Урожайность и качество клубней сортов картофеля при выращивании в условиях органического земледелия

Оригинальные статьи / Originalarticles

Vegetable crops of Russia. 2023;(4):107-111. (In Russ.)

П овсеместное ведение земледелия на основе использования минеральных удобрений и средств химической защиты растений привело к снижению многих показателей плодородия почвы: кислотность, содержание гумуса, плотность, воздушный, водный режимы и другие [1, 2, 3]. Всё это отрицательно влияет на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов [4, 5].

В специальной литературе опубликовано много статей, касающихся состояния почвенного плодородия в разных регионах страны [1, 6, 7]. Подавляющее большинство учёных и специалистов сходятся во мнении о развитии альтернативного земледелия, то есть органического, что позволит сохранить экологическое равновесие и даст возможность производить здоровую продукцию питания для людей и животных [7, 8, 9, 10].

Органическим земледелием на кафедре Биотехнологии и селекции в растениеводстве ГАУ Северного Зауралья начали заниматься с 1994 года.

Для ведения исследований разработан севооборот [6, 10, 11]:

• 1.    двойной сидеральный пар из озимой ржи + горчица белая или мелкосемянный горох – Омский 9;

• 2.    яровая пшеница, ранние сорта + рапс на сидерат;

• 3.    картофель, раннеспелые сорта + озимая рожь на семена;

• 4.    ячмень или овёс раннего срока сева + мелкосе-мянный горох на семена;

• 5.    картофель + сидерат из белой горчицы.

Цель исследований: изучить урожайность и качество клубней раннеспелых сортов картофеля Чароит и Метеор в условиях органического земледелия в северной лесостепи Тюменской области.

Условия и методика исследований

Исследования проведены в 2019-2022 годах на опытном поле ГАУ Северного Зауралья.Почва чернозём выщелоченный, тяжелосуглинистая по гранулометрическому составу,средне обеспечена азотом и фосфором, хорошо – калием, рН – 6,7, содержание гумуса – 7,2%. Содержание микроэлементов в почве удовлетворительное.

Предшественник – яровая пшеница + рапс на сидерат. Зелёную массу сидеральной культуры (170 ц/га)

запахивали пятого октября. Весной провели боронование с целью задержания влаги в почве, затем при температуре +10…+12оС на глубине 10-12 см проводили фрезерование, нарезку гребней и посадку пророщенными клубнями. Схема посадки 75х30 см, площадь делянки 50 м2, учётная – 30 м2, повторность четырехкратная, расположение делянок рендомизирован-ное. Перед посадкой клубни обрабатывали биорегулятором роста Росток, 0,5 л/т, а также в фазу бутонизации растения обрабатывали препаратом Иммуноцитофит, 0,5 г/га. Минеральные удобрения не вносили.

Уход за посадками картофеля включал две междурядные обработки и окучивание.

Наблюдения и учёты проведены по методикам Государственного сортоиспытания [12]; качество клубней определяли по методикам ВНИИКХ им. А.Г. Лорха [13]; площадь листьев определяли по методике А.А. Ничипоровича [14], с помощью метода «высечек»; содержание нитратов в клубнях картофеля определяли потенциометрическим методом по ГОСТ 345702019; математическую обработку данных провели с использованием MS Excel 2010 по методикам Б.А. Доспехова [15].

Результаты исследований и обсуждение

В экологическом испытании оба сорта, по многолетним данным, оценены положительно [12]. Они достаточно хорошо адаптированы к условиям северной лесостепи Тюменской области. Оба сорта крупно-клубнёвые, представляют интерес для частного сектора и выращивания в условиях органического земледелия.

Погодные условия в годы исследований были контрастными. Так, в 2019 году почва весной прогревалась долго, всходы картофеля появились на 8-10 суток позже обычного, 2021 год был жарким и сухим, что отрицательно повлияло на формирование надземной массы растений и клубнеобразование. 2020 и 2021 годы по влагообеспеченности и температурному режиму были благоприятными для роста растений картофеля и формирования клубней [16].

По продолжительности вегетационного периода сорта Чароит и Метеор не уступали стандарту Жуковский ранний (табл. 1).

Таблица 1. Продолжительность вегетационного периода сортов картофеля, 2019-2022 годы Table 1. The duration of the growing season of potato varieties, 2019-2022

Сорт	Вегетационный период, суток					К стандарту, ±
	2019 год	2020 год	2021 год	2022 год	среднее
Жуковский ранний, стандарт	90	82	74	81	82	-
Чароит	88	80	72	82	80	-2
Метеор	91	81	73	83	82	0
НСР 05	2,0	1,5	1,5	1,0	1,5	-

Таблица 2. Площадь листьев сортов картофеля в условиях органического земледелия Table 2. Leaf area of potato varieties under organic farming conditions

Сорт	Площадь листьев, тыс. м2/га					К стандарту, ±
	2019 год	2020 год	2021 год	2022 год	среднее
Жуковский ранний, стандарт	32,8	27,3	21,7	30,4	28,0	-
Чароит	34,0	29,5	23,2	33,1	29,9	+1,9
Метеор	33,6	28,0	20,9	32,0	28,6	+0,6
НСР 05	2,1	1,6	1,2	1,8	1,7	-
НСР 05					2,16	-

Примечание: Tфакт(3,95) > T0,5(2,26);

Ошибка разности средних (Sd=1,35 т/га);

Ошибка средней арифметической (S х =0,96 т/га)

Во все годы исследований уборка изучаемых сортов картофеля проходила в третьей декаде августа при благоприятной погоде.

Физиологической основой формирования урожайности клубней является площадь листьев и продуктивность фотосинтеза. Важно чтобы максимальная площадь листьев сформировалась к фазе цветения, а далее накапливаемые пластические органические вещества должны направляться на формирования клубней [17, 18].

В условиях органического земледелия изучаемые сорта картофеля сформировали хорошо развитую листовую поверхность за исключением 2021 года (табл. 2).

Исследуемые сорта Чароит и Метеор несущественно превышают по площади листьев картофеля стандартный сорт Жуковский ранний. Существенных различий по площади листьев в вариантах опыта по исследуемым годам не выявлено. Чистая продуктивность фотосинтеза у сортов картофеля находилась в пределах 4,4-5,2 г/м2*сутки. В лучшую сторону выделился сорт Чароит.

Используемые протравитель клубней и биорегуляторы роста растений в определённой мере сдерживали развитие растений и защищали растения картофеля от вредителей, хотя вопрос в своём решении оказался сложным. Необходимо дальше подбирать биоинсектициды и биофунгициды для защиты растений картофеля. Вместе с тем следует отметить, что в производстве пока нет вариантов, где можно полностью отказаться от средств химической защиты растений и перейти на органическое возделывание картофеля [2, 19].

Изучаемые сорта картофеля в годы исследований сформировали в условиях органического земледелия вполне приемлемую урожайность клубней (табл. 3).

Исследуемые сорта Чароит и Метеор существенно превышают по урожайности стандартный сорт Жуковский ранний. Из анализа данных таблицы 3 видно, что в 2021 году урожайность сортов картофеля была минимальной и составила 16,2-18,6 т/га. При этом в лучшую сторону выделился сорт Чароит. Максимальная урожайность получена в 2022 году – 24,7-26,0 т/га. Более урожайным был сорт Метеор. В среднем за четыре года исследований сорта Чароит и Метеор превысили стандарт на 1,1-1,4 т/га при урожайности последнего 20,6 т/га.

При выращивании отмеченных сортов картофеля с использованием минеральных удобрений и средств

Таблица 3. Урожайность сортов картофеля в условиях органического земледелия Table 3. Productivity of potato varieties in organic farming

Сорт	Урожайность, т/га					К стандарту, ±
	2019 год	2020 год	2021 год	2022 год	среднее
Жуковский ранний, стандарт	20,1	21,5	16,2	24,7	20,6	-
Чароит	19,0	23,8	18,6	25,3	21,7	+1,1
Метеор	21,9	22,4	17,9	26,0	22,0	+1,4
НСР05	0,7	0,9	0,6	1,1	0,8	-
НСР 05					0,31	-

Примечание: Ошибка разности средних (Sd=0,14 т/га);

Ошибка средней арифметической (S х =0,52 т/га) T фа_KT (2,44) > T0,5(2,26)

Таблица 4. Качество клубней картофеля, полученных в условиях органического земледелия, 2019-2022 годы Table 4. Quality of potato tubers obtained in organic farming, 2019-2022

Сорт Выравненность клубней, % Содержание Вкусовая оценка, балл сухое вещество, % крахмал, % витамин С, мг% нитраты, мг/кг Жуковский ранний, стандарт 92,7 18,3 13,2 17,8 65 3,8 Чароит 89,4 21,0 14,6 16,4 71 4,3 Метеор 94,1 19,8 13,9 15,6 59 4,1 НСР05 2,3 1,2 0,7 0,9 11 0,2 химической защиты растений урожайность была на 2530% выше по сравнению с органическим земледелием [11, 19, 20]. Учитывая сохранение благоприятной экологической обстановки, повышения почвенного плодородия, получение безопасной продукции, необходимо целенаправленно развивать органическое земледелие.

Отметим, что за три десятка лет в разработанном севообороте с использованием сидеральных удобрений содержание гумуса увеличилось на 1,2%, плотность почвы снизилась с 1,4 до 1,0-1,2 г/см3, в лучшую сторону изменилась структура почвы, активизировалась почвенная биота. Прежние марки отечественных тракторов стали производительнее обрабатывать почву и расходовать на каждый гектар меньше топлива [1, 2, 9].

Полученный в условиях органического земледелия картофель оценивали также по показателям качества клубней (табл. 4).

Допустимый уровень содержания нитратов в продуктах растительного происхождения СанПиН 42-1234619-88, в том числе в клубнях картофеля в открытом грунте не более 250 мг/кг сырой массы. По данным таблицы 4 мы видим, что в условиях органического земледелия все исследуемые сорта по содержанию нитратов не превышали допустимые нормы ПДК и составили от 59 мг/кг у сорта Метеор до 71 мг/кг у сорта Чароит. Известно, выравненность клубней и вкусовая оценка, это в большей степени признак сортовой, который не зависит от способов возделывания. Но по данным оценки в данном опыте, мы видим, что самый высокий % выравненности у сорта Метеор и составил 94,1%, а самый низкий у сорта Чароит – 89,4%. Хотя, по вкусовой оценке, напротив выделяется сорт Чароит – 4,3 балла.

При производстве картофеля в условиях органического земледелия наблюдается высокое содержание сухого вещества в клубнях картофеля у сорта Чароит – 21,0% и Метеор – 19,8, что на 1,5-2,7% выше, чем у стандартного сорта Жуковский ранний – 18,3%. По содержанию крахмала наблюдается наиболее высокое содержание у сорта Чароит и составило 14,6%, что на 1,4% выше, чем у стандартного сорта Жуковский ранний – 13,2%. У сорта Метеор содержание крахмала – 13,9%, что составило в пределах ошибки опыта.

Обсуждение

В Тюменской области, как и Сибири в целом, имеются огромные природные ресурсы: залежи торфа, сапропель, птичий помёт, навоз КРС и лошадей, сидеральные зелёные удобрения для развития органического земледелия.

На сегодня в области успешно проводятся научные исследования по органическому земледелию в картофелеводстве.Подобрана линейка сортов картофеля разных групп спелости для возделывания в условиях органического земледелия. Изученные нами сорта Чароит и Метеор тоже пригодны для органического земледелия.

Ежегодно опытное поле посещают и интересуются органическим картофелеводством фермеры и картофелеводы-любители. Для развития органического земледелия в общественном секторе АПК пока проявляется слабый интерес.Каждый год промедления в решении отмеченной проблемы приводит к негативным последствиям и к большой затрате денежных средств в будущем на восстановление в том числе почвенного плодородия.

Заключение

При изучении в 2019-2022 годах сортов Чароит и Метеор в условиях органического земледелия по урожайности в среднем за четыре года исследований сорта Чароит и Метеор превысили стандартный сорт Жуковский ранний на 1,1-1,4 т/га при урожайности последнего 20,6 т/га.

По качеству клубней картофеля высокое содержание сухого вещества в клубнях картофеля у сорта Чароит – 21,0% и Метеор – 19,8, что на 1,5-2,7% выше,чем у стандартного сорта Жуковский ранний – 18,3% . По содержанию крахмала наблюдается наиболее высокое содержание у сорта Чароит и составило 14,6%, что на 1,4% выше, чем у стандартного сорта Жуковский ранний – 13,2%. У сорта Метеор содержание крахмала – 13,9%, что составило в пределах ошибки опыта.В условиях органического земледелия все исследуемые сорта по содержанию нитратов не превышали допустимые нормы ПДК и составили от 59 мг/кг – у сорта Метеор до 71 мг/кг – у сорта Чароит.

Об авторах:

Aboutthe Authors:

IYuri P. Loginov – Doc. Sci. (Agriculture), Professor, ,

Anastasia A. Kazak – Doc. Sci. (Agriculture), Associate Professor, Head of the

Department, ,