Реакция различных сортов картофеля на естественное плодородие и удобрения при возделывании на лугово-черноземной почве в условиях Омского Прииртышья

Картофель принадлежит к числу ценных сельскохозяйственных культур высокой продуктивности с высокими требованиями к условиям минерального питания.

При установлении доз удобрений следует исходить из потребности растений в питательных веществах, необходимых для создания хозяйственно-полезного урожая, что в свою очередь зависит от ряда факторов: типа почвы, условий выращивания, особенностей сорта, соотношения между элементами питания и т.д. [1].

Вопросы сортовой отзывчивости картофеля на внесение удобрений изучают давно, однако они актуальны и сегодня: различие в реакции сортов на удобрения по величине настолько значительно, что это нельзя игнорировать при их использовании под культуру [2; 3].

В связи с этим диагностика минерального питания перспективных сортов картофеля, отзывчивых на естественное плодородие почвы и внесение удобрений, в конкретных почвенно-климатических условиях требует детального изучения.

Новизна результатов исследования заключается в том, что впервые рассмотрены отечественные и зарубежные сорта картофеля при возделывании на лугово-черноземной почве Омского Прииртышья. Для опытных сортов на основе химического состава почвы и растений установлены параметры, позволяющие рассчитывать эффективные дозы минеральных удобрений.

Цель исследования: изучить реакцию разных сортов картофеля на естественное плодородие и применение удобрений.

В связи с поставленной целью были определены задачи:

• 1.    Оценить отзывчивость различных сортов картофеля на естественное плодородие почвы.

• 2.    Определить реакцию сортов на применение расчетных доз удобрений.

• 3.    Изучить влияние удобрений на качество урожая.

• 4.    Установить вынос и расход питательных веществ растениями картофеля на создание единицы целевой продукции.

• 5.    Определить коэффициенты использования элементов питания опытных сортов из лугово-черноземной почвы (КИП) и эффективность удобрений (ПЭУ).

• 6.    Оценить биоэнергетическую целесообразность применения удобрений под различные сорта картофеля.

Объекты и методы

Объектами исследований служили почва, минеральные удобрения и различные сорта картофеля отечественной селекции – Алая Заря, Свитанок Киевский, Кормилец, Зекура и Розара (Германия).

Полевые опыты заложены на опытном поле Омского ГАУ в период с 2008 по 2010 г. по схеме:

• 1.    Без удобрений (контроль).

• 2.    Расчетная доза (на основе оптимальных уровней – ОУ).

Во все годы исследования почва имела очень низкое содержание нитратного азота и достаточное количество обменного калия. Уровень подвижного фосфора был заниженным в 2008 г. и 2010 г. и оптимальным в 2009 г. Исходя из оптимальных уровней содержания элементов питания в почве, установленных для картофеля, и их фактического содержания, до посадки культуры были рассчитаны дозы азотно-фосфорных удобрений: N 105 P 110 – 2008 г., N 100 – 2009 г., N 77 P 25 – 2010 г.

Дозы удобрений на планируемый урожай и его прибавку вычисляли по формуле Д = (Эо – Эф)/в, где Эо – оптимальное содержание элемента в почве, мг/100 г почвы; Эф – фактическое содержание элемента в почве, мг/100 г почвы; в – коэффициент интенсивности действия удобрения.

Для азота и калия коэффициент интенсивности действия удобрения – 0,24, для фосфора – 0,28 мг/кг почвы [4].

Опыты двухфакторные. Повторность трехкратная.

Минеральные удобрения, используемые при закладке опыта – карбамид (N – 46,2%), суперфосфат двойной гранулированный (P 2 O 5 – 43,0%).

Схема посадки: 70 х 30 см клубнями весом 80–100 г. Размер опытной делянки – 9,6 м2, опытного участка – 510 м2.

Химический анализ почвы проведен по методике К.П. Магницкого в модификации Ю.И. Ермохина (с использованием 2%-ной уксусной кислоты) с дальнейшим определением содержания нитратного азота – дисульфофеноловым методом по Грандваль-Ляжу, подвижного фосфора – по Дениже в модификации Малюгина и Хреновой и обменного калия – методом пламенной фотометрии.

Валовые формы NPK в растениях картофеля определяли после мокрого озоления растительных навесок по Гинзбург и Щегловой в смеси серной и хлорной кислот, с последующим определением N – по Къельдалю; Р 2 О 5 – по Дениже в модификации Малюгина и Хреновой; К 2 О – на пламенном фотометре.

Содержание абсолютно сухого вещества в клубнях картофеля устанавливали гравиметрическим методом в ходе высушивания образцов при 105ºС до постоянного веса.

Полученные в опытах экспериментальные данные математически обрабатывали дисперсионным методом в изложении Б.А. Доспехова [5].

Результаты исследований

В формировании высоких урожаев с хорошим качеством большое значение имеют не только условия питания, но и сортовые особенности культур [6; 7].

Реакция испытуемых сортов картофеля на естественное плодородие почвы и расчетные дозы удобрений по годам исследования была разной (таблица).

Отзывчивость сортов картофеля на почву и минеральные удобрения

Вариант	Сорт
	Алая Заря		Свитанок Киевский		Кормилец		Зекура		Розара
	^ kJ О 'р	хо	^ kJ О 'р 5?	kJ*'	^ kJ О 'Р £1	kJ*'	^ kJ о 'Р £1	kJ*'	kJ о 'Р £1	kJ*'
2008 г.: НСР 05 сорта – 2,0; НСР 05 удобрений – 5,0
Контроль	28,0	–	18,6	–	20,8	–	14,0	–	17,0	–
N 105 P 110	40,0	12,0	30,1	11,5	22,6	1,8	14,3	0,3	22,0	5,0
2009 г.: НСР 05 сорта – 0,6; НСР 05 удобрений – 7,5
Контроль	30,0	–	32,0	–	30,3	–	29,0	–	29,4	–
N 100	40,0	10,0	40,9	8,9	36,5	6,2	40,0	11,0	37,8	8,4
2010 г.: НСР 05 сорта – 0,8; НСР 05 удобрений – 1,8
Контроль	18,3	–	17,8	–	19,1	–	20,0	–	17,0	–
N 77 P 25	20,9	2,6	18,5	0,7	21,0	1,9	23,0	3,0	17,2	0,2
Средняя урожайность / средняя прибавка от применения удобрений, т/га
Контроль / расчетная доза	25,4 8,2		22,8 7,0		23,4 3,3		21,0 4,8		21,1 4,6

Установлено, что урожайность картофеля, возделываемого без применения удобрений, увеличивается в ряду: Зекура < Розара < Свитанок Киевский < Кормилец < Алая Заря.

В 2008 г. наибольшие прибавки сформировали сорта Алая Заря и Свитанок Киевский – 12 и 11,5 т с га соответственно. Наименьшая прибавка от применения удобрения – у сорта Зекура (0,3 т/га).

В 2009 г. по прибавкам урожая лидерами стали сорта Алая Заря (10,0 т/га), Свита-нок Киевский (8,9 т/га) и Зекура (11,0 т/га).

В 2010 г. наибольшую прибавку сформировали сорта Зекура (3,0 т/га), Алая Заря (2,6 т/га) и Кормилец (1,9 т/га), наименьшую – сорт Розара (0,2 т/га).

Реакцию сортов картофеля на применение удобрений (прибавки урожайности, т/га) отражает показательный ряд: Алая Заря (8,2 т/га) > Свитанок Киевский (7,0 т/га) > Зекура (4,8 т/га) > Розара (4,6 т/га) > Кормилец (3,3 т/га).

Анализ средних значений урожайности показывает, что сортовые особенности растений картофеля ярко проявились при применении расчетных доз минеральных удобрений. Абсолютными лидерами стали сорта Алая Заря (33,6 т/га) и Свитанок Киевский (29,8 т/га). Средняя урожайность клубней удобренных сортов была на 24,7% выше по сравнению с неудобренным вариантом.

Важным агрохимическим показателем эффективности применения удобрений является окупаемость их единицы урожайностью картофеля. По результатам исследования: в зависимости от сортовых особенностей величина окупаемости каждого кг д.в. удобрений урожаем разных сортов картофеля была различной. Средняя окупаемость – в диапазоне от 30 до 60 кг с га. Наибольшая окупаемость у сорта Алая Заря, наименьшая – у сорта Кормилец.

Сортовые особенности растений картофеля оказывают существенное влияние на биосинтез сухого вещества в клубнях, как следствие – на их крахмалистость. Исследования показали, что наиболее интенсивно накопление сухого вещества происходило в клубнях сортов Свитанок Киевский, Алая Заря и Кормилец. У них отмечена тенденция к увеличению сухого вещества и крахмала в клубнях при возделывании в условиях искусственно созданного плодородия, об этом свидетельствует показательный ряд крахмалистости экспериментальных сортов: Свитанок Киевский (20,4%) > Алая Заря (19,4%) > Кормилец (18,4%) > Розара (17,8%) > Зекура (17,1%).

Наряду с эффективностью применения удобрений влияющими на формирование сухого вещества и крахмала определены: вынос элементов питания из почвы различными сортами картофеля, расход элементов питания на создание единицы продукции. Полученные данные послужили основой для расчета таких агрохимических параметров, как КИП (коэффициент использования элементов питания из почвы), ПЭУ (показатель эффективности удобрений), величина мобилизации азота в почве.

Потребность экспериментальных сортов картофеля в элементах питания (кг) на создание единицы продукции (т) отражена в показательных рядах:

N: Свитанок Киевский (4,3) > Алая Заря (4,2) ↔ Зекура (4,2) > Розара (3,7) > Кормилец (3,3);

Р 2 О 5 : Алая Заря (1,5) > Свитанок Киевский (1,3) ↔ Кормилец (1,5) > Зекура (1,2) > Розара (1,1);

К 2 О: Свитанок Киевский (7,7) > Алая Заря (7,4) ↔ Зекура (7,4) > Кормилец (6,9) > Розара (6,7).

Наименьшей потребностью в элементах питания отличались сорта Кормилец и Розара. Наибольший расход азота и калия был у сортов Алая Заря, Свитанок Киевский и Зекура; фосфора – у сортов Алая Заря, Кормилец и Свитанок Киевский.

Отметим, что из элементов минерального питания растений решающая роль в формировании величины урожая у азота, находящегося в почве в минимальном количестве. Его нитратная форма в черноземах – основной источник доступного азота для растений в агроценозе. Между содержанием нитратного азота в почве перед посевом и урожайностью сельскохозяйственных культур наблюдается прямая зависимость: чем больше в почве N-NO 3 , тем выше урожай [8].

Результаты исследования показали, что специфика сорта оказала существенное влияние на величину мобилизации азота в почве под растениями картофеля, этот факт следует обязательно учитывать при расчете доз азотных удобрений.

Динамика накопления доступного азота почвы (N-NO 3 , кг/га) под растениями к периоду уборки при формировании урожайности картофеля различными сортами с соответствующим количеством надземной массы была различной. Наибольший уровень мобилизации азота почвы за период вегетации наблюдался у сортов Зекура (105,2 т/га) и Алая Заря (102,6 т/га), в то время как у сорта Кормилец составил 78,2% (от максимального в опытах) [9].

Расчет коэффициента использования азота из почвы проведен с учетом величины накопления азота мобилизации под разными сортами картофеля к периоду уборки, а по фосфору и калию – стандартными методоми. По результатам исследования зафиксировано: КИП у сортов картофеля был различным, о чем свидетельствуют показательные ряды:

N: Алая Заря (80%) > Свитанок Киевский (77%) > Розара (69%) > Кормилец (68%) > Зекура (67%);

Р 2 О 5 : Алая Заря (21%) > Кормилец (14%) > Свитанок Киевский (13%) > Зекура (11%) > Розара (10%);

К 2 О: Алая Заря (47%) > Свитанок Киевский (42%) > Кормилец (41%) ↔ Зекура (41%) > Розара (36%).

Максимально эффективно элементы питания из почвы использовали сорта Алая Заря и Свитанок Киевский. У сортов Зекура и Розара этот показатель наименьший. Разница в КИП различных сортов картофеля объясняется их генетическими составляющими, физиологическими особенностями, в частности, строением корневой системы и ее функциональностью (глубиной проникновения, площадью всасывающей поверхности корней и др.). ПЭУ у всех сортов картофеля был примерно одинаков.

Применение удобрений в сельском хозяйстве должно быть энергетически целесообразным [10]. На единицу энергетических затрат было получено от 1,2 до 2,9 единицы энергии, содержащейся в прибавке урожая.

Выводы

Наиболее отзывчивы на естественное плодородие почвы сорта Алая Заря, Кормилец и Свитанок Киевский – 25,4; 23,4 и 22,8 т/га (соответственно).

Урожайность сортов на удобренном варианте составила 28,3 т/га (на 24,7% выше по сравнению с урожайностью на контроле). Наибольшую прибавку обеспечили сорта Алая Заря (8,2 т/га) и Свитанок Киевский (7,0 т/га).

Сортовые особенности растений картофеля оказывают существенное влияние на количество сухого вещества в клубнях и их крахмалистость.

Вычислен расход элементов питания на создание 1 т клубней картофеля разных сортов. Наименьшим он был у сортов Кормилец и Розара. Средняя окупаемость каждого кг д.в. удобрений урожаем клубней различных сортов картофеля – в диапазоне от 0,3 до 0,6 ц/ га.

В опытах определены величины КИП и ПЭУ для разных сортов картофеля. Отмечена разница показателя КИП, обусловленная генетическими особенностями каждого сорта, при практически одинаковом значении ПЭУ.

Применение удобрений при возделывании различных сортов картофеля на лугово-черноземной почве Омского Прииртышья эффективно (биоэнергетический КПД больше 1).

Таким образом, проведенные исследования подтверждают возможность целенаправленного воздействия на процесс формирования урожая картофеля с ожидаемыми качественными и количественными показателями при обязательном учете сортовой специфики культуры и применении удобрений в дозах с доказанной эффективностью. Полученные данные могут быть рекомендованы для дальнейшего использования в производстве для оптимизации минерального питания перспективных сортов картофеля при возделывании на лугово-черноземной почве Омского Прииртышья.

I.V. Temereva1, T.B. Smirnova2

• ¹Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

• ²Siberian Cossack Institute of Technology and Management, branch of Moscow State University of Technology and Management named after K.G. Razumovsky (First Cossack University) , Omsk

Reaction of different potato varieties to natural fertility and fertilizers during cultivation on meadow-chernozem soil in the conditions of the Omsk Irtysh Area