ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ, КАЧЕСТВО И СОХРАННОСТЬ КАРТОФЕЛЯ В ПЕРИОД ХРАНЕНИЯ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ХАКАСИИ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

О/

ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО

doi: 10.24412/0044-3913-2022-1-23-26 УДК 633.491:631.816.1

Влияние удобрений на продуктивность, качество и сохранность картофеля в период хранения в степной зоне Хакасии

Вит. В. ЧАГИН1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (e-mail: [email protected]) В. В. ЧАГИН2, кандидат биологических наук, начальник отдела (e-mail: [email protected]) 1Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова, просп. Ленина, 92, Абакан, 655017, Российская Федерация Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Орликов пер., 1/11, Москва, 107996, Российская Федерация

Исследования проводили с целью изучения влияния минеральных и гуминовых удобрений на продуктивность, биохимический состав и сохранность картофеля. Полевой эксперимент закладывали в 2018-2020 гг. на темно-каштановыхпочвах в РеспубликеХака-сия. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: без удобрений (контроль), Гумат калия, минеральные удобрения для формирования урожая картофеля 30 т/га, Гумат калия в сочетании с минеральными удобрениями для формирования урожая картофеля 30, 35 и 40 т/га. Высаживали среднеранний сорт Невский. Минеральные удобрения вносили под культивацию перед посадкой, гуминовые - при посадке картофеля и в начале фазы бутонизации путем опрыскивания. Использование гуминового удобрения способствовало более раннему (на 2...3 дня) прохождению фаз развития, в отличие отминерапьныхудобрений, внесение которых сопровождалось увеличением межфазных периодов. Совместное применение минеральных и гуминовыхудобрений частично позволяло нейтрализовать эти эффекты. Высота растений картофеля при использовании комплекса удобрений увеличивалась на 4,7.14,1 см, средняя площадь листьев - на 1,3.7,9 тыс. м2/га. Прибавки урожая составляли от 1,3 до 16,4 т/га (6,4.80,8 %). Гуминовое удобрение способствовало повышению накопления в клубнях сухих веществ, крахмала и витамина С, а также снижению количества нитратов, в сравнении, с минеральными удобрениями. Сохранность клубней, выращенных в варианте с использованием гуматов, за период хранения была на 2,3 %

выше, чем в контроле, тогда как в вариантах с минеральными удобрениями, напротив, отмечено увеличение потерь на 1,6.4,3 % в зависимости от нормы внесения.

Ключевые слова: картофель (Solanum tuberosum), минеральные удобрения, гуми-новые удобрения, урожайность, сохранность картофеля.

Для цитирования: Чагин Вит. В., Чагин В. В. Влияние удобрений на продуктивность, качество и сохранность картофеля в период хранения в степной зоне Хакасии//Земледелие. 2022. №1. С. 23-26. doi: 10.24412/00443913-2022-1-23-26.

С учетом биологических особенностей картофеля условия резко континентального климата южной части Средней Сибири представляются сложным испытанием для культуры, имеющей высокий потенциал продуктивности (40...70 т/ га). В среднем по России его урожайность составляет 11,0.13,0 т/га, по Хакасии - 9,8.12,5 т/га. Это указывает на невысокое соответствие применяемых технологий основным требованиям культуры. Совершенствование элементов агротехники может развиваться по таким основным направлениям, как использование высокоурожайных экологически пластичных сортов [1, 2, 3], применение регуляторов роста растений [4, 5], защитных препаратов [6, 7], органоминеральных [8, 9, 10] и минеральных удобрений [11, 12, 13], улучшение условий хранения [14, 15] и др. Поэтому важнейшим фактором увеличения продуктивности картофеля при условии достаточной обеспеченности теплом и влагой, а также наличия посадочного материла высоких репродукций, остается оптимизация питательного режима почвы.

Цель исследований - изучение влияния различных доз минеральных и гуминовых удобрений на продуктивность, биохимический состав и сохранность картофеля в условиях степной зоны Хакасии.

В опытах выращивали среднеранний сорт картофеля Невский. Эксперимент закладывали на темно-каштановой легкосуглинистой почве с содержанием гумуса в пахотном горизонте 2,8 % и слабощелочной реакцией среды (рН - 8,0). Обеспеченность подвижным фосфором - средняя, калием - высокая (соотвественно 23...25 и 485...550 мг/кг по Мачигину).

Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: без удобрений (контроль), Гумат калия, минеральные удобрения для формирования урожая картофеля 30 т/га, Гумат калия в сочетании с минеральными удобрениями для формирования урожая картофеля 30, 35 и 40 т/га.

Полевой эксперимент проводили в степной зоне Республики Хакасия. По данным метеостанции «Хакасская», расположенной недалеко от опытного участка, благоприятные для начала роста и развития культуры температурные условия зафиксированы только в мае 2020 г - 15,1 °С. В остальные годы температурный режим был ниже нормы. Благоприятное для культуры количество осадков в этом месяце отмечено в 2018 г (табл. 1).

В июне среднемесячные температуры по годам исследований различались на 5,5 °С. Среднемесячные суммы осадков сильно варьировали: в первый год исследований их количество было наименьшим и составляло 22,4 мм, во второй - 50,1 мм, в третий - 139,8 мм. Это отразилось не только на росте и развитии культуры, но и на кратном увеличении количества сорняков в посадках.

Среднемесячные температуры воздуха в июле в 2018-2020 гг были примерно одинаковыми, а количество осадков изменялось от 24,3 мм в 2018 г до 108,2 мм в 2019 г По средним температурам в августе и сентябре, как и в июле, в годы исследований значительных различий не наблюдали, а сумма осадков в 2018 г значительно превы-

1. Среднемесячные температуры воздуха и количество осадков по данным метеостанции «Хакасская» Республики Хакасия

Год Май Июнь Июль Август Сентябрь

t, °С мм t, °С мм t, °С мм t, °С мм t, °С | мм

2018 9,3 63,9 20,6 22,4 19,1 24,3 18,7 108,4 10,7 79,2

2019 9,9 16,2 17,4 50,1 18,8 108,2 18,2 80,7 11,4 40,1

2020 15,1 21,4 15,1 139,8 19,3 66,9 17,9 67,7 10,3 41,4

Норма 13,6 30,9 18,3 52,1 20,1 61,4 17,8 53,6 12,3 39,6

Ы (D 3 ь

(D д

(D Ь 5

(D

М О м м

. Сроки наступления фенологических фаз у сорта картофеля Невский (среднее за 2018-2020 гг.)

см см о см

ш ^

Ф

и

ф

^

2

ш м

Вариант Число дней от посадки до

всходов бутонизации цветения отмирания ботвы

Без удобрений (контроль) 28 49 57 73

ЫРК (под урожай 30 т/га) 30 53 60 76

Гумат калия 26 47 56 70

ЫРК (под урожай 30 т/га) + Гумат калия 29 51 59 75

ЫРК (под урожай 35 т/га) + Гумат калия 30 51 59 75

ЫРК (под урожай 40 т/га) + Гумат калия 30 52 60 77

шала величину этого показателя в 2019 и 2020 гг, в которые она находилась на уровне среднемноголетней.

Значительные различия отмечены по сумме температур выше +10 °С. В 2018 г она составляла 1934,1 °С (ГТК=1,68), в 2019 г - 1840 °С (ГТК=1,85), в 2020 г. -2187,3 °С (ГТК=1,72).

Картофель возделывали по технологии, рекомендованной для степной зоны региона. Опыты закладывали в четырехкратной повторности, площадь учетной делянки составляла 25 м2, размещение вариантов рендомизированное. Посадку картофеля ежегодно проводили во второй половине первой декады мая. Расчет доз минеральных удобрений выполняли балансовым методом (Шатилов И. С. Основы программирования урожаев сельскохозяйственныхкультур. М.: Агропромиздат, 1987.358 с.; Каюмов М. К. Справочникпо программированию урожаев. М.: Россельхозиздат, 1987.368 с.). Для формирование урожая 30 т/га клубней вносили 187,2 кг/га карбамида, 183,9 кг/га суперфосфата гранулированного и 112,0 кг/га сульфата калия, для формирования 35 т/га - соответственно 218,4, 214,6 и 130,7 кг/га указанных удобрений, 40 т/га - 249,6, 245,2 и 149,3 кг/ га. Удобрения вносили под культивацию перед посадкой картофеля. Гумат калия применяли согласно инструкции производителя - обрабатывали клубни перед посадкой (1,4...1,5 л препарата на 40 л воды при расходе рабочего раствора 40 л на 1 т клубней) и дважды опрыскивали растения в период вегетации (по 1,4.1,5 л/га в фазе 5.7 листьев и в фазе бутонизации при расходе рабочей жидкости 300 л/га). Площадь листовой поверхности учитывали по методике, предложенной Н.Ф. Коняевым (Коняев Н. Ф. Математический метод определения площади листьев растений // Доклады ВАСХНИЛ. 1970. № 9. С. 43-46.), фотосинтетический потенциал - по методике А.Ф. Ничипоровича (Ничипорович А. Ф. Фотосинтетическая деятельность в по-севахсельскохозяйственныхкультур. М.: Сельхозгиз, 1961.231 с.). Качественные показатели клубней определяли в ГСАС «Хакасская»: содержание сухого вещества - методом высушивания, крахмала - весовым методом, сахаров - по Бертрану, аскорбиновой кислоты - по Мурри, нитратов - ион-селективным методом (Ермаков А. И. Методика биохимических исследований. М.: Колос, 1979. 268 с.).

Оценкузаболеваемости клубней в период хранения проводили согласно действующей методике (Хранение картофеля / К. А. Пшеченков, В. Н. Зейрук, С. Н. Еланский и др. М.: Агроспас, 2016. 144 с.). Математическую обработку данных выполняли по Б.А. Доспехову (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования). М.: Агропромиздат,

наилучшими условиями минерального питания - ЫРК под урожай 40 т/га в комплексе с Гуматом калия - 67,7 см (табл. 3), а самые низкие при использовании только Гумата калия (58,3 см) и без удобрений (53,6 см). Количество стеблей на куст картофеля сорта Невский в условиях степной зоны в среднем за 3 года в контрольном варианте составляло 4,4 шт. Использование минеральных удобрений в чистом виде никак не повлияло на величину этого показателя, тогда как при обработке Гуматом калия она возросла до 5,1 шт./куст

С увеличением дозы удобрений возрастала как средняя, так и максимальная площадь листовой поверхности растений. Максимальная в опыте величина этого показателя (26,2 тыс. м2/га) отмечена в варианте с внесением ЫРК под урожай 40 т/га в сочетании с Гуматом калия, при этом средняя площадь ли-

1985.365с.).

3. Биометрические и фотосинтетические показатели растений сорта картофеля Невский (среднее за 2018-2020 гг.)

Вариант Высота растения, см Число стеблей, шт./куст Площадь листьев, тыс. м2/га ФСП, тыс. м2-сут./ га

средняя максимальная

Без удобрений (контроль) 53,6 4,4 11,9 16,8 868,7

ЫРК (под урожай 30 т/га) 59,1 4,4 15,1 19,9 1147,6

Гумат калия 58,3 5,1 13,2 18,6 924,0

ЫРК (под урожай 30 т/га) + Гумат калия 62,8 4,9 17,3 23,5 1297,5

ЫРК (под урожай 35 т/га) + Гумат калия 64,3 4,8 18,6 25,3 1395,0

ЫРК (под урожай 40 т/га) + Гумат калия 67,7 4,8 19,8 26,2 1524,6

НСР05 1,9 0,2 0,7 0,9 47,4

Самые ранние всходы отмечены в вариантах, клубни которых перед посадкой обрабатывали Гуматом калия, - на 26-й день, что на 2 дня раньше, чем в контроле (28 дней). На делянках с использованием только минеральных удобрений фаза полных всходов наступала на 1...

2 дня позже (табл. 2). Фазу бутонизации в контроле отмечали на 2 дня позже варианта с Гуматом калия. В посадках, где применяли минеральные удобрения отдельно и в комплексе с Гуматом калия, сроки ее наступления задерживались еще на 2... 4дня. Схожую тенденцию отмечали и для фазы цветения. Отмирание ботвы в контроле отмечали в среднем на 73-й день, при использовании минеральных удобрений отдельно и в сочетании с Гуматом калия - на 2.4 дня позже. Обработка Гуматом калия обеспечивала завершение вегетации растениями картофеля на

3 дня раньше, чем в контроле.

Наиболее высокорослые растения в опыте формировались в варианте с

стьев составляла 19,8 тыс. м2/га, что соответственно на 54,9 и 66,4 % выше, чем в контроле. В остальных вариантах максимальная площадь листьев находилась в интервале 18,6...25,3 тыс. м2/га, а средняя - 13,2.18,6 тыс. м2/га.

Фотосинтетический потенциал свидетельствует о том насколько эффективно функционирует ассимиляционный аппарат растений картофеля. Величина этого показателя меньше 1000 тыс. м2 сут./га отмечена в двух вариантах - без удобрений (868,7 тыс. м2 сут./га) и при использовании отдельно Гумата калия (924,0 тыс. м2 сут./га). При внесении только минеральных удобрений наблюдали ее рост до 1147,6 тыс. м2 сут./га, а в комплексе с гуминовым удобрением - до 1297,5...1524,6 тыс. м2 сут./га.

Внесение ЫРК под урожай 40 т/га с одновременным использованием Гумата калия в среднем за 3 года обеспечивало формирование максимальной в опыте урожайности клубней 36,7 т/га, что на

4. Продуктивность сорта картофеля Невский в зависимости от удобрений (среднее за 2018-2020 гг.)

Вариант Урожайность, т/га Товарность клубней, %

Без удобрений (контроль) 20,3 79,8

ЫРК (под урожай 30 т/га) 27,4 82,1

Гумат калия 21,6 83,4

ЫРК (под урожай 30 т/га) + Гумат калия 29,6 85,5

ЫРК (под урожай 35 т/га) + Гумат калия 33,2 86,9

ЫРК (под урожай 40 т/га) + Гумат калия 36,7 86,8

НСР05 1,1 1,2

5. Биохимические показатели качества клубней сорта картофеля Невский в зависимости от удобрений (среднее за 2018-2020 гг.)

Вариант Содержание на сырое вещество

сухое вещество, % крахмал, % витамин С, мг% нитраты, мг/кг

Без удобрений (контроль) 21,1 17,3 12,4 87

ЫРК (под урожай 30 т/га) 20,3 15,3 11,0 103

Гумат калия 21,8 17,7 12,6 82

ЫРК (под урожай 30 т/га) + Гумат калия 20,6 16,2 11,7 95

ЫРК (под урожай 35 т/га) + Гумат калия 19,4 14,5 11,1 112

ЫРК (под урожай 40 т/га) + Гумат калия 17,5 12,9 10,3 139

НСР05 1,1 0,6 0,6 4

16,4 т/га, или 80,8 %, выше, чем в контроле (табл. 4). Минимальный в опыте прирост массы клубней зафиксирован в варианте с применением только гу-минового удобрения - 1,3 т/га (6,4 %). Использование отдельно минеральных удобрений повышало урожайность на 7,1 т/га (35,0 %). Комплексное применение минеральных и гуминовых удобрений способствовало увеличению продуктивности клубней на 9,3.16,4 т/ га, или на 45,8.80,8 %, по отношению к контролю.

Наименьшая в опыте товарность урожая клубней отмечена в контроле -79,8 %. В варианте с внесением только минеральных удобрений (под урожай 30 т/га) она возрастала до 82,1 %, с гу-миновым удобрениями - до 83,4 %. Совместное использование минеральных удобрений и Гумата калия обеспечивало повышение величины этого показателя до 85,5...86,9 %.

Наибольшее количество сухих веществ накапливали клубни в варианте с применением только гуминовых удобрений - 21,8 %, что было на 0,7 % выше, чем в контроле (табл. 5). При использовании только минеральных удобрений величина этого показателя составляла 20,3 %, а в вариантах с сочетанием такой же дозы с Гуматом калия - 20,6 %. По мере увеличения нормы минеральныхудобрений содержание сухих веществ снижалось до 19,4 и 17,5 %.

Максимальное в опыте содержание крахмала, как и сухого вещества, отмечено в варианте с Гуматом калия - 17,7 %, при 17,3 % в контроле. Выход крахмала с 1 га в этих вариантах был равен соответственно 3,82 т/га и 3,5 т/га, а при совместном использовании минеральных удобрений под урожай 35 т/га и гумино-

вых удобрений благодаря более высокой урожайности - 4,81 т/га. Использование максимальных доз минеральных удобрений приводило к снижению величины этого показателя до 4,73 т/га вследствие большего накопления воды в клубнях.

Самое высокое содержание витамина С в клубнях зафиксировано в варианте с внесением только гуминовых удобрений - 12,6 мг%. Практически столько же его было в контроле - 12,4 мг%. В вариантах с использованием минеральных удобрений как в чистом виде, так и в комплексе с Гуматом калия, содержание аскорбиновой кислоты последовательно снижалось с увеличением дозы ЫРК.

Максимальное в опыте содержание нитратов в клубнях отмечено в варианте ЫРК (под урожай 40 т/га) с Гуматом калия - 139 мг/кг что на 52 мг/кг выше, чем в контроле. В остальной продукции оно составляло от 82 до 112 мг/кг что значительно ниже предельно допустимых концентраций для этой культуры (250 мг/кг).

Естественная убыль массы клубней в период хранения увеличивалась при повышении норм внесения минеральных удобрений (от 6,8 до 7,9 %) и уменьшалась при использовании Гумата калия (6,2 %). Размеры технического отхода в большей степени зависели от урожайности, однако значения в целом находились на близком уровне. Минимальная в опыте величина этого показателя в 2,8 % отмечена при использовании Гумата калия, и аналогично естественной убыли она возрастала с увеличением нормы удобрений до 3,2 % (табл. 6).

В период хранения отмечали высокие потери клубней от болезней, в основном грибковой природы. Наилучшим образом сохранялся урожай клубней,

6. Сохранность клубней картофеля сорта Невский за 7 месяцев хранения в зависимости от удобрений (среднее за 2018-2020 гг.)

Потери клубней, %

Вариант общие естественная убыль технический отход потери от болезней

Без удобрений (контроль) 14,3 6,5 2,9 4,9

ЫРК (под урожай 30 т/га) 16,2 6,9 2,9 6,4

Гумат калия 12,0 6,2 2,8 3,0

ЫРК (под урожай 30 т/га) + Гумат калия 15,9 6,8 3,0 6,1

ЫРК (под урожай 35 т/га) + Гумат калия 17,3 7,2 3,2 6,9

ЫРК (под урожай 40 т/га) + Гумат калия 18,6 7,9 3,2 7,5

нср05 05я 0,7 0,4 0,2 0,4

выращенный с использованием только гуминового удобрения, потери составили 3,0 %. В контроле они достигали 4,9 %. При использовании только минеральных удобрений (ЫРК под урожай 30 т/га) потери от болезней увеличивались до 6,4 %, а при комплексном использовании минеральных и гуминовых удобрений -до 6,1...7,5 %.

Общие потери клубней в контрольном варианте составляли 14,3 %, при обработке Гуматом калия они были на 2,3 % меньше, а при использовании минеральных удобрений в отдельности и на фоне Гумата калия величина этого показателя возрастала на 1,6...4,3 % по мере роста дозы удобрений. При этом следует отметить, что введение гумата сопровождалось тенденцией снижения уровня потерь на 0,3 %, по сравнению с аналогичной дозой минеральных удобрений без его использования.

Применение минеральных и гумино-вых удобрений на картофеле экономически эффективно. Стоимость дополнительного урожая в вариантах с их применением составляла от 21,3 до 157,4 тыс. руб./га, чистый доход - от 19,9 до 112,5 тыс. руб./га при уровне рентабельности 153,8...234,4 % (контроль - 140,9 %). Внесение минеральных удобрений под урожай 30 т/га повышало уровень рентабельности до 177,6 %, а при условии комплексного использования Гумата калия и возрастающих норм минеральных удобрений - до 192,1.234,4 %.

Таким образом, использование гу-миновых удобрений при возделывании картофеля в условиях степной зоны Хакасии позволяет сократить период вегетации картофеля на 2...3 дня, тогда как минеральные удобрения, напротив увеличивают его продолжительность.

Применение Гумата калия, минераль-ныхудобрений и их комплексное использование улучшало биометрические и фотосинтетические параметры растений картофеля, что выражалось в увеличении высоты куста на 8,8.26,3 %, средней площади листьев - на1,3...7,9 тыс. м2/га. В результате продуктивность картофеля возрастала в зависимости от нормы удобрений на 1,3.16,4 т/га (прибавка от 6,4 до 80,8 %), в сравнении с контролем. Комплексное использование удобрений позволяет значительно увеличить выход крахмала с единицы площади.

Применение Гумата калия обеспечивало в период хранения снижение общих потерь клубней, по сравнении с контролем, с 14,3 % до 12,0 %, в том числе от болезней - с 4,9 до 3,0 %, тогда как минеральные удобрения приводили к их увеличению.

Использование минеральных и гу-миновых удобрений при возделывании картофеля обеспечивало получение чистого дохода в размере 19,9. 112,5 тыс. руб./га при уровне рентабельности 153,8...234,4 %.

и

ф

з

ь

ф

д

ф

ь

ф

м о м м