Влияние минеральных удобрений и регуляторов роста на урожай и качество клубней картофеля при капельном орошении на юге Украины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Николаевский национальный аграрный университет, Николаев, Украина

Влияние минеральных удобрений и регуляторов роста на урожай и качество клубней картофеля при капельном орошении на юге Украины

В.В. Гамаюнова, О.Ш. Искакова

Аннотация

Цель исследований - выявить возможность применения уменьшенных доз минеральных удобрений за счет изменения способа внесения и совместного их использования с регуляторами роста растений при выращивании картофеля летнего срока посадки. Исследовали три сорта: раннеспелый сорт Тирас, среднеранний сорт Забава и среднеспелый сорт Славянка. Для изучения взяты три фона питания: без удобрений (контроль), N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс и N₄₅P₄₅K₄₅ локально в слой почвы 0-12 см и варианты с обработкой растений в фазу бутонизации регуляторами роста «Диазофит», «Адаптофит» и «Агростимулин». Установлено, что в условиях юга Украины при капельном орошении за счет минеральных удобрений независимо от дозы и способа их внесения урожайность клубней повышается на 43-45 %. Исследуемые дозы удобрений N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс и N₄₅P₄₅K₄₅ локально в слой почвы 0-12 см формируют питательный режим почвы и урожайность культуры на одинаковом уровне. В фазу полной спелости клубней содержание Р₂О₅ составило в варианте с N₉₀P₉₀K₉₀ (вразброс) 16,07 мг/100 г, в варианте с N₄₅P₄₅K₄₅ (локально) - 17,23 мг/100 г, содержание К₂О - соответственно 20,10 и 19,57 мг/100 г. Урожайность сорта Тирас была равна соответственно 23,1 и 23,2 т/га, сорта Забава - 25,6-26,7 т/га, а сорта Славянка - по 26,8 т/га. Применение регуляторов роста способствует увеличению урожайности картофеля на неудобренном фоне на 4-5 %, а на удобренном - на 5-8 %. Количество сухого вещества при внесении минеральных удобрений в зависимости от сорта увеличивалось от 1,6 до 3,2 % в абсолютных величинах, витамина С - от 0,4 до 1,5 %, а крахмала - от 0,4 до 2,2 %. Стимуляторы роста увеличивали содержание этих веществ в пределах 0,2-0,3 %, но уменьшали поступление нитратов в продукцию на 8-14 % в относительных величинах в зависимости от сорта картофеля и вида стимулятора.

Ключевые слова: картофель, сорт, минеральные удобрения, локальное применение, урожайность, качество клубней, регуляторы роста.

Annotation

The aim of the research is to reveal the opportunity of applying reduced doses of mineral fertilizers by changing application method and combined usage with phytohormones for potato growing at summer planting time. There were three cultivars under study: Tiras (early), Slavyanka (mid-season) and Zabava (mid-early). Three backgrounds of nutrition were investigated: without fertilizers (control), N₉₀P₉₀K₉₀ broadcast, and N₄₅P₄₅K₄₅ localized in soil layer 0-12 cm; there also were the variants with plant treatment in the phase of budding by phytohormones “Diazofit”, “Adaptofit”, and “Agrostimulin”. It is established that for the conditions of south Ukraine under drip irrigation tuber yield increases by 43-45 % due to applying mineral fertilizers regardless of dose and application method. Doses studied N₉₀P₉₀K₉₀ broadcast and N₄₅P₄₅K₄₅ localized in soil layer 0-12 cm create nutritional regime of soil and crop yield on the same level. In the phase of complete tuber maturity the content of Р₂О₅ was 16.07 mg/100 g in the variant with N₉₀P₉₀K₉₀ (broadcast) and 17.23 mg/100 g in the variant with N₄₅P₄₅K₄₅ (localized); the content of К₂О -20.10 и 19.57 mg/100 g respectively. The yield of cultivar Tiras was 23.1 and 23.2 t/ha respectively, Zabava - 25.6-26.7 t/ha, and Slavyanka - per 26.8 t/ha. Phytohormones facilitate potato yield increasing on the background without fertilizers by 4-5 %, and on the fertilized one - by 5-8 %. The quantity of dry matter at applying mineral fertilizers depending on the cultivar increased from 1.6 to 3.2 % in absolute values, ascorbic acid - 0.4 to 1.5 %, and starch - 0.4 to 3.2 %. Phytohormones increased the content of these substances by 0.2-0.3 %, but reduced crop intake of nitrates by 8-14 % in relative values depending on the potato cultivar and phytohormone type.

Keywords: potato, cultivar, mineral fertilizers, localized application, yield, tuber quality, phytohormones.

Картофель на Украине считают вторым хлебом. Клубни его употребляют в пищу круглогодично. Эта культура является одной из высокопродуктивных, урожайность клубней может достигать 100 т/га и более. По валовому производству картофеля в мире Украина занимает четвертое место после Китая, России и Индии, однако урожайность клубней, к сожалению, остается низкой. Это приводит к необходимости разрабатывать и совершенствовать элементы технологии возделывания картофеля для каждой зоны в зависимости от почвенно-климатических условий с целью существенного повышения урожайности клубней при сохранении высоких показателей их качества. Достичь этого без применения удобрений невозможно [1]. Их рациональное использование обеспечивает 40-50 % прироста урожая и более. К тому же использование удобрений оказывает существенное влияние на биохимический состав, пищевую питательность и вкусовые качества клубней, срок их хранения и т. д. Известно, что под картофель наиболее целесообразно применять органоминеральную систему удобрения, при которой формируются благоприятные физико-механические свойства, питательный режим почвы и др. В настоящее время в связи с резким уменьшением поголовья животных применение органических удобрений под сельскохозяйственные культуры на Украине существенно сократилось. Минеральные же удобрения имеют высокую стоимость, использовать их следует с наибольшей эффективностью и окупаемостью. Одним из вариантов такого подхода может быть внесение минеральных удобрений локально. Известно, что при таком способе применения можно от значительно меньшей дозы удобрений получать более высокую отдачу [2].

Воздействие локального способа внесения удобрений на физиологические процессы проявляется не только на ранних стадиях развития растений, но и в период формирования запасных веществ, то есть такой способ четко влияет на величину урожая и его качество [3]. Коэффициент использования растениями элементов питания при локальном удобрении в сравнении с разбросным способом применения возрастает: азота и калия - на 10-15 %, а фосфора - на 5-10 % [4-6].

Одним из путей повышения эффективности минеральных удобрений при уменьшенных нормах применения является использование стимуляторов роста, благодаря которым повышается устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям, поражению вредителями и болезнями. Применение современных регуляторов роста при возделывании зерновых, зернобобовых и других культур окупается стоимостью прироста урожайности и является одним из самых высокорентабельных приемов повышения урожайности [7-10].

Исходя из этого авторами была исследована возможность применения уменьшенных доз минеральных удобрений за счет изменения способа внесения и совместного их использования с современными регуляторами роста растений при выращивании трех сортов картофеля летнего срока посадки. Для условий южной зоны Степи Украины эти вопросы являются важными, актуальными и недостаточно изученными.

Материалы и методы исследований. Полевые опыты проводили в течение 2010-2012 гг. в учебно-научно-практическом центре Николаевского НАУ. Почва - чернозем южный тяжелосуглинистый остаточно-солонцеватый. В слое почвы 0-30 см содержится гумуса (по Тюрину) 2,9-3,2 %, легкогидролизованного азота - 62 мг/кг почвы, нитратов (по Грандваль-Ляжу) - 20-25 мг/кг почвы, подвижного фосфора (по Мачигину) - 36-40 мг/кг почвы, обменного калия (на пламенном фотометре) - 320-340 мг/кг почвы, рН - 6,8.

Погодные условия в годы исследований несколько отличались, но в целом были характерными для юга Степи Украины.

Среднесуточная температура воздуха в зоне проведения исследований составляет 10,0 °С, относительная влажность воздуха - 73 %, годовая сумма осадков - 472 мм, ГТК - 0,5-0,7.

Непосредственно в период вегетации картофеля в годы исследований среднесуточная температура воздуха составила: в 2010 г. - 17 °С, в 2011 г. - 18,7 °С, в 2012 г. - 19,8 °С; влажность воздуха была равна соответственно 70,5; 63,7 и 66,8 %, а количество выпавших за вегетацию осадков составило соответственно 41,5; 4,0 и 9,9 мм. Для картофеля летней посадки годы исследований по дефициту испарения были следующими: 2010 г. - средневлажным; 2011 г. - сухим и 2012 г. - средним.

В отдельные дни (2011, 2012 гг.) температура воздуха повышалась до 38 °С, отрицательное влияние жары полностью не снималось проведением поливов.

Технология выращивания семенных клубней картофеля в двухурожайной культуре была общепринятой для зоны исследований. Предшественник - черный пар, т. е. поле, которое оставлено под летнюю посадку картофеля. Посадку производили свежеубранными клубнями, выращенными в основной (первой) культуре на другом поле севооборота. В третьей декаде июня проводили культивацию на 8-10 см и нарезали гребни комбинированным агрегатом с дисковыми окучниками. Свежеубранные обработанные клубни высаживали в гребни на 6-8 см, площадь питания составляла 70 Ч 15-20 см. В слое 0-20 см до появления на клубнях ростков влажность почвы поддерживали на уровне 70-75 % НВ, а в последующий период вегетации - на уровне 80-85 % НВ с помощью капельного орошения. Массовые всходы появляются в основном на 25-30 день. Густота стояния растений - 42-43 тыс. шт./га. Оросительная норма в 2010 г. составила 240 м³/га (2 полива по 120 м³/га), в 2011 г. - 1500 м³/га (4 полива: 2 - по 400 м³/га и 2 - по 350 м³/га), а в 2012 г. - 1200 м³/га (3 полива по 400 м³/га).

Исследования проводили с районированными сортами картофеля селекции Института картофелеводства НААН Украины: раннеспелым сортом Тирас, среднеранним сортом Забава и среднеспелым сортом Славянка - по следующей схеме:

- вариант 1 - без удобрений (контроль);

- вариант 2 - без удобрений + обработка растений «Диазофитом»;

- вариант 3 - без удобрений + обработка растений «Адаптофитом»;

- вариант 4 - без удобрений + обработка растений «Агростимулином»;

- вариант 5 - N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс;

- вариант 6 - N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс + обработка растений «Диазофитом»;

- вариант 7 - N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс + обработка растений «Адаптофитом»;

- вариант 8 - N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс + обработка растений «Агростимулином»;

- вариант 9 - N₄₅P₄₅K₄₅ локально в слой почвы 0-12 см;

- вариант 10 - N₄₅P₄₅K₄₅ локально + обработка растений «Диазофитом»;

- вариант 11 - N₄₅P₄₅K₄₅ локально + обработка растений «Адаптофитом»;

- вариант 12 - N₄₅P₄₅K₄₅ локально + обработка растений «Агростимулином».

Повторность опыта четырехкратная. Площадь посевной делянки - 54 м², учетной - 25 м².

Минеральные удобрения вносили в виде аммиачной селитры (34 % N), гранулированного суперфосфата (18 % Р₂О₅) и калимагнезии (28 % К₂О) согласно схеме опыта. Перед посадкой клубни картофеля обрабатывали раствором из тиомочевины (1 %), калия роданистого (1 %), гиббереллина (0,0005 %), кислоты янтарной (0,002 %). Растения картофеля в фазу бутонизации обрабатывали стимуляторами роста (опрыскивали ранцевым опрыскивателем Solo-420). Учет урожая проводили методом сплошного взвешивания клубней с каждой делянки. Структуру урожая определяли весовым методом при уборке. Данные исследований обрабатывали методом дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову [11].

Результаты и обсуждение. Как установлено нашими исследованиями, применение минеральных удобрений способствовало существенному увеличению содержания подвижных элементов питания в слое почвы 0-30 см по сравнению с неудобренным контролем (рисунок 1).

минеральный удобрение картофель бутонизация

Рисунок 1. Содержание подвижных элементов питания в пахотном слое почвы (0-30 см) при выращивании картофеля летней посадки (среднее по сортам за 2010-2012 гг.)

Следует отметить, что при внесении под предпосевную культивацию как полной дозы минерального удобрения N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс, так и половины ее (N₄₅P₄₅K₄₅) локально в слой почвы 0-12 см содержание нитратов, подвижного фосфора и обменного калия было практически одинаковым, и особенно в период посадки клубней. При отборе образцов почвы в фазу полного созревания клубней содержание нитратов и Р₂О₅ на фоне локального внесения половинной дозы удобрений оказалось даже несколько большим. Фон минерального питания, в свою очередь, существенно влияет на урожайность клубней картофеля сортов, взятых на изучение (таблица 1). При возделывании без внесения минеральных удобрений в среднем за годы исследований урожайность товарных клубней картофеля раннеспелого сорта Тирас составила 16,6 т/га, среднераннего сорта Забава - 18,0 т/га, а среднеспелого сорта Славянка - 19,1 т/га. На фоне применения N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс было сформировано 23,1; 25,1 и 26,8 т/га соответственно, а на фоне локального внесения N₄₅P₄₅K₄₅ - 23,2; 25,2 и 26,8 т/га соответственно. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что на обоих исследуемых фонах питания все сорта картофеля, взятые нами на изучение, формируют продуктивность одинакового уровня.

Таблица 1. Урожайность товарных клубней картофеля в зависимости от сорта, минеральных удобрений и регуляторов роста по годам исследований, В т/га

Обработка растений картофеля регуляторами роста при возделывании как без удобрений, так и на фоне их применения создавала тенденцию к дальнейшему дополнительному приросту урожайности товарных клубней на 1,2-1,7 т/га (таблица 1 и рисунок 2).

Рисунок 2 - Урожайность товарных клубней сортов картофеля летней посадки в зависимости от удобрений и регуляторов роста (среднее за 2010-2012 гг.), т/га

Следует отметить, что существенной разницы в уровнях урожайности клубней картофеля в зависимости от исследуемых биопрепаратов нами не установлено (рисунок 3), незначительным преимуществом (в пределах погрешности опыта) обладал вариант с «Агростимулином».

Рисунок 3. Реакция картофеля на минеральные удобрения и обработку растений регуляторами роста (урожайность клубней в среднем по сортам за 2010-2012 гг.)

Из исследуемых сортов более высокую урожайность клубней обеспечивал среднеспелый сорт картофеля Славянка (увеличение урожайности незначительное).

Как установлено нашими исследованиями, дозы, способы внесения минеральных удобрений и применение современных регуляторов роста определенным образом влияли на качество клубней картофеля различных сортов (таблица 2).

Так, содержание сухих веществ в клубнях всех исследуемых сортов картофеля увеличивалось как при выращивании на фоне удобрения, так и при обработке регуляторами роста. Например, в клубнях раннеспелого сорта Тирас без удобрений их содержалось 18,2 %; среднераннего сорта Забава - 18,6 %, а среднеспелого сорта Славянка - 19,1 %. При внесении N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс количество сухого вещества увеличилось до 20,7; 20,2 и 21,0 %, а при внесении N₄₅P₄₅K₄₅ локально в слой почвы 0-12 см - соответственно до 21,4; 21,3 и 21,6 %. Обработка растений картофеля в начале бутонизации «Диазофитом», «Адаптофитом» и «Агростимулином» способствовала дальнейшему увеличению содержания сухих веществ в клубнях как при выращивании без удобрений, так и при применении полной дозы минеральных удобрений (N₉₀P₉₀K₉₀) вразброс и половинной дозы (N₄₅P₄₅K₄₅) локально. Аналогичным образом в клубнях изменялось содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) и крахмала.

Таблица 2. Влияние минеральных удобрений и регуляторов роста на отдельные показатели качества клубней картофеля в зависимости от сорта (среднее за 2010-2012 гг.)

К тому же следует отметить, что в клубнях сортов картофеля, взятых нами на изучение, содержание сухих веществ и витамина С отличалось несущественно, содержание крахмала низким оказалось в клубнях сорта Тирас, а наиболее высоким - в клубнях сорта Славянка.

Внесение минеральных удобрений, особенно в полной дозе (N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс), способствовало незначительному увеличению количества нитратов в клубнях картофеля при уборке независимо от сорта. Проведение обработки растений картофеля современными регуляторами роста, наоборот, привело к некоторому уменьшению их содержания в клубнях. В целом ни в одном из вариантов и ни в одном из сортов содержание нитратов в клубнях не превышало предельно допустимого значения и не приближалось к нему (для картофеля оно составляет 200 мг/кг сырого вещества).

Выводы

1 В условиях юга Украины при капельном орошении целесообразно выращивать в летней посадке раннеспелый сорт Тирас, среднеранний сорт Забава и среднеспелый сорт Славянка. Урожайность их без удобрений и стимуляторов роста соответственно составила 16,6; 18,0 и 19,1 т/га.

2 Урожайность картофеля летней посадки повышается за счет минеральных удобрений независимо от дозы и способа их внесения на 43-45 %. Исследуемые дозы удобрений N₉₀P₉₀K₉₀ вразброс и N₄₅P₄₅K₄₅ локально в слой почвы 0-12 см формируют питательный режим почвы и урожайность культуры на одинаковом уровне. В фазу полной спелости клубней содержание Р₂О₅ составило в варианте с N₉₀P₉₀K₉₀ (вразброс) 16,07 мг/100 г, в варианте с N₄₅P₄₅K₄₅ (локально) - 17,23 мг/100 г, содержание К₂О составило соответственно 20,1 и 19,57 мг/100 г. Урожайность сорта Тирас была равна соответственно 23,1 и 23,2 т/га, сорта Забава - 25,6-26,7 т/га, а сорта Славянка - по 26,8 т/га.

3 Применение регуляторов роста способствует увеличению урожайности картофеля на неудобренном фоне на 4-5 %, а на удобренном - на 5-8 %.

4 Внесение минеральных удобрений и применение регуляторов роста положительно влияли на качество клубней сортов картофеля. Так, количество сухого вещества при внесении минеральных удобрений в зависимости от сорта увеличивалось от 1,6 до 3,2 % в абсолютных величинах, витамина С - от 0,4 до 1,5 %, а крахмала - от 0,4 до 2,2 %. Стимуляторы роста увеличивали содержание этих веществ в пределах 0,2-0,3 %, но уменьшали поступление нитратов в продукцию на 8-14 % в относительных величинах в зависимости от сорта картофеля и вида стимулятора.

Список литературы

1 Бондарчук, А. А. Состояние и приоритетные направления развития отрасли картофелеводства в Украине / А. А. Бондарчук // Картофелеводство. - 2008. - № 37. - С. 7-13.

2 Кубарева, Л. С. Локальное внесение удобрений один из путей повышения их эффективности / Л. С. Кубарева // Бюллетень ВИУА. - 1980. - № 53. - С. 13-15.

3 Кардиналовская, Р. И. Эффективность локального внесения основного минерального удобрения под сельскохозяйственные культуры / Р. И. Кардиналовская. - К.: УкрНИИНТИ, 1980. - 42 с.

4 Кисиль, В. И. Влияние удобрений на качество продукции / В. И. Кисиль // Вестник аграрной науки. - 1999. - № 5. - С. 12-15.

5 Синягин, И. И. Агротехнические условия высокой эффективности удобрений / И. И. Синягин. - М.: Россельхозиздат, 1980. - 224 с.

6 Власенко, Н. Е. Удобрение картофеля / Н. Е. Власенко. - М.: Агропромиздат, 1987. - 217 с.

7 Пономаренко, С. П. Биостимуляторы в сельском хозяйстве - украинский прорыв / С. П. Пономаренко // Биологические препараты в растениеводстве: материалы Междунар. конф. Radostim 2008. - К., 2008. - C. 45-48.

8 Крамарев, С. Г. Комплексное использование регуляторов роста растений и микроэлементов в хелатной форме для проведения предпосевной инкрустации семян и внекорневой подкормки агроценозов зерновых культур / С. Г. Крамарев // Биологические препараты в растениеводстве: материалы Междунар. конф. Radostim 2008. - К., 2008. - C. 106-107.

9 Воробьева, Н. В. Влияние регуляторов роста растений на урожайность раннеспелого картофеля в Правобережной Лесостепи Украины / Н. В. Воробьева // Агробиология: сб. науч. тр. - Вып. 11(104). - Белая Церковь: Белоцерковский НАУ, 2013. - С. 80-82.

10 Панфилова, А. В. Производительность ячменя ярового в зависимости от обработки семян биопрепаратами / А. В. Панфилова // Вестник ЖНАЭУ: науч.-теорет. сб. - Житомир, 2014. - С. 83-87.

11 Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - 5-е изд., перераб., доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

Размещено на Allbest.ru