Экологически безопасная технология возделывания топинамбура с применением некорневых подкормок комплексными удобрениями

Автор: Усанова З.И., Смирнова И.Н., Павлов М.Н.

Журнал: Молочнохозяйственный вестник @vestnik-molochnoe

Рубрика: Сельскохозяйственные и ветеринарные науки

Статья в выпуске: 1 (57), 2025 года.

Бесплатный доступ

В работе обсуждаются результаты, полученные в двухфакторном полевом опыте на дерново-подзолистой почве Центрального Нечерноземья (Тверская область) в 2021-2023 гг. В опыте изучались комплексные удобрения при некорневых подкормках (фактор А): Акварин 3, Акварин 5, Фолирус Премиум, Гумат +7, контроль - вода, 300 л/га расход рабочей жидкости и способа применения (фактор В): одна некорневая подкормка при высоте растений 10-15 см, две подкормки - при высоте 10-15 и 40-50 см. Учетная площадь делянки по фактору А - 29,4 м2, по фактору В - 14,7 м2, повторность - четырехкратная. Объект исследований - сорт топинамбура Скороспелка. Выявлено, что некорневые подкормки повышали урожайность надземной массы на 36,4-41,4%, клубней - на 49,1-65,8%. Они снижали коэффициенты водопотребления: биологические на 35,9-39,3%, товарные на 31,6-36,9%. Рост урожайности обеспечен за счет усиления ростовых процессов, фотосинтетической деятельности, снижения расхода воды на единицу урожая. В самой сильной прямой положительной связи с показателями продуктивности (надземная масса, клубни, сырая фитомасса) находится высота растений (r = 0,892; 0,924; 0,921) и листовой фотосинтетический потенциал (r = 0,678; 0,714; 0,741). Наиболее экономически выгодными вариантами технологии возделывания топинамбура являются: с однократной подкормкой Акварином 3 или Фолирус Премиум и с двукратной - Гуматом +7. Рентабельность производства по сравнению с контролем увеличилась на 104,8-106,9 и 131,9 абс. %.

Еще

Топинамбур, сорт скороспелка, некорневые подкормки, комплексные удобрения, водопотребление, фотосинтетическая деятельность

Короткий адрес: https://sciup.org/149148734

IDR: 149148734 | DOI: 10.52231/2225-4269_2025_1_149

Текст научной статьи Экологически безопасная технология возделывания топинамбура с применением некорневых подкормок комплексными удобрениями

Актуальность

Топинамбур, или земляная груша ( Helianthus tuberosus L .) – клубненосное, крупнотравянистое, столонообразующее растение семейства Астровые ( Aster á ceae ), подсемейства Трубкоцветковые (Tabulillora) . Он является многолетним растением многостороннего использования благодаря ценному химическому составу зеленой массы и клубней [1–4].

Биологическое разнообразие топинамбура представлено раннеспелыми, среднеспелыми, позднеспелыми сортами и гибридами клубневого, силосного, комбинированного направления использования. Среди них в Нечерноземной зоне РФ преимущество имеет сорт Скороспелка клубневого направления. Это экологически пластичный, высокоурожайный сорт, продукция которого используется в фармации, пищевой и перерабатывающей промышленности, в кормопроизводстве и как фитомелиорант техногенно нарушенных земель [5,6].

Сорт Скороспелка создан в 70-е годы XX столетия методом отбора из белоклубневых форм французских популяций, включен в Госреестр селекционных достижений [7]. Благодаря применению более совершенных технологий и семеноводства он сохранил высокую продуктивность [8].

Повышение эффективности возделывания топинамбура требует разработки новых вариантов технологии возделывания, в том числе с использованием комплексных удобрений для некорневых подкормок, которые изучены недостаточно.

Цель работы – выявить наиболее эффективный вариант экологически безопасной технологии возделывания топинамбура с применением некорневых подкормок комплексными удобрениями.

Материалы и методы

Исследованияпроводилинадерново-подзолистойлегкосуглинистой почве в 2021-2023 гг. на опытном поле Тверской ГСХА. В почве содержалось гумуса (по Тюрину) 1,6%, легкогидролизуемого азота (по Корнфилду) 74,1 мг/кг, подвижного фосфора - 308 мг/кг, легкодоступного калия (по Кирсанову) – 121,4 мг/кг, рН солевой вытяжки – 4,94.

В опыте изучали два фактора: А – вид комплексного удобрения: А₁ – контроль, вода 300 л/га, А₂ – Акварин 3, 0,8 кг/га, А₃ – Акварин 5, 1,3 кг/га, А 4 - Фолирус Премиум, 5 л/га, А 5 - Гумат +7, 2 л/га; В - способ применения: В₁ – одна некорневая подкормка при высоте растений 10–15 см, В₂ – две некорневые подкормки: 1-я при высоте – 10–15 см, 2-я – 40–50 см. Расход рабочей жидкости – 300 л/га.

Площадь учетной делянки по фактору А – 42 м2, по фактору В – 21 м2, повторность опыта четырехкратная, расположение вариантов - систематическое.

Объекты исследования – сорт Скороспелка, раннеспелый, клубневого направления использования (авторы Г.В. Устименко-Бакумовский и З.И. Усанова) [7]; комплексные удобрения с микроэлементами: Акварин 3 – комплексное безбалластное минеральное удобрение с микроэлементами в хелатной форме, калийная группа Акваринов; Акварин 5 – комплексное, неорганическое водорастворимое удобрение с хелатным комплексом микроэлементов; Фолирус Премиум – универсальное комплексное микро- и макроудобрение, жидкая препаративная форма с микроэлементами в хелатной форме; Гумат +7 – содержит 80–88% гуминовых кислот 7 основных микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности растений.

Для исследований использовали хорошо апробированные методики: определение показателей фотосинтетической деятельности растений и водопотребления - И.С. Шатилова, М.К. Каюмов [9, 10], фенологические наблюдения и учет урожая по З.И. Усановой [11], дисперсионный, корреляционный и регрессивный анализы результатов исследований по Б.А. Доспехову [12].

В опытных посадках топинамбур возделывали по экологически безопасной технологии. Посадку проводили осенью (1-я декада октября) свежевыкопанными клубнями средней фракции по схеме 70x30 см в предварительно нарезанные гребни. Удобрения в дозах N64P64K64вносили весной под первую довсходовую междурядную обработку. В уходе за посадками применяли 2-3 междурядные обработки культиватором КОН-

2,8 ПМ и некорневые подкормки по схеме опыта.

Агрометеорологические условия отличались от среднемноголетних данных и между годами разным распределением тепла и влаги в течение вегетации растений, что оказало существенное влияние на формирование урожайности. От всходов до уборки урожая в 2021, 2о22, 2023 гг. сумма температур составила 2223, 2027, 2089 °C при норме 1922 C , сумма осадков 317,285, 278 мм при норме 304 мм, ГТК (по селянину) - 1,42; 1,43; 1,33 мм при норме за соответствующие периоды 1,58; 1,62 и 1,67 ед.

Результаты и обсуждение

Исследованиями выявлено, что продуктивность топинамбура во многом зависит от агрометеорологических условий в годы возделывания и некорневых подкормок. Их влияние проявляется как на процессах роста и развития, так и на фотосинтетической деятельности растений и водопотреблении. Так, репродуктивное развитие (наступление фазы бутонизации) в контрольных вариантах календарно наступало в 2021 г. – 29 июля, в 2022 г. – 23 июля, в 2023 г. – 26 июля. При некорневых подкормках фаза бутонизации начиналась раньше на 1-4 дня. Период «бутонизация – цветение» удлинялся при этом также на 2–4 дня, а «цветение – отцветание» сокращался на такое же время, отчего период от всходов до отцветания колебался по годам от 110 до 111 дней.

Конечная продуктивность топинамбура более высоких показателей достигала в 2023 г., когда общий сбор сырой фитомассы (ботва + клубни) достиг 128 т/га при одной некорневой подкормке (в среднем по удобрениям) и 154 т/га при двух. Близкая урожайность получена в 2022 году. В 2021 г. она была меньше, чем в 2023 г., на 70,2–101,7 т/га. Снижение урожайности топинамбура в 2021 году объясняется в основном засушливой погодой в период репродуктивного развития, когда выпало 23 мм осадков (24,5% от нормы). В этот период засуха наносит наибольший ущерб урожаю [12].

Некорневые подкормки во все годы способствовали значительному повышению урожайности топинамбура (табл. 1). Наибольший сбор надземной массы с гектара в среднем за 3 года получен в вариантах: при одной некорневой подкормке с Акварином 3 и Акварином 5, при двух – с Гуматом +7. Прибавки к контролю составили соответственно 33,6–41,4% и 40,8%.

Наиболее высокие и близкие между собой урожаи ботвы получены в 2022 и в 2023 гг., когда выпало наибольшее количество осадков в фазу бутонизации (81 и 128 мм).

По действию на урожайность клубней комплексные удобрения были близки между собой. Максимальной она была в вариантах с одной подкормкой Фолирус Премиум (в среднем 69,3 т/га) и двумя – Гуматом

+7 (77 т/га). В среднем за три года прибавки урожая к контролям 1 и 2 составили 47,1 и 56,8%.

Тепло- и влагообеспеченность посадок в разные годы оказали существенное влияние на урожайность клубней. В среднем по срокам подкормки (фактор В) в 2021 году она была меньше, чем в 2022 и 2023 гг. в 2,3 и 2,6 раза. Это объясняется дефицитом влаги в критический период в ее потребности, так и сравнительно холодной погодой в третьей декаде августа, 1 и 2 декадах сентября, когда происходит наибольший рост клубней.

Таблица 1 – Конечная продуктивность топинамбура в разные годы в зависимости от некорневых подкормок, т/га, 2021–2023 гг.

Удобрение (фактор А)	Число подкормок (фактор В)	2021	Ботва, т/га 2022 2023 ^в среднем			2021	Клубни, т/га 2022 2023 ^в среднем
Контроль (вода)	1	13,2	55,2	39,5	36,0	24,4	72,7	44,3	47,1
Акварин 3		20,9	76,3	47,2	48,1	35,8	87,6	73,2	65,5
Акварин 5		22,8	63,3	66,5	50,9	34,9	79,7	85,6	66,7
Фолирус Премиум		19,1	63,9	62,8	48,6	27,7	86,7	93,4	69,3
Гумат +7		23,5	57,1	53,7	44,8	31,7	77,7	73,7	61,0
В среднем по В₁		19,9	63,2	54,0	45,7	30,9	80,9	74,0	61,9
Контроль (вода)	2	11,0	54,9	43,7	36,5	25,0	64,3	58,0	49,1
Акварин 3		18,5	58,1	61,4	46,0	34,8	77,3	92,7	68,3
Акварин 5		19,8	58,1	62,2	46,7	31,2	65,3	90,6	62,4
Фолирус Премиум		17,0	70,4	61,2	49,5	36,5	63,6	115,1	71,7
Гумат +7		25,1	64,3	64,8	51,4	42,6	68,1	120,4	77,0
В среднем по В₂		18,3	61,2	58,7	46,0	34,0	67,7	95,3	65,7
НСР₀₅ для частных различий		3,19	4,39	4,92	4,17	3,75	3,96	4,97	4,23
НСР₀₅ для препарата		1,43	1,55	2,20	1,73	1,68	1,40	2,22	1,77
НСР₀₅ для кол-ва подкормок		2,25	3,10	3,48	2,94	2,65	2,80	3,51	2,99

Важнымпоказателемпродуктивноститопинамбураявляетсяурожай абсолютно сухой фитомассы. Выявлено, что некорневые подкормки, как правило, повышали этот показатель (рисунок 1). Наибольшим сбором сухой фитомассы с гектара в конце фазы цветения характеризовался

2023 год, который был более благоприятным для накопления сухого вещества в органах растения.

В среднем за три года более высокий урожай сухой фитомассы был накоплен в вариантах с однократной подкормкой Акварином 3 (29,5 т/ га) и двукратной Гуматом +7 (31,9 т/га). Прибавки к контролю 1 и 2 составили 11,1 и 8,7 т/га или 60,3 и 37,5%.

Формирование урожайности во многом зависит от влагообеспеченности посевов (агроценозов). Программирование действительно возможных урожаев сельскохозяйственных культур (ДВУ) требует определения коэффициентов водопотребления для каждой возделываемой культуры [10].

Рисунок 1 – Влияние некорневых подкормок топинамбура на урожай сухой фитомассы в разные годы, т/га. НСР05: частных различий – 1,74 т/ га, по удобрениям – 0,72 т/га, по числу подкормок – 1,23 т/га

Исследованиями выявлено, что коэффициенты водопотребления зависят от некорневых подкормок и агроклиматических условий в годы возделывания (табл. 2). Они находятся в прямой зависимости от суммарного водопотребления (W) и в обратной от урожайности сухой фитомассы (K_w биологические) и товарной продукции, в данном случае – клубни (К_w товарные).

Таблица 2 – Биологические (Kw биол.) и товарные (Kw тов.) коэффициенты водопотребления топинамбура в разные годы в зависимости от некорневых подкормок

Удобрение (фактор А)	Число подкормок (фактор В)	2021	Kw 2022	биол. 2023	среднее	2021	Kw 2022	тов. 2023	среднее
Контроль (вода)	1	406	230	174	270	195	60	96	117
Акварин 3		246	179	95	173	133	50	58	80
Акварин 5		322	317	75	238	137	55	50	80
Фолирус Премиум		308	251	177	245	172	50	45	89
Гумат +7		267	172	167	202	150	56	58	88
В среднем по В₁		300	218	121	213	154	54	57	88
Контроль (вода)	2	482	209	109	267	191	68	73	111
Акварин 3		314	168	97	193	137	56	46	80
Акварин 5		324	305	91	240	153	67	47	89
Фолирус Премиум		378	238	82	232	131	67	37	79
Гумат +7		229	172	86	162	112	64	35	70
В среднем по В₂		325	208	92	208	140	65	44	83
В среднем за год		325	222	114	210	150	60	54	88
НСР₀₅ для частных различий		214	14,0	8,0	14,5	9,8	3,9	3,4	6,5
НСР₀₅ для препарата		8,8	5,8	3,4	5,2	4,1	1,6	1,4	2,7
НСР₀₅ для кол-ва подкормок		15,1	9,9	5,7	10,7	6,9	2,8	2,4	4,6

В годы исследований суммарное водопотребление различалось незначительно: 2021 г. – 477 мм, 2022 г. – 437 мм, 2023 г. – 423 мм. Разница составила 13–53 мм продуктивной влаги. Значительно большим колебанием по годам, как отмечено выше, подвергалась урожайность сухой фитомассы и клубней. Это обстоятельство явилось решающим в определении расхода воды на единицу продукции топинамбура.

Экономным расходованием воды на единицу сухой фитомассы топинамбур характеризовался в 2023 году, а клубней – в 2022 и 2023 гг., когда получен наибольший урожай сухой фитомассы и клубней.

Существенной экономии водных ресурсов способствовали некорневыеподкормкивсемикомплекснымиудобрениями.Наименьшими биологическими коэффициентами водопотребления в среднем за три года отличались варианты с одной некорневой подкормкой Акварином 3 и с двумя – Гуматом +7. В сравнении с контролем 1 и 2 снижение составило 97 и 105 мм×га/ц, или 31,6 и 36,9%.

Товарные коэффициенты водопотребления самыми низкими были в вариантах с одной подкормкой Акварином 3 и Акварином 5, с двумя – с Гуматом +7. По сравнению с контролем 1 и 2 снижение составило 37 и 41 мм×га/ц, или 31,6 и 36,9 %.

Некорневые подкормки оказали существенное влияние на ростовые процессы и фотосинтетическую деятельность растений в агроценозе, увеличивали высоту растений и листовой фотосинтетический потенциал (ЛФП) (табл. 3). В среднем за три года наибольшая высота растений отмечена в вариантах с одной подкормкой Акварином 3 (200 см) и с двумя – Фолирус Премиум (207 см), прибавки к контролю составили 6 и 20 см (при НСР₀₅ – 4,47 см).

Таблица 3 – Влияние некорневых подкормок на высоту растений и листовой фотосинтетический потенциал в разные годы, 2021–2023 гг.

Удобрение (фактор А)	Число подкормок (фактор В)	Высота, см 2021 г. 2022 г. 2023 г.			ЛФП, млн.м²×сутки/га 2021 г. 2022 г. 2023 г.
Контроль (вода)	1	168	210	204	1,02	1,52	2,28
Акварин 3		179	217	203	1,61	2,19	3,42
Акварин 5		182	207	209	1,25	1,70	3,89
Фолирус Премиум		180	208	209	1,75	2,32	2,31
Гумат +7		183	200	206	1,17	1,91	2,13
В среднем по В₁		178	208	206	1,34	1,93	2,80
Контроль (вода)	2	158	200	204	0,98	1,35	2,94
Акварин 3		179	213	204	1,17	2,64	3,41
Акварин 5		177	211	222	1,18	1,68	3,35
Фолирус Премиум		183	216	217	1,35	2,39	3,59
Гумат +7		180	197	217	1,37	2,10	3,07

В среднем по В₂	175	207	214	1,15	2,07	3,27
В среднем за год	176	208	210	1,25	2,00	2,10
НСР₀₅ для частных различий	20,1			0,13	0,20	0,31
НСР₀₅ для препарата	4,9			0,03	0,05	0,08
НСР₀₅ для кол-ва подкормок	12,7			0,08	0,13	0,20

Более мощный ЛФП сформирован при одной подкормке Акварином 5 (в среднем за 3 года - 2,40 млн м2хсутки/га) и при двух - Акварином 3 и Фолирус Премиум (2,41 млн м2хсутки/га).

Корреляционный и регрессивный анализы подтвердили сильную прямую положительную связь показателей продуктивности растений с высотой растений и ЛФП. Коэффициент корреляции (r) связи урожайности ботвы с высотой растений равен 0,924, клубней – 0,892, сырой фитомассы – 0,921, а с листовым фотосинтетическим потенциалом соответственно - 0,678, 0,714. При этом фактические критерии Стьюдента (t) и Фишера (f) были значительно выше табличных. Получены надежные уравнения регрессии.

Выбрать лучшие варианты технологии возделывания можно на основе проведения экономических расчетов. Они показали, что возделывание топинамбура в Центральном Нечерноземье выгодно при всех вариантах технологии (табл. 4). Применение некорневых подкормок существенно повышало экономическую эффективность. Наиболее экономически выгодными вариантами являются: возделывание с однократной некорневой подкормкой Акварином 5 или Фолирус Премиум и с двукратной – некорневой подкормкой Гуматом +7.

Таблица 4 – Экономическая эффективность топинамбура при возделывании в разных вариантах технологии с применением некорневых подкормок комплексными удобрениями, среднее за 2021–2023 гг.

Число подкормок (В)	Удобрение (А)	Производственные затраты, тыс. руб.	Условночистый доход, тыс. руб./га	Уровень рентабельности, %	Себестоимость клубней, руб./ц
В 1	Вода (контроль)	348,2	651,7	187,2	738,9
	Акварин 3	360,1	1027,4	285,3	549,5
	Акварин 5	361,2	1054,4	292,0	541,4
	Фолирус Премиум	371,3	1091,9	294,1	536,0
	Гумат +7	357,3	934,6	261,6	585,6
	Среднее по В 1	359,6	952,0	264,0	590,3

В 2	Вода (контроль)	349,4	690,6	197,6	711,9
	Акварин 3	365,7	1073,1	293,4	535,7
	Акварин 5	362,4	959,8	264,9	581,0
	Фолирус Премиум	377,0	1136,5	301,5	525,7
	Гумат +7	371,6	1251,2	336,7	482,4
	Среднее по В 2	365,2	1022,2	278,8	567,4
Среднее по опыту 362,4			987,1	271,4	578,8

По сравнению с контролем получены прибавки условно чистого дохода соответственно по вариантам: 402,7–442,0 тыс. руб. (61,8– 67,5%) и 560,0 тыс. руб. (81,2), повышение уровня рентабельности на 104,8–106,9 и 139,1 абс. %. Снижение себестоимости клубней в этих вариантах 197,5–202,4 и 229,5 руб./ц, или 26,7–27,5 и 32,2%.

Выводы

1. В условиях Центрального Нечерноземья РФ топинамбур сорта Скороспелка при возделывании его по экологически безопасной технологии с применением некорневых подкормок комплексными удобрениями может формировать урожайность надземной массы (ботвы) в разные годы 22,0–66,5 т/га, клубней – 42,6–124 т/га.
2. Некорневые подкормки комплексными удобрениями способствовали более экономичному расходованию воды как на единицу урожая сухой фитомассы, так и клубней, снижали коэффициенты во-допотребления в среднем за 3 года K w биологические на 35,9-39,3%, K w товарные - на 31,6-36,9%. В неблагоприятные годы (2021) расход воды на создание единицы урожая сухой фитомассы повышается в 1,8 раза, на единицу урожая клубней – в 2,8 раза.
3. Формирование высокой урожайности топинамбура достигается за счет экономичного расходования влаги, а также усиления ростовых процессов, фотосинтетической деятельности растений в агроценозе.
4. Наиболее экономически выгодно возделывание топинамбура сорта Скороспелка в вариантах экологически безопасной технологии с использованием однократной некорневой подкормки комплексными удобрениями Акварин 5 или Фолирус Премиум и с двукратной - Гумат +7, что позволяет получить высокий условно чистый доход 1055–1251 тыс. руб./га с уровнем рентабельности производства 292-337% и себестоимостью клубней 541 и 482 руб./ц.

Снижение урожайности в неблагоприятные годы объясняется в основном дефицитом влаги в период репродуктивного развития.

Комплексные удобрения при некорневых подкормках повышают урожайность ботвы на 36,4–41,4%, клубней – на 47,1–56,8%.

Для программирования урожайности топинамбура целесообразно использовать средние коэффициенты водопотребления: Кw биологический – 210, Кw товарный – 88 мм×га/ц илим3/т.

Показатели продуктивности топинамбура находятся в сильной прямой положительной связи с высотой растений (r = 0,892–0,924) и листовым фотосинтетическим потенциалом (г = 0,678-0,714) при фактических показателях t и F значительно выше табличных.

Статья научная