Влияние удобрений на урожайность и кормовую ценность картофеля

Многочисленные агрохимические исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом, доказывают влияние применения минеральных и органических удобрений на повышение урожайности сельскохозяйственных культур [1, 4, 7, 9].

Удобрения существенно меняют качественный состав сельскохозяйственной продукции. Так, на содержание протеина оказывают влияние дозы азотных удобрений [4, 6, 7, 8], фосфорное и калийное питание культур [9, 10], погодные условия в период их вегетации [5], однократное или дробное внесение азота и сроки проводимых подкормок [4, 6, 10], сортовые особенности возделываемой культуры [4, 10]. Применение фосфорных и калийных удобрений оказывает влияние на накопление в продукции жиров и углеводов, а также увеличивает количество сырой золы [4, 6, 8] .

Поэтому цель исследований – изучить влияние различных доз удобрений на кормовую питательность картофеля.

Методика исследований. Исследования проводились в 2010–2012 гг. в длительном полевом опыте, заложенном в 1990 г. на учебно-опытном поле Вологодской Государственной молочнохозяйственной академии. Опыт включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта № 164).

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая со средним уровнем окультуренности. Перед закладкой опыта в 1990 г. пахотный слой почвы опытного участка характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса равнялось 3,28 %, содержание подвижного фосфора – 266 мг/ кг почвы, обменного калия – 114 кг/кг. В 2010 г. в контроле без удобрений содержание гумуса – 2,56 %, содержание подвижного фосфора уменьшилось до 132 мг/ кг почвы, обменного калия – до 55 мг/кг.

Изучение влияния различных доз удобрений проводится в севообороте: ви-коовсяная смесь на зеленую массу, озимая рожь, картофель (сорт Елизавета), ячмень.

Схема опыта в годы исследований представляет собой (см. табл. 1):

вариант без удобрений – контроль, вариант с внесением удобрений только при посадке,

3, 4 – два варианта исследуемых минеральных систем удобрения, различающихся дозой азота, вариант органо-минеральной системы, эквивалентной по дозе удобрений третьему варианту минеральной системы удобрений.

Системы удобрения рассчитаны по методике Жукова Ю. П. для получения плановой урожайности картофеля – 25 т/га.

Применен метод расчета с помощью балансовых коэффициентов (Кб) по формуле:

Кб = (В/Д)×100 %, где В – вынос питательного элемента культурой,

Д – доза применяемого удобрения [3].

Балансовые коэффициенты по фосфору и калию на 3, 4 и 5 вариантах соответствуют 100 % (нулевой баланс) и 150 % (отрицательный баланс). Балансовые коэффициенты по азоту на 3 и 5 варианте – 120 % (отрицательный баланс), на 4 варианте – 80 % (положительный баланс). Нулевой баланс по фосфору планируется исходя из того, что в почве опытного участка, так же как в почвах Вологодской области повышенное или высокое содержание этого элемента, и его следует под- держивать на таком уровне.

Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок усложненно-систематическое. Площадь одной делянки составляет 140 м2, размер делянки 14 м х 10 м.

Под зяблевую вспашку вносили фосфорные и калийные удобрения в виде двойного суперфосфата и калийной соли, а также 40 т/га торфонавозного компоста. Весной проводили предпосевную культивацию, под которую вносили азотные удобрения в виде аммиачной селитры. При посеве вносили под картофель нитроаммофос (на 2 варианте только при посеве). Посадка картофеля на гребнях картофелесажалкой СН-4Б-1. Агротехника – общепринятая по Вологодской области.

Уборка урожая на картофеле – картофелекопалкой с последующим ручным подбором клубней. Учет урожайности всех культур проводили сплошным методом. Урожаи приведены к стандартной влажности: клубни и ботва картофеля – 80 %.

Перед уборкой отбирались образцы картофеля, которые составлялись из 10 кустов на каждой делянке. В образцах проводилось определение:

содержания азота и сырого протеина – по ГОСТ 13496.4-93. При этом массовую долю сырого протеина в сухом веществе (в %) получали, умножая массовую долю азота в сухом веществе (в %) на коэффициент 6,25;

содержания сырого жира – по ГОСТ 13496.15-97;

содержания сырой клетчатки – по ГОСТ 13496.2-91;

содержания золы – по ГОСТ 26226-95;

содержания безазотистых экстрактивных веществ определяются разностью между массой корма и массой содержащихся в нем воды, сырого протеина, сырой клетчатки, сырой золы и сырого жира (ГОСТ 23153-78);

содержания обменной энергии (ОЭ) в клубнях картофеля в соответствии с ГОСТ 28736-90;

содержание кормовых единиц (КЕ) рассчитывалось по формуле: КЕ=0,0081*ОЭ2 (кг/кг), где ОЭ – количество обменной энергии, МДж/кг сухого вещества.

В почвенных образцах определяли: рН солевой вытяжки - потенциометрически, подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму поглощенных оснований по Каппену - Гильковицу, гумус - по Тюрину.

Математическая обработка материалов исследований проведена методом однофакторного дисперсионного анализа при помощи программы Excel и по Б.А. До-спехову [2].

Вологодская область относится к подзоне южной тайги, климат – умеренноконтинентальный. Средняя температура зимой равна минус 11–14 °С, летом плюс 18–20 °С. Период с положительными температурами составляет 195–210 дней, вегетационный период от 110 дней на северо-востоке до 130 дней на юге. Область расположена в зоне избыточного увлажнения. Средняя годовая сумма осадков составляет 480–500мм на востоке области и 560–600мм – на западе. Погодные условия в годы исследований были нетипичными для Вологодской области и значи- тельно отличались от среднемноголетних значений.

Результаты исследований. Нехватка влаги во все годы исследований и жаркая погода летом 2010 и 2011 гг. обусловили неполучение плановой урожайности культур севооборота.

Применение удобрений влияло на урожайность клубней картофеля (табл. 1).

Таблица 1. Урожайность клубней картофеля в 2010–2012 гг., т/га

№ п/п	Вариант	Годы			Средняя	Прибавка к контролю
		2010 г.	2011 г.	2012 г.		т/га	%
1	Без удобрений (контроль)	9,0	12,8	14,7	12,20	-	-
2	N20P20	10,2	13,3	18,4	13,96	1,76	14
3	N125P50K150	14,0	19,3	24,3	19,22	7,02	58
4	N190P50K150	14,6	19,6	27,6	20,57	8,37	69
5	40 т/га торфонавозного компоста+N70P15K30	15,7	19,7	28,1	21,18	8,98	74
НСР 05		1,9	1,5	3,5

Экстремально высокие температуры и неблагоприятные условия увлажнения в годы исследований не позволили картофелю сформировать высокий урожай. Поэтому в 2010 и 2011 гг. и в среднем за 3 года не достигнута плановая урожайность в 25 т/га. Критическим для развития картофеля является период бутонизации – начала цветения. Резкая нехватка влаги в этот период в 2010 г. привела к тому, что урожайность клубней картофеля оказалась очень низкой и составила на контрольном варианте всего 9 т/га. Некоторое повышение урожайности клубней в 2011 г. и еще большее повышение ее в 2012 г. хорошо согласуются с количеством выпавших осадков в июле-августе в эти годы, т.е. в период клубнеобразования – один из основных этапов органогенеза картофеля.

Урожайность картофеля и в этих метеоусловиях зависит от фона питания. Применение припосадочного удобрения в дозе N20P20 вызывало достоверное повышение урожайности картофеля на 3,6 т/га только в 2012 г. В среднем за 3 года увеличение урожайности от этой минимальной дозы удобрений составило 14 %.

Применение расчетных систем удобрений (3-5 вар.) влекло за собой существенное повышение урожайности культуры. В среднем за 3 года исследований и ежегодно урожайность картофеля при применении удобрений в этих вариантах возросла на 58–74 %.

Даже при недостаточном количестве осадков в 2010–2012 гг. урожайность картофеля была выше при применении органоминеральной системы удобрений культуры.

Минимальная урожайность картофеля была получена на варианте без удобрений в 2010 г, максимальная – при применении органоминеральной системы удобрений в 2012 г., которая только в этом году оказалась более эффективной, чем эквивалентная по элементам минеральная (3 вар.). В среднем за 3 года и ежегодно все расчетные системы по урожайности были почти равноценны.

Из таблицы 2 видно, что урожайность побочной, как и урожайность основной продукции варьирует по годам исследований. Малое количество осадков и высо- кая температура воздуха в 2010 г. вызвала общее угнетение развития растений. Урожайность побочной продукции в 2010 г. была наименьшей и составила 3,24 т/ га ботвы картофеля на варианте без применения удобрений. Урожайность ботвы была выше в более благоприятных условиях 2011 и 2012 гг.

Таблица 2. Урожайность ботвы картофеля при применении удобрений в годы исследований, т/га

№ п/п	Вариант	Годы			Средняя	Прибавка к контролю
		2010г.	2011г.	2012г.		т/га	%
1	Без удобрений	3,2	4,1	5,9	4,4	-	-
2	N20P20	3,4	4,3	7,0	4,9	0,5	10
3	N125P50K150	4,3	5,8	8,8	6,3	1,9	43
4	N190P50K150	4,5	5,9	9,4	6,6	2,2	49
5	40 т/га торфонавозного компоста +N70P15K30	4,9	6,1	9,8	6,9	2,5	57

Внесение удобрений, как в минимальной, так и в расчетных дозах, повышало урожайность и побочной продукции. Это повышение на картофеле колебалось от 10 до 57 % по сравнению с контролем. Причем, применение минимальной дозы удобрений увеличивало урожайность побочной продукции картофеля не более чем на 10 % в среднем за 3 года исследований.

Органоминеральная система удобрений оказывала большее влияние на накопление биомассы побочной продукцией по сравнению с эквивалентной ей минеральной системой в среднем за 3 года исследований (5 вариант в сравнении с 3).

В целом, за 3 года исследований урожайность побочной продукции культур севооборота возрастала при более благоприятно складывающихся погодно-климатических условиях в период вегетации, а также при применении удобрений.

Под картофелем в Вологодской области заняты значительные площади. Применение картофеля многообразно. В том числе данная культура может использоваться и в качестве сочного корма для сельскохозяйственных животных. Содержание питательных веществ: сухого вещества (СВ), сырой золы (СЗ), сырого жира (СЖ), сырой клетчатки (СК), сырого протеина (СП), безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), обменной энергии (ОЭ) в клубнях картофеля представлено в таблице 3.

Таблица 3. Содержание питательных веществ в клубнях картофеля при применении удобрений в среднем за 3 года исследований

№ п/п	Вариант	СВ, %	Содержание в СВ, %					ОЭ, МДж/кг
			СЗ	СЖ	СК	СП	БЭВ
1	Без удобрений	21,0	5,4	0,4	1,1	11,0	82,2	13,3
2	N20P20	20,8	5,4	0,4	1,1	10,8	82,4	13,3
3	N125P50K150	20,5	6,2	0,4	1,1	12,0	80,3	13,1
4	N190P50K150	19,7	6,0	0,4	1,1	12,8	79,7	13,2
5	40 т/га т-нав. компоста + N70P15K30	20,2	6,3	0,4	1,1	12,4	79,8	13,1
	НСР 05	-	-	-	-	-	0,9	0,8

Расчетные дозы вносимых удобрений под картофель несущественно повышали накопление клубнями сырой золы, содержание которой возрастало при повышении доз вносимых удобрений с N20P20 до N125P50K150 на 15–16 %. Применение расчетных доз удобрений (3-5 вар.) существенно увеличивало содержание сырого протеина. Относительно остальных показателей питательности заметного влияния применения удобрений не прослеживается.

Применение удобрений влияло и на величину сбора ОЭ, кормовых единиц (КЕ) и сырого белка с урожаем картофеля (табл. 4).

Таблица 4. Сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого протеина с урожаем клубней картофеля при применении удобрений в среднем за 3 года исследований

№ п/п	Вариант	Сбор			Прибавка к контролю
		ОЭ, ГДж/ га	КЕ, т/га	СП, кг/га	ОЭ, ГДж/га	КЕ, т/ га	СП, кг/га
1	Без удобрений	32,3	3,5	267,4	-	-	-
2	N20P20	37,0	4,0	300,7	4,7	0,5	33,3
3	N125P50K150	50,5	5,4	461,3	18,2	1,9	193,9
4	N190P50K150	54,1	5,8	524,5	21,8	2,3	257,1
5	40 т/га т-нав. компоста + N70P15K30	55,6	5,9	527,0	23,3	2,4	259,6

Применение припосадочного удобрения в дозе N20P20 на картофеле повышало сборы ОЭ, КЕ и сырого протеина. Это повышение составило 14,4 % для обменной энергии, 14,5 % для кормовых единиц и 12,5 % для сырого протеина.

Применение расчетных систем удобрения на картофеле обеспечило увеличение сбора обменной энергии с урожаем клубней на 56,2–71,9 %, кормовых единиц – на 55,5–70,2 %. Сбор сырого белка с урожаем картофеля возрастал при применении расчетных доз удобрений практически в 2 раза. Повышение составило 72,5 % при применении удобрений в дозе N125P50K150 (3 вариант), 96,1 – при повышении дозы азотных удобрений на высоком фоне РК (4 вариант) и 97,1 % – при применении органоминеральной системы удобрений, когда под картофель вносили 40 т/га торфонавозного компоста (5 вариант).

Максимальный сбор ОЭ, КЕ и сырого белка в среднем за 3 года исследований обеспечило применение органоминеральной системы удобрений (5 вариант).

Выводы:

• 1.    В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в нетипичных погодных условиях 2010–2012 гг. применение минимальных доз удобрений способствовало увеличению урожайности клубней картофеля – на 14 % по сравнению с контролем. Применение расчетных систем удобрений обеспечило получение 19,2–21,2 т/га клубней картофеля (77–85 % плановой урожайности). Применение минимальной и расчетных систем удобрения повышало урожай и побочной продукции культур севооборота. В среднем за 3 года по сравнению с контролем на 10–57 % возрастал урожай ботвы картофеля.

• 2.    В среднем за 3 года при применении расчетных систем удобрений содержание сырого протеина существенно увеличивалось в клубнях картофеля.

• 3.    Содержание обменной энергии (ОЭ) в основной продукции культур севооборота при применении минимальной и расчетных систем удобрения практически не изменялось. При применении расчетных систем удобрений сбор ОЭ основной продукцией культур севооборота повышался на 56–72 %, сбор сырого протеина – на 73-97 % по сравнению с вариантом без удобрений.

Удобрения не оказывали влияния на изменение содержания сырого жира, сырой клетчатки и сырой золы. Повышение доз вносимых удобрений вызывало тенденцию снижения содержания безазотистых экстрактивных веществ.