Зависимость урожайности картофеля на дерново-подзолистых почвах от применения нетрадиционных органических и минеральных удобрений

Размещено на http://www.allbest.ru/

МГУ им. М.В. Ломоносова

Учебно-опытный почвенно-экологический центр МГУ имени М.В. Ломоносова

Зависимость урожайности картофеля на дерново-подзолистых почвах от применения нетрадиционных органических и минеральных удобрений

УДК 631.82

Балабко П.Н., Головков А.М., Хуснетдинова Т.И., Черкашина Н.Ф., Карпова Д.В., Батурина Л.К., Выборова О.Н.

Аннотация

Установлена эффективность применения жидких органических удобрений «БИОУД-1», его фракции 2 и «Гумат-80» на урожайность картофеля на дерново-подзолистых почвах. Изучено влияние этих веществ на качество продукции.

Ключевые слова: картофель, урожайность, подкормка, «ГУМАТ-80», «БИОУД-1»

Рациональное развитие картофелеводства требует новых научных решений для обеспечения населения важнейшим, незаменимым продуктом питания - «вторым хлебом», а перерабатывающей промышленности - сырьем. Высокая значимость картофеля подтверждается постоянным ростом его производства в мире и стабильным спросом. По данным Росстата, в 2009 году валовой сбор картофеля составил 31139,77 тыс. т. Из них 3971,14 тыс. т приходится на сельскохозяйственные организации, 1826,88 тыс. т - на крестьянские (фермерские) хозяйства и индивидуальных предпринимателей, 25311,75 тыс. т - на хозяйства населения. Такие результаты достигнуты при урожайности в 142,3 ц с 1 га, которая в 2009 году выросла на 3,8% по сравнению с 2008 годом. В 2010 году из-за засухи в РФ валовой сбор картофеля составил 21129 тыс. т, что на 10005 тыс. т меньше, чем в 2009 году. Урожайность составила 100,2 ц/га. Потребление картофеля на душу населения в России, 120 кг, - одно из самых высоких в мире, а для удовлетворения потребностей населения в картофеле и перерабатывающей промышленности в сырье необходимо довести урожайность клубней до 25-35 т/га [1].

Использование дерново-подзолистых почв без пополнения запасов органического вещества и элементов питания существенно снижает их плодородие. Длительное применение одних минеральных удобрений оказывает часто отрицательное воздействие на химические, физико-химические и биологические свойства почв [2, 3]. Поэтому сохранение и воспроизводство плодородия почв является важной задачей, особенно в современных условиях ведения сельскохозяйственного производства при сокращении внесения органических и дороговизне минеральных удобрений.

Недостаток традиционных форм органических удобрений (навоз, помет и др.) заставляет искать новые виды органических материалов и включать их в современные агротехнологии. В последние годы проблеме переработки органических отходов сельского и коммунального хозяйства, промышленности уделяется большое внимание во многих странах мира. В связи с этим появился ряд удобрений, таких, как гуматы, жидкие органические удобрения, вермикомпосты и др. Поэтому актуальным является применение концентрированных органических удобрений, способных восстановить плодородие почв, увеличить производство чистых продуктов растениеводства и пригодных для локального внесения при посадке, особенно пропашных культур.

В задачу наших исследований входило сравнительное изучение действия «Гумата-80», жидкого органического удобрения «БИОУД-1» и его фракций, а также минеральных удобрений, на урожайность картофеля различных сортов, его структуру и качество на средне и хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве.

Методика

В наших исследованиях использовались органические жидкие удобрения «Гумат-80» и «БИОУД-1» и его фракции.

Удобрения на основе гуминовых кислот «Гумат-80» -- разработка иркутских ученых, принадлежащая фирме ООО «Гумат» (г. Иркутск) [4]. Препарат готовится на основе уникального природного сырья Восточно-Сибирского угольного бассейна -- так называемых «высокоокисленных бурых углей» (природных гуминовых кислот). Содержит не менее 80% калиевых и натриевых солей гуминовых кислот, С_орг - 51,4%; N - 1,5-1,8; К - 1,8; Р - 0,10% (на сухое в-во), необходимые микроэлементы для роста растений. Хорошо растворим в воде с образованием небольших количеств взвеси минеральных составляющих. Легко усваивается растением, мобилизует его иммунную систему, стимулирует развитие мощной корневой системы, способствует усиленному поступлению питательных веществ, интенсифицирует обменные процессы в растительной клетке, снижая содержание нитратов в 2 раза, но увеличивая содержание хлорофилла, витаминов, сахаров и других ценных веществ (например, в пшенице - клейковины) [5]. Стимулирует развитие всех почвенных микроорганизмов, что способствует интенсивному восстановлению/образованию гумуса в почвах, перегноях и компостах. Совокупность указанных факторов приводит к росту урожайности на 20-40 %, сокращению сроков созревания на 10-12 дней и сохранению/восстановлению плодородия почв. Связывая продукты техногенного загрязнения (соединения ртути, свинца, пестициды, радионуклиды и др.), препятствует их поступлению из почвы в растение и потому используется как очиститель почвы. Повышает устойчивость растений к засухе и заморозкам. Для обработки «Гумат-80» необходимо растворить в воде. Внекорневая обработка вегетирующих растений удобрением проводится маточным раствором. Рекомендуемая норма расхода «Гумат-80» для обработки 1 га - 50 г (сухого вещества). Маточный раствор для некорневой подкормки готовят, растворяя 5 г препарата в 1 л воды [6]. 10 л маточного раствора содержат 50 г сухого вещества. Данная обработка ускоряет развитие растений, снимает стресс от воздействия гербицидов на сельскохозяйственные культуры и повышает сопротивляемость растений болезням и неблагоприятным погодным условиям, стимулирует усвоение растениями элементов питания из почвы и удобрений.

Органическое удобрение «БИОУД-1» и его фракции были предоставлены ЗАО «Сигнал» (г. Москва). «БИОУД-1» - это продукт переработки навоза крупного рогатого скота в газовых установках, которые обеспечивают переработку до 3-х тонн навоза в сутки с получением до 180 м³ биогаза и до одной тонны органического удобрения [7, 8].

На рис. 1 исходное жидкое удобрение обозначено как фракция 1. При последующем сгущении фракции 1 получается сгущенный фильтрат фракции 2. После сгущения фильтрата от фракции 2, который будем называть «фракция 3», получается фракция 4. Это удобрение не утрачивает свойств самого навоза, оказывая положительное влияние на структуру почвы, ее плодородие и, как показали опыты, при выращивании картофеля может заменить минеральные удобрения [9]. По литературным данным, коэффициент использования азота и калия в таких удобрениях равен единице, а фосфора - 0,6 [10].

Рис. 1. Схема получения фракций «БИОУД-1»

Для исследования в полевых опытах использовали исходное жидкое органическое удобрение «БИОУД-1» и фракцию 2, которую из-за сильной густоты испытывали в разведении водой 1:100 и 1:200.

Исследования проводили в полевых мелкоделяночных опытах на хорошо и средне окультуренной почве с разными сортами картофеля по вариантам:

1 - контроль (фон N₁₀₀P₁₂₀K₁₂₀);

2 - фон + «БИОУД-1»;

3 - фон + «БИОУД-1», фракция 2 (разведение 1:100);

4 - фон + «БИОУД-1», фракция 2 (разведение 1:200);

5 - фон+ ГУМАТ.

Опыты проводили в 4-хкратной повторности с соблюдением общепринятой технологии возделывания картофеля в Нечерноземной зоне [11]. Минеральные удобрения N₁₀₀Р₁₂₀К₁₂₀ вносили из расчета на получение урожая картофеля 300 ц/га. Посадку картофеля (сорта «Брянский деликатес», «Сантэ», «Удача» - 1 репродукция) проводили в предварительно нарезанные гребни, схема посадки - 70 х 35 см. Первую некорневую подкормку органическим удобрением, его фракциями проводили в начале бутонизации, вторую - через 10 дней. Площадь каждой делянки - 24 м². Агрохимический анализ почвы, органического удобрения «БИОУД-1», его фракций проводили общепринятыми методами [12]. Содержание крахмала в клубнях картофеля определяли на ИК-спектральном анализаторе кормов. Для статистической обработки результатов и их графического представления использовали программу MS Excel-2003.

Результаты и их обсуждение

Фракция 2 по содержанию органического вещества и общего азота не отличалась от исходного жидкого удобрения «БИОУД-1», но процесс сгущения значительно увеличил содержание фосфора (на 37 мг/л) и калия (на 53 мг/л). Высокая перманганатная окисляемость второй фракции является следствием содержания значительного количества восстановителей (NО₂, Fe⁺², Mn⁺² и др.) и их влияния на величину окисляемости. Фракция 4 содержала органического вещества в 1,8 раза меньше, чем в исходном органическом удобрении и фракции 2. Фосфор в этой фракции не обнаружен, но калия было в 2,4 раза больше, чем в «БИОУД-1» (табл. 1).

Агрохимическая характеристика почв, на которых проводились исследования, представлена в таблице 2. Хорошо окультуренная почва содержала гумуса, общего азота и фосфора почти в два раза больше, чем средне окультуренная.

Исследования проводили в направлениях:

- сравнительное действие жидкого органического удобрения «БИОУД-1», его фракций, а также «Гумата-80» и минеральных удобрений, на урожайность картофеля, его структуру и качественные показатели;

- влияние окультуренности почвы на урожайность картофеля и его структуру.

Таблица 1. Агрохимическая характеристика фракций «БИОУД-1»

Таблица 2. Агрохимическая характеристика почвы

Метеорологические условия 2008 г. были достаточно влажными, на что указывает гидротермический коэффициент, превышающий 2 единицы. Выпадение осадков в течение вегетации было неравномерным (табл. 3). Накопление эффективных температур (свыше 5°С) с начала вегетации шло ускоренными темпами в течение 5 дней, но затем были зафиксированы заморозки на почве 7, 8 и 16 мая. Недостаточное увлажнение в эти дни отрицательно сказалось на формировании вегетативной массы картофеля.

Таблица 3. Метеоданные за вегетационный период (2008 г.)

В последующем сочетание высоких среднесуточных температур с достаточным количеством осадков создало так называемый «парниковый эффект», что в конечном итоге привело к формированию невысокого урожая картофеля и на хорошо, и на средне окультуренной почве.

Урожайность картофеля и его структура в опыте на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве значительно разнятся по сортам, при этом урожайность была наибольшей по всем сортам при применении органического удобрения «БИОУД-1» фракции 2 в разведении 1:200. Прибавка в сравнении с контрольным вариантом от действия органического удобрения составила: для сорта «Брянский деликатес» - от 51,3 до 91,5 ц/га; для сорта «Сантэ» - от 29,7 до 92,8 ц/га; для сорта «Удача» - от 28,3 до 92,3 ц/га. Прибавка от «Гумата-80» для сортов «Брянский деликатес» и «Сантэ» составила 73,7 и 85,2 ц/га, соответственно, для сорта «Удача» существенной прибавки урожая картофеля не наблюдалось (табл. 4).

Таблица 4. Влияние удобрений на урожайность картофеля на дерново-подзолистой почве разной степени окультуренности, ц /га

Следует подчеркнуть положительную реакцию сорта «Брянский деликатес» на внесение «Гумата-80», «БИОУД-1» и фракции 2 при обоих разведениях. Сорт «Удача» по сравнению с сортом «Сантэ» положительно реагировал на разведение фракции 2 органического удобрения.

Рассматривая структуру урожая картофеля, следует отметить, что во всех вариантах опыта на хорошо окультуренной почве испытуемые сорта содержали значительное количество товарных клубней картофеля (табл. 5).

В опыте с «Гуматом-80» процентное содержание товарных клубней составило в среднем по сортам 71,8%. В опыте с жидким органическим удобрением «БИОУД-1» сорта «Брянский деликатес» и «Удача» содержали в среднем 70,7% товарных клубней, что на 28,1% выше, чем у сорта «Сантэ». В опытах с фракцией 2 обоих разведений лучшие результаты были у сорта «Удача». Содержание товарных клубней в нём достигало 65,1%, что выше на 5,7%, чем у сорта «Брянский деликатес», и на 15,1% - сорта «Сантэ». Следует отметить, что наибольшее процентное содержание семенной фракции клубней картофеля было у сорта «Сантэ» в вариантах с «БИОУД-1» и при разведениях фракции 2, у сорта «Брянский деликатес» - в вариантах с фракцией 2. урожайность картофель подзолистый

В опыте с «Гуматом-80» процентное содержание товарных клубней составило в среднем по сортам 71,8%. В опыте с жидким органическим удобрением «БИОУД-1» сорта «Брянский деликатес» и «Удача» содержали в среднем 70,7% товарных клубней, что на 28,1% выше, чем у сорта «Сантэ». В опытах с фракцией 2 обоих разведений преобладал сорт «Удача». Содержание товарных клубней в нём достигало 65,1%, что выше на 5,7%, чем у сорта «Брянский деликатес», и на 15,1% - сорта «Сантэ». Следует отметить, что наибольшее процентное содержание семенной фракции клубней картофеля было у сорта «Сантэ» в вариантах с «БИОУД-1» и при разведениях фракции 2, у сорта «Брянский деликатес» - в вариантах с фракцией 2.

Таблица 5. Структура урожая картофеля на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве

Урожайность картофеля в опыте на хорошо окультуренной почве по сравнению со среднеокультуренной была в среднем выше: для сорта «Брянский деликатес» - в 2,2 раза, сорта «Сантэ» - в 1,5 раза и сорта «Удача» - в 1,8 раза.

Изучение действия органического удобрения и его фракций, а также «Гумата-80», на урожайность различных сортов картофеля на почвах разной степени окультуренности показало следующее. На средне окультуренной почве прослеживалась устойчивая тенденция к увеличению урожайности картофеля для всех изучаемых сортов в варианте с фракцией 2 при её разведении 1:200. В этом варианте урожайность картофеля наибольшая - у сорта «Сантэ» (превышала контроль на 69,6 ц/га), в опыте же с «Гуматом-80» для этого же сорта - на 54,0 ц/га. Самый низкий урожай наблюдался у сортов «Сантэ» и «Удача» с органическим удобрением 2-ой фракции при разведении 1:100, что, вероятно, связано со слабой доступностью питательных элементов из-за сгущенного состояния. Наиболее значительное положительное действие «Гумата-80» и «БИОУД-1» на урожайность картофеля проявилось на сорте «Брянский деликатес», урожайность которого была выше урожайности сортов «Сантэ» и «Удача», соответственно, на 8,7 и 13,9 ц/га в опыте с «Гуматом-80» и на 5,9 и 7,9 ц/га в опыте с жидким органическим удобрением «БИОУД-1» .

В опыте на средне окультуренной почве почти во всех вариантах процентное содержание семенной фракции клубней картофеля было наибольшим по отношению к товарной фракции. Это, вероятно, связано с недостатком питательных элементов для формирования товарных клубней. У сортов «Брянский деликатес» и «Удача» в опыте с «Гуматом-80» содержание семенной фракции в среднем было выше, чем у сорта «Сантэ», на 20,9%. В опыте с органическим удобрением «БИОУД-1» семенная фракция картофеля сортов «Брянский деликатес» и «Сантэ» в среднем на 7,0 и 18,6 % была выше, чем у сорта «Удача» (табл. 6).

Таблица 6. Структура урожая картофеля на средне окультуренной почве

Условия выращивания картофеля оказывают влияние не только на его урожайность, но и на качество. На содержание крахмала картофеля влияет комплекс факторов: метеорологические условия года, уровень минерального питания, влагообеспечение, агротехника, окультуренность почвы, степень зрелости клубней [10, 13, 14, 15]. На обеих почвах во всех агрохимических опытах с внесением органического удобрения «БИОУД-1», особенно его 2-ой фракции (разведение 1:100), содержание крахмала возрастало. Так, крахмалистость изучаемых сортов увеличилась на 0,22-0,35 % по сравнению с контролем. На средне окультуренной почве наиболее отзывчивым на применение органических удобрений оказался сорт «Брянский деликатес». На хорошо окультуренной почве применение «БИОУД-1» (разведение 1:100) и «Гумата-80» повысило содержание крахмала в клубнях сортов «Брянский деликатес» и «Сантэ» (рис. 2).

а б

Рис. 2. Содержание крахмала в клубнях картофеля в зависимости от вида удобрений на дерново-подзолистой средне (а) и хорошо (б) окультуренной почве (%): 1 - контроль (фон N₁₀₀P₁₂₀K₁₂₀), 2 - фон +«БИОУД-1», 3 - фон + БИОУД фракция 2 (разведение 1:100), 4 - фон + БИОУД фракция 2 (разведение 1:200), 5 - фон + «Гумат-80».

Заключение

При применении нетрадиционных жидких органических удобрений нами отмечена положительная реакция испытуемых сортов картофеля. На средне окультуренной почве следует выделить отзывчивость на органическое удобрение фракции 2 сорта «Брянский деликатес». Сорт «Сантэ» активно отзывался повышением урожайности на внесение «Гумата-80». Сорт «Удача» повышал урожайность в опытах с жидким органическим удобрением «БИОУД-1» и при разведении фракции 2 (1:200). На хорошо окультуренной почве положительная реакция сортов на применение жидких органических удобрений наблюдалась во всех вариантах опыта по отношению к контролю.

Список использованных источников

1. Сычев В.Г., Афанасьев Р.А. Агрохимические факторы координатного земледелия // Плодородие. 2005, №6. С. 29 -32.

2. Минеев В.Г. и другие. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. М.: Колос, 1993. 415 с.

3. Сутягин В.П. Принципы формирования устойчивости агрофитоценозов адаптивно-ландшафтного земледелия. Тверь: Издательство «АГРОСФЕРА» ТГСХА, 2007. 260 с.

4. Христева Л.A. Действие физиологически активных гуминовых кислот на растение при неблагоприятных условиях // Гуминовые удобрения: теория и практика их применения. Днепропетровск, 1973, т. 4. С. 5-24.

5. Христева Л.A. К природе действия физиологически активных гуминовых веществ на растения в экстремальных условиях // Гуминовые удобрения: теория и практика их применения. Днепропетровск, 1977, т. 6. С. 3-15.

6. Шорин П.М., Оказов П.Н., Оказова А.Г., Щербинин А.Н., Оказова З.П. Рекомендации по применению гумата калия в технологиях возделывания картофеля в условиях РСО Алания. Владикавказ, издательство СКНИИГПСХ, 2002. 24 с.

7. Панцхава Е.С., Пожарнов В.А., Майоров Н.И., Школа И.И. Малые установки для решения больших проблем // Вестник ТППМО. 2001, № 5. С. 10-11.

8. Городний Н.М., Мельник И.А., Повхан М.Ф. и др. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. Киев: «Урожай», 1990. 252 с.

9. Головков А.М., Черкашина Н.Ф. К вопросу эффективности органического удобрения «БИОУД-1» // Объединенный научный журнал. 2001, №19. С. 43-47.

10. Бугера Б.И., Лисиенков И.Д. Культура производства картофеля в условиях Московской области. М.: ЦНИИ «АСУагросервис», Всероссийский НИИ картофельного хозяйства, ВНИИСХМ, 1996. 63 с.

11. Просянников Е.В., Прищеп Н.И., Воробьев Г.Т. Почвы, удобрения и их эффективное использование в земледелии Брянской области. Учебное пособие. Белгород, изд. Белгородского СХИ, 1989. 135 с.

12. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1989. 304 с.

13. Белоус Н.М. Органические и минеральные удобрения под картофель // Земледелие. 1996, № 2. С. 18-20.

14. Панников В.Ю., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: «Колос», 1977. 416 с.

15. Щегорец О.В. Амурский картофель. Биологизация технологии возделывания: монография. Благовещенск: ООО «Издательская компания «РИО»», 2007. 400 с.

Размещено на Allbest.ru