Оценка урожайности картофеля, полученного при мульчировании почвы местными растительными материалами в различных почвенно-климатических условиях Ростовской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка урожайности картофеля, полученного при мульчировании почвы местными растительными материалами в различных почвенно-климатических условиях Ростовской области

Шевченко А.С., Авдеенко С.С.

Донской государственный аграрный университет

Аннотация

В статье рассмотрены результаты исследований по влиянию применения мульчирующих материалов растительного происхождения, произведенных на основе местных компонентов, на водный режим почвы и урожайность раннеспелого картофеля технического назначения, выращиваемого на орошении в различных почвенно-климатических условиях Ростовской области при весеннем и летнем сроках посадки клубней. Установлено, что продуктивность картофеля, выращенного в различных почвенно-климатических условиях с применением мульчирования растительными материалами, определялась уровнем адаптации к условиям произрастания. Мульчирующие материалы оказали влияние на формирование урожайности картофеля. В почвенно-климатических условиях Пролетарского района лучшим мульчирующим материалом была солома. В Веселовском районе более эффективным было мульчирование опилками. Более экономно расходовали влагу растения в Пролетарском районе при мульчировании соломой: коэффициент водопотребления - 72,3-90,1 м³/т, в Веселовском районе при мульчировании опилками: коэффициент водопотребления - 96,8-112,6 м³/т. На тяжелосуглинистой почве в Пролетарском районе для формирования 100 кг клубней расходовалось 7,2-9,1 м³ воды, на супесчаной почве в Веселовском районе - 9,7-11,3 м³ воды. Орошение благоприятствует хорошему росту и развитию не только культурных растений, но и сорняков, которые способны снизить урожайность культур на 35-95 %.

Ключевые слова: картофель, условия выращивания, растительные мульчирующие материалы

В России и Ростовской области картофель является одной из ведущих культур, несмотря на не совсем благоприятные условия для роста и развития. Среди населения области эта культура потребляется в объемах примерно 120-125 кг в год, и он является практически вторым хлебом. В последнее время в южных регионах овощеводства России наблюдается тенденция расширения производства раннего картофеля. В Ростовской области площади под картофелем с 2005 г. постоянно увеличивались с 9,2 тыс. га до 14,6 тыс. га в 2014 г., однако к 2016 г. этот показатель несколько снизился.

По своим почвенно-климатическим условиям Ростовская область относится к зоне, вполне благоприятной для выращивания картофеля, однако высокие летние температуры в период клубнеобразования приводят к быстрому вырождению картофеля и снижению урожайности. В то же время длительный безморозный период и применение приемов повышения влажности почвы позволяют использовать два срока посадки сортов картофеля с коротким вегетационным периодом: весенний и летний.

В случае, если имеется возможность защиты растений от воздействия весенних холодных температур и особенно заморозков с помощью разнообразных современных приемов, возможно и интенсивное производство сверхраннего картофеля. Причем расширение сроков выращивания картофеля позволяет расширить и ассортимент продукции, получаемой из него, а наличие в области завода по переработке картофеля еще больше этому способствует.

Как известно, картофель весьма влаголюбивая культура и обеспечение в период ее выращивания оптимальных параметров влажности почвы может существенно повысить продукционные возможности культуры, приблизив их к реальным генетическим возможностям. В зависимости от периодов роста и развития потребность растений картофеля в воде различается. В предвсходовый период потребность во влаге целиком покрывается за счет материнского клубня. При появлении всходов и в начальный период формирования ботвы, когда испаряющая поверхность листьев невелика, растениям достаточно небольшого количества влаги, поэтому они хорошо переносят засушливую погоду. В период бутонизации и цветения, когда площадь испаряющей поверхности листьев максимальная, потребность картофеля во влаге резко возрастает. Оптимальная предполивная влажность почвы (при высокой температуре) может снижаться иногда до 65-69 %НВ [1]. Физические свойства почвы (ее рыхлость, воздухо- и водопроницаемость) имеют большое значение при выращивании картофеля. При увеличении плотности почвы с 1,1 до 1,4 г/см² снижение урожайности составляло от 9,3 до 13,2 т/га [2].

Картофель принадлежит к числу важнейших продовольственных культур в мире. В России он возделывается повсеместно, где есть для этого подходящие почвенно-климатические условия. Несмотря на практически неограниченный спрос у населения Юга России, здесь существуют проблемы с нормальным обеспечением картофелем. Большие объемы его ежегодно завозятся из более северных регионов. Собственное же производство в незначительной части покрывает потребность в раннем картофеле. Основная проблема в производстве картофеля на Юге России в целом и в Ростовской области прежде всего, состоит в невозможности производства качественного посадочного материала. Несоответствие биологии культуры местным климатическим условиям приводит к проявлению вырождения и значительному снижению урожая [3].

В этой связи выявление сортов, обладающих высокой продуктивностью и качеством, пригодных для получения картофелепродуктов, востребованных в Ростовской области, а также совершенствование научно-обоснованных сортовых технологий производства картофеля является задачей актуальной и имеет важное практическое значение [4].

Целью исследований являлось совершенствование технологий возделывания картофеля в орошаемых условиях Ростовской области, включающих применение растительных мульчирующих материалов на основе вторичного сырья для повышения продуктивности посадок и качества продукции применительно к раннеспелым сортам технического назначения.

В условиях повышенных температур и малого количества выпадающих осадков в Ростовской области при возделывании картофеля важно изыскать агроприемы по регулированию температуры почвы, сохранению влаги в прикорневой зоне и препятствованию роста сорных растений. Мульчирование почвы растительными материалами на основе местного вторичного сырья позволяет решить проблемы, связанные с улучшением условий выращивания картофеля, поэтому актуально изучение этого технологического приема. На основе изучения литературы по данному вопросу нами было выяснено, что исследований в данном направлении применительно к Ростовской области, а тем более в ее разных почвенно-климатических условиях, не проводилось, что делает наши исследования актуальными, а новизна их не вызывает сомнений.

Наблюдения за температурой почвы в посадках картофеля показали, что растительные мульчирующие материалы из вторичного сырья местного производства, изучаемые в опыте, регулируют термический режим почвы, создавая благоприятные условия для развития корневой системы. Как известно, картофель - чрезвычайно требовательная в отношении температуры культура. Так, повышенная температура в зоне развития сначала корневой системы, а затем и товарной продукции в виде клубней, ведет к недополучению урожая и вырождению его семенных качеств. Установлено, что по мере затенения растениями поверхности почвы, то есть увеличения размеров вегетативной части растений, тепловой эффект от мульчирования снижался, так как возрастала роль самого растения.

На рост и развитие картофеля, наряду с температурными факторами, большую роль в острозасушливых условиях изучаемых районов, оказывает влажность почвы. В наших исследованиях при изучении растительных мульчирующих материалов было установлено, что под влиянием почвенно-климатических условий различных районов растения картофеля по-разному формировали урожай клубней. Различия в нарастании ассимиляционной поверхности при разных видах мульчирования отражались на урожайности. В Пролетарском районе на варианте с мульчированием соломой растения, имеющие высокую надземную массу, сформировали более высокий урожай клубней, как при весеннем, так и при летнем сроках посадки (табл. 1).

мульчирующий растительный раннеспелый картофель орошение

Таблица 1. Урожайность картофеля в Пролетарском районе (среднее за 2015-2017 гг.)

Анализ результатов урожайности картофеля, выращенного в почвенно- климатических условиях Пролетарского района с применением исследуемых видов мульчирующего материала, показал, что был сформирован неодинаковый урожай. Урожайность клубней на варианте с мульчированием соломой превышала контроль на 26,3% при весеннем сроке посадки и на 33,1% при летней посадке. На варианте с применением рисовой шелухи в весенний срок посадки была получена урожайность, превышающая контроль на 1,5 т/га, а при мульчировании опилками урожайность была на 3,6 т/га выше контроля. При летнем сроке посадки эффект от применения в качестве мульчи опилок и рисовой шелухи был одинаковым, полученная урожайность составляла 34,4-35,0 т/га. В общем, по опыту на основании анализа данных трех лет мы видим, что урожай летней посадки выше урожая весенней посадки. При этом эффект от мульчирующих материалов при летней посадке выше.

В условиях хозяйства первостепенное значение имеет урожай товарных клубней. По выходу товарных клубней в Пролетарском районе при обоих сроках посадки выделился вариант с мульчированием соломой. Товарность урожая составляла 98,2-98,5 %. На контрольном варианте товарность составляла 89,4-90,8 % и была ниже, чем при мульчировании на обоих сроках посадки. Очевидно, это связано с тяжелым гранулометрическим составом почвы. Уборку картофеля, который предназначен для длительного хранения, проводят при достижении клубнями полной физиологической спелости. Ранний картофель, выращиваемый для летнего потребления, начинают убирать раньше наступления полной спелости.

Проанализировав полученные данные урожайности и выхода товарных клубней в почвенно-климатических условиях Пролетарского района, можно сделать вывод о преимущественном влиянии соломы в качестве мульчирующего растительного материала, где урожайность и товарность достоверно превышали контроль в оба срока посадки: урожайность - на 26,3-33,1 %, товарность - на 8,6-5,7 %.

Анализ данных урожайности картофеля, выращенного под различными видами растительного мульчирующего материала в Веселовском районе, показал, что лучшими были опилки (табл. 2). Урожайность на варианте с мульчированием опилками составила 35,6 т/га при весеннем сроке посадки и 36,2 т/га при летнем. Эти показатели превышали контроль на 23,6% и на 19,1%, соответственно.

Мульчирование соломой и рисовой шелухой в этих условиях не дало существенных различий в урожайности в весенний срок посадки. В летний срок посадки на этих вариантах была получена урожайность ниже контрольного варианта. По выходу товарных клубней также выделился вариант с мульчированием опилками, где товарность составила 97,8-98,8 %. Характеристика урожайности и товарных показателей урожая, полученного в условиях Веселовском района, показала, что лучшим растительным мульчирующим материалом были опилки. Полученная урожайность 35,6-36,2 т/га существенно превышала контроль при обоих сроках посадки, при этом товарность урожая была 97,8- 98,8 %.

Таблица 2. Урожайность картофеля в Веселовском районе (среднее за 2015-2017 гг.)

Таким образом, продуктивность картофеля, выращенного в различных почвенно-климатических условиях с применением мульчирования растительными материалами, определялась уровнем адаптации к условиям произрастания. Мульчирующие материалы оказали влияние на формирование урожайности картофеля. В почвенно-климатических условиях Пролетарского района лучшим мульчирующим материалом была солома. В Веселовском районе более эффективным было мульчирование опилками.

Однако достигнутая урожайность - показатель обманчиво простой. На его формирование повлияло много факторов, одним из которых является водный режим посадок картофеля в условиях Пролетарского и Веселовского районов области (табл. 3 и 4). Количество поливов, необходимое для поддержания требуемой влажности почвы на изучаемых вариантах, различалось по годам. На контрольном варианте опытного участка в Пролетарском районе при весеннем сроке посадки было проведено в среднем за 2015-2017 годы 10,7 поливов, межполивной период составлял 5- 6 суток.

Нашими исследованиями в 2015-2017 гг. установлено, что мульчирующие материалы за счет снижения физического испарения с поверхности почвы, покрытой мульчей, в разной степени способствовали сохранению влаги. На варианте с мульчированием соломой было проведено в среднем 9,4 полива, опилками - 8,2 полива. При снижении количества поливов увеличивался межполивной период: так, при мульчировании опилками его продолжительность увеличилась на 1,5-2,0 суток.

Таблица 3. Водный режим картофеля в Пролетарском районе (среднее 2015-2017 гг.)

Важным показателем в орошаемых условиях является коэффициент водопотребления, характеризующий суммарный расход воды на формирование единицы товарной продукции. В наших опытах при весеннем сроке посадки в Пролетарском районе более экономно расходовали воду растения на варианте с мульчированием соломой, где коэффициент водопотребления составлял 72,3 м³/т, при 98,4 м³/т на контрольном варианте без мульчирования.

При летнем сроке посадки картофеля в Пролетарском районе с использованием растительных мульчирующих материалов было отмечено, что наилучшим эффектом сохранения влаги в период вегетации картофеля обладали опилки. На этом варианте за период вегетации в среднем было проведено на 2,4 полива меньше по сравнению с контролем без мульчирования, а оросительная норма снизилась на 445,6 м³/га

Таблица 4. Водный режим картофеля в Веселовском районе (среднее 2015-2017 гг.)

Коэффициент водопотребления при летнем сроке посадки был выше, чем при весеннем сроке. В среднем за 2015-2017 годы на контрольном варианте без мульчирования этот показатель составлял 127,0 м³/т, в то время как на варианте с мульчированием опилками он был 91,5 м³/т. Рисовая шелуха из всех опытных мульчирующих материалов менее всего сохраняла влагу в корнеобитаемом слое: коэффициент водопотребления в среднем составлял 101,1 м³/т. Наиболее экономно в летний период в Пролетарском районе расходовали влагу растения на варианте с мульчированием соломой, где коэффициент водопотребления составлял 90,1 м³/т.

Аналогичное влияние проявили мульчирующие материалы в Веселовском районе. На всех вариантах с применением мульчирования было отмечено сохранение влаги в течение более длительного периода, чем без мульчирования.

Веселовский район характеризуется легкими песчаными почвами и более высокими температурами в летний период, чем в Пролетарском районе. В этой связи при выращивании картофеля увеличивается расход воды, затраченной на создание урожая, и повышается значение мероприятий по ее экономии, в частности, применения мульчирования органическими материалами. Проведенные исследования показали, что на опытном участке в условиях Веселовского района при весеннем сроке посадки было проведено в среднем 15,6 поливов на контрольном варианте без мульчирования (табл. 4). При мульчировании соломой количество сократилось на 2,3 полива, опилками - на 2,9 поливов.

Коэффициент водопотребления при весеннем сроке посадки в Веселовском районе наибольшим был также на контрольном варианте, где он составлял 122,9 м³/т. Наименьший показатель коэффициента водопотребления был отмечен на варианте с мульчированием опилками: 96,8 м³/т. При мульчировании рисовой шелухой и соломой на создание единицы урожая было затрачено 105,9 и 110,5 м³/т воды, соответственно.

При летнем сроке посадки все показатели увеличились, что связано с длительностью вегетационного периода, высокими температурами и, соответственно, возросшим количеством поливов. На контрольном варианте без мульчирования было проведено в среднем 18,3 поливов, межполивной период сократился до 3,5-4,1 суток, оросительная норма составляла 3516,6 м³/га, коэффициент водопотребления - 138,1 м³/т (табл. 4).

Следует отметить, что опилки способствовали сохранению влаги в корнеобитаемом слое в течение межполивного периода, не вызывая пересыхания почвы даже при высоких дневных температурах воздуха. На варианте с мульчированием опилками было проведено 16,2 полива за вегетационный период при летней посадке картофеля в Веселовском районе, или на 2,1 полива меньше, чем на контроле без мульчирования. Коэффициент водопотребления составлял 112,6 м³/т, что на 25,5 м³/т меньше, чем на контроле, и на 32,6 м³/т - чем при мульчировании рисовой шелухой.

Таким образом, применение органических мульчирующих материалов на посадках картофеля при выращивании в различных почвенно-климатических условиях улучшает водный режим, создавая возможность растениям для экономного расходования влаги. При летнем сроке посадки на формирование единицы товарного урожая расходовалось больше воды, чем при весеннем сроке в обоих изучаемых районах, при этом в Веселовском районе коэффициент водопотребления был выше на всех вариантах. Более экономно расходовали влагу растения в Пролетарском районе при мульчировании соломой: коэффициент водопотребления - 72,3-90,1 м³/т, в Веселовском районе при мульчировании опилками: коэффициент водопотребления - 96,8-112,6 м³/т. На тяжелосуглинистой почве в Пролетарском районе для формирования 100 кг клубней расходовалось 7,2-9,1 м³ воды, на супесчаной почве в Веселовском районе - 9,7-11,3 м³ воды.

Орошение благоприятствует не только хорошему росту и развитию культурных растений, но и сорняков, которые способны снизить урожайность культур на 35-95 %.

Таким образом, оценка влияния мульчирующих материалов на основе местного вторичного сырья при выращивании картофеля в разных почвенно-климатических условиях Ростовской области показала положительный эффект данных материалов на водный и температурный режимы почвы, уровень урожайности. Более существенный эффект от мульчирующих материалов растительного происхождения получен в Веселовском районе при летнем сроке посадке.

Список использованных источников

1. Паненко И.Д. Рациональная организация орошения овощных, бахчевых культур и картофеля. - М.: Из-во МСХ СССР. - 1958. - 14 с.

2. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М.: Колос. - 1977. - 340 с.

3. Авдеенко С.С. Подбор сортов картофеля для Ростовской области // Фундаментальные исследования. - 2005, № 10. - С. 39-40.

4. Шевченко А.С., Авдеенко С.С. Урожайность сортов картофеля в зависимости от условий выращивания / Инновации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: Материалы всероссийской научно-практической конференции, 9 февраля 2017 г. - Пос. Персиановский: Донской ГАУ. - 2017. - С. 227-230.

Размещено на Allbest.ru