варианта 14,6 и 14,5 % соответственно. Наименьшее количество пораженных заболеваниями клубней было отмечено на варианте с горчицей 11 % против 18 % на контрольном варианте без сидератов.
Ключевые слова: сидеральные культуры, горох, люпин, яровой рапс, горчица са-рептская, гречиха, картофель, урожайность.
V. A. Monastyrskiy, A. N. Babichev (FSBSE “RSRILIP”)
YIELD AND QUALITY OF SUMMER PLANTING POTATO DEPENDING ON GREEN MANURE CROP
The objective of the research was to study the patterns of yield formation for summer planting potato and its quality depending on green manure crop growing at irrigated ordinary chernozems. Green manure crops were pea, lupine, buckwheat, spring rape, and brown mustard (Brassica juncea). The duration of vegetative period at all variants was from 101 to 112 days. The relationship between the productivity of summer planting potato and green manure crop was established. During harvesting at the plots occupied by mustard potato yield was 43.5 t/ha, by pea - 42.6 t/ha, by lupine - 41.8 t/ha, by rape - 39.8 t/ha, buckwheat -38.3 t/ha, at the control variant without green manure crops - 35.3 t/ha. Using mustard as a green manure crop enables to get the highest potato productivity. Potato yield increased by 27 % compared to control variant. The greatest mass of a single potato tuber (96.8 g) was obtained at the plot where mustard was planting. High indices were got at the variants with legumes (pea - 89.3 g, lupine - 85.6 g) and buckwheat (83.2 g). The lowest yield was after spring rape - 71.4 g. At the variants where mustard used, dry matter in potato tubers was 10.6 t/ha, starch content - 12.6% which exceeded the control variant by 14.6 and 14.5 % respectively. The lowest quantity of tubers affected by diseases was marked at the variant
with mustard 11 % against 18 % at the control variant without green manure crop.
Keywords: green manure crops, pea, lupine, spring rape, brown mustard (Brassica juncea), buckwheat, potato, crop yield.
Получение высокого урожая картофеля в значительной степени зависит от соблюдения технологии возделывания этой культуры. Внесение неполных доз минеральных удобрений, несвоевременное проведение обработок от вредителей и болезней приводят не только к снижению урожая, но и к ухудшению качества конечной продукции. В условиях постоянно растущих цен на минеральные удобрения и средства защиты растений актуальным становится переход на альтернативные системы земледелия, таких как биологизированные системы земледелия. Одним из элементов такой системы является применение сидеральных культур [1, 2, 3].
На основании этого в ЗАО «Аксайская Нива» Аксайского района Ростовской области в 2011-2013 годах были заложены опыты по усовершенствованию элементов технологии возделывания картофеля летней посадки с использованием сидеральных культур, в качестве которых выбраны горох, люпин, гречиха, яровой рапс, горчица сарептская. В ходе исследований определялось влияние сидератов на урожайность и качество клубней картофеля.
Опытный участок общей площадью 3 га выровнен по микрорельефу и почвенному составу.
Почвенный покров района исследований представлен черноземом обыкновенным. Гумусовый горизонт достигает 80-100 см.
Плотность сложения почвы постепенно увеличивается с глубиной. По этому параметру слои 0-20 и 50-100 см можно оценить как рыхлые, а подпахотный слой (30-50 см) - как среднеуплотненный.
Территория, где расположено ЗАО «Аксайская Нива», характеризуется неустойчивым умеренно-континентальным климатом с недостаточным увлажнением и большим притоком солнечной энергии. Территория достаточно обеспечена теплом, сумма активных температур составляет
3200-3400 °С. Среднее количество осадков - 420-450 мм, за весеннелетний период - 200-280 мм. Испарение за год составляет около 600 мм. Недостаток влаги восполняется орошением. Среднегодовая температура -8,6-9,3 °С. Средняя температура января - минус 5-7 °С, безморозный период - 175-180 дней [4].
При проведении полевых исследований использовались методики Б. А. Доспехова [5], ВНИИ кормов имени Б. Р. Вильямса [6] и другие общепринятые методики. Предусматривалось проведение наблюдений за изменением агрохимических свойств почвы на участках с посевами сидера-тов согласно схеме опытов.
В период вегетации культур-сидератов в 2011 году (21 апреля -31 мая) выпало 44,6 мм осадков. В последней декаде апреля наблюдалось отсутствие осадков, что негативно сказалось на всходах. В мае выпало всего 40 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период составила 680 °С. Относительная влажность воздуха составила 64,6 %.
В 2012 году за период вегетации выпало 118,9 мм осадков, что почти втрое превышает среднемноголетнее значение. Основное поступление влаги из атмосферы наблюдалось в мае. В этот период выпало 114,1 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период составила 796 °С. Относительная влажность воздуха составила 65,2 %.
За период вегетации сидератов в 2013 году выпало всего 29 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период составила 695 °С. Относительная влажность воздуха составила 62,3 %.
За годы исследований посевы сидеральных культур проводились в период с конца апреля по начало мая. Были отобраны сорта: горох - Готик, яровой рапс - Таврион, горчица сарептская - Донская 8, гречиха - Казанка, люпин - Орловский сидерат. Все культуры имеют короткий вегетационный период. После их заделки высаживался районированный сорт картофеля Жуковский ранний.
Предшественником сидеральных культур являлась озимая пшеница. Основная обработка почвы после предшественника заключалась в лущении стерни сразу после уборки предшественника. Глубина лущения составляла S-10 см. Лущение осуществлялось орудиями ЛДГ-10 Б. Основная обработка почвы заключалась в проведении отвальной вспашки на глубину 25-27 см. Основная обработка осуществлялась навесным плугом ПЛН-4-35, агрегатируемым с трактором ДТ-75 М. Предпосевная обработка почвы заключалась в ранневесеннем бороновании бороной БЗСС-1,0. Посев проводился сеялкой СЗ-3,6. Скашивание и измельчение сидерата проводилось косилкой-измельчителем КИР-1,5. Заделка сидерата была проведена лущильником ЛДГ-10 Б в агрегате с трактором ДТ-75 М. Картофель высаживался через 30 дней после заделки сидерата (30 июня-3 июля).
Норма высева для бобовых (горох, люпин) составила 1 млн шт./га, крестоцветных (яровой рапс, горчица) - 2 млн шт./га, гречихи -
4 млн шт./га. Влажность почвы при возделывании сидератов и картофеля поддерживалась не ниже S0 % НВ в слое 0,6 м. Поливные нормы составля-
-5
ли 420 м /га. Полив проводился дождевальной машиной ДДА-100 ВХ.
Как показали результаты исследований, продолжительность основных межфазных периодов картофеля летней посадки в зависимости от сидерата имели существенные отличия (таблица 1).
В начале вегетации развитие растений картофеля было равномерным на всех вариантах опыта, межфазный период «посадка-всходы» составлял 22 дня.
Далее продолжительность межфазных периодов изменялось в зависимости от используемого сидерата. Так, сроки похождения межфазного периода «цветение-прекращение роста ботвы» на участке, где предшественником являлись горох и люпин, составляли 22 дня, гречихи - 19 суток. На контрольном варианте, а также на участках с предшественниками горчицей и яровым рапсом, межфазный период составил 20 суток.
Таблица 1 - Продолжительность основных межфазных периодов
картофеля летней посадки в зависимости от сидерата, ЗАО «Аксайская Нива», 2011-2013 гг.
___________________________________________________________________В сут.
Вариант Продолжительность межфазных периодов картофеля Всходы - техническая спелость
посадка - всходы всходы -бутонизация бутонизация -цветение цветение -прекращение роста ботвы прекращение роста ботвы - увядание ботвы увядание ботвы - техническая спелость
Гречиха 22 27 8 19 24 7 107
Люпин 22 27 8 22 23 7 109
Горчица 22 28 9 20 25 8 112
Рапс 22 27 9 20 22 6 106
Горох 22 27 8 22 25 6 111
Без сидерата (к) 22 25 7 20 22 5 101
Продолжительность вегетационного периода картофеля летней посадки на всех вариантах опыта колеблется от 101 до 112 суток. В частности, на опытном участке, где предшественником была горчица, вегетационный период картофеля составляет 112 суток, на участке после гороха -111 суток. На участке, где предшественником был люпин, вегетационный период картофеля составляет 109 суток, что на 2 суток больше, чем после гречихи и на 3 суток - рапса. На контрольном варианте длительность вегетационного периода составляет 101 сутки.
При проведении исследований площадь листовой поверхности определялась в течение всего периода вегетации картофеля летней посадки по основным фазам роста. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что с самого начала развития растений картофеля летней посадки площадь листовой поверхности разнится по вариантам опыта. Так, в фазе вегетации «всходы» наибольшая площадь листовой поверхности наблюдалась на варианте «горчиЛ
ца» и составляла 3950 м /га. На остальных вариантах с сидератами площадь листовой поверхности картофеля была ниже. На контрольном вари-
анте площадь листовой поверхности картофеля летней посадки была наименьшей - 3121 м2/га.
Таблица 2 - Площадь листовой поверхности картофеля летней
посадки по фазам вегетации, ЗАО «Аксайская Нива», 2011-2013 гг.
В м2/га
Вариант Площадь листовой поверхности картофеля по фазам вегетации
всходы бутонизация цветение прекращение прироста ботвы увядание ботвы
Гречиха 3318 20807 422б5 425б0 20804
Люпин 3б74 2303б 4б793 47120 23033
Горчица 3950 24770 50315 50бб7 247б7
Рапс 3358 21055 427б8 430б7 21052
Горох 3753 23532 47799 48134 23529
Без сидерата (к) 3121 195б8 39749 40027 195бб
Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что с самого начала развития растений картофеля летней посадки площадь листовой поверхности разнится по вариантам опыта. Так, в фазе вегетации «всходы» наибольшая площадь листовой поверхности наблюдалась на варианте «горчица» и составляла 3950 м2/га. На остальных вариантах с сидератами площадь листовой поверхности картофеля была ниже. На контрольном варианте площадь листовой поверхности картофеля летней посадки была наименьшей - 3121 м2/га.
В фазы «цветение» и «прекращение роста ботвы» площадь листовой поверхности картофеля летней посадки оставалась наибольшей на вариан-
Л
те «горчица» и составляла 50315 и 50667 м /га соответственно. На участке
с сидератом горох наибольшая площадь листовой поверхности составила
2 2 48134 м /га, с сидератом люпин - 47120 м /га. Наименьшую листовую поверхность в фазе «прекращение роста ботвы» картофель сформировал на вариантах с сидератами рапс и гречиха 43067 и 42560 м /га соответственно и на контрольном варианте - 40027 м2/га, что является минимальным по всем вариантам опыта.
На рисунке 1 представлена динамика нарастания площади листовой поверхности в течение вегетационного периода в зависимости от исполь-
б
зуемого сидерата.
Рисунок 1 - Нарастание площади листовой поверхности картофеля летней посадки от всходов в зависимости от сидерата, 2011-2013 гг.
Для определения влияния сидератов на продуктивность картофеля была изучена динамика прироста массы клубней картофеля летней посадки, представленная в таблице 3.
Таблица 3 - Динамика нарастания массы клубней картофеля летней посадки в зависимости от сидерата, ЗАО «Аксайская Нива», 2011-2013 гг.
В т/га
Вариант Фаза развития картофеля
бутониза- ция цветение прекращение прироста ботвы увядание ботвы техническая спелость
Гречиха 21,3 27,3 32,б 37,2 38,3
Люпин 23,2 28,3 33,8 39,3 41,8
Горчица 23,4 29,1 34,1 39,8 43,5
Рапс 22,7 27,4 33,0 38,7 39,8
Горох 21,б 28,9 33,9 39,б 42,б
Без сидерата (к) 18,7 25,9 30,2 34,2 35,3
Согласно таблице 3, на всех вариантах опыта масса клубней интенсивнее нарастает в межфазный период «бутонизация - цветение». В даль-
нейшем темп роста снижается, но продолжается до фазы «техническая спелость». В каждый межфазный период наблюдались различия темпов прироста массы клубней. Так, в фазу «бутонизация» наибольшая масса клубней картофеля была зафиксирована на участке с сидератами горчица и люпин и составила 23,4 и 23,2 т/га соответственно. На участках после гороха и гречихи показатели массы клубней находились почти на одном уровне и составляли 21,6 и 21,3 т/га соответственно.
Масса клубней картофеля летней посадки была наибольшей при использовании в качестве сидерата горчицы, урожай клубней составил 43,5 т/га. Также высокий урожай получен с опытных участков, где сидератами являлись бобовые - горох и люпин, в фазу «техническая спелость» урожайность клубней картофеля составила на этих вариантах 42,б и 41,8 т/га соответственно. Во время уборки урожая на участках рапса урожайность картофеля составила 39,8 т/га, гречихи - 38,3 т/га, на контрольном варианте - 35,3 т/га.
На рисунке 2 представлена динамика нарастания средней массы клубней картофеля летней посадки в зависимости от используемого сидерата.
Динамика нарастания массы клубней картофеля летней посадки в зависимости от сидератов описывается следующими уравнениями:
- по сидерату гречиха: у = - 0,0022х2 + 0,5871х, R2=0,97;
- по сидерату люпин: у = - 0,0021х2 + 0,5963х, R2=0,99;
- по сидерату горчица: у = - 0,0019х2 + 0,5857х, R2=0,98;
- по сидерату рапс: у = - 0,0021х2 + 0,5869х, R2=0,98;
- по сидерату горох: у = - 0,0019х2 + 0,5818х, R2^^;
- без сидерата: у = - 0,0022х2 + 0,5624х, R2=0,93.
45
20 Н----------1---------1----------1---------1---------1----------1---------1---------1
40 50 60 70 80 90 100 110 120
Дней от начала вегетации
Гречиха -------Люпин Горчица ------Раис -------Горох -------Без сидерата {к)
Рисунок 2 - Динамика нарастания массы клубней картофеля летней посадки в зависимости от сидерата, 2011-2013 гг.
В таблице 4 приведена средняя масса клубней картофеля летней посадки в зависимости от сидерата.
Таблица 4 - Масса 1 клубня картофеля летней посадки в зависимости от сидерата, 2011-2013 гг.
Вариант Масса 1 клубня, г Отклонение от контроля, %
Гречиха 83,2 29,0
Люпин 85,6 32,7
Горчица 96,8 50,1
Рапс 71,4 10,7
Горох 89,3 38,4
Без сидерата (к) 64,5 -
НСР05, г 1,27
НСР05, % 1,5
Исходя из этих данных, наибольшая средняя масса клубня картофеля была на опытном участке, где произрастала горчица. Этот показатель соответствует 96,8 г, что на 50,1 % превышает контрольный вариант. Высокие отклонения от контроля получены на вариантах с бобовыми сидератами и на опытном участке гречихи - от 29 до 38,4 %; на опытном участке
гороха масса 1 клубня достигла 89,3 г, люпина - 85,6 г, гречихи - 83,2 г. На опытном участке, где произрастал рапс, средняя масса клубня составила 71,4 г, что всего на 10,7 % больше контрольного варианта. В итоге по всем вариантам опыта зафиксировано увеличение средней массы клубня в сравнении с контрольным вариантом.
В таблице 5 приведены показатели качества клубней картофеля летней посадки в зависимости от культуры-сидерата в среднем за три года.
Таблица 5 - Урожайность и качество клубней картофеля летней посадки в зависимости от сидерата, ЗАО «Аксайская Нива», 2011-2013 гг.
Вариант Урожайность, т/га Сухое вещество Содержание крахмала
% т/га % т/га
Гречиха 38,3 22,8 8,7 11,8 4,5
Люпин 41,8 24,7 10,3 13,2 5,5
Горчица 43,5 24,4 10,6 12,6 5,5
Рапс 39,8 24,3 9,7 12,4 4,9
Горох 42,6 25,1 10,7 13,5 5,8
Без сидерата (к) 35,3 21,3 7,5 11,0 3,9
НСР05, т/га 1,04
Наибольшая средняя урожайность клубней картофеля летней посадки была получена на варианте, где в качестве сидерата использовалась горчица. Средняя урожайность на опытных участках после этой культуры составляет 43,5 т/га. При этом сухого вещества было 10,6 т/га и содержание крахмала 12,6 %.
В таблице 6 приведены данные о степени поражения клубней картофеля комплексом болезней (фитофтороз, альтернариоз, различные гнили и
др.).
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что на контрольном варианте было наибольшее количество пораженных заболеваниями клубней. Степень поражения составляет 18 %. Самый низкий показатель поражения заболеваниями клубней картофеля зафиксирован на варианте «горчица» и составляет 11 %, что на 38,9 % меньше контрольного
варианта. Одинаковый процент поражения заболеваниями на вариантах с
бобовыми - 13 %, что на 27,8 % меньше, чем на контрольном варианте. На
варианте «гречиха» поражение заболеваниями составляет 14 %, что на
22,2 % меньше контрольного варианта. Поражения заболеваниями клубней
картофеля на варианте «рапс» - 16 %, это на 11,1 % меньше контроля.
Таблица 6 - Поражение заболеваниями клубней картофеля летней посадки в зависимости от сидерата, ЗАО «Аксайская Нива», 2011-2013 гг.
Вариант Поражение заболеваниями, % Отклонение от контроля, %
Гречиха 14 22,2
Люпин 13 27,8
Горчица 11 38,9
Рапс 16 11,1
Горох 13 27,8
Без сидерата (к) 18 -
На основании данных таблицы 6 можно сделать вывод, что использование всех сидеральных культур в опыте снижает пораженность клубней картофеля заболеваниями и ведет к увеличению его товарного качества.
Таким образом, сидеральные культуры положительно влияют на урожайность и качество клубней картофеля летней посадки. Однако следует отметить, что наиболее высокие показатели продуктивности были получены при использовании в качестве сидерата горчицы сарептской. Урожайность повысилась на 27 %, содержание сухого вещества - на 14,6 %, содержание крахмала в клубнях - на 14,5 %, а степень поражения заболеваниями снизилась на 38,9 %.
Список использованных источников
1 Авдеев, Ю. С. Влияние удобрений на урожай и крахмалистость картофеля на дерново-подзолистых почвах / Ю. С. Авдеев // Агрохимия. -1987. - № 4. - С. 61-66.
2 Довбан, К. И. Применение зеленых удобрений в интенсивном земледелии / К. И. Довбан. - Минск.: Ураджай, 1981. - 205 с.
3 Коршунов, А. В. Удобрение картофеля при орошении /
А. В. Коршунов, А. Н. Филиппов // Картофель и овощи. - 1979. - № 6. -
С. 12-13.
4 Агроклиматические ресурсы Ростовской области. - Гидрометеоиз-дат, 1972. - С. 19-33.
5 Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
6 Методика полевых опытов с кормовыми культурами // ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. - М.: Колос, 1972. - 153 с.
Монастырский Валерий Алексеевич - Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации» (ФГБНУ «РосНИИПМ»), аспирант.
Контактный телефон: 8 (8635) 26-65-00 E-mail: rosniipm@yandex.ru
Monastyrskiy Valeriy Alekseyevich - Federal State Budget Scientific-Research Establishment “Russian Scientific-Research Institute of Land Improvement Problems” (FSBSE “RSRILIP”), Junior Researcher.
Contact telephone number: 8 (8635) 26-65-00.
E-mail: rosniipm@yandex.ru.
Бабичев Александр Николаевич - кандидат сельскохозяйственных наук, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научноисследовательский институт проблем мелиорации» (ФГБНУ «РосНИИПМ»), начальник отдела управления продуктивностью орошаемых агробиоценозов.
Контактный телефон: 8 (8635) 26-65-00 E-mail: BabichevAN2006@yandex.ru
Babichev Aleksandr Nikolayevich - Candidate of Agricultural Sciences, Federal State Budget Scientific Establishment “The Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems” (FSBSE “RSRILIP”), Head of Department of Productivity Management of Irrigated Agrocoenosis.
Contact telephone number: 8 (8635) 26-65-00.
E-mail: BabichevAN2006@yandex.ru
