CC BY
819
УДК 635.21:631.559
Влияние удобрений на урожайность и кормовую ценность картофеля
Чухина Ольга Васильевна,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства
dekanagro@molochnoe.ru
ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Усова Ксения Александровна,
старший преподаватель факультета агрономии и лесного хозяйства
kseniyausuva@mail.ru
ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация: в условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в нетипичных погодных условиях 2010-2012 гг. применение минимальных доз удобрений способствовало увеличению урожайности клубней картофеля - на 14% по сравнению с контролем. Применение расчетных систем удобрений обеспечило получение 19,2 - 21,2 т/га клубней картофеля. При применении расчетных систем удобрений сбор ОЭ основной продукцией культур севооборота повышался на 56-72 %, сбор сырого протеина - на 73-97 % по сравнению с вариантом без удобрений.
Ключевые слова: картофель, урожайность, качество, обменная энергия, содержание сырого протеина.
Многочисленные агрохимические исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом, доказывают влияние применения минеральных и органических удобрений на повышение урожайности сельскохозяйственных культур [1, 4, 7, 9].
Удобрения существенно меняют качественный состав сельскохозяйственной продукции. Так, на содержание протеина оказывают влияние дозы азотных удобрений [4, 6, 7, 8], фосфорное и калийное питание культур [9, 10], погодные условия в период их вегетации [5], однократное или дробное внесение азота и сроки проводимых подкормок [4, 6, 10], сортовые особенности возделываемой культуры [4, 10]. Применение фосфорных и калийных удобрений оказывает влияние на накопление в продукции жиров и углеводов, а также увеличивает количество сырой золы [4, 6, 8] .
Поэтому цель исследований - изучить влияние различных доз удобрений на кормовую питательность картофеля.
Методика исследований. Исследования проводились в 2010-2012 гг. в длительном полевом опыте, заложенном в 1990 г. на учебно-опытном поле Вологод-
V/ |— V/ и и л
ской Государственной молочнохозяйственной академии. Опыт включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта № 164).
Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая со средним уровнем окультуренности. Перед закладкой опыта в 1990 г. пахотный слой почвы опытного участка характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса равнялось 3,28 %, содержание подвижного фосфора - 266 мг/ кг почвы, обменного калия - 114 кг/кг. В 2010 г. в контроле без удобрений содержание гумуса - 2,56 %, содержание подвижного фосфора уменьшилось до 132 мг/ кг почвы, обменного калия - до 55 мг/кг.
Изучение влияния различных доз удобрений проводится в севообороте: ви-коовсяная смесь на зеленую массу, озимая рожь, картофель (сорт Елизавета), ячмень.
Схема опыта в годы исследований представляет собой (см. табл. 1):
вариант без удобрений - контроль,
вариант с внесением удобрений только при посадке,
3, 4 - два варианта исследуемых минеральных систем удобрения, различающихся дозой азота,
вариант органо-минеральной системы, эквивалентной по дозе удобрений третьему варианту минеральной системы удобрений.
Системы удобрения рассчитаны по методике Жукова Ю. П. для получения плановой урожайности картофеля - 25 т/га.
Применен метод расчета с помощью балансовых коэффициентов (Кб) по формуле:
Кб = (В/Д)х100 %, где В - вынос питательного элемента культурой,
Д - доза применяемого удобрения [3].
Балансовые коэффициенты по фосфору и калию на 3, 4 и 5 вариантах соответствуют 100 % (нулевой баланс) и 150 % (отрицательный баланс). Балансовые коэффициенты по азоту на 3 и 5 варианте - 120 % (отрицательный баланс), на 4 варианте - 80 % (положительный баланс). Нулевой баланс по фосфору планируется исходя из того, что в почве опытного участка, так же как в почвах Вологодской области повышенное или высокое содержание этого элемента, и его следует под-
держивать на таком уровне.
Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок усложненно-систе-матическое. Площадь одной делянки составляет 140 м2, размер делянки 14 м х 10 м.
Под зяблевую вспашку вносили фосфорные и калийные удобрения в виде двойного суперфосфата и калийной соли, а также 40 т/га торфонавозного компоста. Весной проводили предпосевную культивацию, под которую вносили азотные удобрения в виде аммиачной селитры. При посеве вносили под картофель нитроаммофос (на 2 варианте только при посеве). Посадка картофеля на гребнях картофелесажалкой СН-4Б-1. Агротехника - общепринятая по Вологодской области.
Уборка урожая на картофеле - картофелекопалкой с последующим ручным подбором клубней. Учет урожайности всех культур проводили сплошным методом. Урожаи приведены к стандартной влажности: клубни и ботва картофеля - 80 %.
Перед уборкой отбирались образцы картофеля, которые составлялись из 10 кустов на каждой делянке. В образцах проводилось определение:
содержания азота и сырого протеина - по ГОСТ 13496.4-93. При этом массовую долю сырого протеина в сухом веществе (в %) получали, умножая массовую долю азота в сухом веществе (в %) на коэффициент 6,25; содержания сырого жира - по ГОСТ 13496.15-97; содержания сырой клетчатки - по ГОСТ 13496.2-91; содержания золы - по ГОСТ 26226-95;
содержания безазотистых экстрактивных веществ определяются разностью между массой корма и массой содержащихся в нем воды, сырого протеина, сырой клетчатки, сырой золы и сырого жира (ГОСТ 23153-78);
содержания обменной энергии (ОЭ) в клубнях картофеля в соответствии с ГОСТ 28736-90;
содержание кормовых единиц (КЕ) рассчитывалось по формуле:
КЕ=0,0081*ОЭ2 (кг/кг), где ОЭ - количество обменной энергии, МДж/кг сухого вещества.
В почвенных образцах определяли: рН солевой вытяжки - потенциометриче-ски, подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму поглощенных оснований по Каппену - Гильковицу, гумус - по Тюрину.
Математическая обработка материалов исследований проведена методом однофакторного дисперсионного анализа при помощи программы Excel и по Б.А. До-спехову [2].
Вологодская область относится к подзоне южной тайги, климат - умеренноконтинентальный. Средняя температура зимой равна минус 11-14 °С, летом плюс 18-20 °С. Период с положительными температурами составляет 195-210 дней, вегетационный период от 110 дней на северо-востоке до 130 дней на юге. Область расположена в зоне избыточного увлажнения. Средняя годовая сумма осадков составляет 480-500мм на востоке области и 560-600мм - на западе. Погодные условия в годы исследований были нетипичными для Вологодской области и значи-
тельно отличались от среднемноголетних значений.
Результаты исследований. Нехватка влаги во все годы исследований и жаркая погода летом 2010 и 2011 гг. обусловили неполучение плановой урожайности культур севооборота.
Применение удобрений влияло на урожайность клубней картофеля (табл. 1).
Таблица 1. Урожайность клубней картофеля в 2010-2012 гг., т/га
№ п/п Вариант Годы Средняя Прибавка к контролю
2010 г. 2011 г. 2012 г. т/га %
1 Без удобрений (контроль) 9,0 12,8 14,7 12,20 - -
2 Ы20Р20 10,2 13,3 18,4 13,96 1,76 14
3 1\1125Р50К150 14,0 19,3 24,3 19,22 7,02 58
4 1\1190Р50К150 14,6 19,6 27,6 20,57 8,37 69
5 40 т/га торфонавозного компоста+Ы70Р15К30 15,7 19,7 28,1 21,18 8,98 74
НСР 05 1,9 1,5 3,5
Экстремально высокие температуры и неблагоприятные условия увлажнения в годы исследований не позволили картофелю сформировать высокий урожай. Поэтому в 2010 и 2011 гг. и в среднем за 3 года не достигнута плановая урожайность в 25 т/га. Критическим для развития картофеля является период бутонизации - начала цветения. Резкая нехватка влаги в этот период в 2010 г. привела к тому, что урожайность клубней картофеля оказалась очень низкой и составила на контрольном варианте всего 9 т/га. Некоторое повышение урожайности клубней в 2011 г. и еще большее повышение ее в 2012 г. хорошо согласуются с количеством выпавших осадков в июле-августе в эти годы, т.е. в период клубнеобразования - один из основных этапов органогенеза картофеля.
Урожайность картофеля и в этих метеоусловиях зависит от фона питания. Применение припосадочного удобрения в дозе N20P20 вызывало достоверное повышение урожайности картофеля на 3,6 т/га только в 2012 г. В среднем за 3 года увеличение урожайности от этой минимальной дозы удобрений составило 14 %.
Применение расчетных систем удобрений (3-5 вар.) влекло за собой существенное повышение урожайности культуры. В среднем за 3 года исследований и ежегодно урожайность картофеля при применении удобрений в этих вариантах возросла на 58-74 %.
Даже при недостаточном количестве осадков в 2010-2012 гг. урожайность картофеля была выше при применении органоминеральной системы удобрений культуры.
Минимальная урожайность картофеля была получена на варианте без удобрений в 2010 г, максимальная - при применении органоминеральной системы удобрений в 2012 г., которая только в этом году оказалась более эффективной, чем эквивалентная по элементам минеральная (3 вар.). В среднем за 3 года и ежегодно все расчетные системы по урожайности были почти равноценны.
Из таблицы 2 видно, что урожайность побочной, как и урожайность основной продукции варьирует по годам исследований. Малое количество осадков и высо-
кая температура воздуха в 2010 г. вызвала общее угнетение развития растений. Урожайность побочной продукции в 2010 г. была наименьшей и составила 3,24 т/ га ботвы картофеля на варианте без применения удобрений. Урожайность ботвы была выше в более благоприятных условиях 2011 и 2012 гг.
Таблица 2. Урожайность ботвы картофеля при применении удобрений в годы исследований, т/га
№ п/п Вариант Годы Средняя Прибавка к контролю
2010г. 2011г. 2012г. т/га %
1 Без удобрений 3,2 4,1 5,9 4,4 - -
2 Ы20Р20 3,4 4,3 7,0 4,9 0,5 10
3 1\1125Р50К150 4,3 5,8 8,8 6,3 1,9 43
4 1\1190Р50К150 4,5 5,9 9,4 6,6 2,2 49
5 40 т/га торфонавозного компоста +Ы70Р15К30 4,9 6,1 9,8 6,9 2,5 57
Внесение удобрений, как в минимальной, так и в расчетных дозах, повышало урожайность и побочной продукции. Это повышение на картофеле колебалось от 10 до 57 % по сравнению с контролем. Причем, применение минимальной дозы удобрений увеличивало урожайность побочной продукции картофеля не более чем на 10 % в среднем за 3 года исследований.
Органоминеральная система удобрений оказывала большее влияние на на-
V/ V/ V и
копление биомассы побочной продукцией по сравнению с эквивалентной ей минеральной системой в среднем за 3 года исследований (5 вариант в сравнении с 3).
В целом, за 3 года исследований урожайность побочной продукции культур севооборота возрастала при более благоприятно складывающихся погодно-климатических условиях в период вегетации, а также при применении удобрений.
Под картофелем в Вологодской области заняты значительные площади. Применение картофеля многообразно. В том числе данная культура может использоваться и в качестве сочного корма для сельскохозяйственных животных. Содержание питательных веществ: сухого вещества (СВ), сырой золы (СЗ), сырого жира (СЖ), сырой клетчатки (СК), сырого протеина (СП), безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), обменной энергии (ОЭ) в клубнях картофеля представлено в таблице 3.
Таблица 3. Содержание питательных веществ в клубнях картофеля при применении удобрений в среднем за 3 года исследований
№ со и Содержание в СВ, % ОЭ,
п/п Вариант СЗ СЖ СК СП БЭВ МДж/кг
1 Без удобрений 21,0 5,4 0,4 1,1 11,0 82,2 13,3
2 Ы20Р20 20,8 5,4 0,4 1,1 10,8 82,4 13,3
3 1\1125Р50К150 20,5 6,2 0,4 1,1 12,0 80,3 13,1
4 1\1190Р50К150 19,7 6,0 0,4 1,1 12,8 79,7 13,2
5 40 т/га т-нав. компоста + Ы70Р15К30 20,2 6,3 0,4 1,1 12,4 79,8 13,1
НСР 05 - - - - - 0,9 0,8
Расчетные дозы вносимых удобрений под картофель несущественно повышали накопление клубнями сырой золы, содержание которой возрастало при повышении доз вносимых удобрений с И20Р20 до И125Р50К150 на 15-16 %. Применение расчетных доз удобрений (3-5 вар.) существенно увеличивало содержание сырого протеина. Относительно остальных показателей питательности заметного влияния применения удобрений не прослеживается.
Применение удобрений влияло и на величину сбора ОЭ, кормовых единиц (КЕ) и сырого белка с урожаем картофеля (табл. 4).
Таблица 4. Сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого протеина с урожаем клубней картофеля при применении удобрений в среднем за 3 года
исследований
№ п/п Вариант Сбор Прибавка к контролю
ОЭ, ГДж/ га КЕ, т/га СП, кг/га ОЭ, ГДж/га КЕ, т/ га СП, кг/га
1 Без удобрений 32,3 3,5 267,4 - - -
2 Ы20Р20 37,0 4,0 300,7 4,7 0,5 33,3
3 1\1125Р50К150 50,5 5,4 461,3 18,2 1,9 193,9
4 1\1190Р50К150 54,1 5,8 524,5 21,8 2,3 257,1
5 40 т/га т-нав. компоста + Ы70Р15К30 55,6 5,9 527,0 23,3 2,4 259,6
Применение припосадочного удобрения в дозе И20Р20 на картофеле повышало сборы ОЭ, КЕ и сырого протеина. Это повышение составило 14,4 % для обменной энергии, 14,5 % для кормовых единиц и 12,5 % для сырого протеина.
Применение расчетных систем удобрения на картофеле обеспечило увеличение сбора обменной энергии с урожаем клубней на 56,2-71,9 %, кормовых единиц - на 55,5-70,2 %. Сбор сырого белка с урожаем картофеля возрастал при применении расчетных доз удобрений практически в 2 раза. Повышение составило 72,5 % при применении удобрений в дозе И125Р50К150 (3 вариант), 96,1 - при повышении дозы азотных удобрений на высоком фоне РК (4 вариант) и 97,1 % - при применении органоминеральной системы удобрений, когда под картофель вносили 40 т/га торфонавозного компоста (5 вариант).
Максимальный сбор ОЭ, КЕ и сырого белка в среднем за 3 года исследований обеспечило применение органоминеральной системы удобрений (5 вариант).
Выводы:
1. В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в нетипичных погодных условиях 2010-2012 гг. применение минимальных доз удобрений способствовало увеличению урожайности клубней картофеля - на 14 % по сравнению с контролем. Применение расчетных систем удобрений обеспечило получение 19,2-21,2 т/га клубней картофеля (77-85 % плановой урожайности). Применение минимальной и расчетных систем удобрения повышало урожай и побочной продукции культур севооборота. В среднем за 3 года по сравнению с контролем на 10-57 % возрастал урожай ботвы картофеля.
2. В среднем за 3 года при применении расчетных систем удобрений содержание сырого протеина существенно увеличивалось в клубнях картофеля.
Удобрения не оказывали влияния на изменение содержания сырого жира, сырой клетчатки и сырой золы. Повышение доз вносимых удобрений вызывало тенденцию снижения содержания безазотистых экстрактивных веществ.
3. Содержание обменной энергии (ОЭ) в основной продукции культур севооборота при применении минимальной и расчетных систем удобрения практически не изменялось. При применении расчетных систем удобрений сбор ОЭ основной продукцией культур севооборота повышался на 56-72 %, сбор сырого протеина - на 73-97 % по сравнению с вариантом без удобрений.
Список литературных источников:
1. Блэк, К. А. Растение и почва / К. А. Блэк; пер. с англ. канд. с.-х. наук Э. И. Шконде. - М. : Колос, 1973. - 503 с.
2. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М. : Агропро-миздат, 1985. - 351 с.
3. Жуков, Ю. П. Система удобрения в хозяйствах Нечерноземья / Ю. П. Жуков.
- М. : Московский рабочий, 1983. - 144 с.
4. Кидин, В. В. Особенности питания и удобрения сельскохозяйственных культур / В. В. Кидин. - М. : Изд-во РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, 2009.
- 412 с.
5. Мосолов, И. В. Физиологические основы применения минеральных удобрений / И. В. Мосолов. - М. : Колос, 1979. - 255с.
6. Муравин, Э. А. Агрохимия / Э. А. Муравин, В. И. Титова. - М. : КолосС, 2009. - 463 с.
7. Суров, В. В. Продуктивность викоовсяной смеси, озимой ржи, картофеля и ячменя в звене севооборота / В сб. Современные проблемы и перспективы развития сельского хозяйства и лесного комплекса / В. В. Суров, О. В. Чу-хина. - Вологда ; Молочное: ИЦ ВГМХА, 2013. - с. 48-52.
8. Сычев, В. Г. Роль азота в интенсификации продукционного процесса сельскохозяйственных культур. Том 1. Агрохимические аспекты роли азота в продукционном процессе / В. Г. Сычев, О. А. Соколов, Н. Я. Шмырева. - М. : ВНИИА, 2009. - 424с.
9. Шпаар, Д. Картофель / Д. Шпаар [и др.]. - Мн.: ФУАинформ, 1999. - 272 с.
10. Ягодин, Б. А. Агрохимия / Б. А. Ягодин, Ю. П. Жуков, В. И. Кобзаренко. - М. : Колос, 2002. - 584с.
Fertilizers influence on productivity and fodder value of potatoes
Chukhina Olga Vasil'evna, Can. of Sciences (Agriculture) associate professor of Plant Growing Chair
The Federal State Budget Educational Institution Higher Professional Education the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy
dekanagro@molochnoe.ru
Usova Kseniya Aleksandrovna, senior lecturer of Agronomy and Forestry Faculty
kseniyausuva@mail.ru
The Federal State Budget Educational Institution Higher Professional Education the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy
Abstract: In Vologda region on the cespitose and podsolic average-clay soil under atypical weather conditions of 2010-2012 the application of the minimum doses of fertilizers promoted an increase in productivity of potato tubers - to 14% in comparison with the control. The use of settlement systems of fertilizers ensured 19,2 - 21,2 t/ hectare of potato tubers. At the use of settlement systems of fertilizers the collection of OE by the main cultures production of a crop rotation increased by 56-72%, collection of a crude protein - by 73-97% in comparison with option without fertilizers.
Keywords: potatoes, productivity, quality, exchange energy, maintenance of a crude protein.
