Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1.Хозяйственное значение картофеля 9
1.2 Биологические особенности 12
1.2.1 Требование к теплу и свету 12
1.2.2 Требование к влаге 13
1.2.3 Требование к почве и воздушному режиму 13
1.3. Разработанность элементов технологии возделывания сортов картофеля в РФ и странах ближнего и дальнего зарубежья . 14
1.4.Водопотребления картофеля 22
1.5.Эффективность применения регуляторов роста под ранний картофель 27
Глава 2. Программа, методика и общие условия проведения исследований 35
2.1 Программа и методика исследований 35
2.2. Почвенно-климатические условия хозяйства 37
2.3.Характеристика сортов картофеля 42
2.4.Характеристика изучаемых препаратов 44
2.5. Агротехника возделывания раннего картофеля 45
Глава 3. Результаты исследований 47
3.1. Даты наступления и продолжительность прохождения фаз развития сортов картофеля 47
3.2. Продуктивность фотосинтеза сортов картофеля в зависимости от регуляторов роста 57
3.3. Влияние применяемых регуляторов роста на урожайность сортов раннего картофеля 68
3.4. Продуктивность раннего картофеля при разных режимах орошения 77
3.5. Прохождение фенологических фаз сортами картофеля при разных режимах орошения 78
3.6. Режим орошения раннего картофеля 86
3.7. Водопотребление сортов картофеля 98
3.8. Продуктивность и качество раннего картофеля в зависимости от режимов орошения 102
Глава 4. Экономическая эффективность изучаемых агропримов 106
Заключение 110
Рекомендации производству 112
Список использованной литературы 113
Приложения 143
- Разработанность элементов технологии возделывания сортов картофеля в РФ и странах ближнего и дальнего зарубежья
- Даты наступления и продолжительность прохождения фаз развития сортов картофеля
- Режим орошения раннего картофеля
- Продуктивность и качество раннего картофеля в зависимости от режимов орошения
Разработанность элементов технологии возделывания сортов картофеля в РФ и странах ближнего и дальнего зарубежья
Существенную роль в повышении урожайности культурных растений и повышении качества урожая многие исследователи отводят сорту, который является одним из основных факторов эффективного использования органических и минеральных удобрений, сельскохозяйственных машин (Васильев А.А., 2005; Ганзин Г.А., Резниченко В.В., 1975; Коваленко А.Ф., Коваленко Е.А., 1984; Писарев Б.А., 1986,1990).
Аналогичного мнения придерживаются (Жученко А.А., 1980; Овсянников Ю.А.,1999; Котлярова Л.Л.,1981; Пигорев И.Я. и др., 2005).
В настоящее время очень важным является внедрение в производство сортов, с более высоким адаптивным потенциалом к неблагоприятным факторам внешней среды (Яшина И.М.,2010).
Несмотря на широкое потребление картофеля и большой спрос на клубневую продукцию в южные регионы России его больше завозят из более северных регионов страны, а также из-за рубежа (Ясько,2013).
Выращивание картофеля в условиях Северо-Кавказского региона осложнено разнообразием его климатических условий. Обилие солнечного света и тепла, высокий инфекционный фон вирусных и грибных болезней, жара и засуха, тяжелый механический состав почвы, ярко выраженная вертикальная зональность резко снижают урожайность картофеля и способствуют ухудшению семенных качеств клубней. Большинство районированных в этом регионе сортов быстро поражаются болезнями и не всегда соответствуют требованиям для возделывания (Ясько,2013). В этой связи необходимо развивать селекцию сортов для местных условий, обладающий устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам. Для этого необходимо изучение широкого разнообразия современных сортов, созданных в разных агроклиматических регионах, а также за рубежом, с целью выделения и создания исходного материала, обладающего такими признаками.
В 2010–2012гг. на опытном поле Майкопской опытной станции ВИР, в условиях предгорной зоны проводились исследования по изучению влияния климатических условий на основные хозяйственные признаки различных сортов картофеля из мировой коллекции ВИР в условиях предгорной зоны Республики Адыгея.
В результате проведенных за три года исследований по комплексу хозяйственно-ценных признаков и устойчивости к основным заболеваниям выделены и рекомендуются к выращиванию в условиях Республики Адыгея наиболее перспективные сорта картофеля. Это сорта Алый парус, Елена, Находка, Очарование, Парус, Юпитер, Янка, Lady Claire и Rosara. Для использования в селекции Республики Адыгея и Краснодарского края в качестве исходного материала на высокую продуктивность рекомендуются следующие сорта: – Алый парус, Ирбитский, Очарование, Bellarosa и Lady Claire; на повышенное содержание крахмала: Деснянский, Маг, Находка, Чая (Ясько,2013).
Правильный подбор сортов с учетом продолжительности вегетационного периода, необходимого для их полного созревания, имеет важное значение для большинства регионов и хозяйств.
Согласно данным некоторых исследователей (Анисимов, Б. В.,2000 а,б, 2004; Басиев, С.С. ,2016), благоприятные условия для роста и развития растений картофеля в период вегетации складываются при среднесуточных температурах 15-22С и количестве осадков - 300 мм.
Картофель - одна из основных сельскохозяйственных культур, и значительный подъм урожайности этой культуры можно обеспечить лишь на основе применения надлежащего комплекса агропримов, которые разрабатываются соответственно к различным природным и экономическим условиям разных зон России. Одним из важнейших элементов этого комплекса является возделывание наиболее продуктивных, высококачественных, устойчивых к основным болезням картофеля, особенно к грибным- фитофторе, альтернариозу, макроспориозу, парше- сортов. При этом огромное значение имеет не только создание таких сортов, но и их правильное семеноводство на высоком уровне с использованием доброкачественного семенного материала, значительно продлевающего жизнь любого сорта (Букасов, 1972).
Наиболее значительный объм урожайности картофеля возможен только на основе применения эффективного комплекса агропримов, разработанного в зависимости от природных и экономических условий зоны выращивания (Басиев, 2015; Бекузарова, 2013).
Основным примом в этом комплексе является возделывание наиболее продуктивных и высококачественных сортов, содержащих в своей родословной гены устойчивости к вирусным и грибным болезням. При этом огромное значение имеет не только создание таких сортов, но и правильное их семеноводство, которое постоянно будет обеспечивать сельскохозяйственное производство высококачественным семенным материалом (Болиева, 2010).
Внесение биологических мелиорантов в почву, перед посадкой среднераннего сорта, обеспечивает не только прибавку урожая клубней картофеля, но и улучшает качественные показатели мякоти клубня, также как крахмал, сухо вещество, витамин «С» и белок (Доева, 2006; Зангиева,2016).
Самостоятельным фактором повышения урожайности в современном земледелии , наряду с агротехникой, является сорт (Суругтанов, 2002;Хлевной и др., 1986; Усанова и др., 2004). Морфологические признаки, коррелирующие с продуктивностью сорта – структура, масса ботвы, высота надземной части куста картофеля и площадь листовой поверхности (Бацанов, Н.С. ,1970). Поэтому растения с большим количеством стеблей и большей площадью листовой поверхности являются потенциально более урожайными, при соблюдении необходимых агротехнологических условий (Алиев, Д. А. ,1974; Будин, К.З. ,1986; Васин, Ю.С., 2007; Лорх А.Г. ,1960).
Куст растения картофеля, как правило, состоит из 4-8 стеблей. Количество стеблей в определенной степени зависит от способности сорта к образованию почек на клубнях и прорастанию их в различных агрометеорологических условиях. Поэтому Количество стеблей на куст картофеля – морфологический признак, свидетельствующий о потенциальной способности сорта к формированию урожая (Бацанов, Н.С. ,1970; Бексеев, Ш.Г. ,1988; Бертон, В., 1952; Букасов, С. М. ,1956; Лорх А.Г. ,1960).
Достаточно развитый листовой аппарат растения является важным условием формирования хорошего урожая. Способность растительного организма усваивать солнечную радиацию и получать энергию для синтеза биологических веществ зависит от площади ассимиляционной поверхности (Алиев,1974; Каримова,2011; Николаевская, Л.Д.,1978; Ничипорович, А.А.,1986; Опарин, А.И.,1967).
Достаточно жесткие требования к качеству продукции, предъявляют потребители товарного картофеля на сегодняшний день. Большое значение при использовании картофеля для потребления в свежем виде уделяется качественным показателям сырья, максимально удовлетворяющим технологическим требованиям приготовления конечного продукта.
Особую ценность представляют сорта, устойчивые к золотистой нематоде, а также отличающиеся экологической пластичностью и устойчивостью к болезням грибного и вирусного характера (Маханько, В.Л. ,2013; Симаков, Е.А. ,2008; Симаков, Е.А. и др.,2010).
Способны защищать организм человека от свободных радикалов, снижая тем самым риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, водорастворимые пигменты – антиоксиданты, присутствующие в клубнях с красной или фиолетовой окраской (Анисимов, Б.В. ,2006).
Основным обстоятельством, при выборе сорта для возделывания является учт региональных особенностей возделывания картофеля в России, которые характеризуются большим разнообразием агроклиматических и почвенных условий, светового, температурного и водного режимов. При этом, первостепенное значение для получения максимального эффекта от внедрения сорта и минимизации затрат при его культивировании имеет изучение биологических возможностей сорта в конкретных условиях региона возделывания (Анисимов, Б.В. и др.,2009,2013; Луковникова, Г.А. ,1968; Панников, В.Ю. ,1977; Фомин, И. М., 1990; Hunnius, W., 1962).
Даты наступления и продолжительность прохождения фаз развития сортов картофеля
Согласно данным (Шпаар и др., 2004,2007; Hazra, 2001) у картофеля, в процессе роста и развития различают 4 периода. Прорастание и появление всходов происходить в первом периоде.
Формирование листьев и стеблей наблюдается во- втором периоде. В третьем периоде, в межфазном периоде бутонизация- начало клубнеобразование, наблюдается интенсивное развитие столонов и начало клубнеобразования.
Интенсивный прирост клубней и формированиедо 65-75% урожая происходить в четвртом периоде.
В наших исследованиях, посадка картофеля была проведена согласно рекомендациям. Так, в вегетационном периоде 2014 года посадка была проведена 20 марта (таблица 4).Продолжительность межфазного периода посадка- всходы варьировала в пределах от 18 до 21 дней (таблица 5).
Фаза бутонизации в периоде 2014 года, у растений картофеля была отмечена в третьей декаде апреля- в первой декаде мая. Длительность межфазного периода всходы – бутонизация составила 20 - 22 дней в зависимости от скороспелости сорта.
Цветение начиналось через 8 -13 дней после начала бутонизации. Уборочная спелость изучаемых сортов достигла во второй декаде июня у раннеспелых сортов (Жуковский ранний, Удача) и в первой декаде июля месяца – у среднераннеспелых (Волжанин, Предгорный, Невский, Василк).
Продолжительность вегетационного периода у раннеспелых сортов составила 85-89дней, а у среднераннеспелых- 90- 96 дней (таблица 5).
Посадка клубней картофеля в 2015 году была проведена 18 марта (таблица 6).Продолжительность межфазного периода посадка - всходы по сортам колебалась в пределах от 17 до 21 дней (таблица 7).
Фаза бутонизации растений картофеля зафиксирована в третьей декаде апреля, а длительность межфазного периода всходы – бутонизация колебалась в пределах от 20 до 22 дней.
Продолжительность межфазного периода бутонизация – клубнеобразование у раннеспелых сортов составила 17- 20 дней, а у средне-раннеспелых 20- 22 дней.
Цветений растений картофеля было отмечено в конце мая- в первой декаде июня месяца, а уборочная спелость- во второй- третьей декаде июня (табл.). При этом продолжительность периодов клубне-образование – цветение и цветение-уборка варьировала в пределах 10-11 и 18-20 дней- у раннеспелых сортов и 12-14; 19-23 дней- у средне-раннеспелых сортов.
В целом, продолжительность вегетационного периода у раннеспелых сортов (Жуковский ранний, Удача) составила 87- 90 дней, а у средне-раннеспелых (Волжанин, Предгорный, Невский, Василк) – в пределах от 94 до 98 дней.
С учтом погодных условий вегетационного периода 2016 года, клубни картофеля были посажены 27 марта (таблица 8). Всходы появились 10- 15 апреля то есть через 18- 21 дня после посадки (таблица 9). Длительность очередного периода, то есть периода всходы-бутонизация колебалась в пределах от 20 до 23 суток.
Цветение изучаемых сортов наблюдалось в первой декаде июня месяца, а продолжительность межфазного периода клубнеобразование – цветение составило 10-11 дней- у раннеспелых сортов, а у средне-раннеспелых- 12- 13 дней.
Уборочная спелость наблюдалась во втором- третьем декадах июня месяца.
Таким образом, в вегетационном периоде 2016 года, продолжительность периода у раннеспелых сортов составила 84-90 дней, а у остальных сортов- 93- 96 дней (таблица 9).
Характеризуя длительность периода вегетации изучаемых сортов картофеля в среднем за 2014- 2016 гг., можно отметить следующее (таблица 10).
Период вегетации у раннеспелых сортов - Жуковский ранний и Удача составил 85-89 дней, а у среднераннеспелых сортов (Волжанин, Предгорный, Невский и Василк) - 91-97 дней.
Согласно данным К.В. Владимирова, П.А. Чекмарева, В. П. Владимирова, (2015), достоинством регуляторов роста является то, что они существенно влияют на происходящие в растении физиологические и ростовые процессы.
В исследованиях В.В. Вакуленко (2004) было установлено, что при применении Гумат калия на посадках картофеля способствовал ускорению периоду созревания на 5-6 дней и повышению продуктивности на 30%.
В условиях Нижнего Поволжья, при предпосадочной обработке клубней регуляторами роста отмечено дружное появление всходов. Как показали исследования, эффект применяемых регуляторов роста начал проявляться во время смыкания ботвы (Корнева,2009).
При обработке клубней картофеля регуляторами увеличивается число ростков на клубне и стеблей растения, куст становится более мощным, за счт увеличения количества проснувшихся почек клубней
Вышеизложенное сопровождается ускорением межфазных периодов, улучшением корневого питания (Колбина и др., 2008).
В наших опытах регуляторы Эпин- Экстра и Гумат+7 способствовали сокращению межфазных периодов, а также вегетационного периода. Как видно из представленных данных таблицы 10, в случае применения Эпин- Экстра, период вегетации сокращается у раннеспелых сортов на 3- 4 дня, а у среднераннеспелых-соответственно на 1-2 дня.
В случае использования регулятора Гумат+7 период вегетации изучаемых сортов сократился на 1-3 дня.
Следовательно, применение регуляторов роста положительно сказалось росте и развитии растений картофеля.
Режим орошения раннего картофеля
Вода участвует во всех биохимических процессах, без не невозможен фотосинтез, поэтому значение влаги для роста и развития растений трудно переоценить.
Сельскохозяйственным культурам, начиная от набухания и прорастания семян до конца вегетации растений, вода необходима постоянно.
При достаточном обеспечении растений водой, нормально протекают биохимические и физиологические процессы, растения меньше перегреваются.
Для построения своих тканей, растения из поглощенной влаги потребляют всего 0,01…0,03% воды, а на испарение и транспирацию, расходуется остальная е часть.
Эффективность использования влаги той или иной культурой для формирования урожая характеризует транспирационный коэффициент, который уменьшается с улучшением условий увлажнения и питания растений. Для разработки режима орошения сельскохозяйственных культур большой практический интерес представляет вопрос о закономерностях водопотребления растений.
Согласно данным Колпаков и др., (1988), растения в разные периоды развития предъявляют неодинаковые требования к водному режиму почв.
Степень обеспечения потребности растений во влаге в течение вегетационного периода и в различные фазы их развития характеризует влагообеспеченность растений, который определяет процесс поступления, передвижения, расход почвенной влаги и использование ее растениями, то есть водный режим.
По отзывчивости на орошение картофель превосходит другие культуры, немного уступая овощным и плодовым.
При разработке режима орошения той или иной сельскохозяйственной культуры, необходимо установить оптимальный режим орошения (Андрюшина, 1975).
Многие исследователи, которые проводили опыты в разных почвенно-климатических условиях, отмечают эффективность выращивания раннего картофеля в поливных условиях ( Андрианов, 2002, 2009; Ванеян, 2001; Габдуолиева, 2005; Киселев и др., 2005; Киселев, 2001, Кожемякин и др. 2001; Кузнецов, 1999, 2001, 1995; Мусаев и др.,2012 а,б ; Магомедова,2011 а,б ; Магомедова и др., 2015 а,б).
В наших исследованиях, сроки проведения поливов дифференцировались, в зависимости от изучаемых режимов орошения. В вегетационном периоде 2014 года, выпавшие осадки способствовали поддержанию оптимальной влажности почвы до мая месяца (таблица 25 -26, рисунок 9 - 10). Динамика влажности почвы у сорта Предгорный на 5 мая 2014 года, на втором варианте (назначение вегетационных поливов при 80% НВ в слое почвы 0,3м до фазы цветения и 0,6 м-в остальной период) показала, что влажность почвы снизилась до 80,5 % от НВ, и поэтому на этом варианте был проведн первый вегетационный полив нормой 250 м3/ га 7 мая.
На первом варианте (назначение вегетационных поливов при 80% НВ в слое почвы 0,6м) полив был организован 11 мая 2014 года, нормой 500 м3/га.
В дальнейшем наблюдалось повышение температуры воздуха и незначительное количество осадков, в связи с чем, 22 мая был произведн очередной полив на втором варианте, и 28 мая – на первом варианте, теми же поливными нормами.
В июне также отмечено повышение температуры воздуха, усиленное испарение, в связи, с чем на вариантах опыта было дано по 2 полива. Поливные нормы на первом варианте составили по 500 м3/га, а на втором варианте- три полива нормой 250 м3/ га каждый, а четвртый - 500 м3/га. Это связано с тем, что согласно схеме этого варианта, до фазы цветения промачивали слой почвы 0,3 м, а в остальной период 0,6 м. Показатели оросительных норм составили соответственно 2000- 1250 м3/ га.
Согласно динамике влажности почвы, на делянках с раннеспелым сортом Жуковский ранний, на первом и втором вариантах было проведено по 3 полива (на первом варианте 2 полива в мае месяце и один- в июне, а на втором- все поливы в мае месяце). Поливные нормы в первом случае составили по 500 м3/га каждый, а во втором - первые 2 полива по 250 м3/ га, а завершающий- 500 м3/га.
Оросительная норма на контроле составила 1500 м3/ га, а на втором варианте- 1000 м3/ га (таблица 26, рисунок 10).
В вегетационном периоде 2015 года, на делянках с сортом Предгорный, на контроле проведено 3 полива нормами по 500 м3/га каждый, а на втором вари-анте- также 3 полива, причм первые два полива по 250 м3/ га, а завершающий-500 м3/ га (таблица 27, рисунок 11).
Значения оросительных норм составили: на контроле- 1500 м3/ га, на втором варианте- 1000 м3/ га.
У раннеспелого сорта Жуковский, на первом варианте было проведено 2 полива, нормами по 500 м3/ га, а на втором - 3 по 250 и 500 м3/ га.
Показатели оросительных норм составили соответственно 1000 и 750 м3/ га (таблица 28, рисунок 12).
Динамика влажности почвы в 2016 году, показала, что, благодаря значительному количеству осадков в марте и апреле месяцах, невысоким температурам, влажность почвы поддерживалась на уровне.
Необходимость проведения первого вегетационного полива на делянках с среднераннеспелым сортом Предгорный возникла 29 мая и 4 июня 2016 года (нормами соответственно 500 и 250 м3/ га).
Очередные поливы здесь были организованы 15 и 16 июня, нормами 500 и 250 м3/ га (таблица 29, рисунок 13) . Завершающие поливы были даны 28 июня -на первом варианте и 26 июня- втором. Значения оросительных норм составили 1500 и 1000 м3/ га.
На делянках с раннеспелым сортом Жуковский ранний, необходимость первых поливов возникла: 29 мая – на первом варианте, 27 мая- втором варианте.
В целом, оросительная норма составила 1000 м3/ га, на контроле, 750 м3/ га-втором варианте.
Подводя итог вышеизложенному можно отметить, что во все годы проведения исследований, на варианте с дифференцированной глубиной увлажнения почвы (0,3 – 0,6 м) отмечено снижение оросительной нормы. Так, в вегетационном периоде 2014 года разница между оросительными нормами В периоде 2015 года разница между вариантами составила 500 м3/ га – у сорта Предгорный и 250 м3/ га – у сорта Жуковский ранний.
В 2016 году экономия поливной воды у сортов Предгорный и Жуковский составили соответственно 500 и 250 м3/ га.
Продуктивность и качество раннего картофеля в зависимости от режимов орошения
В условиях Российского сельского хозяйства культура картофель является гарантийной (или страховой) культурой. В ходе рыночных преобразований, в последние годы, производство и потребление картофеля населением в расчете на душу населения не сократилось, а в сельской местности даже увеличилось.
В среднем за годы проведения исследований, общая урожайность среднераннеспелого сорта Предгорный на первом варианте составила 32,3 т/га, а товарная - 26,4 т/га (таблица 32, приложения 7-9). Показатель товарности составил 81,6 %.
На варианте с дифференциацией глубин увлажнения урожайность составила 34,8 т/га, что на 7,7 % больше по сравнению с первым вариантом. Товарность при этом составила 83,9 %.
Более высокая продуктивность наблюдалась у раннеспелого сорта Жуков-ский ранний. Так, при режиме орошения с постоянным промачиванием почвы на глубину 0,6 м, урожайность составила 33,5 т/га, а на втором варианте- 36,0 т/га. Показатели товарности составили соответственно 83,9- 87,4 %.
Превышение по сравнению с сортом Предгорный составило 1,2 т/га или 3,7 – 3,4 %.
Наибольшие значения массы товарного клубня наблюдались на втором варианте и составили у сорта Предгорный 65 г, а у Жуковского раннего – 70 г.
Более высокие урожаи сорта картофеля сформировали в вегетационном периоде 2014 года, а низкие - в 2016 году. Анализ структуры урожая показал следующее.
В общем урожае, доля крупных и средних клубней на первом варианте была невысокой и составила у Предгорного 57,3 %, сорта Жуковский ранний – 60%. Более высокой эта доля была на втором варианте и составила соответственно 58,0 - 61,1 %.
На делянках с назначением поливов при 80 % НВ, в слое почвы 0,6 м наблюдался высокий процент мелких клубней- соответственно 18,2- 16,1 %.
При оптимальном режиме орошения, их доля была невысокой и составила 16,7- 12,5 %.
В зависимости от изучаемых режимов орошения, качественные показатели клубней имели разные значения (таблица 33). На делянках с постоянным увлажнением у сорта Предгорный, в среднем за годы проведения исследований содержание крахмала и сухого вещества составило соответственно 14,0 и 22,1 %. Данные показатели у раннеспелого сорта Жуковский ранний составили 14,4 и 23,3 %.При чередовании глубин промачивания слов почвы по схеме 0,3- 0,6 м отмечено повышение качественных показателей. Так, содержание крахмала у сорта Предгорный повысилось на 0,7 %, а сухого вещества- 0,8 %. У сорта Жуковский ранний эти показатели повысились на 0,6 %.