Урожайность и качество картофеля в зависимости от применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений в центральном районе нечернозёмной зоны РФ

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

урожайность и качество картофеля в зависимости от применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений в центральном районе нечернозёмной зоны рф

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Яссин Раед Абдо Кассем

Москва 2013

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева»

Научные руководители: Стороженко Виктор Антонович

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор

Постников Андрей Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Коршунов Александр Васильевич

член-корреспондент РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха;

Гаспарян Ирина Николаевна

кандидат биологических наук, доцент, ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина

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

Защита состоится 21 мая 2013 г. в 16 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д.220.043.05 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 15. Учёный совет РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Автореферат разослан «___»__________2013 г. и размещён на сайте

Университета www.timacad.ru

Учёный секретарь

диссертационного совета Шитикова А.В.

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Одной из основных продовольственных культур является картофель, который используется не только в качестве «второго хлеба», но и в спиртовой и крахмальной промышленности, а также и для кормления животных. К сожалению, возделывание данной культуры довольно энергоёмко и требует высокой обеспеченности питательными веществами, вносимыми с удобрениями, применения средств и приемов защиты от сорняков, болезней и вредителей.

Создание и использование микробиологических препаратов имеет большую перспективу для более рационального применения минеральных и органических удобрений, повышения экологичности растениеводства и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Противоречивые мнения об эффективности бактериальных удобрений связаны с малой изученностью их взаимодействия с тем или иным растением в нестерильной природной среде (Ницэ, 2002, Постников, 2002, Завалин, 2005).

Запахивание соломы, поукосных и пожнивных сидератов является одним из приемов повышения эффективности, биологизации и экологизации возделывания сельскохозяйственных культур, выращиваемых в севооборотах и укороченных плодосменах (Лошаков, 2007.).

Целесообразен конвейер из разных по скороспелости сортов, соответствующий спросу населения и требованиям к качеству картофеля и картофелепродуктов (Коршунов, 2001). При этом следует учитывать и лежкоспособность клубней (Тектониди, Воловик, Коршунов, 1985).

Основной целью исследований являлось повышение эффективности возделывания сортов картофеля разных сроков созревания на основе сочетания применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений с учетом качества и лежкоспособности клубней в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны Российской Федерации.

В задачи исследований входило:

- изучение влияния разных сочетаний органических и минеральных удобрений, бактериальных препаратов на рост и развитие растений картофеля разных по скороспелости сортов, а также на формирование их продуктивности и качества получаемой продукции при разных погодных условиях; выявление влияния вышеуказанных факторов на сбор и лёжкоспособность продовольственных и семенных клубней, на выход с 1 га сухого вещества и крахмала;

- установление целесообразности (или её отсутствия) ежегодной бактеризации посадочных клубней при повторном и бессменном возделывании картофеля;

- производственная проверка результатов исследования;

- определение экономической эффективности применения бактериальных препаратов и минеральных удобрений при возделывании разных сортов картофеля в зависимости от срока его реализации.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследований заключается в том, что впервые в полевых опытах проведено сравнение действия предпосадочного полного удобрения, разных доз азотных подкормок под первую междурядную обработку и бактеризации новыми бактериальными препаратами СП и ПП семенного материала на формирование фотосинтетического аппарата отдельных органов растений, на их рост и развитие, на изменение их биомассы, в т.ч. клубней и их качества, а также микрофлоры почвы при выращивании картофеля разных сроков созревания. Установлена возможность замены азотной подкормки бактеризацией. Особенно эффективен этот приём при возделывании сорта Жуковский ранний при использовании препарата ПП. Выявлено, что замена подкормки бактеризацией посадочного материала даже без его фунгицидной обработки, уменьшает потери выращенного картофеля при хранении.

Показано, что благодаря оптимизации набора сортов можно стабилизировать производство картофеля и крахмала.

Выявлено, что азотные подкормки и бактеризация имеют большее значение для увеличения производства семенных клубней, чем продовольственных массой более 80 г.

Определено, что даже в варианте с применением бактеризации при повторной посадке картофеля требуется ежегодная бактеризация посадочного материала, так как эффект от использования этого приёма в предыдущем году за зимний период практически исчезает.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что доказана возможность повышения эффективности возделывания картофеля, выращенного на фоне органических удобрений, путем предпосадочного применения NPK в сочетании с азотной подкормкой N30 под 1-ое окучивание, причём при возделывании сорта Жуковский ранний ее с успехом можно заменить бактеризацией семенного материала препаратом ПП. В этих вариантах среднегодовой сбор товарных клубней был максимальным и достигал 28 т/га, а крахмала 3,41 т/га, что соответственно на 34 и 25 % больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход в варианте N30 на фоне ОУ+ NPK составил 105730 руб./га, а при бактеризации препаратом ПП на этом же фоне 110820 руб./га.

При возделывании среднеспелого сорта Луговской при минеральной системе (ОУ+ NPK+ N30) сбор товарных клубней достиг 37,3 т/га, а крахмала 4,31 т/га, что на 61,7 % и 46,4 % больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход увеличился с 40330 руб./га до 95660 руб./га, а условный чистый дополнительный доход от бактеризации составил 15712 руб./га.

Выявлена эффективность запашки соломы при внесении минеральных и бактериальных удобрений под картофель, выращиваемый в укороченном плодосмене.

Бактеризация посадочных клубней (семенных) клубней снижает расход азотных удобрений и фунгицидов.

Доказана возможность повышения эффективности производства картофеля за счёт оптимизации сроков его реализации на основе уменьшения потерь при длительном хранении товарных клубней, обеспечиваемого повышения их лежкоспособности.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной научной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева (2010 г.), на Международных научно-практических конференциях РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2008, 2009, 2010 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в т.ч. 2 статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК РФ.

Структура и объём диссертационной работы: диссертация изложена на 143 страницах компьютерного текста, включает 31 таблицы, 5 рис., состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (256 источников, в т.ч. 66 иностранных), 32 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- повышение продуктивности разных по скороспелости сортов картофеля, выращенного на фоне осеннего внесения органических удобрений путем улучшения минерального питания растений во время вегетации за счет применения минеральных удобрений и бактеризации посадочного материала;

- факторы, определяющие влияние минеральных удобрений и бактеризации посадочного материала на рост и развитие растений, а также на урожайность и качество их клубней;

- повышение лежкоспособности продовольственных и семенных клубней за счет бактеризации посадочного материала;

- повышение урожайности картофеля, выращиваемого в укороченном севообороте, за счет запашки соломы, применения минеральных удобрений и бактериального препарата;

- факторы, определяющие экономическую эффективность картофелеводства.

бактеризация картофель сорт удобрение

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1 Условия и методика исследований

Основной полевой опыт по совершенствованию системы удобрений проведены в 1995-1998 г. в фермерском хозяйстве «Надежда» Красногорского района Московской области, а полевые и производственные опыты по укороченным севооборотам, запахиванию соломы, хранению и реализации картофеля проведены в 2000 - 2006 гг., 2008-2011 гг. в крестьянском хозяйстве «Элха» Переславского района Ярославской области.

Почва в фермерском хозяйстве «Надежда» дерново-подзолистая, легкосуглинистая, хорошо окультуренная. Пахотный горизонт 0-30 см характеризовался следующими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) - 2,10-2,45 %, pHkcl ~ 6,0; подвижного фосфора (по Кирсанову) 170-180 мг/кг (Р205); обменного калия (К2О - по Масловой) - 115-118 мг/кг. Метеорологические условия характерны для Центральной части Нечерноземной зоны РФ. За вегетативный период по многолетним данным со второй декады мая по 31 августа в среднем выпадает 295 мм осадков, а среднесуточная температура составляет 16,5°С. В 1995 г. эти показатели равнялись 218 мм и 18,2°С; в 1996 г. соответственно 269 мм и 20,2°С; в 1997 г. - 208 мм и 16,4°С. Вегетационный период 1998 г. характеризовался избытком осадков - 407 мм и пониженной температурой (на 2,4°С) в третьей декаде июня первой декаде июля, а также во второй половине августа, что увеличило заболеваемость картофеля сорта Луговской фитофторозом.

Почва в крестьянском хозяйстве «Элха» серая лесная, оподзоленная, среднесуглинистая, содержание гумуса - 2,8-3,0 %, pHkcl ~ 6,3; подвижного фосфора 145-150 мг/кг (Р205); обменного калия (К2О) - 170-185 мг/кг. Вегетационные периоды были благоприятными для возделывания картофеля. 2008 г. характеризовался избытком влаги в первой половине вегетации, холодной весной; 2010 г. - высокой температурой воздуха и дефицитом осадков в июле-августе.

Агротехника на опытном поле включала виды работ, предусмотренные для Московской и Ярославской областей гребневой технологией возделывания картофеля, предшественник озимая пшеница или многолетние травы. Схема посадки 70x30 см, что обеспечило норму посадки около 50 тыс. клубней на 1 га. Перед посадкой клубни обрабатывались фунгицидом «Текто 450», в вариантах с бактериальными препаратами он не применялся.

Полевые опыты размещены методом рендомизированных блоков. Для исследований были взяты сорта: Жуковский ранний; среднеспелый сорт интенсивного типа Луговской. Эти сорта испытывались при следующих вариантах: 1 - контроль (фон) - ОУ - органические удобрения, 30 т/га навоза на основе птичьего помёта осенью под вспашку; 2 - ОУ+N30Р30К30 в виде нитрофоски по 3 ц/га весной перед нарезкой гребней (ОУ+NPK); 3 - ОУ+ N30 в виде аммиачной селитры 14-16 июня под первое окучивание; 4 - ОУ+ N60 в подкормку (см. вариант 3); 5 - ОУ+СП (бактериальный препарат № 1); 6 - ОУ+ПП (бактериальный препарат № 2); 7 - ОУ+NРК+ N30; 8 - ОУ+NPK+ N60; 9 - ОУ+ NPK+СП; 10-ОУ+NPK+ПП.

Навоз на основе птичьего помета имел РН - 7,6 сухого вещества 25,1% с содержанием N-1.05%, Р2О5-0,55%, К2О-0,80%. Внесения навоза рассчитано на получение урожайности 25 т/га картофеля.

Препарат СП, являющийся модификацией препарата «Биоплант», представляет собой ассоциированные культуры бактерий рода Klebsiella с почвенными бациллами (Основа K.рlanticola 60-70% в сочетании с K.оxitoca, K.рneumonie (typus) и К.terrigena). Препарат «ПП» - фекоресцирующие псевдомонады: Ps.fluorescens и P.futida Sp. T-89. Готовые препараты (представлены профессором кафедры микробиологии О.Д. Сидоренко) в водной суспензии с титром 109 клеток в 1 мл. Препарат разбавляли водой 1:10, расход раствора 10 л/т. Площадь опытной учетной делянки 100 м2, повторность 4-х кратная.

Схема опыта по запахиванию соломы картофеля дана в таблице 5.

Исследования проведены с использованием современных общепринятых методов. Статистическая обработка проведена методом дисперсионного анализа.

2.2 Основные результаты исследований

2.2.1 Динамика формирования, ассимиляционной поверхности растений и надземной массы картофеля.

Исследования показали, что густота побегов, рост и развитие растений картофеля, темпы формирования и величина ассимилирующего аппарата, скорость и величина накопления биомассы и сухого вещества в листьях, стеблях, корнях и клубнях, а также процесс созревания определяются метеорологическими условиями вегетационного периода, сортовыми особенностями культуры и такими агроприёмами, как внесение предпосадочного удобрения, азотная подкормка при первой междурядной обработке и её доза, бактеризация посадочных клубней (таблица 1-4). Наиболее быстрое и раннее формирование всходов, густоты и высоты растений отмечено у сорта Жуковский ранний, который в годы с дефицитом влаги в августе, в отличие сорта Луговской успевает завершить клубнеобразование и рост надземной массы до снижения влажности почвы ниже критического уровня. Во влажный 1998 г. развитие (цветение, клубнеобразование и созревание) несколько затягивалось, в результате повышалась опасность поражения картофеля фитофторозом. Эта опасность для среднеспелого сорта Луговской выше, чем для сорта Жуковский ранний.

Применение полного удобрения, азотных подкормок и бактериальных препаратов повышает кустистость растений, их высоту и выживаемость, увеличивая площадь листьев в 1,2 - 2,2 раза. При благоприятных условиях наибольшую площадь листьев формируют растения сорта Луговской, однако её максимум наблюдается в более поздние сроки, чем у сорта Жуковский ранний, когда уже снижается инсоляция (таблица 1). Наибольшая положительная реакция на азотные подкормки и бактеризацию посадочных клубней отмечена у сорта Жуковский ранний, который даёт более ранние и густые всходы и формирует корневую систему и фотосинтетический аппарат раньше, чем сорт Луговской (таблицы 1 и 2).

По мере старения (развития) растений в их органах повышается содержание сухого вещества. Указанный процесс сдерживается применением азотной подкормки, увеличивая накопление сухого вещества (таблица 2).

Таблица 1 - Динамика площади листьев (тыс. м2 на 1 га) разных сортов картофеля при внесении удобрений и применении бактериальных препаратов (1995-1997 гг., в среднем за 3 года).

На первоначальных этапах онтогенеза действие азотистых подкормок и бактериальных препаратов проявляется сильнее на фоне предпосадочного внесения NPK, чем без него. Указанная закономерность проявилась на сорте Жуковский ранний раньше и в 2-3 раза сильнее, чем на сорте Луговской. Предпосадочное внесение NPK в фазу «бутонизация - цветение» увеличивало среднюю массу сухого вещества одного растения сорта Жуковский ранний в 1,96 раза, а листьев в 1,36 раза. Несколько хуже реагировал на этот приём сорт Луговской. Накопление сухого вещества в растениях, в т.ч. и в клубнях, ускоряется и увеличивается при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов, но сорт Жуковский ранний реагирует сильнее, чем Луговской.

Сорт Жуковский ранний быстрее формирует листовую поверхность и клубни. Причём формирование последних начинается и продолжается при интенсивно функционирующем фотосинтетическом аппарате, завершаясь резким усилением притока к ним сухого вещества из ботвы. У сорта Луговской указанные процессы начинаются позднее и протекают медленнее и относительно синхронно, завершаясь в более поздние календарные сроки. Однако эту синхронность разрушают холодные ночи в августе. В целом удобрения, в т.ч. азотные подкормки и бактеризация посадочного материала не замедляли клубнеобразования, повышая на последних этапах онтогенеза картофеля соотношение «клубни : ботва», увеличивая массу и прирост первых.

Таблица 2 - Динамика среднесуточного прироста сухого вещества (г/раст. в сутки, в среднем за 1996 -1998 гг.)

Микробиологические исследования, проведённые с использованием разных сред показали, что численность микрофлоры, в т.ч. азотфиксаторов зависит от сорта картофеля, применения удобрений и бактериальных препаратов. Эти показатели и влияние на них изучаемых агроприемов изменяются в течении вегетационного периода, достигая максимума в период наиболее интенсивной фотосинтетической деятельности агроценоза, т.е. увеличиваясь от всходов до цветения картофеля и снижаясь к концу его вегетации. Формирование микрофлоры почвы определяется деятельностью растений, за счёт которых создаётся питательная среда для микроорганизмов.

Предпосадочное внесение NPK, бактеризация посадочного материала увеличивали численность микроорганизмов в почве, в т.ч. азотфиксирующих. Это действие наиболее сильно проявилось в период максимальной зелёной биомассы растений; причём у сорта Жуковский ранний сильнее, чем у сорта Луговской, зато у последнего оно снижается медленнее.

Полевые опыты показали, что при повторном возделывании картофеля на одном и том же месте эффективность ежегодной бактеризации посадочного материала сохраняется. Одноразовая бактеризация не изменяет коренным образом микрофлору почвы навсегда, её действие сохраняется только в течении вегетации растений, за зиму она исчезает.

2.2.2 Урожайность и качество клубней картофеля разных сортов в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов

На биологическую урожайность картофеля, на долю и сбор товарных клубней, на концентрацию и выход в них сухого вещества и крахмала оказывают влияние метеорологические условия вегетационного периода, применение предпосадочного удобрения, азотной подкормки под первую междурядную обработку и бактеризация, посадочного материала, а также реакция сорта растений на указанные факторы.

В среднем за 4 года полевого опыта у сорта Луговской урожайность клубней была на 2,67 т/га, а товарных на 1,52 т/га больше, чем у сорта Жуковский ранний (таблица 3). Однако во влажный 1998 г., сбор крупной фракции клубней более 80 г., у сорта Жуковский ранний был в среднем на 6,1 т/га (в 1,41 раза), а товарных клубней на 4 т/га (в 1,12 раза) больше, чем у сорта Луговской, который в этом году хуже созревал и сильнее поражался фитофторозом. Наибольшая биологическая урожайность; сбор товарных клубней отмечены во влажный и тёплый вегетационный период 1998 г. В этот год биологическая урожайность картофеля сорта Жуковский ранний составила в среднем по опыту 40,43 т/га, а в 1995 г. 14,46 т/га (в 2,8 раза меньше), а у сорта Луговской соответственно 38,94 т/га и 25,38 т/га (в 1,53 раза меньше).

Таблица 3 - Урожайность (т/га) картофеля разных сортов и коэффициент (Кв%) её варьирования по годам в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов (в среднем за 4 года 1995-1998 гг.)

Коэффициент варьирования по годам этого показателя у сорта Луговской был в среднем по опыту в 2,1 раза ниже, чем у. сорта Жуковский ранний. Сортовое многообразие, т.е. возделывание 2-х и более разных по скороспелости сортов способствует стабилизации производства продукции в хозяйстве. Такая же тенденция отмечена по урожайности товарных клубней, по сбору сухого вещества и крахмала. На фоне NPK замена азотной подкормки бактеризацией уменьшала коэффициент варьирования урожайности по годам.

В целом среднегодовая урожайность товарных клубней сорта Жуковский ранний под воздействием применения NPK (перед посадкой) + N30 (в подкормку) увеличилась с 21,4 т/га до 27,8 т/га на 6,4 т/га (на 30 %), а сорта Луговской с 21,7 до 32,9 т/га на 11,5 т/га (51 %). Существенной разницы между N30 и N60 нет. У сорта Жуковский ранний азотную подкормку можно заменить на бактеризацию препаратом ПП, однако у сорта Луговской, эта замена менее эффективна, чем у сорта Жуковский ранний.

В среднем за 3 года сбор крупных клубней (более 80 г) в варианте NPK+ N30 у сорта Жуковский ранний составил 21,0 т/га, что на 9,7 т/га больше, чем в контроле; а у сорта Луговской 18,1 т/га или на 8,1 т/га выше, чем в контроле. Сбор посадочных (посевных) клубней (массой 50-80 г) увеличивался при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов.

Содержание сухого вещества в клубнях было наименьшее во влажном 1997 г., который характеризовался и дефицитом тепла. В этом году концентрация сухого вещества в клубнях сорта Жуковский ранний составила только 17,65 %, а сорта Луговской 18,93, а в 1995 г. соответственно 20,27 и 24,79%, т.е. в 1,15 и в 1,31 раза больше. В среднем за 4 года содержание сухого вещества в клубнях картофеля сорта Жуковский ранний составило 19,3 %, что на 3,27 % или в 1,17 раза меньше, чем в клубнях сорта Луговской. Содержание сухого вещества в клубнях снижалась при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов, осуществляемого без внесения полного удобрения под посадку картофеля.

Сбор сухого вещества в товарных клубнях сорта Жуковский ранний в контроле составил 4,16 т/га, а сорта Луговской 4,61 т/га. Под действием предпосевного внесения NPK он повысился соответственно на 0,37 и 1,33 т/га. Прибавка же при применении NPK+ N30 составила у сорта Жуковский ранний 1,37 т/га сухого вещества, а у сорта Луговской 2,84 т/га. Замена N30 на бактеризацию препаратом ПП увеличила прибавку у сорта Жуковский ранний до 1,41 т/га, а сорта Луговской снизила до 1,97 т/га (таблица 4).

Содержание крахмала в клубнях в среднем за 4 года в целом по опыту у сорта Луговской составило 13,23 %, а у сорта Жуковский ранний 12,54 %. Наибольшее его значение отмечено в относительно жаркое лето 1995 г.: у сорта Жуковский ранний 13,08 %, а у сорта Луговской 14,11 %; во влажное и прохладное лето оно снизилось соответственно до 11,14 %, т.е. в 1,17 -1,18 раза.

Таблица 4 - Содержание и сбор сухого вещества и крахмала в товарных клубнях картофеля разных сортов в зависимости от применения удобрений и бактериальных препаратов (в среднем за 4 года)

Примечание: ж- Жуковский ранний; л- Луговской.

Выявлена тенденция уменьшения содержания крахмала в клубнях, при применении азотной подкормки и бактеризации посадочного материала. Однако среднегодовой сбор крахмала с урожаем клубней при этом возрастал. Применение NPK+ N30 увеличивало сбор крахмала у сорта Жуковский ранний на 695 кг/га, а у сорта Луговской на 1366 кг/га. При применении ПП на раннеспелом сорте Жуковский ранний получена такая же прибавка крахмала, как и при азотной подкормке, у среднеспелого сорта Луговской она была на 612 кг/га меньше, чем при азотной подкормке N30 (таблица 4). В целом по опыту среднегодовой сбор крахмала с урожаем товарных клубней сорта Луговской выше в 1,36 раза, чем у сорта Жуковский ранний.

Исследования показали, что при правильной подготовке клубней к длительному хранению их лёжкоспособность мало зависит от умеренных доз удобрений.

Замена азотной подкормки (N30) на бактеризацию у сорта Луговской уменьшило потери продовольственных клубней при хранении 200 сут. (1998/99 г.г.) с 21,73 % до 14,6 % (в 1,48 раза), в результате их выход после хранения в варианте с бактеризацией (ОУ+NPK+СП) был таким же как и в варианте OУ+NPK+ N30 (на 6 т/га больше, чем в контроле ОУ). Потери же семенных клубней в варианте OУ+NPK+ N30 составили 19,44 %, а при ОУ+NPK+CП - 13,25 % ( в 1,47 раза меньше).

Исследованиями, проведенными в КХ «Элха» выявлено, что выход товарных клубней, полученных в картофельном звене «Луговской - Невский -Жуковский ранний», размещенном в севообороте после многолетних трав 2ого года использования без сидерата в среднем составил 15,4 т/га, а при запахивании последнего укоса трав на сидерата 17,8 т/га, что соответственно в 1,5 и 1,73 раза больше, чем при возделывании указанных сортов бессменно (10,3 т/га). Среднегодовой выход крахмала при этом составил при бессменном возделывании 1732 кг/га, в севообороте без сидерата - 2535 кг/га; с сидератом - 2858 кг/га. При этом условный чистый доход соответственно составил 3839 руб./га; 21361 и 22289 руб./га. Массовые потери при хранении 200 суток картофеля, выращенного в севообороте в 1,3 - 1,5 раза меньше, чем при бессменно возделывании. При этом выход крахмала картофеля после хранения при бессменном возделывании составил 1272 кг/га, в севообороте без сидерата - 2338, а с сидератом - 2555 кг/га.

При отсутствии навоза и многолетних трав можно рекомендовать при выращивании картофеля укороченный плодосмен: озимая пшеница с запашкой соломы - картофель. Озимая пшеница возделывается после раннего картофеля. Наиболее эффективным вариантом является запашка соломы в сочетании с применением минеральных удобрений (таблица 4, вариант 3). При этом минеральную азотную подкормку можно заменить бактеризацией посадочных клубней (варианты 3 и 4). В засушливый 2010 г. при бактеризации посадочного материала урожайность картофеля была меньше, чем при внесении N34 при 1-ом окучивании. При дефиците влаги и плохом формировании вегетативной массы картофеля эффективность применения ризосферных азотфиксирующих бактерий резко снижается.

Таблица 5 - Урожайность (т/га) товарных клубней у сорта картофеля Жуковский ранний в зависимости от применения разных систем удобрения в укороченном плодосмене «оз. пшеница - картофель» (Ярославская обл., КХ «Элха»)

Анализ производственных результатов показал, что картофель, выращенный в бессменных посадках особенно плохо храниться при неблагоприятном режиме хранения. Картофель, выращенный в плодосмене, более толерантен к неблагоприятному режиму хранения.

2.2.3 Экономическая эффективность изучаемых приемов

По ценам 2006 г. при реализации картофеля сразу после уборки максимальный условный чистый доход был бы при выращивании сорта Жуковский ранний - 109770 руб./га в варианте OУ+NPK+ПП, а в варианте OУ+NPK+ N30 105730 руб./га (в контроле же ОУ - 66850 руб./га). При возделывании сорта Луговской максимум чистого дохода отмечен в варианте OУ+NPK+ N30 (95660 руб./га), азотная подкормка N30 увеличила по сравнению ОУ+NPK этот показатель на 34502 руб./га, а бактеризация ПП только на 15712 руб./га.

Следует отметить, что повышение эффективности картофелеводства обеспечивается в условиях недостаточно контролируемого рынка прежде всего на основе совершенствования системы реализации продукции. Расчёты и производственный опыт показали, что в 2006 г. при оптовой цене 10 руб./кг при реализации картофеля сорта Луговской в апреле-мае условный чистый максимальный доход составил 206747 руб./га в варианте ОУ+NPK+ N30 и 173198 руб./га в варианте OУ+NPK+ПП: по сорту Жуковский ранний этот показатель равнялся соответственно 165575 и 172693 руб./га. Таким образом, за счёт хранения и переноса сроков реализации условный чистый доход при использовании сорта Жуковский ранний увеличился в 1,6 раза, а сорта Луговской в 2,4 раза.

ВЫВОДЫ

1. Динамика роста, развития, формирования биомассы органов, площади листьев, продолжительность вегетации картофеля и качество его клубней, сбор сухого вещества и крахмала с их урожаем зависят от совокупности и взаимодействия ряда факторов: метеорологических условий вегетационного периода, применения удобрений и бактериальных препаратов и биологических особенностей сорта. При этом наблюдается синхронность между общей численностью микроорганизмов, в т.ч. и количеством актиномицетов, олиготрофов и микобактерий и накоплением биомассы вегетирующих растений.

2. Урожайность клубней, в т.ч. товарных, сбор сухого вещества и крахмала с их урожаем увеличивается при применении на фоне органических удобрений ОУ+NPK, азотной подкормки под первую междурядную обработку и бактериальных препаратов. Однако наибольшие значения этих показателей отмечены при сочетании органических удобрений, предпосевного NPK с азотной подкормкой или бактеризацией посадочного (семенного) материала. Средняя урожайность клубней картофеля сорта Жуковский ранний 29 т/га, а Луговского - 35 т/га (в среднем за 4 года). В этих же вариантах отмечены и максимальные значения чистого дохода, рентабельности производства при минимальном уровне себестоимости и затрат труда на единицу продукции.

3. При реализации урожая картофеля сразу после уборки показатели эффективности возделывания сорта Жуковский ранний в контрольном варианте (органические удобрения ОУ) в среднем за 4 года опыта были следующими: биологическая урожайность 23,2 т/га, сбор товарных клубней -21,4 т/га, в т.ч. продовольственных массой более 80 г - 11, 3 т/га, условный чистый доход 66850 руб./га. В варианте (ОУ+NРК+ N30) с предпосевным внесением NPK и азотной N30 подкормкой эти показатели соответственно составили: 28,8; 27,8 т/га; 21,0 т/га; условный чистый доход - 105730 руб./га (в 1,6 раза больше, чем в контроле). При этом замена азотной подкормки на бактеризацию препаратом ПП увеличила условный чистый доход на 4040 руб./га.

4. При возделывании среднеспелого сорта Луговской в варианте OУ+NPK+ N30 биологичекая урожайность клубней составила 35,5 т/га, товарных 32,8 т/га, крупных продовольственных 18,1 т/га, при условном , крупных продовольственных 18,1 т/га, при условном чистом доходе 95660 руб./га, что соответственно в 2,37 и 1,53 раза больше, чем в контроле. При этом замена подкормки на бактеризацию снижала указанную прибавку, однако, и в этом варианте (OУ+NPK+ПП) урожайность была в 1,24 раза, а условный чистый доход на 15712 руб./га (в 1,26 раза) больше, чем в варианте ОУ+NPK.

5. Содержание сухого вещества и крахмала в клубнях определяется в основном условиями вегетации картофеля, его сортовыми особенностями и в меньшей степени изучаемыми приёмами. В целом по опыту среднее содержание крахмала в клубнях сорта Жуковский ранний составило 12,23 %; а у сорта Луговской 13,50 %. Под воздействием удобрений и бактеризации у сорта Жуковский ранний оно уменьшилось в среднем на 0,56-1,54 %, а у сорта Луговской на 0,28-1,81 %. Наибольшее снижение (на 1,31-1,77 %) отмечено в вегетационный период с дефицитом солнечной энергии.

6. Среднегодовой сбор сухого вещества в биологическом урожае клубнях картофеля сорта Луговской в 1,28 раза больше (7030кг/га), чем у сорта Жуковский ранний (5500 кг/га). Этот показатель существенно зависел от метеорологических условий и от изучаемых приёмов.

7. Среднегодовой сбор крахмала в урожае товарных клубней (за 4 года) у сорта Луговской был в 1,17 раза больше, чем у сорта Жуковский ранний. Среднегодовой сбор крахмала в товарных клубнях сорта Жуковский ранний в контроле составил 2718 кг/га, в вариантах ОУ+NPK -2946 кг/га; OУ+NPK+ N30 - 3413 кг/га и столько же при замене азотной подкормки бактеризацией. У сорта Луговской этот показатель соответственно был равен -2944, 3555 и 4310 кг/га, а при замене N30 бактеризацией 3698 - 3724 кг/га.

8. В среднем за 4 года наиболее стабильные показатели по продуктивности и качеству картофеля были у сорта Луговской. Стабилизации их способствовало применение бактериальных препаратов. Набор разных по скороспелости сортов стабилизирует производство картофеля и крахмала. За счёт сорта формируется 30-32 % суммарной прибавки продукции, а в 68-70 % за счёт изучаемых агроприёмов.

9. Применение полного удобрения, азотных подкормок и бактеризации семенного материала, повышают кустистость растений, их выживаемость, интенсифицирует рост побегов, увеличивает площадь листьев в 1,2-2,2 раза и массу корней; ускоряют накопление биомассы и сухого вещества во всех органах, в т.ч. и клубнях, практически не замедляя созревание последних. Действие этих приёмов проявлялось раньше и сильнее при возделывании сорта Жуковский ранний, чем при выращивании среднеспелого сорта Луговской, однако у последнего оно продолжительнее. Но на последних этапах онтогенеза у сорта Луговской все процессы протекают при менее благоприятных для фотосинтетической деятельности растений.

10. Исследования динамика прироста биомассы и сухого вещества в разных органах растений показало, что у раннеспелого сорта Жуковский ранний формирование клубней начинается раньше осуществляется при интенсивно функционирующей и даже нарастающей зелёной ботве и протекает быстрее, чем у среднеспелого сорта Луговской, у которого образование клубней и максимальный прирост в них сухого вещества приходятся на более поздние календарные сроки и сопровождаются быстрым увяданием ботвы перед уборкой. Однако и у сорта Жуковский ранний формирование клубней завершается резким усилением притока сухого вещества из надземной массы, о чём свидетельствуют 4-х кратное увеличение соотношения «клубни - ботва» за последние 14-19 дней вегетации.

11. При повторном или бессменном возделывании картофеля на одном и том же месте эффективность ежегодной бактеризации посадочного материала сохраняется, так как её действие на почвенную микрофлору отмечается только в течении вегетации растений.

12. Картофель, выращенный при замене азотной подкормки N30 на бактеризацию посадочного материала, имеет лучшую лёжкость. Указанные факторы способствуют увеличению выхода продукции, в т.ч. и крахмала в системе «урожай - продукция после хранения».

13. Для увеличения экономической эффективности картофелеводства реализацию продукции следует осуществлять в соответствии с рыночной коньюктурой, что требует длительного хранения картофеля.

14. Производственный опыт подтвердил высокую эффективность укороченного севооборота и использования в нем соломы в качестве органического удобрения под картофель. При этом средняя (за 4 года) урожайность картофеля Жуковский ранний, убранного комбайном, в вариантах «солома + N40P40K40 (при посадке) + N34 (при 1-ом окучивании)» и «солома N40P40K40 + бактеризация семенных клубней» была практически одинаковой 17,2 - 16,8 т/га товарных клубней.

В засушливый 2010 г. замена минеральной азотной подкормки N34 на бактеризацию посадочного материала снижала урожайность картофеля.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Центрального Нечерноземномья для увеличения эффективности возделывания картофеля, повышение урожайности товарных и продовольственных клубней, сбора сухого вещества и крахмала рекомендуется, помимо органических удобрений (ОУ), вносить перед посадкой полное минеральное удобрение (NPK) и осуществить азотную подкормку N30 под первую междурядную обработку. Подкормку растений сорта Жуковский ранний можно заменить бактеризацией семенного материала перед посадкой (фекоресцирующие псевдомонады в водной суспензии с титром - 109 клеток в мм). Раствор препарата 1:10, расход раствора 10 л/т. При этом исключается применение фунгицидов.

2. Замена азотной подкормки N30 на предпосадочную бактеризацию семенного материала повышает лежкоспособность клубней и уменьшает потери картофеля при хранении.

3. При повторной посадке картофеля на том же месте эффективность ежегодной бактеризации семенных клубней сохраняется.

4. В фермерских хозяйствах при возделывании картофеля в укороченном плодосмене «зерновые - картофель» рекомендуется осеннее запахивание соломы + предпосадочное внесение NPK + подкормка N30 под 1ое окучивание, которое при выращивании сорта Жуковский ранний можно заменить бактеризацией семенного материала.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикация в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Яссин Р.A., Штатнов В.В., Фролов Д.Ю. Повышение эффективности картофелеводства на основе совершенствования системы удобрений. //Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 5. С. 17-48.

2. Постников А.Н., Яссин Р.А. Повышение урожайности и качества картофеля при совершенствованни севооборота и систем удобрений //Известия ТСХА. - 2010. - Вып. 6. - С. 55-60.

Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций

Яссин Р.А. Влияние удобрений и микробных препаратов на картофель //Бюллетень ВИУА. - 2000. - № 113. - С. 99.

Кобозев И.В., Яссин Р.А. Использование принципов нанотехнологий при выращивании и хранении продукции растениеводства //Доклады ТСХА. -2009. -Вып. 281. - С. 325-327.

Штатнов В.В., Яссин Р.А., Фролов Д.Ю., Балова Е.Р. Влияние севооборота и использования соломы и сидерата из многолетних трав второго укоса в качестве удобрений на продуктивность и лёжкоспособность картофеля //Материалы Международной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня. - 2010. - Том I. - С. 456-459.

Яссин Р.А. Влияние удобрений и бактеризации клубней на продуктивность и лёжкоспособность картофеля разных сортов. // Материалы Международной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня - 2010. - Том I. - С. 465-468.

Балова Е.Р., Яссин Р.А. Новые дешёвые технологии укрытия временных и стационарных буртов картофеля и сочных кормов. // Материалы Международной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени К.А. Тимирязева 1-2 июня -2010. - Том I. - С. 416-419.

Кобозев И.В., Яссин Р.А., Кузин П.В.. Маломатериалоёмкие наружные ограждения для хранения картофеля и других продуктов. // Доклады ТСХА - 2010. - Вып. 282 - Том 2. - С.285-287.

9. Яссин Р.А., Кобозев И.В., Тимирсултанов Э.-П.Э. Повышение эффективности хранения картофеля в крестьянских и фермерских хозяйствах. //Доклады ТСХА. - 2010. Вып. 282. - Том 2. - С. 287-291.

Размещено на Allbest.ru