Обґрунтування норм садіння бульб картоплі під запланований урожай для умов Центрального Полісся України

Публікації. Основні положення дисертації викладені в 7 наукових працях, у тому числі 5 фахових виданнях.

Дослідження, покладені в основу дисертаційної роботи, проводилися протягом 1998-2000 рр. в дослідній сівозміні Інституту картоплярства УААН, землі якого розміщені в зоні Центрального Полісся.

Польові дослідження закладалися на дерново-середньопідзолистих супіщаних ґрунтах. Глибина орного шару становила 20-22 см. Агрохімічна характеристика орного шару така: вміст гумусу - 1,20-1,55%, рН сольової витяжки - 4,2-5,9, гідролітична кислотність - 1,69-2,2 мг - еквівалентів на 100 г ґрунту, сума поглинутих основ - 4,3-5,8 мг - еквівалентів на 100 г ґрунту, легкогідролізованого азоту - 6,24-9,72, рухомого фосфору - 8,67-15,50, обмінного калію - 6,6-9,2 мг на 100 г ґрунту.

Погодні умови в період росту і розвитку рослин картоплі дещо відрізнялися по роках досліджень, однак коливались у межах, характерних для Центрального Полісся.

Експериментальна робота проводилася шляхом закладання чотирифакторного польового досліду. Схема польового досліду включала такі фактори:

фактор А - сорти: середньоранній - Світанок київський, середньостиглий - Луговська;

фактор В - норми добрив: без добрив (контроль), гній 60 т/га (фон), фон + N60Р60К90 (одинарна), фон + N90Р90К120 (полуторна);

фактор С - маса садивних бульб: 25-50 г (дрібні), 51-80 г (середні), 81-120 г (великі);

фактор Д - схема садіння: 70 х 20, 70 х 35, 70 х 50 см;

Матеріалом для проведення досліджень була еліта зазначених сортів.

Площа ділянок: І порядку (сорти) - 532 м², ІІ порядку (норми добрив) - 252 м², ІІІ порядку (маса бульб) - 84 м², ІV порядку (схеми садіння) - 28 м², а облікових - відповідно 454; 226,8; 75,6 та 25,2 м². Кожна ділянка четвертого порядку була чотирирядкова. Повторність варіанта дослідів - чотириразова.

Органічні добрива у вигляді підстилкового солом'яного гною великої рогатої худоби з умістом N _0,40-0,45 Р _0,116-0,262 К _0,4-0,6, та мінеральні (нітроамофоска з умістом NРК по 17% кожного елементу і калімагнезія з умістом К₂О 28%) вносили вручну згідно із схемою досліду врозкид по поверхні ґрунту. Попередником картоплі в усі роки досліджень була озима пшениця. Агротехніка і боротьба із шкідниками та хворобами були загальноприйнятими для умов Полісся України.

Ріст, розвиток і продуктивність картоплі залежно від маси садивних бульб, густоти насаджень та рівня живлення

Вплив маси садивних бульб, схеми садіння та удобрення на ріст і розвиток картоплі. Відомо, що продуктивність рослин залежить від величини фотосинтетичного апарату.

При садінні за схемою 70х50 см сумарна площа асиміляційного апарату на гектарі була меншою ніж за 70х35 см у сорту Світанок київський - на 27,3%, у Луговської - на 21,3% (табл. 1), а при садінні за схемою 70х20 см - на 43,6% і 35,3% відповідно по сортах. Це відбувалось внаслідок зменшення кількості рослин на одному гектарі. Так, за схеми садіння 70х50 см їх налічувалось 29 тис., що на 12 тис. менше ніж за схеми 70х35 см і на - 42 тис. за 70х20 см.

Таблиця 1

Вплив маси садивних бульб, площ живлення та норм добрив на формування площі листкової поверхні, тис. м²/га, середнє за 1998-2000 рр.

Площа фотосинтезуючої поверхні на гектарі зростала за збільшення маси садивних бульб: з 25-50 г до 51-80 г у сорту Світанок київський - на 9,2%, у Луговської - на 10,6%; з 51-80 г до 81-120 г - на 15,8 і 9,4% відповідно.

Підвищення рівня живлення веде до збільшення площі асиміляційної поверхні, незалежно від густоти садіння і маси садивних бульб. Так, при внесенні гною в нормі 60 т/га площа листкової поверхні збільшилась на 16,8% у сорту Світанок київський і на 24,8% - у Луговської відносно контролю. Внесення мінеральних добрив у нормі N60Р60К90 і N90Р90К120 на фоні гною збільшило цей показник на 29,8% і 37,8% та 50,1 і 57,0% відповідно. Найбільша площа фотосинтезуючої поверхні формується при садінні бульб масою 81-120 г з густотою 71 тис. (70 х 20 см) і внесенні мінеральних добрив у нормі N90Р90К120 на фоні 60 т/га гною. За цих умов вона становила у сорту Світанок київський 67,5 тис. м²/га, у Луговської - 63,2 тис. м²/га, що за фізіологічними нормами є зайвим (оптимальною є площа 40-45 тис. м²/га) .

Стеблоутворююча здатність бульб, оптимальний стеблостій та процес формування врожаю картоплі. Загальна кількість стебел на площі визначає рівень врожайності. Тому в рекомендаціях щодо вирощування картоплі зазначається кількість стебел на одиницю площі як критерій отримання гарантованих врожаїв та бульб певного розміру.

Кількість стебел залежно від маси садивних бульб, площ живлення та норм добрив, тис. шт./га., середнє за 1998-2000 рр.

На фоні гною кількість стебел на одиниці площі збільшувалася в сорту Світанок київський на 6,1%, на фоні + N60Р60К90 - на 12,1%, а на фоні + N90 Р90К120 - на 16,6%; у сорту Луговська - відповідно на 10,6%; 16,1; 22,8%, порівняно з контролем.

Зменшення площі живлення від 70х50 см до 70х35 см привело до зростання кількості стебел на гектарі на 18,8%, а до 70х20 см - на 34,8% у сорту Світанок київський; у сорту Луговська - на 18,6 і 27,2% відповідно.

Вплив елементів технології вирощування картоплі на її урожайність

НІР05 (фактор А) = 4,4, (фактор В) = 6,2, (фактор С) = 5,4, (фактор Д) = 5,4. Таким чином, від загущених насаджень отримували вищий урожай, ніж від розріджених, хоча в останніх формується більше бульб під кущем і вони мають більшу масу.

Істотний вплив на врожайність обох сортів мало також збільшення маси садивних бульб. Від рослин, вирощених з великих садивних бульб, одержана врожайність становила 312 ц/га, із середніх - 282 ц/га, що на 27,1 і 14,6% більше, порівняно з дрібними бульбами (246 ц/га).

Підвищення врожаю при садінні великих бульб можна пояснити тим, що рослини від них утворюють значну вегетативну масу, яка краще поглинає сонячну радіацію, вологу та елементи живлення з ґрунту, що й зумовлює підвищення продуктивності. Рослини від дрібних бульб утворюють малостеблові кущі з недостатньою вегетативною масою і витрачають енергію на гілкування, збільшуючи таким чином фотосинтезуючу поверхню.

Загальна кількість стебел на площі визначає рівень врожайності. Так, оптимальний стеблостій для сорту Світанок київський, згідно з існуючими рекомендаціями, становить 250 тис. шт./га. У наших дослідах, де картоплю цього сорту вирощували без внесення добрив, використовуючи дрібні бульби, які садили за схемою 70х50 см, стеблостій складав 98 тис. шт. /га, за схемою 70х35 см - 129 тис. шт. /га, 70х20 см - 220 тис. шт. /га; середніх бульб - відповідно 125 тис., 164 і 255 тис.; великих - 160, 194 і 292 тис. шт./га.

Кількість стебел, тис. шт/га

Площа листя, тис. м²/га

Урожайність, ц/га

НІР05 (фактор ВхСхД ) = урожайність-18,7 ц/га, кількість стебел - 6,3 тис. шт. /га, площа листя - 0,97 тис. м²/га

Отже, при вирощуванні картоплі дрібними бульбами без застосування добрив оптимального стеблостою не вдається досягти. Стеблостій, близький до оптимального, отримуємо при використанні середніх і великих бульб за схемою садіння 70х20 см. Оптимальний стеблостій утворюється також при садінні дрібних бульб за схемою 70х20 см та застосуванні одинарної або полуторної норми мінеральних добрив на фоні гною, а при садінні великих - за схемою 70х35 см при внесенні полуторної норми мінеральних добрив на фоні гною.

Проте виявилося, що за однакового стеблостою (250 тис./га) насадження формують різну площу листкової поверхні. Так, від середніх бульб за схемою садіння 70х20 см без внесення добрив вона становить 37 тис.м²/га, від дрібних бульб за схемою 70х20 см при застосуванні одинарної норми мінеральних добрив на фоні гною - 47,4 тис. м²/га і 55,5 тис. м²/га; полуторної норми мінеральних добрив на фоні гною та від великих бульб за схемою 70х35 см при внесенні полуторної норми мінеральних добрив на фоні гною - 45 тис. м²/га. Рівень урожайності за цих умов становить 288, 356, 387 і 380 ц/га відповідно.

Отже, для отримання однакового рівня врожайності, на нашу думку, необхідно створити не лише оптимальний стеблостій, але й певну площу листкової поверхні. Свідченням цього є аналіз одержаної врожайності за однакової площі листкової поверхні. Висаджуючи великі бульби за схемою 70х20 см без внесення добрив, середні - за такої ж схеми при внесенні гною, а великі - за схемою 70х35 см при використанні одинарної норми мінеральних добрив, середні - за полуторної норми на фоні гною, одержали різну кількість стебел - 292, 262, 231 і 199 тис. шт./га з однаковою площею листової поверхні (41,2, 41,5, 41,8 і 42,0 тис. м²/га) відповідно. При цьому одержали близьку за значенням урожайність, яка становила 318, 324, 339 та 328 ц/га.

Визначення норм садіння за оптимальним стеблостоєм залишає поза увагою дослідників вивчення взаємодії факторів, що впливають на ріст і розвиток картоплі: рівень живлення рослин, масу садивних бульб, кількісне і просторове їх розміщення.

Істотний вплив на вихід садивної фракції відігравала маса материнських бульб: збільшення її призводило до зростання виходу насіннєвих бульб при всіх досліджуваних площах та рівнях живлення. Вихід насіннєвої фракції при використанні для садіння бульб 25-50 г у сорту Світанок київський становив 262,10 тис. шт./га. За зростання маси висаджених бульб з 25-50 г до 51-80 г вихід збільшувався на 47,85 тис. бульб, і з 25-50 г до 81-120 г - на 72,43 тис. бульб/га.

Розрідження насаджень викликало зменшення виходу кількості насіннєвої фракції з площі при всіх досліджуваних нормах добрив і масі садивних бульб. При садінні бульб сорту Світанок київський із густотою 71 тис./га (70х20 см) з 1 га отримали 401,1 тис. насіннєвих бульб при густоті садіння 41 тис. бульб/га (70х35 см) - 284,0 тис./га, що на 117,1 тис. бульб менше, ніж при густоті 71 тис./га. За густоти садіння 28 тис./га (70х50 см) зібрали 221,5 тис. бульб/га, що на 179,6 тис. бульб менше, порівняно із загущеними насадженнями.

Вихід садивних бульб зростав також при збільшенні рівня живлення. Висаджуючи картоплю сорту Світанок київський без застосування добрив, отримали 234,6 тис. насіннєвих бульб/га. При застосуванні гною додатково одержали 53,9 тис. бульб. За внесення одинарної норми мінеральних добрив на фоні гною вихід садивних бульб зростав на 38,1, а полуторної - на 70,9 тис. бульб/га. Існує і сортова відмінність у формуванні бульб насінної фракції. За однакових умов вирощування сорт Світанок київський утворював 302,2 тис. бульб/га, а сорт Луговська - 281,2 тис. бульб/га, що на 21 тис. бульб/га менше. Кількісний коефіцієнт розмноження збільшувався з підвищенням рівня живлення і маси садивних бульб. Якщо застосування гною підвищувало кількісний коефіцієнт розмноження у сорту Світанок київський на 19,6%, то мінеральні добрива в одинарній нормі - на 28,2, а в полуторній - на 34,5%. Використання великих садивних бульб сорту Світанок київський кількісний коефіцієнт розмноження збільшувало на 22,1%, а середніх - на 16,2%, порівняно з дрібними.

Спостерігалась також стійка тенденція до збільшення коефіцієнта розмноження зі зростанням площі живлення при всіх рівнях живлення та масі садивних бульб, які досліджувались. Аналогічні показники були отримані і щодо сорту Луговська.

Ваговий коефіцієнт розмноження залежав також від досліджуваних факторів: збільшувався при зростанні рівня живлення і зменшенні площі живлення; обернена залежність спостерігається при збільшенні маси садивних бульб.

Біохімічна характеристика та смакові якості бульб картоплі

Найбільший вплив на вміст крохмалю, сухої речовини в бульбах картоплі мали біологічні особливості сортів, добрива та схеми садіння. У бульбах сорту Світанок київський накопичувалося 29,1% сухої речовини і 22,14% крохмалю, а в Луговської - 24,0 і 17,55% , що на 5,1 і 4,59% менше. Якщо при вирощуванні картоплі без застосування добрив уміст сухої речовини становив 27,5%, крохмалю - 20,7%, то при внесенні 60 т/га гною їхня кількість зменшилася на 0,4%; при застосуванні одинарної норми мінеральних добрив на фоні гною - на 2,1 і 1,9%. За внесення полуторної норми ступінь зниження вмісту сухої речовини і крохмалю дещо зменшився і складав 1,3 і 1,2%. При садінні за схемою 70 х 20 см у бульбах накопичувалося 26,2% сухої речовини і 20,2% крохмалю, що на 0,3% більше, порівняно зі схемою 70х35 см і на 0,7% - при схемі садіння 70х50 см відповідно.

Істотний вплив на вміст білка, вітаміну С і нітратного азоту мали підвищені дози добрив. При вирощуванні картоплі без добрив у бульбах накопичувалося 7,98% білка, 17,70 мг % аскорбінової кислоти і 56,55 мг/кг нітратного азоту; за внесення 60 т/га гною - 7,96%, 17,27 мг % і 53,10 мг/кг відповідно; за одинарної норми мінеральних добрив на фоні гною - 7,78%, 15,63 мг % і 62,71 мг/кг, а полуторної - 8,19%, 15,05 мг % і 78,96 мг/кг

НІР05 (фактор В) = суха речовина - 0,50%, крохмаль - 0,45%, вітамін С - 0,77мг%, нітрати - 7,43мг/кг сирої маси

Виявлено сортову відмінність у нагромадженні бульбами білка, вітаміну С і нітратів. Сорт Світанок київський нагромаджує в бульбах на суху масу 7,76% білка і 18,18 мг% вітаміну С, а на сиру масу - 66,8 мг/кг нітратів, у сорту Луговська - відповідно 8,20 % і 14,65 мг% і 58,9 мг/кг.

Сорти різняться також за вмістом незамінних амінокислот - валіну та ізолейцину. Сорт Світанок київський містить у бульбах на суху масу валіну 0,37%, Луговська - 0,41%, ізолейцину - 0,31 і 0,35% відповідно, а замінних амінокислот - відповідно 5,33 і 5,46% аланіну. За вмістом інших амінокислот досліджуванні сорти не відрізнялись. На вміст окремих незамінних амінокислот, зокрема аргініну, валіну, ізолейцину, лейцину, лізину, фенілаланіну, тирозину, триптофану, треоніну, цистину, та їх суму суттєвий вплив мали добрива. На вміст гістидину і метіоніну їх впливу не було виявлено.

НІР05 (фактор В ) = аргінін - 0,065%, валін - 0,020%, ізолейцин - 0,018%, лейцин - 0,070%, лізин -0,102%, фенілаланін - 0,042%, тирозин - 0,040%, триптофан - 0,054%, треонін - 0,051%, цистин - 0,009%, гістидин - 0,022%, метіонін - 0,114%

Сорти суттєво різняться за вмістом макроелементів у бульбах, зокрема азоту, фосфору і калію. Так, у бульбах сорту Світанок київський міститься: N - 1,66, Р - 0,30 і К - 1,74%; Луговській - відповідно 1,74, 0,27 і 1,65% на абсолютно суху речовину. Отже, у бульбах першого сорту міститься значно більше, ніж у другого, фосфору й калію і менше - азоту.

На вміст у бульбах картоплі цих макроелементів також істотно впливали внесені добрива. За вирощування картоплі без внесення добрив у бульбах нагромаджувалось на суху масу: азоту - 1,63, фосфору - 0,26 і калію - 1,79%; за внесення органічних добрив - відповідно 1,61, 0,26 і 1,82%. При сумісному використанні органічних і мінеральних добрив в одинарній нормі вміст азоту склав 1,75, фосфору - 0,27, калію - 1,61%, а в полуторній - відповідно 1,8, 0,28 і 1,54%.

Нашими дослідженнями виявлена і відмінність сортів за смаком вареної картоплі. Сорт Світанок київський за смаком оцінено в 4,64 бали, а Луговська - в 4,14, що на 0,5 бала менше. За збільшення рівня живлення смакові якості вареної картоплі погіршуються. При вирощуванні картоплі без застосування добрив смакові якості за п'ятибальною оцінкою становили 4,47, за внесення гною - 4,49 бали; при використанні одинарної норми мінеральних добрив - 4,34, полуторної - 4,25 бали.

Норми садіння картоплі під запланований урожай

Урожайність 160-190 ц/га забезпечується при садінні дрібними бульбами за схемою 70х50 см з нормою садіння 11 ц/га і внесенням 60 т гною або при садінні середніми бульбами за такою ж схемою при витраті садивного матеріалу 19 ц/га, але без внесення добрив.

Урожайність 220-250 ц/га можна одержати при використанні дрібних бульб за схемою 70х20 см із нормою 27 ц/га, не застосовуючи добрив, або 70х50 см із витратою 11 ц/га і внесенням 60 т гною + N90P90K120. Якщо для садіння використовують середні бульби, їх висаджують за схемою 70х50 см із нормою 19 ц/га при внесенні 60 т гною або за схемою 70х35 см із нормою 27 ц/га без застосування добрив. З цією метою при садінні великими бульбами за схемою 70х50 см із нормою 28 ц/га вносять 60 т гною або висаджують їх за схемою 70х35 см із нормою садіння 41 ц/га, не вносячи добрив.

Урожайність 370-400 ц/га можна отримати, висаджуючи дрібні бульби за схемою 70х20 см з нормою 27 ц/га і внесенням 60 т гною + N90P90K120; середні бульби - за такої ж схеми садіння з нормою 46 ц/га, зменшуючи норму мінеральних добрив на фоні гною до N60P60K90; великі - висаджуючи за схемою 70 х 35 см із нормою 41 ц/га і вносячи 60 т гною + N90P90K120.

Враховуючи потенціал сорту Світанок київський в умовах Полісся, можна планувати врожайність у межах від 100 до 490 ц/га. Аналогічні показники були отримані нами і щодо сорту Луговська.

Економічна ефективність застосування диференційованих норм садіння картоплі

Нашими дослідженнями встановлена оптимальна ефективність виробництва картоплі за вдалого поєднання досліджуваних факторів для отримання певного рівня врожайності, основним з яких є встановлення обґрунтованих норм садіння картоплі.

Ураховуючи наявні виробничі можливості картоплярів, дефіцит органічних та мінеральних добрив та садивного матеріалу картоплі, ми розрахували економічно обґрунтовані показники норм садіння за різної врожайності сорту Світанок київський (табл. 5), які забезпечують одержання високого рівня рентабельності.

Таблиця 5