Агробиологическое обоснование новых приемов возделывания продовольственного и семенного картофеля в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Агробиологическое обоснование новых приемов возделывания продовольственного и семенного картофеля в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации

Специальность - 06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Устименко Иван Федорович

Немчиновка 2009

Работа выполнена на кафедре растениеводства и ботаники Великолукской государственной сельскохозяйственной академии

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Постников Андрей Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН Коршунов Александр Васильевич;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лихачев Борис Степанович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Попов Владимир Петрович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова

Защита состоится 6 октября 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ.

Автореферат разослан «_____» ___________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Мерзликин А.С.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Картофель относится к одной из важнейших сельскохозяйственных культур, которая обеспечивает питание населения и продовольственную безопасность страны. Высокая значимость этого продукта подтверждается постоянным ростом его производства в мире и постоянно возрастающим спросом.

Почвенно-климатические условия Северо-Западного региона Нечерноземной зоны РФ благоприятны для производства и получения высоких и стабильных урожаев картофеля. Однако в хозяйствах различных форм собственности его урожайность в три-четыре раза ниже реально возможного уровня.

У картофеля слишком велика зависимость величины урожая от качества семенного материала. Поэтому нередки случаи, когда клубни второй репродукции снижали свои урожайные качества по отношению к элите в 2 и более раз (Н.С. Бацанов, 1971). По данным А.Г. Зыкина (1976) оставляют желать лучшего и сами темпы размножения новых сортов, так как из-за низкого коэффициента размножения в условиях производства (1,5-3,5) сроки их внедрения растягиваются на 10 и более лет.

Использование на посадку некондиционного материала является причиной существенной изреженности посадок из-за низкой полевой всхожести такого материала, которая в отдельные годы составляет всего 70-75%. К сожалению, не лучшим образом обстоит дело с полевой всхожестью у клубней элитного картофеля, которая по данным НИИКХ (Замотаев и др., 1985), может опускаться до 82-83% и, следовательно, на каждые 100 га товарных посадок приходится не менее 17-18 га пустующей площади.

Урожай картофеля определяется не столько густотой посадки, сколько количеством сформировавшихся стеблей на 1 га. На долю каждого стебля приходится от 2,5 до 4,5 клубней общей массой от 90-80 до 250-300 г. Поэтому потеря только одного стебля в кусте равноценна потери как минимуму 3,5-4 т клубней на 1 га. Весьма очевидно, что повышая полевую всхожесть, необходимо увеличивать и густоту стеблестоя до оптимальной в зависимости от назначения посадок картофеля.

Получить семенной материал хорошего качества можно используя такие приемы предуборочного ускорения созревания клубней, как десикация и сеникация, которые ранее были изучены во многих регионах РФ. Однако недостатком этих приемов является то, что они применялись на завершающем этапе возделывания картофеля. В связи с этим необходимы эффективные приемы предпосадочного воздействия на клубни с целью улучшения их жизнедеятельности и повышения семенной продуктивности. По имеющимся в литературе данным, при предпосадочной сортировке семенных клубней в солевых растворах отделяется больше больных и поврежденных клубней, исключаются механические повреждения, повышается урожай и его качество. Однако среди исследователей нет единого мнения о составе и концентрации растворов при сортировании, что и послужило основанием для разработки данного приема. В настоящее время весьма перспективным является применение бактериальных препаратов как источника питания и как средства снижения поражаемости растений картофеля болезнями. Имеющиеся в литературе сведения недостаточны для надежного и обоснованного выбора наиболее эффективных препаратов. Противоречивы сведения о влиянии биопрепаратов на некоторые качественные показатели урожая. Все это вызывает необходимость более глубокого изучения этих препаратов.

Северо-Западный регион РФ характеризуется, прежде всего, достаточно умеренными температурами зимних и летних месяцев. Годовая сумма осадков обычно составляет 600-700 мм, из которые на летний период их приходится примерно половина, что можно было бы считать вполне достаточным. Однако и в условиях данного региона отмечается их неравномерное выпадение в весенне-летний период, что создает определенные стрессовые условия, пагубно влияющие на продуктивность всех возделываемых сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля. Следует также заметить, что при увеличении густоты посадки и с повышением остебленности кустов всегда возрастает площадь листовой поверхности, а вместе с этим и площадь испаряющей поверхности, что в конечном итоге даже при кратковременной засухе может вызвать резкое снижение продуктивности. По сообщениям ряда исследователей (Малеванная, Н.Н., 2001, Пигарев И.Я., Засорина Э.В., Кизилов А.А., Радионов К.Л., 2006) было установлено, что новый регулятор роста Циркон достаточно положительно влияет на формирование корневой системы. Несомненно, что более развитая корневая система будет оказывать положительное влияние на повышение засухоустойчивости любой сельскохозяйственной культуры. В то же время весьма ценным свойством как отмечают эти авторы является его способность управлять и регулировать устьичный аппарат в зависимости от влагообеспеченности растения. Нам представлялось весьма интересным выяснить возможность данного препарата в условиях Северо-Запада России.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлась разработка новых приемов выращивания картофеля, обеспечивающих повышение качества посадочного материала, коэффициента размножения и урожайных свойств семенных клубней, а также поиск новых приемов, позволяющих более эффективно управлять продукционным процессом при неблагоприятных условиях вегетационного периода.

В задачи исследований входило:

1) изучить особенности роста, развития, формирования урожая, его качества при предпосадочной сортировке семенных клубней по плотности в растворах различных солей;

2) определить соль менее токсичную для сортирования клубней по плотности на основании результатов фенологии, биометрии, данных по урожайности и ее структуры;

3) выявить изменение урожайности и качества клубней при действии биоудобрений на основе живых микроорганизмов;

4) установить эффективность совместного применения сортирования клубней в солевом растворе по плотности и биообработки на семенную продуктивность и урожайность трех сортов картофеля разных групп спелости; возделывание картофель урожай предпосадочный

5) обосновать необходимость применения регулятора роста Циркон при возделывании сортов картофеля разных групп спелости и определить лучшие сроки его применения;

6) оценить экономическую эффективность приемов возделывания картофеля в условиях Северо-Западного региона РФ.

Научная новизна и практическая ценность результатов исследований. В многолетних исследованиях впервые в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации на примере среднепозднего сорта Сулев и среднеспелого сорта Луговской проведено изучение растворов мочевины, калийной соли и их смеси с двойным суперфосфатом плотностью 1,06; 1,07; 1,08 г/см³, применяемых при сортировании клубней, и выявлено их существенное влияние на урожайность и выход семенных клубней.

Получены новые данные об изменениях процессов роста и развития, урожайности и качественных показателей картофеля под влиянием биопрепаратов. Впервые изучено влияние совместного применения препарата Биоплан-Комплекс и сортирования клубней по плотности в растворе мочевины на урожайность и качество трех сортов картофеля разных групп спелости.

Впервые на Северо-Западе РФ изучено воздействие регулятора роста Циркон на формирование продуктивности различных сортов картофеля и обоснованы наиболее оптимальные сроки его применения.

Практическая ценность исследований состоит в том, что решена важная народнохозяйственная проблема: разработаны новые агротехнические приемы, способствующие оздоровлению семенного материала. Внедрение полученных материалов обеспечит повышение эффективности картофелеводства на северо-западе Нечерноземной зоны России.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности формирования урожая картофеля и его качество при предпосадочном сортировании семенных клубней в растворах солей различной плотности;

- совместное применение препарата Биоплан-Комплекс и сортирование в растворе мочевины при подготовке посадочного материала;

- агробиологическое обоснование применения биопрепаратов при возделывании различных сортов картофеля;

- применение регулятора роста Циркон для повышения урожайности и сохранности семенного и продовольственного картофеля

- особенности роста и развития растений картофеля (остебленность, фотосинтетический потенциал, улучшение клубнележкости) и продуктивность сортов разных групп спелости при новых приемах подготовки семенного материала.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований используются при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий по курсам «Растениеводство» и «Технология производства продукции растениеводства» на агроэкологическом, экономическом и инженерном факультетах. Результаты исследований использовались в монографии автора данной работы «Картофель на Псковщине» (Великие Луки, 2006). Практические рекомендации успешно использованы в учхозе «Удрайское» Великолукской государственной сельскохозяйственной академии, СПК имени Куйбышева Великолукского района, крестьянско-фермерских хозяйствах «Гелиос» и «Прометей» Гдовского района Псковской области и других хозяйствах.

Апробация работы и ее объем. Основные положения диссертации докладывались на XXIX-XXXI научно-производственных конференциях Великолукской ГСХА в 1990-1998 гг., на межвузовской научно-практической конференции «Наука возрождению сельского хозяйства в XXI веке» (Великие Луки, 2001); на областных экологических конференциях (Великие Луки, 2002; 2005); на областных и районных совещаниях специалистов сельского хозяйства.

Основные положения диссертации изложены в 29 печатных работах, в том числе в монографии «Картофель на Псковщине» (2006).

Диссертация изложена на 300 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, имеет 74 таблицы, 8 рисунков и 34 приложений. Список литературы включает 383 наименования, в том числе 41 иностранных авторов.

Автор выражает благодарность научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.Н.Постникову за постоянную помощь в работе и ценные советы по оформлению диссертации. В решении отдельных вопросов программы исследований приняли участие профессор Мордашев А.И., кандидаты сельскохозяйственных наук Л.Е.Спасова, Е.В.Щелкунова, кандидат биологических наук И.Н.Павлов и студенты, которым выражаю также благодарность.

Место, условия и методика проведения исследований

Полевые исследования по теме диссертационной работы проводились в 1991-2008 гг. в три этапа в 6-ти полевых опытах, заложенных на опытных полях учхоза «Удрайское» и поселка Майкино Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. Оба участка расположены в Великолукском районе на юге Псковской области. Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований были различными. С учетом гидротермического коэффициента (ГТК) вегетационные периоды характеризуются как избыточно влажные в 1988, 1990, 1991, 1998, 2000, 2003, 2006 гг. (ГТК >1,6), влажные - 1989, 1993, 1997, 2004, 2005 гг. (ГТК 1,6-1,3), слабо засушливые - 1994, 1996, 2001 гг. (ГТК 1,3-1,0), засушливые - 1992, 1995, 1999, 2002 гг. (ГТК 1,0-0,7).

На первом этапе 1991-1996 гг. изучались посевные качества и урожайные свойства семенного картофеля при сортировании клубней по плотности в растворах удобрений. Исследования по данному вопросу выполнялись в 2 полевых опытах. Исследования были выполнены на опытном поле учхоза «Удрайское» ВГСХА в период 1991-1993 гг. и в 1994-1996 гг.

В первом опыте на примере среднепозднего сорта Сулев предусматривалось изучение влияния плотности семенных клубней на рост и развитие растений картофеля, формирование урожая, его структуру и урожайные свойства клубней. Сортировку клубней в растворе калийной соли плотностью 1,06; 1,07; 1,08 г/см³ проводили в день посадки. Клубни после сортирования в растворе калийной соли тщательно промывались чистой водой. В качестве контроля служили клубни средней семенной фракции (50-80 г) без отбора по плотности.

Во второй серии опытов (1994-1996 гг.) были использованы растворы калийной соли, мочевины и смеси удобрений, состоящей из калийной соли, суперфосфата и мочевины в соотношении 1:1:1. В качестве объекта исследований был взят среднеспелый сорт Луговской. В отличие от первого опыта, клубни после разделения на фракции по плотности использовались на посадку в 2-х состояниях: с отмывкой и без отмывки солей. В задачу данных исследований входило, прежде всего, изучение токсичности избранных растворов, влияния солевого отбора на оздоровление семенного материала от болезней и продуктивность семян, а также влияния данного приема на выход клубней семенной фракции, их химический состав, лежкость; проверка семенных качеств и урожайных свойств по потомству. Оба опыта закладывались методом расщепленных делянок в 3-кратной повторности.

Почва опытных участков дерново-подзолистая супесчаная. Глубина пахотного горизонта 22-24 см, содержание гумуса 1,9-2,0%, легкогидролизуемого азота (по Тюрину) 110-150, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 100-170, обменного калия (по Масловой) - 240-300 мг на 1 кг почвы, рН солевой вытяжки - 5,8-6,3.

Предшественником картофеля во все годы исследований была озимая рожь. Посадку клубней проводили во второй декаде мая в предварительно нарезанные гребни. Глубина посадки - 8-10 см. Клубни высаживали по схеме 70Ч25 см (57,1 тыс.шт./га). Органические удобрения вносили в виде полуперепревшего навоза - 40 т/га весной перед перепашкой зяби. Минеральные удобрения N₆₀P₆₀K₉₀ вносили под предпосадочную культивацию. Площадь учетной делянки в опытах 100 м². Уход за посадками состоял из междурядной обработки культиватором-окучником с одновременным боронованием сетчатой бороной на 6-7 день после посадки и повторно через 8-10 дней после первой. После фазы полных всходов и перед смыканием рядков - глубокое окучивание. Против фитофтороза в фазу полных всходов проводили профилактическую обработку системно-контактным фунгицидом - Ридомил, через 14 дней препаратом Арцерид. Обработку против колорадского жука проводили при его заселении не менее 6-7 % кустов картофеля.

На втором этапе (1997-2007 гг.) изучали особенности роста и развития различных по скороспелости сортов картофеля при инокуляции клубней бактериальными препаратами Биоплан-Комплекс, дрожжеподобными микроорганизмами и силикатными бактериями.

Экспериментальная работа по этой теме проводилась на опытных полях учхоза «Удрайское» и поселка Майкино Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. Почва дерново-подзолистая, супесчаная, среднеокультуренная. Для сравнительного изучения были взяты 3 сорта картофеля, районированные в Псковской области: Пушкинец (раннеспелый), Детскосельский (среднеранний), Луговской (среднеспелый). Обработку клубней биопрепаратами проводили непосредственно перед посадкой. Посадку проводили средними клубнями массой 50-80 г с густотой 45 тыс.шт./га. Агротехника - общепринятая для Нечерноземной зоны. Исследования проводились в 3-х полевых опытах. В первом опыте (1997-1999 гг.) изучались биопрепараты при одной концентрации (1:200), во-втором - при различных концентрациях (2000-2004 гг.). В третьем опыте (2005-2007 гг.) предусматривалось сравнительное изучение обработки семенных клубней препаратом Биоплан-Комплекс, сортирования их в растворе мочевины плотностью 1,08 г/см³ и совместного применения Биоплан-Комплекса и сортирования. Повторность опытов трехкратная. Площадь учетной делянки 50-75 м².

Исследования по влиянию регулятора роста препарата Циркон при разных сроках его применения на рост, развитие, формирование урожая и качество картофеля проводились с 2006 по 2008 гг. Почва, где проводились опыты дерново-подзолистая, супесчаная, с содержанием легкогидролизуемого азота (по Тюрину) 110-120; фосфора (по Кирсанову) 130-160; обменного калия (по Масловой) 100-230 мг/кг почвы; рН солевой вытяжки 5,5-6,1.

В опыте возделывались районированные сорта Луговской, Невский, Пушкинец с густотой посадки 57,1 тыс.шт/га. Для посадки использовали семенную фракцию 50-80 г первой репродукции. Обработку клубней препаратом Циркон в водном растворе 0,25 мл/10 л воды проводили непосредственно перед посадкой, а для обработки ботвы использовали ранцевый опрыскиватель. Предшественником в годы исследований был узколистный люпин. Размер учетной делянки 60 м². Минеральные удобрения вносили из расчета N₅₀P₇₀К₁₀₀ перед посадкой. Посадку проводили во второй декаде мая. Уход заключался в довсходовом и послевсходовом бороновании легкими боронами, двукратном окучивании, борьбе с фитофторозом и колорадским жуком. Убирали картофель в конце августа или первых числах сентября.

Сопутствующие наблюдения и исследования выполнены по методике ВНИИКХ (1967,1989). Полученные экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985) с использованием ЭВМ. Расчет экономической эффективности изучаемых приемов проводили по методике кафедры аграрной экономики и экономической теории ВГСХА.

Результаты исследований

1. Посевные качества и урожайные свойства семенных клубней при их сортировке по плотности в растворах солей

1.1. Биохимическая и фитопатологическая характеристика семенных клубней в зависимости от их плотности.

Между урожаем отдельного куста картофеля и количеством стеблей существует тесная взаимосвязь. В свою очередь число стеблей зависит от количества глазков семенного клубня и формируемых ими ростков. Во все годы исследований большее число ростков отмечено при увеличении плотности семенных клубней от 1,06 до 1,08 г/см³ (табл. 1).

Таблица 1

Формирование побегов семенными клубнями при их сортировании в растворе калийной соли (среднее за 1991-1993 гг.)

Глазки не в полной мере характеризуют способность семенных клубней образовывать стебли. Установлено, что клубни с плотностью 1,08 г/см³ имели несколько меньше глазков по сравнению с плотностью клубней 1,07 г/см³, но количество ростков у них оказывалось всегда больше.

Вместе с тем необходимо отметить, что несмотря на большее количество ростков у клубней с большей плотностью, каждый росток у них более обеспечен питательными веществами. Так, ростки у клубней с плотностью 1,08 г/см³ обеспечены сухим веществом на 54,5%, общим азотом - на 18,5%, фосфором и калием - соответственно на 54,2 и 60% больше по сравнению с контрольным вариантом. Результаты исследований свидетельствуют и о лучшей обеспеченности глазков питательными веществами с повышением плотности раствора калийной соли с 1,06 до 1,08 г/см³. Если при плотности 1,06 г/см³ на один глазок приходилось белка, фосфора и калия 73,3; 14,5; 40,0 мг, то при плотности 1,08 г/см³ - соответственно 102,4; 19,8; 58,3 мг.

Благодаря лучшей обеспеченности питательными веществами клубни с плотностью 1,08 г/см³ сформировали на 0,9 стебля больше, чем в контроле, при этом имея одну и ту же массу - 50-80 г.

Одной из причин разнокачественности клубней и их способности к формированию различного количества стеблей - главной основы получения необходимого урожая - является их зрелость. Многие исследователи (В.А. Авакян, 1963; Э.Д. Вызасте, 1970; D.Gray. 1972; D.W.Headford, 1972; D.Wurr. 1976) обнаружили, что одним из признаков физиологической зрелости клубня является потеря апикального доминирования, увеличение числа ростков и повышение содержания сухого вещества в таких клубнях. В связи с этим, полученные нами данные позволяют сделать вывод о том, что более тяжелые по удельной массе клубни являются физиологически наиболее зрелыми.

Следовательно, клубни с низким содержанием сухого вещества, легкие по удельной массе, могут быть отнесены к категории физиологически молодых. Другой причиной образования под кустом клубней с низким содержанием сухого вещества могут быть различные грибные, бактериальные и вирусные болезни, поражающие те или иные органы картофельного растения. Вопрос о пораженности семенных клубней различной удельной массы грибными и бактериальными болезнями до настоящего времени мало изучен. Об эффективности отбора семенных клубней по плотности калийной соли по сравнению с ручной переборкой можно судить по данным, приведенным в таблице 2.

При ручной переборке отделяются клубни с явно выраженными признаками болезней (в основном сухая и мокрая гнили), а клубни с небольшими очагами поражения остаются незамеченными. Так, при ручной переборке остались незамеченными 7 больных и поврежденных клубней, от имеющихся в исходном семенном материале 17, то есть при ручной переборке, а также сортировке в солевом растворе плотностью 1,06 г/см³ удается отбраковать всего 35,3-41,2% больных и поврежденных клубней. Увеличение же плотности солевого раствора до 1,08 г/см³ позволяет удалить до 88% таких клубней. Общеизвестно, что инфекция

Таблица 2

Количество больных и поврежденных клубней после сортирования в растворах различной плотности (1991-1993 гг.)

фитофтороза, ризоктониоза, парши, сухой гнили, черной ножки, кольцевой гнили и вирусных болезней в основном сохраняется в семенных клубнях. В этом случае ни высокая репродукция, ни прогрессивная технология не могут возместить тот ущерб, который наносят некачественные, поврежденные болезнями семенные клубни. Установлено, что в солевом растворе плотностью 1,07 г/см³ удаляются клубни, пораженные сухими гнилями, кольцевой гнилью, функциональными (непаразитарными) болезнями, связанными с ненормальным режимом питания, а также большая часть клубней, поврежденных проволочниками и с механическими повреждениями.

1.2. Полевая всхожесть клубней при их сортировке по плотности. Полевая всхожесть картофеля и урожайность связаны прямой зависимостью. Расчеты показывают, что снижение полевой всхожести картофеля на 1% равноценно потере 2-4 ц урожая клубней. Опыт возделывания картофеля хозяйствами различных форм собственности показывает, что в настоящее время полевая всхожесть в условиях Северо-Западного региона обычно составляет 75-85%. Основная причина - поражение патогенами клубней, травмированных при уборке, транспортировке, сортировке и невозможность в существующих сортировальных установках весной перед посадкой отобрать дефектные клубни. Нами также была отмечена прямая зависимость полевой всхожести от качества семенного материала и плотности клубней (табл.3).

Во все годы исследований полевая всхожесть от вида применяемого раствора менялась незначительно, если клубни отмывались чистой водой.

Таблица 3

Полевая всхожесть клубней картофеля сорта Луговской при сортировке их по плотности в растворах удобрений (1994-1996 гг.)

Примечание: над чертой - с отмывкой клубней после их сортировки, под чертой - без отмывки.

Так, в среднем за 3 года в варианте с калийной солью всхожесть, по мере возрастания плотности раствора составляла, - 95,4; 97,4; 97,8%, а в варианте со смесью удобрений - 95,8; 97,2; 98,1%. В то же время с повышением плотности калийной соли (без отмывки клубней) она оказалась достаточно токсичной для картофеля. При плотности раствора 1,06 г/см³ полевая всхожесть снизилась на 1,7%, а при плотности раствора 1,08 г/см³ - на 7,3%. Таким образом, в этом случае не взошло 4,2 тыс. клубней на 1 га. Больших различий для растворов мочевины между вариантами с отмывкой и без отмывки во все годы исследований не наблюдалось. Так, с повышением плотности раствора до 1,07 и 1,08 г/см³ полевая всхожесть снизилась на 2 и 2,6%. Более того можно отметить, что раствор мочевины с плотностью 1,06 г/см³ не обладает токсичностью вообще. Что касается растворов удобрений, состоящих из смеси мочевины, суперфосфата и калийной соли,то как в вариантах с отмывкой, так и без отмывки клубней они способствуют повышению полевой всхожести. Так, сортировка клубней в растворах смеси удобрений позволила повысить полевую всхожесть соответственно с 94,6 до 98,1 и с 94,7 до 98,4%. На наш взгляд, для сортирования клубней с целью проведения научных и научно-производственных опытов и для закладки питомников размножения или семенных участков прежде всего следует использовать смесь удобрений в соотношении 1:1:1, как наиболее технологичную и не требующую отмывки клубней.

1.3. Влияние плотности клубней и видов удобрений, используемых при сортировке клубней по плотности, на рост и развитие растений. Фенологические наблюдения показали, что на участках, где высаживались клубни большей плотности, всходы появлялись на 2-3 дня раньше. Таким образом, клубни большей плотности обеспечивали более интенсивное развитие растений уже на начальных этапах онтогенеза.

Для условий Нечерноземной зоны оптимальные сроки посадки и быстрота появления всходов имеют немаловажное значение. Так, белорусские специалисты Н.А.Дорожкин, З.А.Дмитриева, А.А.Войтковская, считают, что опаздывание с посадкой только на одни сутки против оптимального срока ведет к недополучению 6 ц клубней с 1 га. Согласно же исследованиям НИИКХ (А.Г.Лорх, 1955) растения картофеля в предуборочный период ежесуточно накапливают от 8 до 20 ц урожая клубней на каждом гектаре. Следовательно, сортирование клубней по плотности, когда удаляются дефектные или просто невсхожие клубни обеспечивает, более быстрые всходы - залог более высокой урожайности. С повышением плотности семенных клубней наблюдалось увеличение как скорости роста, так и высоты стеблей у всех изучаемых нами сортов картофеля. Различия в длине стеблей обнаруживались уже вскоре после появления всходов и сохранялись до уборки. Так, в среднем за 1991-1993 гг. через 10 дней после всходов у картофеля сорта Сулев на контроле высота стеблей составила 25,7 см, а в варианте с плотностью семенных клубней 1,08 г/см³ 30,0 см (+4,3 - 16,7%). Сортировка клубней в растворах удобрений приводила к увеличению остебленности кустов и колебалась от 0,5 до 0,8 стебля/куст в зависимости от вида удобрения. В среднем за 1994-1996 гг. большее число стеблей (210 тыс./га) было получено при использовании смеси удобрений (при плотности раствора 1,07 г/см³) как с отмывом, так и без отмыва. В варианте с калийной солью наибольшее число стеблей (207 тыс./га) было получено в варианте с отмывом клубней и плотностью раствора 1,07 г/см³.

Формирование листовой поверхности также существенно различалось по вариантам. Максимума листовая поверхность достигла к фазе цветения: 41,2 тыс. м²/га - в контроле, а по мере увеличения плотности калийной соли от 1,06 до 1,08 г/см³ (сорт Сулев, 1991-1993 гг.) возросла на 4,3 - 17,3 тыс. м²/га. В 1994-1996 гг. у сорта Луговской площадь листовой поверхности изменялась от 35,2 (контроль) до 39,6 тыс.м²/га в вариантах с мочевиной (плотность 1,08 г/см³) и до 40,5 тыс.м²/га в варианте со смесью удобрений (плотность 1,08 г/см³).

Величина урожая связана и с таким показателем, как фотосинтетический потенциал (ФП). Абсолютная величина ФП в опытах во все годы исследований была как и площадь листьев в варианте с плотностью семенных клубней 1,08 г/см³. Однако с повышением плотности калийной соли до 1,08 г/см³ показатель ФП снижался в варианте без отмыва клубней с 1,84 до 1,80, а в варианте с отмывом увеличивался с 1,81 до 2,14 млн.м²дней/га (+0,33 млн.м²дней/га). Заметное снижение ФП (-0,18 млн.м2•дней/га) отмечено и при применении для сортирования раствора мочевины плотностью 1,08 г/см³ без дальнейшей отмывки клубней. Что касается смеси удобрений в соотношении 1:1:1, то ФП возрастал на 0,39 и 0,44 млн.м² •дней/га по сравнению с контролем по мере повышения плотности до 1,08 г/см³, как с отмывкой клубней после сортирования, так и без нее. В целом следует отметить, что ФП всегда был выше в варианте со смесью удобрений, когда клубни после сортировки не отмывались в чистой воде.

Наиболее высокой продуктивность фотосинтеза оказалась в вариантах со смесью удобрений при плотности раствора 1,07 и 1,08 г/см³ и калийной соли той же плотности, но с последующей отмывкой клубней в воде. В данном случае продуктивность фотосинтеза колебалась от 5,43 до 5,62 г/м²•сутки.

1.4. Урожайность, выход семенных клубней и сохранность картофеля в зависимости от плотности посадочных клубней и вида раствора удобрений. При изучении формирования урожая клубней в зависимости от вида раствора удобрений и его плотности также установлено, что по мере повышения плотности семенных клубней от 1,06 до 1,08 г/см³ закономерно повышается урожайность вследствие более полного удаления больных и поврежденных клубней, у которых содержание сухого вещества ниже 17,5-20% (табл.4).

Изучаемые растворы удобрений не влияли на формирование урожая, если семенные клубни после сортирования сразу отмывались в чистой воде. Отмечена некоторая тенденция увеличения урожайности при повышении плотности растворов, содержащих смесь NРК.

Отмыв клубней в чистой воде несколько усложняет технологию подготовки семенного материала, поэтому очень важно, чтобы раствор удобрений не был фитотоксичен для семенных клубней и стимулировал бы рост и развитие картофеля. При сортировании клубней в растворе калийной соли с плотностью 1,07 и 1,08 г/см³ без дальнейшей промывки происходило снижение урожая картофеля. По сравнению с контрольным вариантом применение мочевины в качестве раствора для сортирования не снижало урожайность. Однако в вариантах с отмывом

Таблица 4

Урожайность картофеля сорта Луговской при сортировке семенных клубней в растворах удобрений различной плотности т/га (среднее за 1994-1996 гг.)

клубней разница в урожае существенна и она больше там, где выше плотность. Наиболее результативной оказалась предпосадочная сортировка клубней в растворах, содержащих смесь мочевины, суперфосфата и калийной соли в соотношении 1:1:1. Так, при плотности раствора 1,07 г/см³ с отмывкой клубней в среднем за 3 года получена урожайность 30,8 т/га (+13,2% к контролю), в то же время без отмывки клубней - 32,5 т/га (+19,5% к контролю). Урожайность при плотности раствора 1,08 г/см³ составила 33,1 т/га (+21,7%) и 34,2 т/га (+25,7%). Сортировка в растворе с плотностью 1,06 г/см³ для среднеспелого сорта Луговской оказалась неэффективной.

Анализ продуктивности 1 т семян различной плотности свидетельствует о том, что с повышением удельной массы посадочных клубней возрастает и отдача. Так в среднем за 1991-1993 гг. при сортировке в растворе калийной соли отдача на 1 т посадочного материала в контроле составила 7,0 т, а с повышением плотности семенных клубней от 1,07 г/см³ до 1,08 г/см³ она возросла соответственно на 11,4 и 24,2%. Если же учитывать, что схема посадки была одинаковой и по массе клубней высаживалось равное количество, то по «чистому урожаю» клубни плотностью 1,08 г/см³ превосходили контрольный вариант в среднем за 3 года на 27,4%. Плотность посадочного материала оказала заметное влияние на выход семенных клубней с единицы площади. У сорта Сулев выход семенной фракции увеличился в среднем за 1991-1993 гг. при повышении плотности семенных клубней до 1,08 г/см³ по сравнению с ручной сортировкой на 42 тыс. клубней с 1 га или на 18,9%: если в контроле было получено 222 тыс. шт. семенных клубней с 1 га, то при плотности 1,08 г/см³ - 264 тыс. шт. За счет этой прибавки можно дополнительно произвести посадку на площади 0,9 га. Из изучаемых растворов удобрений существенно влияли на выход клубней семенной фракции мочевина (с 4,5 до 5,8 - с отмывом и до 5,9 - без отмыва увеличилась площадь возможного обсеменения) и смесь удобрений, где коэффициент размножения возрос до 5,5 при той же плотности раствора (1,08 г/см³).

На сохранность семенного картофеля оказывают влияние различные факторы, в том числе и прием предпосадочного сортирования в растворах удобрений различной плотности. Клубни, отобранные в растворах плотностью 1,07 и 1,08 г/см³ и отмытые, сформировали урожай, который во время хранения имел меньшую естественную убыль и значительно меньше подвергался загниванию. Лучшей сохранностью отличались клубни урожая полученного от сортирования семенного материала в растворе мочевины с плотностью 1,08 г/см³. Так у сорта Луговской в контроле общие потери были 11,4%, а при сортировании в растворе мочевины они составили всего 6,2%, в том числе за счет гнилей - соответственно 2,3 и 0,8%, то есть в 2,9 раза меньше. Одинаковые общие потери с урожаем контрольного варианта имело потомство клубней плотностью 1,06 г/см³.

Таким образом, сортировка семенных клубней по плотности способствует получению клубней нового урожая менее пораженных болезнями, что приводит к меньшему техническому отходу и снижению потерь от гнили.

1.5. Экономическая оценка отбора клубней по плотности в растворах различных удобрений. Наилучшие экономические показатели при применении калийной соли и мочевины обеспечивает плотность раствора 1,08 г/см³ с последующим отмывом клубней. Себестоимость снизилась по сравнению с контролем на 400 и 373 руб./т соответственно, прибыль возросла на 6,9 и 6,4%, а уровень рентабельности повысился до 221,3% (+40,1%) и 218,3% (+37,1%). Более экономически выгодным оказался раствор из смеси удобрений (мочевина + суперфосфат + калийная соль в соотношении 1:1:1) с плотностью 1,08 г/см³ без отмывки клубней. В этом варианте отмечены самая низкая себестоимость 2644 руб./т и самая высокая прибыль 6356 руб./т (+512 руб.), а уровень рентабельности составил 240,4%, что выше чем в контроле на 55,3%. При производственной проверке в крестьянско-фермерском хозяйстве «Гелиос» Гдовского района Псковской области сортирования семенного материала в растворе калийной соли (с отмывкой клубней) полевая всхожесть повысилась на 13,3%, себестоимость снизилась на 645 руб./т, а уровень рентабельности увеличился на 54%.

2. Рост, развитие и продуктивность картофеля при применении микробиологических препаратов

2.1. Фенологический анализ и остебленность растений. Применение биопрепаратов способствует более раннему появлению всходов - от 1 до 3 дней. У сорта Луговской самые быстрые всходы наблюдались при использовании дрожжеподобных микроорганизмов. Здесь они появлялись быстрее, чем в контроле, на 3 дня, а у сортов Пушкинец и Детскосельский - на 1-2 дня. Практически не отмечено влияние силикатных бактерий на быстроту всходов. в то время как Биоплан-Комплекс ускоряет появление всходов на 1-2 дня. Здесь, вероятно, сказывается то, что бактерии рода Klebsiella planticola (Биоплан-Коплекс) и дрожжеподобные микроорганизмы (грибы) обладают высокой ростактивирующей способностью. Следует отметить, что все три сорта практически одинаково реагируют на применение дрожжеподобных грибов и Биоплан-Комплекса удлинением периода всходы-пожелтение и отмирание нижних листьев на сорте Пушкинец на 4,0 дня в обоих случаях, на сорте Детскосельский - на 4,7, и 4,3; на сорте Луговской - на 5,3 и 5,0 дня. Менее значительно удлинение периода от всходов до пожелтения и отмирания нижних листьев отмечено при применении силикатных бактерий: на сорте Пушкинец оно составило всего 1 день, на сорте Детскосельский - 2 и на сорте Луговской - 1,6 дня. Представленные данные доказывают эффективное воздействие препаратов на рост и развитие растений при предпосадочной обработке клубней растворами препаратов.

Картофель относится к числу культур, которые на улучшение условий произрастания отзываются удлинением вегетационного периода и, следовательно, получением более высоких конечных результатов. Поэтому, с помощью препаратов удалось несколько улучшить условия произрастания картофеля на дерново-подзолистых супесчаных почвах. Удлинение же вегетационного периода не вышло за пределы безморозного периода, характерного для данного региона, а сроки уборки пришлись все равно на конец августа.

Густота стеблестоя в конечном счете определяет урожайность картофеля. Поэтому крайне важно сохранение максимального числа стеблей в кусте. Нашими исследованиями установлено, что в среднем за 1997-1999 гг. при применении Биоплан-Комплекса остебленность кустов повысилась у сорта Пушкинец на 1,2 стебля, у сорта Детскосельский - на 1,4 стебля, у сорта Луговской - на 0,9 стебля. В фазу цветения различия с контролем по остебленности сохранялись на достаточно высоком уровне: на сорте Пушкинец +1,3 стебля, на сорте Луговской +1,0 стебля и на сорте Детскосельский +1,4 стебля.

При использовании дрожжеподобных грибов количество стеблей увеличилось у сортов Пушкинец, Детскосельский, Луговской на 1,1; 1,2; и 0,8 штук/куст. Силикатные бактерии увеличили остебленность кустов в фазу всходов соответственно на 0,7; 0,6 и 0,3 стебля на 1 куст.

Предпосадочная обработка клубней биопрепаратами увеличила стеблеобразование в среднем за три года в фазу всходов у сорта Пушкинец на 17,6-35,2%, у сорта Детскосельский - на 30-46%, а у сорта Луговской - на 4,8-22%.

В соответствии с рекомендациями ВНИИКХ на товарных посадках должно быть 180-200 тыс., на семеноводческих - 220-250 тыс. штук стеблей на 1 га. В контрольных вариантах у сорта Пушкинец к уборке оказалось 126 тыс., Детскосельский - 117,6 тыс., Луговской - 168 тыс. штук стеблей на 1 га. С помощью препарата Биоплан-Комплекс этот показатель удалось довести соответственно до 189,2; 184,8; и 215,6 тыс. штук/га.

Несколько меньше число стеблей оказалось на варианте с дрожжеподобными грибами - соответственно сортам: 180,4; 176,0 и 211,2 тыс.шт./га. Силикатные бактерии оказались менее действенными: 159,1;146,2; и 184,9 тыс. штук стеблей на 1 га соответственно.

В вариантах с биопрепаратами наблюдалось увеличение линейных размеров стеблей картофеля. Наибольшие различия в высоте растений были в вариантах с Биоплан-Комплексом и дрожжеподобными микроорганизмами. В среднем за 1997-1999 гг. в фазу цветения в варианте с дрожжеподобными микроорганизмами высота стеблей была выше контрольного варианта у сортов Пушкинец, Детскосельский и Луговской на 3,3; 5,4; 5,7 см соответственно. Высота стеблей у этих сортов в варианте с Биоплан-Комплексом составила 58,6; 64,4; 72,7 см, а в контроле на 2,2; 4,3; 4,1 см меньше. В варианте с силикатными бактериями высота растений увеличилась на 1,3; 2,2; 0,7 см.

2.2. Влияние биопрепаратов на накопление массы ботвы и фотосинтетическую деятельность картофеля. Как известно, вегетативная масса картофеля определяет конечный урожай клубней. Чем больше масса ботвы, главным образом листьев, тем больше фотосинтетическая активность растений, но до определенного предела. Результаты исследований показали, что в вариантах с биопрепаратами более быстрое нарастание сырой массы стеблей и листьев начинало проявляться, по сравнению с контролем, уже в фазу всходов (рисунок 1). Сырая масса стеблей и листьев в варианте с применением биопрепаратов в фазу цветения превышала соответствующую биомассу на контрольном варианте на 15,4-28,2%. Надземная масса при обработке клубней Биоплан-Комплексом и дрожжеподобными микроорганизмами достигала по сорту Пушкинец 16,01 и 15,83 т/га, 15,50 и 15,63 т/га по сорту Детскосельский, 18,23 и 17,72 т/га по сорту Луговской. Прибавка в массе ботвы возросла у сорта Пушкинец на 25,1-26,5%, Детскосельский - 26,7-27,8% и Луговской - на 24,7-28,2%. Применение силикатных бактерий увеличило массу ботвы соответственно сортам на 18,2; 17,7% и 15,4%.

Лучшее развитие ботвы во многом способствовало и получению более высоких урожаев картофеля во всех вариантах опыта. К одному из важнейших показателей, определяющих эффективность фотосинтеза, относят площадь листовой поверхности. Самую большую площадь листьев в контроле формировал сорт Луговской 27,8 тыс.м²/га, у сортов Пушкинец и Детскосельский она составила 24,8 тыс.м²/га (-12,1%) и 23,5 тыс.м²/га (-18,3%). При применении всех видов биопрепаратов площадь листьев имела тенденцию к увеличению. В среднем за 3 года площадь листьев в варианте с силикатными бактериями у сортов Пушкинец, Детскосельский, Луговской выросла в 1,40; 1,43; 1,41 раза, а в варианте с Биоплан-Комплексом и дрожжеподобными микроорганизмами - в 1,47-1,53 раза. Наибольшая площадь листьев в фазу цветения отмечена у сорта Луговской - 39,2 тыс.м²/га (силикатные бактерии), 41,0 тыс.м²/га ( дрожжеподобные грибы) и 42,0 тыс.м²/га (Биоплан-Комплекс). Площадь листьев у сорта Луговской была выше чем у сорта Пушкине, на 0,04-0,10 м²/куст и сорта Детскосельский - на 0,07-0,14 м²/куст.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 Динамика накопления массы ботвы т/га, среднее за 1997-1999 гг.

В среднем за 3 года величина фотосинтетического потенциала, в зависимости от биопрепарата, увеличилась у сорта Пушкинец в 1,40-1,55 раза, Детскосельский - в 1,42-1,57, Луговской - в 1,44-1,56 раза. Применяемые биопрепараты не снижали продуктивности листового аппарата и каждая 1000 единиц ФП формировала в среднем за 1997-1999 гг. у сортов Детскосельский, Пушкинец, Луговской на контроле 11,7-12,4 кг клубней, а в вариантах с биопрепаратами от 9,4 до 10,0 кг клубней. Таким образом, управляя продукционным процессом через более развитую листовую поверхность с помощью биопрепаратов можно управлять урожаем. Продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) в контроле была выше, чем у растений с биопрепаратами в среднем за вегетацию (1997-1999 гг.) у сорта Пушкинец на 0,94-2,94; Детскосельский - на 0,70-2,86; Луговской - на 0,90-1,20 г/м²•сутки. В связи с этим приведенные данные достаточно убедительно свидетельствуют о том, что продуктивность растений в большей мере связана с площадью листьев и ФП, чем с ЧПФ.

2.3. Урожайность, ее структура и качество картофеля. Урожайность во всех вариантах опыта возрастала с густотой стеблестоя. Препарат Биоплан-Комплекс и дрожжеподобные микроорганизмы обладают наиболее значительным воздействием на урожайность (табл. 5). В среднем за 1997-1999 гг. прибавка составила на сорте Пушкинец - 4,5 и 4,2 т/га (23,3 и 21,8%), Луговской - 5,2 и 4,6 т/га (23,7 и 21,0%) и на Детскосельский - 4,7 и 4,8 т/га (26,7 и 27,2%).Число стеблей увеличилось соответственно на 61,3 и 56,9; 48,7 и 47,6; 68,7 и 58,8 тыс.шт./га.

Таблица 5

Урожайность сортов картофеля (среднее за 1997-1999 гг.)

Силикатные бактерии повышали густоту стеблестоя у сортов Пушкинец, Детскосельский, Луговской на 31,1; 33,2 и 16,9 тыс.шт./га, а урожайность возросла на 2,7 т/га (14,0%), 3,3 т/га (18,7%) и 3,2 т/га (14,6%). В результате эксперимента установлена различная реакция изучаемых сортов на применение биопрепаратов. Очевидно, что сорта Пушкинец и Детскосельский менее устойчивы к возбудителям болезней, обитающим в почве, в частности к ризоктониозу (Rhizoctoni solani), и значительно больше нуждаются и в специальной защите. Биопрепараты способствуют большему выходу стеблей с 1 га, что и является одним из важнейших условий получения более высоких урожаев.

Обработка клубней биопрепаратами увеличивала в структуре урожая общее количество крупных и средних клубней у сортов Пушкинец и Луговской до 281,6 и 342,8 тыс.штук /га (+4,8; 11,5%) - при использовании Биоплан-Комплекса, у сорта Детскосельский - до 266,6 тыс. штук/га (+10,2%), при обработке дрожжеподобными микроорганизмами. Биоплан-Комплекс по сравнению с контролем обеспечивал выход средней семенной фракции у сорта Пушкинец на 14,6 тыс.штук/га (12,0%), у сорта Детскосельский - на 5,2 тыс. штук/га (4,0%), у сорта Луговской - на 7,3 тыс.штук/га (4,6%). Доля мелких клубней (< 50 г) увеличивалась у сортов Луговской и Пушкинец до 16,2 и 28,7% (дрожжеподобные микроорганизмы), а у сорта Детскосельский - до 32,9% (Биоплан-Комплекс). Содержание крахмала во всех вариантах было практически одинаковым и составило у сорта Пушкинец 12,6-12,8, Детскосельский - 12,8-13,0. Луговской - 13,4-13,6%.

Исследования 2005-2007 гг. показали целесообразность предпосадочного сортирования семенных клубней в растворе мочевины в сочетании с препаратом Биоплан-Комплекс (табл.6).

Установлено, что от совместного применения сортирования в растворе мочевины с последующей обработкой препаратом Биоплан-Комплекс прибавка урожая у сортов Детскосельский, Луговской, Пушкинец составила 27,7; 28,5; и 29,9%, выход семенной фракции (50-80 г) увеличился, соответственно сортам, на 29800 (40,9%); 40800 (52,3%) и 35000 (51,8%) тыс.шт./га. В этом варианте повысилось содержание крахмала у сортов Луговской и Детскосельский на 0,7%, у сорта Пушкинец - на 0,8%, а его сбор превысил контроль на 1,18; 0,88 и 1,05 т/га соответственно сортам.