Динамика роста надземной части среднераннего картофеля сорта Невский в южной лесостепи Республики Башкортостан

Введение. Картофель является одной из важнейших продовольственных культур в Республике Башкортостан. За последние пять лет в республике выросло как потребление «второго хлеба» (до 180 кг/чел.), так и его производство (до 270 кг/чел.) [2].

По мнению [5, 7], мощно развитая ботва оказывает влияние на урожай картофеля. Ряд исследователей придерживаются мнения, что мощная ботва «забирает» питательные вещества в ущерб формированию товарности клубней. По мере роста и развития растения потребность в питательных веществах и влаге возрастает, а наивысшая потребность отмечается в период бутонизации и цветения, когда надземная масса сильно развита, жизнедеятельна [3 , 10-12]. В этот период формируется большая испаряющая поверхность листьев, а также увеличивается потребление воды образующимися столонами и растущими клубнями.

В засушливые годы сильно развитая, мощная ботва усиливает испарение, тем самым снижая урожай, а во влажные годы, напротив, необходимо усилить рост ботвы [4, 8]. В своих трудах В. Бертон крайне негативно описывает влияние мощной ботвы на урожай картофеля во влажные годы [3]. По его исследованиям, такая ботва не позволяет нижним листьям получать солнечный свет, вследствие чего они желтеют, опадают и поражаются грибком.

Для наблюдения за состоянием надземной части картофеля по фазам вегетации, в частности массы, высоты и количества стеблей при внесении различных доз органических удобрений при орошении и в богарных условиях, на опытных экспериментальных участках воднобалансовой станции ФГБУ Управления «Баш-мелиоводхоз» Уфимского района Республики Башкортостан был заложен стационарный полевой сельскохозяйственный опыт, сопровож- дающийся сопутствующими фенологическими наблюдениями, учетами и анализами в соответствии с методикой и техникой постановки полевых сельскохозяйственных опытов.

Цель исследования . Изучить влияние органических удобрений и фона увлажнения на состояние надземной части растений картофеля сорта Невский в южной степи Республики Баш-корстостан.

Задачи: проанализировать произведенные фенологические наблюдения за надземной вегетативной массой ботвы, выявить корреляционно-регрессионную зависимость урожайности картофеля от массы ботвы, высоты стеблей и их количества, от вида, дозы удобрений и фона орошения.

Методы и результаты исследования . Почвы опытного участка – чернозем выщелоченный маломощный легкоглинистый среднегумусный слабоэродированный на аллювиально-деллювиальной карбонатной глине. Содержание гумуса в пахотном слое (0–30 см) составляет 6,1 %, щелочногидролизируемого азота 154 мг/кг, подвижного фосфора 4,44 мг/кг, обменного калия 75 мг/кг. Реакция почвенной среды слабокислая (рН = 5,0) [7].

На делянках возделывался картофель сорта Невский с внесением навоза крупного рогатого скота (КРС) и помета птицы в дозах 40, 60, 80, 100 и 120 т/га и без удобрений, с применением орошения и в условиях богарного земледелия. Органические удобрения были внесены и заделаны в почву при весенней обработке перед посадкой картофеля. Характеристика питательной ценности удобрений приведена в таблице 1.

Химический состав органических удобрений

Таблица 1

Удобрение	Влажность, %	В возд. сухом веществе
		рН	Органич. вещество, %	Азот, %	Фосфор, %
Навоз КРС	43,11	7,94	69,50	2,11	0,565
Птичий помёт	59,41	7,76	62,67	2,94	0,315

Из таблицы 1 видно, что навоз КРС и помет ганическим веществом – на 6,83 %, а фосфором птиц имеют показатель рН, определяющий сре- – на 0,25 %. Однако птичий помет содержит в ду как щелочную. Навоз КРС богаче помета ор-

себе на 0,83 % больше азота, чем перепревший навоз КРС.

Площадь учетных делянок 16 м2, повторность трехкратная.

Перед посадкой семена обработали инсектофунгицидом «Престиж». Картофель высаживали после минования угрозы заморозков, как только почва достигала пахотно-спелого состояния и на глубине 10 см прогревалась до 8– 10 ° С (среднесуточная температура почвы). Ка-лендарно для рассматриваемой зоны – это в среднем от 17 до 27 мая [6]. Густота посадки составляла 37500 шт/га, с шириной междурядий 70 см.

Обеспеченность периода вегетации влагой – один из основных факторов, лимитирующих рост растения картофеля [1, 9]. В годы проведения опытов было проведено от одного до трех поливов. Оросительная норма при этом составляла от 643 до 2350 м3/га и зависела от складывающихся метеорологических условий.

Исследуя динамику роста опытных растений, мы проводили выкопку пяти типичных кустов картофеля в трёхкратной повторности в период цветения, увядания ботвы и уборки. Анализируя состояние наземной вегетативной массы, производили подсчет количества стеблей, их высоту и вес.

Вегетационный период картофеля в годы проведения опытов (2014–2016 гг.) характеризовался крайне неравномерным увлажнением и колебанием температуры воздуха в период вегетации.

Фенологические наблюдения за растениями культуры картофеля в годы проведения опыта показали, что наступление фаз развития и переход из одного этапа онтогенеза в другой зависят в основном от метеорологических условий, а также от фона увлажнения (табл. 2).

Таблица 2

Фаза развития	2014 г.		2015 г.		2016 г.
	Богара	Орошение	Богара	Орошение	Богара	Орошение
Посадка	30.05	29.05	31.05	30.05	08.05	07.05
Всходы	22.06	18.06	21.06	20.06	20.05	20.05
Бутонизация	20.07	16.07	14.06	11.07	26.06	26.06
Цветение	27.07	23.07	22.07	19.07	07.07	07.07
Увядание ботвы	10.08	17.08	11.08	15.08	02.08	04.08
Уборка урожая	03.09	02.09	06.09	06.09	25.08	28.08

* Учитывались сроки, когда не менее 75 % всех растений вступали в фазу вегетации.

Фенологические сведения о фазах развития картофеля*

Из таблицы 2 видно, что в 2016 году посадку произвели на 23 дня раньше ввиду наступления ранней весны. В 2014–2015 гг. произвели посадку при наступлении физической спелости почвы и при миновании угрозы заморозков.

При наблюдении за картофелем на орошаемых участках и на богаре видно, что до фазы цветения особых различий в развитии не наблюдается, однако в 2014 году фаза увядания ботвы на неорошаемых участках началась на 15-й день от цветения, на орошаемых участках – на 26-й день. В 2015 году фаза увядания ботвы на неорошаемых участках началась на 21-й день от фазы цветения, на орошаемых участках – на 31-й день. В 2016 году фаза увядания ботвы на неорошаемых участках началась на 27-й день, а на орошаемых – на 29-й день от фазы цветения. Видно, что орошение способствует увеличению периода от цветения до увядания ботвы. В 2016 году ввиду сильной засухи вегетационный период растений сократился и фаза увядания на делянках наступила примерно одинаково – с разницей всего в 2 дня. Средняя продолжительность вегетации картофеля составила 115 дней.

На делянках с различными дозами органических удобрений растения картофеля развивались равномерно.

В среднем за 3 года картина наблюдений за изменением состояния наземной части растений за период вегетации сложилась следующая (рис. 1).

На рисунке 1 видно, что на богаре в период цветения наибольшую высоту стебля имел картофель, произрастающий на помете 40 и 100 т/га, – 46 см. На навозе КРС 120 т/га высота стебля составила 42 см. Наименьшая высота стебля была отмечена на навозе 40 т/га. В фазу увядания ботвы наибольшая высота стебля была представлена при дозе помета 40 т/га – 44 см, наименьшая – 30 см на навозе 40 т/га. На момент уборки наибольший рост был зафиксирован на дозе помета 120 т/га – 35 см, наименьший – 25 см на навозе 40 т/га. Исходя из фенологических наблюдений за высотой стеблей растений, можно сделать вывод, что наибольшую высоту стебли картофеля достигали в фазу цветения, после чего тургорное давление начинает ослабевать, растение переходит из состояния роста в состояние старения, увядания.

На орошаемых участках в фазу цветения наибольшая высота отмечена у растений на дозе помёта 60 т/га – 52 см, наименьшая высота – 34 см на дозе навоза 100 т/га. К фазе увядания ботвы наибольшая высота отмечена на дозе помета 100 т/га. В среднем высота растений на всех делянках понизилась на 5 см. Наименьшая высота была отмечена на контрольной делянке – 32 см. На момент уборки наибольшая высота растения была отмечена на дозе помета 40 т/га – 39 см, наименьшая – 27 см на вариантах контроль, навоз 60 т/га, навоз 100 т/га (рис. 1).

Рис. 1. Динамика высоты стебля по фазам вегетации на орошении и богаре в среднем за 2014–2016 гг., см

Для определения зависимости высоты стеблестоя от доз помета (х 1 ), доз навоза (х 2 ) и фона увлажнения (х 3 ) было рассчитано уравнение множественной регрессии: у=37,1+(0,088·х 1 )+ (0,0015·х 2 )+(2,27·х 3 ), с коэффициентом корреляции r=0,76 (высокая связь). Поскольку значения полученной теоретической функции близки к экспериментальным, то можно сказать, что высота растения коррелирует с видом, дозой удобрения и с наличием увлажнения.

На вариантах с орошением у растений развилась более мощная ботва в сравнении с богарными делянками, что было заметно и невоо- руженным глазом. На богаре в период цветения самую мощную ботву имел картофель на помёте 40 т/га – 0,27 кг. Самая слабая ботва картофеля развилась при дозе навоза 40 т/га – 0,11 кг. В среднем масса ботвы на делянках, удобряемых пометом, была на 0,07 кг тяжелее ботвы растений, произрастающих на навозе. В фазу увядания ботвы наибольшая масса надземной части была зафиксирована при дозе помёта 80 т/га – 0,43 кг, наименьшая масса – 0,09 кг – на контрольном участке. Прибавка массы от фазы цветения к фазе увядания ботвы наблюдалась у растений при дозе помёта

60 т/га – на 0,04 кг, помёта 80 т/га – на 0,2 кг, навоза 40 т/га – на 0,05 кг, навоза 80 т/га – 0,04 кг, навоза 120 т/га – на 0,06 кг. К моменту уборки ботва резко потеряла массу, ее вес составил от 0,02 кг на контрольном участке до 0,13 кг на помете 60 и 80 т/га соответственно.

Если сравнивать делянки на богаре и на орошении, можно увидеть, что чуть больше потери в массе к моменту уборки от фазы увядания ботвы имели растения на богаре. В период цветения на птичьем помете самой пышной ботвой выделялась делянка с дозой помета 80 т/га. Минимальная масса ботвы наблюдалась при дозе навоза 60 т/га. Аналогичная тенденция прослеживалась и к фазе увядания бот- вы. На помете 80 т/га масса ботвы также держалась на самой высокой отметке – 0,40 кг, а на навозе 60 т/га – 0,12 кг. К моменту уборки растений ботва дала сильную усушку, особенно на орошаемых участках – в среднем на 0,17 кг. Наименьший вес ботвы отмечен на контрольном участке – 0,03 кг.

Анализируя данные фенологических наблюдений за массой ботвы, можно сделать следующий вывод. На вариантах с орошением к моменту наступления фазы увядания ботвы на богаре растения ещё продолжают развивать надземную массу. Процесс роста растений картофеля не ограничен недостатком влаги, поэтому они продолжает своё развитие (табл. 3).

Таблица 3

Динамика массы надземной части растений картофеля по фазам вегетации на орошении и богаре в среднем за 2014–2016 гг., кг на 1 растение

Доза и вид органических удобрений	Богара			Орошение
	Цветение	Увядание	Уборка	Цветение	Увядание	Уборка
Без удобрений	0,17	0,09	0,02	0,18	0,25	0,03
Помет 40 т/га	0,27	0,21	0,09	0,26	0,32	0,19
Помет 60 т/га	0,18	0,22	0,13	0,26	0,23	0,14
Помет 80 т/га	0,23	0,43	0,13	0,28	0,40	0,12
Помет 100 т/га	0,23	0,22	0,12	0,25	0,35	0,17
Помет 120 т/га	0,25	0,25	0,11	0,22	0,28	0,12
Навоз 40 т/га	0,11	0,16	0,04	0,13	0,29	0,05
Навоз 60 т/га	0,16	0,10	0,05	0,11	0,12	0,05
Навоз 80 т/га	0,17	0,21	0,10	0,18	0,26	0,10
Навоз 100 т/га	0,13	0,13	0,09	0,15	0,15	0,03
Навоз 120 т/га	0,14	0,20	0,07	0,22	0,33	0,07

Из данных таблицы 3 видно, что наибольшая масса ботвы была получена на варианте помет 80 т/га на фоне орошения и при естественных условиях увлажнения. Масса ботвы и на богаре, и на орошении в 2015 году была заметно выше, чем в 2014 и 2015 гг. Это объясняется тем, что 2014 и 2016 гг. были очень засушливыми (ГТК 2014 =0,69, ГТК 2016 =0,52 соответственно ).

Также нами было изучено количество стеблей картофеля (рис. 2). Из рисунка 2 видно, что растения, растущие на орошении, образовывали большее количество стеблей, чем растения на богаре. Так, на вариантах без удобрений, помет 40 т/га, помет 80–120 т/га, навоз 40 и 80 т/га на орошаемом картофеле в среднем было отмечено на 1 единицу стебля больше, чем на богарном картофеле. На варианте помет 60 т/га на орошении в среднем насчитывалось на 2 стебля больше, чем на картофеле на богаре.

Для определения зависимости количества стеблей от доз помета (х 1 ), доз навоза (х 2 ) и фона орошения (х 3 ) было рассчитано уравнение множественной регрессии: у=3,44+(-0,056·х 1 )+ (-0,00575·х 2 )+(0,709·х 3 ). При исследовании данного уравнения оказалось, что на количество стеблей оказывают влияние факторы: доза, вид удобрений и фон увлажнения. В целом общая картина выражается коэффициентом корреляции r=0,54, что свидетельствует о наличии средней связи между рассматриваемыми совокупностями переменных (факторов).

в Без удобрений н Помет 40 т/га в Помет 60 т/га н Помет 80 т/га и Помет 100 т/га и Помет 120 т/га ы Навоз 40 т/га

н Без удобрений н Помет 40 т/га и Помет 60 т/га в Помет 80 т/га в Помет 100 т/га и Помет 120 т/га н Навоз 40 т/га и Навоз 60 т/га

а

б

Рис. 2. Динамика количества стеблей растения картофеля в фазу цветения в среднем за 2014–2016 гг.: а – на богаре; б – на орошении

Выводы

• 1.    Орошение способствует продлению вегетационного периода среднераннего картофеля.

• 2.    Наибольшую массу ботвы растения картофеля наращивают в момент от фазы цветения до фазы увядания ботвы.

• 3.    Растения, растущие на орошении, образовывали большее количество стеблей, чем растения на богаре.

• 4.    Внесение помета и навоза в дозах 100 и 120 т/га не привело к усилению роста ботвы как на орошении, так и на богаре.

• 5.    Выявлена высокая степень связи между высотой стеблестоя, видом, дозой удобрения и фоном увлажнения; средняя степень связи между количеством стеблей, видом, дозой удобрения и фоном увлажнения.