Возделывание картофеля на Южном Урале в условиях глобального потепления

Закладку опытов в период 2011–2013 гг., проведение анализов, учетов и наблюдений осуществляли в соответствии с общепринятыми методиками. Почва опытного участка – среднесуглинистый выщелоченный чернозем с содержанием гумуса 5,90–7,26 %, Р2О5 – 118–160, К2О – 193–257 мг/кг почвы, рНсол = 5,12–5,20. Предшественник картофеля – пар сидеральный (яровой рапс). Посадку поводили клубнями массой 50–80 г с одновременным протравливанием ТМТД, ТПС (2,5 л/т). Нормы удобрений устанавливали расчетнобалансовым методом. В среднем за три года они составили на урожай 25 т/га – N61Р37К57, на урожай 40 т/га – N176Р157К234.

Схема опыта. Фактор А – срок посадки : 1) оптимальный (17–20 мая); 2) поздний (1–5 июня). Фактор В – глубина заделки клубней : 1) посадка на глубину 5–6 см; 2) посадка на глубину 10–12 см. Фактор С – густота посадки: 1) 49,3 тыс. клубней на 1 га (75х27 см); 2) 70,1 тыс. клубней на 1 га (75х19 см). Фактор D – уровень минерального питания : 1) без удобрений (контроль); 2) удобрения под урожай 25 т/га; 3) удобрения под урожай 40 т/га.

Погодные условия в период исследований были различными. Это дало возможность изучить влияние изучаемых агротехнических приемов в условиях широкой вариации метеорологических факторов и сделало полученные выводы более достоверными. Период активной вегетации (июнь-август) 2011 г. был влажным (ГТК = 1,62), 2012 г. – засушливым (ГТК = 0,79), 2013 г. – достаточно влажным (1,24).

Результаты исследований и их обсуждение . Наиболее длительный ряд инструментальных наблюдений на метеостанции г. Златоуст охватывает период с 1881 по 2013 г. (с перерывом в 1916–1925 гг.). За эти годы среднегодовая температура в горно-лесной зоне Челябинской области возросла на 1,71^оС, а температура периода вегетации на 1,62^оС (табл. 1). Темпы повышения температуры на Южном Урале выше, чем в целом по России. По данным сети Росгидромета, за 1885–2005 гг. потепление климата Российской Федерации в среднем составило 1,29^оС [4].

За период 1960–2013 гг. среднегодовая температура воздуха в горно-лесной зоне увеличилась на 0,86оС, в северной лесостепи – на 1,29, в южной лесостепи – на 1,04, в степной зоне Южного Урала – на 1,28оС. Это в целом соответствует данным, рассчитанным методом математического моделирования [15]. Температура вегетационного периода за 1960–2013 гг. повысилась в горно-лесной зоне на 1,41оС, в северной лесостепи – на 1,31, в южной лесостепи – на 0,98, в степной зоне – на 1,09 оС.

Динамика среднегодовой температуры воздуха по метеостанциям Южного Урала

Таблица 1

Период наблюдений, гг.	Температура воздуха в среднем за период наблюдений (по метеостанциям Челябинской области)
	г. Златоуст \	г. Челябинск \	г. Троицк      \	с. Бреды
Среднегодовая температура, оС
1881-1900	-0,02	–	–	–
1901-1915	0,45	–	–	–
1926-1940	0,73	–	–	–
1940-1959	0,73	–	1,73	1,55
1960-1979	0,83	2,16	2,55	2,41
1980-1999	1,01	2,83	2,94	2,92
2000-2013	1,69	3,45	3,59	3,69
Температура вегетационного периода (май-сентябрь), оС
1881-1900	14,20	–	–	–
1901-1915	14,64	–	–	–
1926-1940	15,31	–	–	–
1940-1959	15,26	–	15,89	15,81
1960-1979	14,41	14,72	15,84	15,94
1980-1999	15,47	15,34	16,23	16,40
2000-2013	15,82	16,03	16,82	17,03

Выявлена сильная корреляция между температурным режимом горно-лесной зоны и среднегодовыми температурами северной лесостепной зоны (r = 0,952 + 0,007), южной лесостепи (r = 0,931 + 0,008) и степной зоны (r = 0,906 + 0,011). Таким образом, с большой долей уверенности можно говорить о том, что динамика изменения климата в горно-лесной зоне (г. Златоуст) отражает характер изменения температурного режима на Южном Урале в целом.

Потепление климата сопровождается изменением количества осадков. Так, годовая сумма осадков северной лесостепи в 2000–2013 гг. оказалась в среднем на 58,4 мм больше, чем в 1960–1979 гг., тогда как в горно-лесной и степной зоне этот показатель уменьшился на 25,8 и 8,9 мм соответственно, а в южной лесостепи практически не изменился (+3,2 мм). Сумма осадков за вегетацию снижалась во всех зонах (степная – на 25,2 мм, южная лесостепь – на 17,8 мм, горно-лесная – на 6,6 мм), за исключением северной лесостепи, где этот показатель увеличивался на 22,5 мм (табл. 2). В результате гидротермический коэффициент (ГТК) вегетационного периода в горно-лесной зоне уменьшился на 0,18 ед., в северной лесостепи – на 0,07, в южной лесостепи – на 0,13, в степи – на 0,18 ед. Полученные нами данные в целом соответствуют результатам обработки метеоданных с использованием метода математического моделирования [15].

Динамика годовой суммы осадков по метеостанциям Южного Урала

Таблица 2

Период наблюдений, гг.	Сумма осадков в среднем за период наблюдений (по метеостанциям Челябинской области)
	г. Златоуст	г. Челябинск		г. Троицк	с. Бреды
Годовая сумма осадков, мм
1940-1959	585,2	–	307,4		327,9
1960-1979	700,6	425,3	381,0		356,6
1980-1999 .	671,4	447,1	381,9		363,1
2000-2013 .	674,2	483,7	384,2		347,7
	Сумма осадков	за вегетацию (май-сентябрь), мм
1940-1959	331,8	–	189,8		189,6
1960-1979	403,3	273,4	237,6		197,2
1980-1999	401,4	282,7	232,3		197,8
2000-2013	396,7	295,9	219,8		172,0

Следует отметить, что на всех метеостанциях наиболее интенсивный рост температуры зафиксирован на рубеже XX–XXI столетий: в горно-лесной зоне годовая температура воздуха при этом повысилась на 0,68оС, в северной лесостепи – на 0,62, в южной лесостепи – на 0,65, в степной зоне – на 0,77оС. Наиболее значительное потепление вегетационного периода отмечено в северной лесостепи (на 0,67оС), затем в степной зоне (0,63оС), южной лесостепи (0,59оС) и горно-лесной зоне (на 0,35оС).

Эксперты сходятся во мнении, что в условиях глобального потепления возрастает зависимость продуктивности картофеля от влагообеспеченности и плодородия почв, в севообороте возрастает значение озимых культур, а среди яровых роль раннеспелых культур и сортов [14, 16]. В агротехнике культурных растений увеличивается значение сроков сева [17-18], сбалансированность питания, а для картофеля глубина заделки семенных клубней [13, 16]. В связи с влиянием глобального потепления на видовой состав, распространенность и вредоносность фитопатогенов картофеля [16] необходимы соответствующие изменения в сортовой структуре и технологии его возделывания [19].

Исследования нашего института показали, что наибольшую урожайность картофеля на Южном Урале формируют среднеранние сорта, затем среднеспелые и ранние [20]. В повышении плодородия почвы в условиях дефицита навоза следует шире использовать нетрадиционные органические удобрения [21–22] и сидеральные культуры, возделываемые на зеленое удобрение [23]. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам (засуха, болезни) возрастает при посадке картофеля протравленным семенным материалом [24] на фоне сбалансированных доз минеральных удобрений [25] и фолиарного применения хелатных микроэлементов [26].

Наши исследования (2011–2013 гг.) показали, что обеспеченность периода вегетации осадками является одним из основных факторов, лимитирующих рост урожая картофеля. В засушливых условиях 2012–2013 гг. урожайность клубней снижалась в 1,6–1,9 раза по сравнению с благоприятным 2011 г. Тем не менее почвенноклиматические условия Южного Урала гарантировали получение программируемой урожайности 25 т/га в среднем за 2011–2013 гг., а в условиях нормального увлажнения периода вегетации 40 т клубней с 1 га, как при посадке в оптимальные сроки (вторая декада мая), так и при поздней посадке (начало июня) (табл. 3).

Условиями получения высоких урожаев картофеля является выращивание его по сидеральному пару (яровой рапс) на фоне внесения минеральных удобрений в дозах, установленных расчетно-балансовым ме- тодом на программируемый урожай. Посадку картофеля следует проводить протравленным семенным материалом с заделкой его на глубину 5–6 см при оптимальных сроках посадки и на глубину 10–12 см при позднем сроке посадки.

Учитывая, что для получения высокой урожайности картофеля площадь ассимиляционной поверхности листьев на 20-й день после всходов должна составлять 5–6 тыс. м²/га, на 40-й день – 20–25 тыс. м²/га, а на 60-й день – 30–40 тыс. м² на 1 га [27], поэтому более предпочтительны оптимально ранние сроки посадки (вторая декада мая) с заделкой семенного материала на глубину 5–6 см. Поздние сроки посадки (1–5 июня), обеспечивающие повышение сбора клубней семенной фракции с 1 га и снижение вредоносности ризоктони-оза ( Rhizoctonia solani ), приемлемы в семеноводстве картофеля [28].

Урожайность картофеля сорта Тарасов в зависимости от приемов агротехники, т/га

Таблица 3

Срок посадки (А)	Глубина посадки (В)	Схема посадки (С)	Уровень питания (D)			Среднее по D
			Без удобрений	На урожай 25 т/га	На урожай 40 т/га
17-20 мая	5-6 см	75х27	20,34	25,80	30,74	25,63
		75х19	26,65	33,81	35,87	32,11
	10-12 см	75х27	20,88	25,55	30,36	25,60
		75х19	26,86	34,33	36,09	32,43
Среднее по С	5-6 см	-	23,50	29,81	33,31	-
	10-12 см	-	23,87	29,94	33,23	-
1-5 июня	5-6 см	75х27	19,77	24,22	27,80	23,93
		75х19	25,46	32,51	35,48	31,15
	10-12 см	75х27	21,47	27,69	32,30	27,15
		75х19	26,70	35,22	38,37	33,43
Среднее по С	5-6 см	-	22,62	28,37	31,64	-
	10-12 см	-	24,09	31,46	35,34	-

НСР 05 = 3,38; НСР 05 (А, В, С) = 0,98; НСР 05 (D) = 1,20

Заключение . Технология возделывания картофеля на Южном Урале должна быть направлена на получение дружных всходов, быстрый рост и развитие растений, ускоренное формирование урожая клубней. В условиях глобального потепления климата преимущество получают среднеранние сорта картофеля, ранние сроки посадки, мелкая заделка семенных клубней, сбалансированные дозы минеральных удобрений в сочетании с некорневым применением хелатных микроэлементов, своевременное проведение мероприятий по защите картофеля от фитопатогенов. В условиях дефицита навоза для повышения плодородия картофель следует возделывать по сидеральному пару (с запашкой ярового рапса на зеленое удобрение). Посадку картофеля следует проводить с одновременным протравливанием семенного материала, заделывая клубни на глубину 5–6 см при оптимальных сроках посадки и на глубину 10–12 см при позднем сроке посадке.