CC BY
46
СЫ: 10.24411/0044-3913-2020-10404 УДК 635.21: 635.24:631.5
Зависимость продуктивности картофеля и параметров почвы от предшественника после консервации топинамбуром
О. А. СТАРОВОЙТОВА1, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (е-mail: agronir2@mail.ru) В. И. СТАРОВОЙТОВ1, доктор технических наук, зав. отделом (е-mail: agronir1@mail.ru) Н. Э. ШАБАНОВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (е-mail: agronir2@mail.ru) А. А. МАНОХИНА2, доктор сельскохозяйственных наук, проф. (е-mail: alexman80@list.ru) Федеральный исследовательский центр картофеля имени А. Г. Лорха, ул. Лорха, 23, пос. Красково, Люберецкий р-н, Московская обл., 140051, Российская Федерация 2Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения возможности улучшения влажности, плотности и биологической активности почвы для повышения продуктивности картофеля путем выращивания сидеральных культур после топинамбура в монокультуре. Эксперимент выполнялив Московской области в 2018-2019 гг. Схема опыта предусматривала варианты с промежуточным посевом различных сидеральных культур (люпин белый, горчица белая, овес) после многолетнего(8...9лет)выращивания топинамбура перед картофелем. В контрольном варианте чередование культур было следующим: вико-овес - картофель - овес на си-дерат - картофель. Почва опытного участка дерново-слабоподзолистая среднеокульту-ренная, по гранулометрическому составу -супесчаная. В опыте выращивали картофель сортов Удача и Вымпел. При размещении перед картофелем после многолетнего возделывания топинамбура промежуточной культуры - горчицы белойотмечено улучшение водно-физических свойств почвы, по сравнению с контролем - повышение влажности в среднем за вегетационный период на 6,6 % ППВ, снижение плотности ^ на 0,04 г/см3, а также увеличение ее биоло-
0 гической активности на 6,37 %. Ранний сорт ^ Удача ожидаемо сформировал наибольшую
01 в среднем за 2 года биологическую урожай-
2 ность при посадке по горчице белой - 33,3 т/
3 га (прибавка к контролю 4,8 т/га, или 16,8 %). § У среднеспелого сорта Вымпел наибольшая
4 величина этого показателя отмечена после е; люпина белого и горчицы - 29,4 и 29,2 т/га ^ (прибавкасоответственно2,0и 1,8т/га, или
3,2 и 2,5 %). Для ранних сортов картофеля
при выращивании после многолетних посадок топинамбура в качестве промежуточной предшествующей культуры можно рекомендовать горчицу белую либо овес на сидерат, для среднеспелых сортов - люпин белый либо горчицу белую на сидерат.
Ключевые слова: топинамбур, консервация поля, влажность, плотность и биологическая активность почв, картофель, урожайность.
Для цитирования: Зависимость продуктивности картофеля и параметров почвы от предшественника после консервации топинамбуром/О. А. Старовойтова, В. И. Старо-войтов, Н. Э. Шабанов и др. // Земледелие. 2020. № 4. С. 16-18. DOI: 10.24411/00443913-2020-10404.
Картофель - социально значимая культура, продукция которой занимает большое место в рационе питания россиян. Сегодня в Российской Федерации его возделывают на площади 2,0 млн га (в 2002 г - 3,2 млн га) [1]. Прогноз развития картофелеводства показывает, что оно постепенно укрупняется, увеличиваются площади механизированного возделывания культуры, как в отдельных хозяйствах, так и в целом по стране [2].
Переход на современные интегрированные технологии выращивания картофеля, использование новой техники, качественного посадочного материала привели к значительному повышению урожайности [3, 4]. В условиях растущей интенсификации, химизации, применения всё более мощных пестицидов назрела необходимость перехода на биологизированное земледелие, разработки технологий выращивания экологически безопасной продукции [5, 6, 7].
Снижение пестицидной нагрузки при производстве картофеля путем использования сидератов, биологических методов борьбы с болезнями и вредителями, микроудобрений, имеет огромное значение для сохранения окружающей среды [8], производства безопасной для здоровья людей продукции. Размещение в севообороте таких сидеральных культур, как озимая рожь, рапс, вика мохнатая озимая, вика яровая, белая горчица, масличная редька и др., способствует восстановлению запасов органического вещества в почве и снижению накопления патогенов [9, 10, 11].
В Нечерноземной зоне РФ многие поля годами не используют, вследствие чего происходит их постепенное зарастание сорной растительностью, кустарниками и деревьями. В дальнейшем это усложняет их введение в оборот. Сохранение полей для развития сельского хозяйства, предотвращения деградации земель, восстановления плодородия почв и загрязненных территорий возможно путем выращивания топинамбура (НвНапМив ШЬвговив L.) семейства астровых (Ав1егасеае) [12, 13]. Почва восстанавливает свое плодородие уже после 3.. .5 лет выращивания топинамбура на землях, выведенных из оборота. При этом снижаются затраты на рекультивацию почвы с одновременным возвратом залежных земель к сельскохозяйственному использованию [14, 15].
Цель исследования - изучить возможность улучшения влажности, плотности и биологической активности почвы для повышения продуктивности картофеля путем выращивания сиде-ральных культур после топинамбура в монокультуре.
Условия, материалы и методы. Объект исследования - картофель, сидеральные культуры, почва.
Исследования проводили на экспериментальной базе ФГБНУ ВНИ-ИКХ Коренёво Люберецкого района Московской области на участке с отсутствием химических обработок и внесения минеральных удобрений на протяжении 8.9 лет. С 2008 по 2016 гг на испытательном участке выращивали топинамбур. В 2016 г на части поля был заложен опыт по следующей схеме:
вико-овёс (до 2015 г.) - картофель (2016 г) - овёс на сидерат - картофель (контроль);
топинамбур в монокультуре (до 2016 г.) - люпин белый на сидерат -картофель;
топинамбур в монокультуре (до 2016 г) - горчица белая на сидерат -картофель;
топинамбур в монокультуре (до 2016 г) - овёс на сидерат - картофель.
В 2017 г по аналогичной схеме был заложен эксперимент на оставшейся части поля.
Почва опытного участка дерново-слабоподзолистая среднеокультурен-ная, супесчаная; предельная полевая влагоёмкость (ППВ) - 13,3%. Содержание органического вещества по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91) в почве пахотного горизонта 1,45.2,42 %; подвижного фосфора и калия (по Кирсанову, ГОСТ 26207-91) - 491.548 мг/кг и 68.104 мг/кг соответственно; рНКС| (ГОСТ 26483-85) - 4,4.4,8 ед.; гидролитическая кислотность (ГОСТ 26412-91) - 4,15.4,55 мг-экв./100 г, сумма обменных оснований - 1,5. 4,0 мг-экв./100 г
Влажность почвы в слое 10.. .20 см в посадках картофеля в зависимости от предшественника, % ППВ
Год Предшественник Посадка Всходы Бутонизация Цветение Клубне-образование Перед уборкой Среднее
2018 Овес по картофелю
(контроль) 60,4 59,6 45,7 37,9 27,5 13,3 40,7
Люпин белый 61,8 72,7 43,4 37,8 29,3 15,4 43,4
Горчица белая 73,1 73,7 50,3 38,7 35,5 20,4 48,6
Овес по топинамбуру 65,3 68,2 48,9 41,4 29,7 20,7 45,7
Среднее 65,2 68,6 47,1 39,0 30,5 17,5 -
НСР05 4,9 5,6 2,7 1,5 3,0 3,2 -
2019 Овес по картофелю
(контроль) 61,1 59,3 16,1 14,3 62,8 31,6 40,9
Люпин белый 59,8 66,8 18,2 18,5 54,8 38,8 42,8
Горчица белая 59,7 61,5 18,5 19,6 75,5 42,3 46,2
Овес по топинамбуру 58,7 52,5 20,3 16,1 67,6 43,8 43,2
Среднее 59,8 60,0 18,3 17,1 65,2 39,1 -
НСР05 0,9 5,1 1,5 2,1 7,5 4,7 -
Посадки топинамбура заделывали в почву (не скашивая) путем двукратного прохода агрегата с экспериментальным фрезерным культиватором-грядоделателем ФГФ-1. Посев сиде-ральных культур (люпин белый, горчица и овёс) осуществляли вручную. При выращивании картофеля весенняя предпосадочная подготовка почвы включала рыхление на глубину 12...15 см (МТЗ-82 + БДТ-3,0). Посадку непро-рощенных клубней средней фракции (46.53 мм), предварительно обработанных препаратом Фитоспорин М, проводили в нарезанные гребни агрегатом МТЗ-82 + СН-4БК на глубину 8.10 см. Густота посадки - 44,4 тыс. шт./га при ширине междурядий 75 см. Высаживали клубни сортов картофеля, устойчивых к основным болезням (фитофторозу, альтернариозу, парше, ризоктониозу): Удача (ранний), Вымпел (среднеспелый), репродукция - элита. Уборку проводили во второй декаде августа. Площадь учетной делянки составила 25,0 м2; повторность - 4-кратная.
Закладку полевого опыта, учеты и наблюдения проводили в соответствии с требованиями методики полевого опыта (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М., 1985) и других действующих методик (Доспехов Б. А. и др. Практикум по земледелию. М., 1977; Методика исследований по культуре картофеля. М., 1967).
Средняя температура воздуха за вегетационный период в 2017 г - 16,2 оС, в 2018 г - 18,7 оС, в 2019 г - 17,4 оС, при норме 16,5 оС. Сумма осадков за вегетационный период 2017 г составила 378,4 мм, или 145,3 % от нормы (260,5 мм), в 2018 г - 205,9 мм, или 79,04 %, в 2019 г - 292,3 мм, или 112,2 % от нормы. ГТК в 2017 г был равен 2,06, в 2018 г - 0,89, в 2019 г - 1,49 при климатической норме 1,3.1,4.
В 2018 г близкую к оптимальной влажность почвы отмечали только в период от посадки до появления всходов (табл. 1). К фазе бутонизации она уменьшилась до 43,4...50,3 % ППВ и в период уборки составляла 13,3.20,7 % ППВ.
В среднем в зоне клубневого гнезда самая высокая влажность отмечена в варианте с предшественником горчица белая (после топинамбура) - на 7,9 % ППВ больше, чем в контроле.Немного меньше она была после овса и люпина белого, размещенных по топинамбуру, - на 5,0 и 2,7 % от ППВ выше, чем в
увеличению влагоудерживающей способности почвы [16].
Плотность почвы под картофелем в зоне клубневого гнезда,благодаря своевременному уходу, находилась в оптимальных пределах и составляла в очень засушливом 2018 г - 1,23.1,39 г/см3, в 2019 г - 1,17.1,32 г/см3 (табл. 2). При этом в 2018 г наименьшая в среднем величина этого показателя отмечена после горчицы белой - 1,26 г/см3, наибольшая в контроле - 1,33 г/см3. В 2019 г плотность почвы в зоне клубневого гнезда мало зависела от предшественника и в среднем составляла 1,22.1,24 г/см3.
Самую высокую биологическую активность почвы в среднем за 20182019 гг. наблюдали после горчицы белой и овса, размещенных по топинамбуру. В этих вариантах она была больше, чем в контроле, на 6,37 и 5,37 % соответственно (табл. 3). Возможно, это связано с большей влажностью почвы после этих предшественников, что способствовало повышению биологической активности микроорганизмов.
контроле.
2. Плотность почвы (в слое 10.20 см) в посадках картофеля в зависимости от предшественника, г/см3
Год Предшественник Посадка Всходы Бутонизация Цветение Клубне-образование Перед уборкой Средняя
2018 Овес по картофелю
(контроль) 1,30 1,35 1,39 1,34 1,31 1,31 1,33
Люпин белый 1,32 1,29 1,35 1,29 1,26 1,31 1,30
Горчица белая 1,24 1,25 1,28 1,25 1,26 1,25 1,26
Овес по топинамбуру 1,29 1,23 1,31 1,26 1,25 1,29 1,27
Среднее 1,29 1,28 1,33 1,29 1,27 1,29 -
НСР05 0,03 0,05 0,04 0,04 0,02 0,02 -
2019 Овес по картофелю
(контроль) 1,18 1,26 1,26 1,25 1,18 1,25 1,23
Люпин белый 1,15 1,29 1,24 1,25 1,22 1,19 1,22
Горчица белая 1,21 1,30 1,26 1,26 1,17 1,23 1,24
Овес по топинамбуру 1,22 1,32 1,22 1,26 1,21 1,22 1,24
Среднее 1,19 1,29 1,25 1,26 1,20 1,22 -
НСР05 0,03 0,02 0,02 0,01 0,02 0,02 -
В 2019 г влажность почвы была близка к оптимальной в период посадки, появления всходов и частично в фазе клубнеобразования. Однако в период бутонизации и цветения она снижалась до 14,3.20,3 % ППВ. К уборке величина этого показателя несколько возрастала, но оставалась невысокой -31,6.43,8 % от ППВ. В зависимости от предшественника картофеля большую влажность почвы также отмечали в варианте с горчицей белой, в котором она была выше, чем в контроле, на 5,3 % от ППВ. Такая ситуация, вероятно, обусловлена тем, что запаханные остатки сидеральных культур способствуют
В среднем за 2 года наибольшая биологическая урожайность (33,3 т/га) раннегосорта Удача отмечена при посадке по горчице белой (табл. 4), которая обеспечивала создание более благоприятных условий по увлажнению почвы, а также повышение ее биологической активности. Самую высокую урожайность среднеспелого-сорта Вымпел наблюдали при посадке по люпину белому и горчице - 29,4 и 29,2 т/га. Это может быть обусловлено тем, что более позднеспелый сорт Вымпел не успел полностью реализовать свой потенциал по лучшему предшественнику.
3. Учет биологической активности почвы по разложению льняных полотен,%
Предшественник 1 2018 г. I 2019 г Среднее
Овес по картофелю (контроль) 8,48 11,42 9,95
Люпин белый 6,73 23,33 15,03
Горчица белая 13,81 18,83 16,32
Овес по топинамбуру 13,00 17,64 15,32
Среднее 10,5 17,8 -
НСР05 2,98 3,04 -
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
-Ь
О м о
Предшественник Удача(ранний) Вымпел (среднеспелый)
2018 г. 2019 г. I среднее I ± к контролю, % 2018 г. 2019 г. среднее I ± к контролю, %
Овес по картофелю (контроль) 26,8 30,2 28,5 0 25,3 29,4 27,4 0
Люпин белый 28,1 32,2 30,2 6,0 28,5 30,2 29,4 3,2
Горчица белая 33,5 33,1 33,3 16,8 28,9 29,5 29,2 2,5
Овес по топинамбуру 34,9 30,7 32,8 15,1 26,2 29,6 27,9 -2,1
Среднее 30,8 31,6 - - 27,2 29,7 - -
НСР05 3,43 1,16 - - 1,53 0,31 - -
Выводы. Размещение сидеральных культур после топинамбура оказало положительное влияние на влажность почвы под следующим за ними картофелем. Наибольшей она была после горчицы белой и овса, превосходство над контролем (овес на сидерат после картофеля), в этих вариантах составляло 6,6 и 4,1 % ППВ соответственно. После этих же предшественников отмечали самую высокую биологическую активность почвы, которая была выше, чем в контроле, на 6,37 и 5,37 % соответственно.
Ранний сорт Удача сформировал наибольшую в среднем за 2 года биологическую урожайность при посадке по горчице белой - 33,3 т/га (прибавка к контролю 4,8 т/га, или 16,8 %). У среднеспелого сорта Вымпел наибольшая величина этого показателя отмечена при посадке по люпину белому и горчице -29,4 и 29,2 т/га (прибавка соответственно 2,0 и 1,8 т/га, или 3,2 и 2,5%).
В целом по результатам исследований для ранних сортов картофеля при выращивании после многолетних посадок топинамбура в качестве промежуточной предшествующей культуры можно рекомендовать горчицу белую либо овес на сидерат, для среднеспелых сортов - люпин белый либо горчицу белую на сидерат.
Литература.
1. Современное лабораторное оборудование и сельскохозяйственная техника для селекции и семеноводства картофеля / С. В. Жевора, В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова и др. М.: ФГБНУ «Росифор-магротех», 2020. 80 с.
2. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года / Ю. Ф. Лачуга, Е. И. Назин, С. Г Митин и др. М.: ВИМ, 2003. 64 с.
3. Будин К. З. Повышение эффективности производства и хранения картофеля // Науч.-техн. бюл. ВИР. 1984. Вып. 138. С. 10-13.
4. Пономарев А. Г., Кабаков Н. С., Джава-вов Р. Д. Можно рассчитывать на успех при разных технологиях // Картофель и овощи.
° 2001. № 5. С. 27-28. О 5. Старовойтов В. И., Старовойтова О. А., ^ Манохина А. А. Механизация возделывания 0| топинамбура в органическом земледелии // 2 АПК России. 2016. Т 23. № 4. С. 841-844. 5 6. Галеев Р. Ф., Шашкова О. Н. Оценка дей-^ ствия приёмов биологизации и химизации де на продуктивность кормового севооборота ле в лесостепи Западной Сибири // Достиже-5 ния науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 10. $ С. 22-25.
7. Дедов А. В., Новикова Л. А., Несмеянова М. А. Пути регулирования плодородия чернозема типичного в условиях юго-востока ЦЧР // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т. 12. № 3 (62). С. 71-77.
8. Органическое удобрение - эффективный фактор оздоровления почвы и индуктор её супрессивности / М. С. Соколов, Ю. Я. Спиридонов, А. П. Глинушкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 1. С. 4-12.
9. Лысенко Ю. Н., Лысенко Н. Ю., Барышникова Е. Г. Передовую технологию населению // Картофель и овощи. 2015. № 5. С. 24-25.
10. Терехов И. В. Сидераты эффективны // Картофель и овощи. 2015. № 7. С. 33-34.
11. Усанова З. И., Козлов В. В. Выраща-вание картофеля по горчице белой // Картофель и овощи. 2015. № 12. С. 30-32.
12. Jerusalem artichoke as a means of fields conservation /V. Starovoytov, O. Starovoytova, N. Aldoshin, et al. // Acta Technologica Agriculturae. 2017. Vol. 20. No. 1. Pp. 7-10.
13. Усанова З. И., Павлов М. Н. Возможность использования топинамбура в качестве фитомелиоранта загрязненной кислотными осадками дерново-подзолистой почвы // Экология и промышленность России. 2016. № 10. С. 37-41.
14. Старовойтов В. И., Старовойтова О. А., Манохина А. А. Топинамбур как кормовой ресурс // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженер-ный университет им. В. П. Горячкина. 2014. № 3. С. 24-26.
15. Влияние средовых факторов со снижением пестицидной нагрузки на формирование урожая картофеля / О. А. Старовойтова, В. И. Старовойтов, А. А. Манохина и др. // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженер-ный университет им. В. П. Горячкина. 2019. № 2 (90). С. 30-34.
16. Повышение продуктивности картофеля на фоне известкования и сидеральных паров / Л. С. Федотова, Н. А. Тимошина, А. В. Кравченко и др. // Картофель и овощи. 2007. № 3. С. 5-6.
The dependence of potato productivity and soil parameters on the forecrop after conservation with Jerusalem artichoke
O. A. Starovoitova1,
V. I. Starovoitov1, N. T. Shabanov1,
A. А. Manokhina2
1Lorkh Federal Research Center on Potato, ul. Lorkha, 23, pos. Kraskovo,
Lyuberetskii r-n, Moskovskaya obl., 140051, Russian Federation 2Russian State Agrarian University -Moscow Timiryazev Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya, 49, Moskva, 127550, Russian Federation
Abstract. The studies aimed to study the possibility of improving soil moisture, density and biologicalactivity by growing green manure crops after Jerusalem artichoke as a monoculture. The increase in soil quality is necessary to grow potato productivity. The experiment was performed in the Moscow region in 2018-2019. The experimental design provided for options with intermediate seeding of various green manure crops (white lupine, white mustard, oats) after prolonged (8-9 years) growing Jerusalem artichoke before the potato. In the control variant, crop rotation was as follows: vetch + oats, potato, oats for green manure, potato. The soil of the experimental plot was sod-slightly podzolics, medium cultivated, sabulous. In the experiment, we grew potato Udacha and Vympel. When an intermediate culture (white mustard) was grown before potato, after prolonged cultivation of Jerusalem artichoke, an improvement in the water-physical properties of the soil was noted compared with the control (on average during the growing season, soil moisture increased by 6.6% of total field moisture capacity, the soil density decreased by 0.04 g/cm3), as well as its biological activity increased by 6.37%. Early potato Udacha expectedly formed the highest biological yield on average over two years when it was planted after white mustard: 33.3 t/ha (an increase of 4.8 t/ha relative to the control, or 16.8%). For mid-season variety Vympel, the highest value of this indicator was noted after white lupine and mustard: 29.4 t/ha and29.2 t/ha (an increase of 2.0 t/ha and 1.8 t/ha, respectively, or3.2% and 2.5%). For early potato varieties planted after Jerusalem artichoke, it can be recommended to grow white mustard or oat for green manure as the intermediate forecrop, for mid-ripening varieties - it is expedient to cultivate white lupine or white mustard for green manure.
Keywords: Jerusalem artichoke; conservation of field; moisture; density and biological activity of soils; potato; productivity.
Author Details: O. A. Starovoitova, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: agronir2@mail.ru); V. I. Starovoitov, D. Sc. (Tech.), head of division (e-mail: agronir1@mail. ru); N. T. Shabanov, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: agronir2@mail.ru); A. A. Manokhina, D. Sc. (Agr.), assoc. prof. (e-mail: alexman80@list.ru).
For citation: Starovoitova O. A., Starovoitov V. I., Shabanov N. T., Manokhina A. A. The dependence of potato productivity and soil parameters on the forecrop after conservation with Jerusalem artichoke. Zemledelije. 2020;(4):16-8. Russian. doi: 10.24411/00443913-2020-10404.
