Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 9
1.1 Биологические особенности картофеля 9
1.2 Роль органических удобрений при возделывании картофеля 18
1.2.1 Влияние навоза крупного рогатого скота на урожайность и качество клубней картофеля 18
1.2.2 Влияние птичьего помета на урожайность и качество клубней картофеля 22
1.3 Возделывание картофеля на орошаемых землях 25
2 Объект, методика и условия проведения исследований 33
2.1 Объект и методика проведения исследований 33
2.2 Организация полевого опыта 40
2.3 Агрометеорологические и почвенные условия Южной лесостепи Республики Башкортостан 48
2.3.1 Агрометеорологические условия в годы проведения исследований 48
2.3.2 Почвенные условия места проведения полевых опытов 53
3 Влияние органических удобрений и орошения на урожайность картофеля 56
3.1 Фенологические показатели 56
3.2 Водопотребление картофеля 58
3.3 Динамика влажности почвы под картофелем при орошении и в условиях богарного земледелия 64
3.4 Динамика роста клубней картофеля 71
3.5 Динамика развития надземной части картофеля 75
3.6 Урожайность картофеля при внесении навоза КРС, птичьего помета в условиях орошения и на богаре 96
3.6.1 Структура товарных клубней картофеля 96
3.6.2 Урожайность товарного картофеля 98
4 Влияние органических удобрений и орошения на качество клубней картофеля 101
5 Экономическая эффективность производства продовольственного картофеля при внесении органических удобрений на орошении и богаре 111
Производственные испытания 116
Выводы 117
Предложения производству 120
Библиографический список 121
Приложения 140
- Влияние навоза крупного рогатого скота на урожайность и качество клубней картофеля
- Водопотребление картофеля
- Динамика развития надземной части картофеля
- Влияние органических удобрений и орошения на качество клубней картофеля
Введение к работе
Актуальность исследований. Картофель – ведущая сельскохозяйственная
культура, хорошо отзывающаяся на внесение органических удобрений и
орошения, незаменимая для пищевой и промышленной отрасли страны. В
хозяйствах Республики Башкортостан возделывается около 4 % картофеля от
объёмов Российской Федерации. Стратегией социально-экономического развития
Башкортостана до 2030 года предусмотрено обеспечение продовольственной
безопасности населения через устойчивое развитие отраслей аграрного
комплекса. Для осуществления намеченных задач по увеличению производства
экологически чистого картофеля требуется более широкое использование
органических удобрений и орошения. Наиболее распространёнными видами
органического удобрения в Республике Башкортостан являются птичий помёт и
навоз крупного рогатого скота. В настоящее время происходит накопление этих
удобрений на производственных площадках и бессистемное их использование,
ввиду недостаточной разработанности технологии их применения в
растениеводстве. В этой связи тема исследований, направленная на изучение влияния различных видов и доз органических удобрений и орошения на урожайность и качество клубней картофеля на чернозёме выщелоченном Южной лесостепи Республики Башкортостан весьма актуальна.
Степень разработанности. Вопросам применения органических удобрений при выращивании культуры картофеля, применению орошения, качеству клубней картофеля в Российской Федерации посвящены труды Н.А. Чуркина (1984), Т.А. Иваненко (2003), А.Я. Федорова (2007), В.А. Коршунова (2010), Р.Л. Рахимова (2011), И.П. Кружилина (2011), Н.В. Тютюмы (2012), Н.А. Щербаковой (2012), С.С. Бочарова (2013), А.А. Васильева (2015), А.И. Степанова (2016), А.А. Мушинского (2016), Н.Н. Дубенка (2017) и др.
В Республике Башкортостан – это труды В.П. Бойко (1972), Н.А. Середы (1994), И.С. Марданшина (1997), А.Д. Андрианова (2005), Н.В. Пермяковой (2005), Р.Р. Исмагилова (2007), Р.Р. Хазетдинова (2009), Х.М. Сафина (2010), А.В. Комиссарова (2010), И.Н. Аминева (2011), Ф.Ф. Ишкининой (2012), Д.А. Андрианова (2016), М.М. Хайбуллина (2016), И.М. Габбасовой (2016) и др. Однако для почвенно-климатических условий Южной лесостепи Республики Башкортостан технологии возделывания культуры картофеля с применением органических удобрений различных видов на орошаемых землях и на богаре остаются малоизученными.
Цель исследований – изучение влияния органических удобрений и орошения на урожайность и качество клубней картофеля на чернозёме выщелоченном в Южной лесостепи Республики Башкортостан.
Задачи исследований:
-
Исследовать динамику формирования надземной и подземной частей растений картофеля сорта Невский при внесении различных видов и доз органического удобрения при орошении и на богаре.
-
Изучить закономерности изменения структуры урожая картофеля в период от начала цветения до уборки урожая при орошении и естественном увлажнении.
-
Установить зависимость урожайности картофеля от вида и дозы вносимого органического удобрения в условиях орошения и богарного земледелия.
-
Определить оптимальные дозы внесения органических удобрений при орошении и на богаре, способствующие формированию наибольшей урожайности продовольственного картофеля при удовлетворительном качестве клубней.
-
Определить оптимальный режим орошения среднераннего картофеля сорта Невский на продовольственные цели.
-
Дать оценку экономической эффективности производства продовольственного картофеля при внесении органических удобрений на орошении и богаре.
Предметом исследования является влияние различных видов и доз органических удобрений и орошения на продуктивность среднераннего картофеля Невский при возделывании на чернозёме выщелоченном в южной лесостепной зоне Республики Башкортостан.
Научная новизна. Установлены оптимальные дозы внесения птичьего помёта и навоза крупного рогатого скота под картофель, возделываемый на чернозёме выщелоченном в Южной лесостепи Республики Башкортостан с орошением и в условиях богары. Изучено развитие растений картофеля при внесении различных видов и доз органических удобрений. Проанализированы результаты дисперсионного трёхфакторного анализа и корреляционно-регрессионной зависимости между дозами вносимых удобрений и урожайностью картофеля. Дана экономически обоснованная оценка эффективности внесения различных видов и доз органических удобрений и орошения.
Теоретическая и практическая значимость работы. Установлено, что использование птичьего помёта дозой 120 т/га в виде органического удобрения при возделывании картофеля обеспечивает наибольший выход товарного картофеля на богаре (22,87 т/га). На орошаемом участке наибольший выход товарного картофеля (24,47 т/га) получен при внесении птичьего помёта дозой 40 т/га. Самое высокое содержание сухого вещества в клубнях выявлено у картофеля, возделываемого на богаре при внесении помёта дозой 40 т/га (26,88 %), а на орошаемых участках – без внесения удобрений (24,38 %). Наибольшее
содержание крахмала в клубнях картофеля установлено при внесении навоза дозой 100 т/га: 20,6 % на богаре и 19,26 % на орошении. Результаты диссертационной работы внедрены: 1) в ООО «Агрофирма «Николаевская» Уфимского района Республики Башкортостан на площади 60 га, общий экономический эффект составил 632,0 тыс. рублей и на площади 20,5 га, где общий экономический эффект составил 759,0 тыс. рублей; 2) в КФХ «Рассвет» Уфимского района Республики Башкортостан на площади в 10 га, общий экономический эффект составил 288,0 тыс. рублей; 3) в ООО КФХ «Агропремиум» Кармаскалинского района Республики Башкортостан на площади 15 га, где общий экономический эффект составил 113,0 тыс. рублей.
Методология и методы исследования. Сформулированы цель и задачи исследования; произведен анализ научных работ и публикаций по теме исследований; постановка полевого опыта; оценка агрометеорологических и почвенных условий места проведения исследований; проведены лабораторные анализы; математико-статистическая обработка результатов экспериментальных полевых данных и их интерпретация. При проведении исследований применялись общепринятые методики и ГОСТы.
Положения, выносимые на защиту. На защиту вынесены следующие основные положения:
-
формирование структуры надземной и подземной частей растений картофеля при внесении различных доз птичьего помёта и навоза КРС на орошении и богаре;
-
закономерности изменения структуры урожая картофеля в период от начала цветения до уборки урожая при орошении и естественном увлажнении;
-
урожайность и качество клубней картофеля при внесении птичьего помёта и навоза КРС на орошении и богаре;
-
анализ корреляционно-регрессионной зависимости урожайности картофеля: от массы надземной части картофеля, от вида и дозы вносимого органического удобрения в условиях орошения и богарного земледелия; зависимости высоты стеблестоя и количества стеблей от доз органических удобрений и орошения;
-
оптимальный режим орошения среднераннего картофеля, возделываемого на чернозёме выщелоченном;
-
экономическая эффективность производства продовольственного картофеля при внесении органических удобрений на орошении и богаре.
Степень достоверности и апробация результатов. Экспериментальные исследования проводились в 2014-2016 гг. на опытном поле водно-балансовой станции ФГБУ «Управление мелиорации земель и сельскохозяйственного
водоснабжения по Республике Башкортостан», являющейся кафедрой на производстве ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет».
Материалы диссертации докладывались автором на международных,
всероссийских и республиканских научно-практических конференциях
(Международная специализированная выставка «Агрокомплекс» (Уфа, 2014, 2015, 2016), «Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы» (Уфа, 2014), «Теория и практика - устойчивому развитию агропромышленного комплекса» (Ижевск, 2015), «Техника и технология: современные тенденции в науке и образовании» (Краков, 2016), «Состояние и перспективы увеличения производства высококачественной продукции сельского хозяйства» (Уфа, 2016), «Инновационное развитие землеустройства» (Кинель, 2017), «Научное обеспечение АПК в условиях импортозамещения» (Санкт-Петербург, 2017).
Личный вклад автора. Полевые опыты и обработка полученных результатов проводились автором лично, лабораторные исследования проводились при непосредственном участии автора.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, д-ру с.-х. наук, доц. Комиссарову.А.В., д-ру с.-х. наук, проф. Сафину Х.М., а также канд. пед. наук, доц. Ардувановой.Ф.Ф. за консультативную помощь при статистической обработке опытных данных.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 в журналах из Перечня ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура работы. Диссертация изложена на 120 страницах, содержит: введение, 5 глав, выводы и предложения производству. Библиографический список включает 195 наименование, в т.ч. 15 иностранных источников.
Данные полевых и лабораторных исследований представлены в 22 таблицах, проиллюстрированы на 29 рисунках и приведены в 9 приложениях.
Влияние навоза крупного рогатого скота на урожайность и качество клубней картофеля
Многолетними исследованиями ученых доказано, что из всех видов органических удобрений одно из первых мест по значимости занимает навоз.
Д.Н. Прянишников (1952) писал: «Как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве».
На всех почвах Башкортостана эффективно внесение полуперепревшего навоза. В 1 тонне навоза КРС содержится 5 кг азота, 2,5 кг фосфора и 6 кг калия. Питательных веществ с 60 т/га навоза в почву поступает 300 кг N, 150 кг P2O5 и 360 кг K2O (Марданшин И.С. и др., 1997).
Для оптимального развития растений и роста крупных клубней картофеля необходимы рыхлые, плодородные, хорошо аэрируемые почвы с водопроницаемой подпочвой, поскольку урожай формируется в пахотном слое. Навоз в данном вопросе занимает первое место среди органических удобрений, так как является не только источником питательных элементов, но и улучшает физические и физико-химические свойства почвы. Внесенный в почву навоз не только создает благоприятную среду для развития полезных микроорганизмов, и при которой питательные вещества могут усваиваться растениями, но к тому же влияет на улучшение свойств почв (Писарев Б.А., 1961; Mallory E., 2007).
Навоз хорош для тяжелых глинистых почв, которые он делает более рыхлыми, а легкие супесчаные — более связными (Тайчинов С.Н., 1973).
По данным научно-исследовательских учреждений, в Нечерноземной зоне 25 т навоза, внесенного на 1 га, дают прибавку урожая картофеля 6-7 т. Последействие навоза продолжается в течение 4 лет. По усредненным опытным данным, внесение 30 т/га навоза в различных почвенно-климатических зонах обеспечивает прибавку урожая клубней до 5,0 т/га (Алабушев В.А., 2001).
Практикой передовых хозяйств доказано, что удобрение посадок картофеля навозом дозой 30-60 т/га является эффективным средством для получения высоких урожаев.
На дерново-подзолистых суглинистых почвах оптимальной дозой правильно приготовленного органического удобрения (навоза) является 40-60 т/га, на супесчаных – 60-80 т/га, на чернозёмах выщелоченных – 40 т/га (Гайнутдинов М.Т., 2007).
Навоз, вносимый на супесчаных почвах дозой 72 т/га, дает прибавку урожая картофеля 12,3 т/га (Арнаутов В.В., 1945).
С.С. Ильин (1940) выявил высокую эффективность навоза на серых лесных почвах Республики Татарстан: в среднем за 4 года внесение навоза дозой 36 т/га под картофель привело к увеличению урожайность на 2,63 т/га, а это на 31% больше, чем на участке без внесения удобрений (контроль).
Оптимальные дозы внесения навоза определяют с учетом характеристик природно-климатических зон, типа почв, рельефа, наличия в них питательных веществ. Для большинства районов нашей страны наиболее эффективно внесение навоза крупного рогатого скота под картофель дозой 20-40 т/га. Отмечено, что при удобрении навозом в дозах 20, 40 и 60 т/га прибавка урожайности клубней составляет соответственно 2,0; 4,4 и 5,4 т/га (Пучков Б.С., 1979).
В северных районах и на северо-востоке России на холодных почвах навоз вносят в повышенных дозах – 60 т/га, а на слабоокультуренных почвах – 80 т/га (Посыпанов Г.С., 2007).
Прибавка урожая клубней картофеля, по данным ВНИИ картофельного хозяйства, на легких песчаных и супесчаных почвах центральных районов Нечерноземной зоны в расчете на каждую тонну вносимого навоза (дозой 40 т/га) достигает в среднем 0,3-0,35, а в западных районах 0,4-0,45 т/га. На глинистых дерново-подзолистых, суглинистых почвах и серых лесных Нечерноземной зоны каждая тонна навоза даст прибавку урожая картофеля в среднем от 0,15 до 0,2 т/га (Коршунов А.В., Ненахов В.И., Филиппова Г.И., 1980; Захаров В.Н., 1993).
Как показывает анализ проведенных исследований многочисленных авторов, на различных типах почв и в разных климатических зонах, внесение навоза под картофель в дозах от 20-40 т/га и до 60-80 т/га чаще всего приводило к уменьшению накопления сухого вещества и крахмала в клубнях картофеля (Горелкин Л.И., 1960; Воробьев С.А., Лымарь С.А., Иванов Ю.Д., Кузьмин О.Л., 1971; Коровин Н.А., 1977), то есть, в конечном счете, отрицательно влияет на качество урожая. Данные авторы едины во мнении, что внесенный навоз, усиливая рост растений, удлиняет вегетационный период, задерживая созревание клубней и биосинтез крахмала.
Исследованиями Н.Г. Ставровой (1981) установлено, что при повышении дозы внесения навоза с 10 до 80 т/га снижается крахмалистость клубней: с 18,4 до 16,5 %.
В Нечерноземной зоне, при изучении влияния вносимого навоза под картофель дозой 20 - 30 т/га, прибавка урожая в год внесения составляет 6 - 7 т/га (Семенов П.Я., 1973; Васильев В.А., Швецов М.М., 1983; Еськов А.И., Тужилин В.М., Новиков М.Н., 1994). В опытах А.И. Мирзояна (1963) описано, как в условиях Нечерноземной зоны при увеличении доз вносимого навоза с 40 до 80 т/га увеличивается урожай картофеля с 23,8 до 32,3 т/га.
Результаты исследований, проведенные в предгорной подпровинции Республики Дагестан на темно-каштановых почвах, показали, что при внесении вносимого вразброс навоза дозами 10, 20, 30, 40 и 50 т/га урожайность картофеля составила 7,8; 12,9; 16,6; 18,3 и 19,7 т/га соответственно (Мусаев М.Р., Исаева А.Р., 2012, 2014).
По мере внесения возрастающих доз навоза, возрастает и урожай, и лишь при внесении навоза дозой свыше 100 т/га увеличение урожайности часто не отмечается. Согласно Справочному пособию «Повышение эффективности производства картофеля» (1987) в этом случае отмечается мощное развитие надземной части растения – ботвы, в ущерб накоплению массы клубней.
Также, в трудах П.Я. Семенова (1973) отмечено, что высокие дозы бесподстилочного навоза (свыше 80 т/га) вносимые под картофель не приносят достоверного увеличения урожайности.
Что касается надземной части растений, увеличение высоты куста отмечается уже при меньших дозах вносимого в почву навоза. По данным исследований, полученным в Пензенской области, в условиях богарного земледелия Среднего Поволжья, наибольшая высота растений картофеля составила 42,8 см при внесении навоза дозой 50 т/га, что выше, чем на неудобренном варианте на 5,6 см (Корягина Н.В., Корягин Ю.В., 2015).
Согласно исследованиям В.А. Алабушева (2001), в районах достаточного увлажнения внесение навоза дозой более 50 т/га вредно: у растений развивается мощная ботва, понижается показатель крахмалистости клубней, удлиняется вегетационный период, угнетается иммунитет перед болезнями.
На севере Якутии внесение навоза под картофель в дозе 30 т/га не обеспечивает значимой прибавки урожая. Достоверную прибавку (18 ц/га) при урожайности 64 ц/га отмечали с увеличением дозы навоза до 60 т/га (Федоров А.Я., 2007).
Водопотребление картофеля
Наблюдения за влажностью почвы показали, что в изучаемой зоне в течение вегетации наблюдался дефицит водопотребления картофеля. При снижении влажности почвы до 70 % от наименьшей влагоёмкости проводили полив.
Оросительная норма напрямую зависела от складывающихся метеорологических условий. В очень засушливом 2014 г. были проведены 3 полива, в засушливом 2015 г. потребовалось проведение 2 поливов, а в очень засушливом 2016 г. потребовался 1 полив (таблица 3.2).
Полив осуществляли с помощью переносных дождевальных установок «Тучка», объединенных между собой системой пожарных рукавов и действующих позиционно, представляющих собой дождевальные насадки с мелким распылом радиуса 4-5 м. Зная интенсивность дождя и поливную норму, определяли продолжительность полива (Приложение И, е).
Радиус полива равен 4-5 метра. Так как длина делянки равна 8,40 м, а ширина 4,30 м, полив производился с 3-х позиций с прокладкой поливного трубопровода по границе делянки. На каждую позицию расходовалась равная часть поливной воды. Контроль за распределением оросительной воды по площади делянки осуществляли при помощи осадкомерных сосудов.
Одной из основных расходных статей водного баланса сельскохозяйственных культур является водопотребление, которое состоит из физического испарения и транспирации растений (Пчелкин В.В., Герасимов В.О., 2015).
Изучение элементов водного баланса показало, что картофель, растущий в различных условиях увлажнения, употребляет неодинаковое количество почвенной влаги. Растения картофеля на богарном участке использовали больше общих начальных почвенных влагозапасов, чем растения с орошаемого участка (таблица 3.3).
Необходимо отметить, что наибольший расход почвенной влаги наблюдался в период от посадки до полного цветения и от полного цветения до увядания ботвы. В среднем за 2014-2016 гг., на орошаемом участке почвенной влаги картофелем израсходовано на 476 м3/га меньше, чем на богаре.
Наблюдения за водопотреблением картофеля по периодам вегетации в среднем за 3 года показали, что растения в большей степени потребляли влагу в момент от посадки до цветения – на богаре 64 %, на орошении – 61 % суммарного водопотребления.
К концу вегетационного периода объем водопотребления снижается. При орошении растения были обеспечены влагой в оптимальных пределах – итого за вегетационный период в среднем за 3 года исследований их водопотребление составило 2440 м3/га, что на 672 м3/га больше, чем на богаре (таблица 3.4).
Суммарное водопотребление растений картофеля изменялось как по годам, так и по фону увлажнения. В среднем за 3 года исследований на участках с орошением суммарное водопотребление картофеля составило 255 мм, а на богаре 194 мм. Среднесуточное водопотребление картофеля в среднем за 2014-2016 гг. на участке с проведением поливов составило 2,2 мм, а на неполивных участках – 1,7 мм.
На орошаемом участке в годы исследований в структуре суммарного водопотребления основная роль принадлежит осадкам – около половины суммарного водопотребления. На богаре их доля составляет около четверти (рисунок 3.2, 3.3).
Потребность растений во влаге рассчитали в виде коэффициента водопотребления, который представляет собой суммарный расход влаги растениями картофеля на формирование единицы продукции, включая расход влаги на транспирацию и испарение с поверхности почвы (таблица 3.6).
Наибольшее количество влаги растения картофеля потребляют в период от посадки до полного цветения, а к моменту уборки урожая водопотребление заметно уменьшается.
В очень засушливом 2016 г., в период от посадки до полного цветения, коэффициент водопотребления на богаре на 60 м3/т превысил значение коэффициента на орошаемом участке.
При орошении дополнительно увлажнялся приземный слой воздуха, в результате создавая благоприятную среду для агроценоза. Следовательно, на орошаемом участке расход влаги на водное питание, транспирацию, испарение с поверхности почвы меньше, чем на богаре. В засушливом 2015 г. в период от посадки до полного цветения наблюдается аналогичная картина. А вот в очень засушливом 2014 г. коэффициент водопотребления на орошаемом участке почти на половину (на 156,2 м3/т) превысил коэффициент водопотребления картофеля на богаре.
На момент посадки картофеля в 2015 и 2016 гг., влажность почвы была выше отметки влажности разрыва капилляров. В 2014 г. отметка влажности почвы соответствовала влажности завядания растений. Поэтому, в 2014 г., после посадки на орошаемом участке был произведен полив.
За 3 года проведения исследований коэффициент водопотребления на орошаемом участке составил 321 м3/т, что на 28 м3/т больше, чем на богаре (293 м3/т).
Динамика развития надземной части картофеля
В трудах А.Г. Лорха (1941, 1948), В. Бертона (1952), М.Н. Гончарика (1973) отмечено, что основой урожая картофеля является мощно развитая ботва. Ряд исследователей придерживаются мнения, что мощная ботва «забирает» питательные вещества в ущерб формированию товарности клубней (Жукова Г.С., Писарев Б.А., Кузнецов И.А., 1964; Гулякин И.В., 1970).
По мнению ряда исследователей (Малейкина Г., 2010; Шанина Е.П., 2010), количество стеблей в кусте – это сортовой признак, который зависит главным образом от размера посадочного клубня, и влияние температурного режима окружающей среды. Менее заметное влияние на формирование стеблей оказывает влажность почвы, а также питательный режим. Авторы отмечают, что экологические условия и внесенные удобрения не оказали влияния на массу ботвы и высоту стеблестоя.
В засушливые годы, по данным А.Г. Лорха (1965), сильно развитая, мощная ботва усиливает испарение.
В. Бертон (1952) в своих трудах крайне негативно описывает влияние мощной ботвы на урожай картофеля во влажные годы. По его исследованиям, такая ботва не позволяет нижним листьям получать солнечный свет, вследствие чего они желтеют, опадают и поражаются грибком.
Результаты наблюдений за изменением состояния надземной части растений за период вегетации по высоте стеблестоя, количеству стеблей и массе ботвы представлены в таблицах 3.8 и 3.9.
Также нами было изучено влияние видов и доз органических удобрений, и орошения на количество стеблей картофеля (рисунок 3.11, 3.12).
Растения на орошении образовывали большее количество стеблей, чем на богаре. На участке с поливом без внесения удобрений, а также на участках с внесенным в почву птичьим помётом дозами 40-120 т/га на орошении, в среднем на 1 стебель больше, чем на аналогичных участках на богаре.
На орошаемых участках с внесением в почву навоза КРС насчитывалось на 1 стебель больше, чем на участках без полива.
Для определения зависимости количества стеблей от доз помета (х1, т/га) и фона увлажнения (х2), было рассчитано уравнение множественной регрессии:
у = 3,44 + (-0,056 х1) + (0,709 х2).
Исследования зависимости показали, что внесенный птичий помет и орошение оказывают влияние на количество стеблей растений. Общая картина выражается коэффициентом корреляции r = 0,68, что свидетельствует о наличии средней связи между рассматриваемыми показателями.
Аналогичное уравнение рассчитали для определения зависимости количества стеблей от доз навоза (х1, т/га) и фона увлажнения (х1):
у = 3,44 + (-0,00575 х2) + (0,709 х3), с коэффициентом корреляции r = 0,45, что означает слабую связь между показателями.
Фенологические наблюдения показали, что наибольшей высоты стебли картофеля достигали в фазу полного цветения, после чего тургорное давление начинало ослабевать, растения переходили из состояния роста в состояние старения, увядания (рисунок 3.13, 3.14).
В фазу полного цветения на богаре наибольшая высота растений отмечена на участках с дозой помёта 100 и 120 т/га (44 и 45 см, соответственно). На участках с внесенным в почву навозом КРС дозой 120 т/га – 42 см. Наименьшая высота сформировалась на участке без внесения удобрений (37 см).
В фазу увядания ботвы и на момент уборки урожая прослеживается аналогичная тенденция: наибольшая высота стеблестоя зафиксирована на участке с дозой помёта 120 т/га – 44 и 42 см, соответственно. На орошаемом участке по фазам вегетации наблюдается соответствующая картина. Самые высокие стебли картофеля сформировались при внесении в почву помёта и навоза КРС дозой 120 т/га (50 и 47 см, соответственно).
Для определения статистической зависимости высоты стеблестоя в период фазы цветения от различных доз птичьего помёта (х1, т/га) и фона увлажнения (х2), нами было рассчитано уравнение множественной регрессии:
у = 37,1 + (0,088 х1) + (2,27 х2), с коэффициентом корреляции r = 0,67. Это означает наличие средней связи между анализируемыми показателями. Расчетные значения полученной теоретической функции близки к экспериментальным. Вследствие этого можно сказать, что высота растения средне коррелирует как с различными дозами птичьего помёта, так с наличием орошения.
Для определения статистической зависимости между высотой стеблестоя растений картофеля, различными дозами навоза (х1, т/га) и фоном увлажнения (х2), так же рассчитали уравнение множественной регрессии:
у = 37,1 + (0,0015 х1) + (2,27 х2).
Коэффициент корреляции r = 0,44 свидетельствует о наличии слабой связи между показателями.
Результаты определения статистической зависимости высоты стеблестоя и количества стеблей растений картофеля от видов и доз вносимых органических удобрений и орошения показали, что птичий помёт способствует активному росту ботвы картофеля, о чем свидетельствует наличие средней корреляционной связи. Навоз КРС оказывает меньшее влияние на развитие ботвы картофеля. На участке с орошением у растений развилась более мощная ботва, в сравнении с неполивным участком, что было заметно невооруженным глазом.
На богаре в период полного цветения самой мощной ботвой выделялся картофель на помёте 80 т/га – 0,23 кг. Самая слабая ботва картофеля сформировалась при внесении навоза дозой 40 т/га – 0,11 кг.
В фазу увядания ботвы наибольшая масса надземной части была зафиксирована при дозе помёта 80 т/га – 0,43 кг, наименьшая – 0,09 кг – на неудобренном участке.
К моменту уборки урожая вес ботвы сократился и составлял от 0,02 кг на неудобренном участке до 0,13 кг на участках с внесенным птичьим пометом дозами 60 и 80 т/га.
К моменту уборки урожая ботва растений картофеля с неполивных участков по массе была легче, чем ботва на орошении.
В фазу цветения на поливном участке самой пышной ботвой выделялся картофель на участке с внесенным птичьим пометом дозой помета 80 т/га (0,28 кг). Самая маленькая масса ботвы сформировалась на участке с навозом дозой 40 т/га (0,31 кг).
Аналогичная тенденция прослеживалась и к фазе увядания ботвы. На участке с внесенным птичьим пометом дозой 80 т/га масса ботвы также составляла 0,40 кг. Наименьшая масса ботвы в данную фазу сформировалась при внесении навоза в почву дозой 60 т/га (0,16 кг).
К моменту уборки растений масса ботвы сократилась, и особо это заметно на орошаемых участках – в среднем, на 0,17 кг. Наименьший вес ботвы отмечен на участке без внесения удобрений (0,03 кг).
Анализируя данные фенологических наблюдений за надземной частью растений картофеля, можно сделать вывод, что проведение поливов увеличило вегетационный период картофеля: на участках без проведения полива растения перешли в фазу увядания ботвы, а на орошении, где процесс роста не ограничен недостатком влаги, продолжали развивать надземную массу (таблица 3.10).
Влияние органических удобрений и орошения на качество клубней картофеля
При возделывании культуры картофеля важное значение имеет качество получаемой продукции. Главную роль в обеспечении в обеспечении высокого качества картофеля играют сорт, место и технология производства (Исмагилов Р.Р., Юсупов А.Ш., 2007). Некоторые сорта картофеля являются сырьем для промышленной переработки, при которой на получение хорошей продукции можно рассчитывать только при хорошем качестве клубней. Например, на качество хрустящего картофеля оказывает влияние содержание сухого вещества и редуцирующих сахаров (Юсупов А., Исмагилов Р., 2010).
Выращивание картофеля не сводится только к правильному подбору сорта и его размножению. Не менее важной задачей является поддержание на высоком уровне сортовой чистоты, сохранение первоначальных качеств - высокой урожайности, крахмалистости, хорошей лежкости и т. д. (Laszlo M., 2000, Баталова Г.А., Стариков В.А., 2009).
Важнейшим показателем качества продовольственного картофеля является содержание в нем крахмала и сухого вещества. Именно качество свидетельствует о технологической пригодности продукции картофеля для использования в разных отраслях сельскохозяйственного производства, также определяет ее стоимостное выражение (Филиппов А.В., 2016). В процессе роста картофель накапливает в своих клубнях большое количество питательных веществ из почвы. Некоторые микро- и макроэлементы формируют в клубнях особо ценные элементы, такие как крахмал, белки, витамины, минеральные соли, органические кислоты и другие полезные вещества.
Содержание сухого вещества важно и при употреблении картофеля в свежем виде. Клубни картофеля содержат около 25 % сухих веществ, в том числе 14 - 22 % крахмала (Воловик А.С., Гусев С.А., Писарев Б.А., 1975).
Для выявления влияния доз органических удобрений и орошения на качество клубней картофеля в условиях южной лесостепной зоны Республики Башкортостан, после уборки урожая произвели химический анализ состава клубней картофеля на содержание сухого вещества, крахмала и нитратов (таблица 4.1 - 4.3, рисунок 4.1 - 4.3).
По полученным данным в среднем за 3 года исследований построили график зависимости содержания сухого вещества в клубнях картофеля от вида и дозы органического удобрения и орошения в среднем за 2014 - 2016 гг. (рисунок 4.1).
На участках без внесения удобрений содержание сухого вещества в клубнях картофеля выше, чем на удобренных делянках. Стоит отметить, что на богарных делянках содержание сухого вещества в картофеле на 2,67 % больше, чем на орошаемых. Объясняется это тем, что при орошении содержание воды в клубне картофеля несколько повышается за счет содержания сухого вещества.
Установлено, что содержание сухого вещества (в зависимости от дозы органических удобрений) изменялось на богаре от 22,22 % до 26,88 %. На участке с проведением поливов – от 19,59 % до 24,38 %.
Основная часть сухого вещества клубня картофеля – от 63 до 84 % – представлена крахмалом (Сабиров Р.А., Сабирова Т.П., 2012).
Крахмал незаменим в пищевой, целлюлозно-бумажной, фармацевтической промышленности. Содержание крахмала в клубнях представляет собой практическое значение, так как при более высоком содержании крахмала в клубнях повышается их пищевая, кормовая и техническая ценность, а также улучшается лежкость при хранении. Крахмал – важнейший углевод, определяющий питательную ценность картофеля, его калорийность и рассыпчатость при варке. На крахмал приходится основная масса сухого вещества клубня от 8 до 29 % в зависимости от сорта (Мушинский А.А., 2011, 2016).
Накопление крахмала, в первую очередь, зависит от биологических особенностей сорта, перераспределения тепла и осадков в течение вегетационного периода, температурного режима, а также используемых препаратов природного происхождения, за счет которых крахмалистость повышается в пределах 1,1 -1,3% (Хайбуллин М.М., 2007, 2016, Аминев И.Н., Хайбуллин М.М., Ишкинина Ф.Ф., 2012), от агротехники – предшественников, сроков посадки, видов, доз, соотношения и способов внесения минеральных удобрений (Молявко А.А., 2011).
Согласно данным бывшего Министерства пищевой промышленности, если прежде для получения 1 т крахмала использовали 6,5 т картофеля, то теперь картофеля необходимо 8 т. Среди причин такой ситуации можно назвать организационные и финансовые упущения; использование высокоурожайных сортов, с низкой крахмалистостью; грубые нарушения в использовании органических и минеральных удобрений; не достаточное применение микроэлементов (Коршунов А.В. и др., 2010).
На содержание крахмала влияют множество факторов: семенной материал, агрометеорологические условия, агротехника возделывания, удобрения и т.д. По мнению А.А. Завалина и О.А. Гремицких (1994) в прохладные и избыточно увлажненные годы содержание крахмала у растений одного сорта изменилось от 11 – 12 % до 18 – 19 % в благоприятных условиях. То есть, при недостатке тепла и света в клубнях картофеля образуется значительно меньшее количества сухого вещества и крахмала.
Доказано, что для получения высоких урожаев клубней картофеля соответствующего качества не обойтись без использования удобрений, создающих благоприятные условия для корневого питания растений. Однако в некоторых случаях растения не успевают применить весь поступивший в них азот для создания органического вещества. Тогда он преобразуется в соли азотной кислоты – нитраты. В определённых дозах содержание нитратов как естественного растительного компонента в картофеле положительно коррелирует с ростом и качеством продукции и является показателем их обеспеченности азотом. Повышенная концентрация нитратов в растениях значительно ухудшает их качество, а также является потенциально опасным для здоровья человека и животных (Пермякова Н.В., 2005).
На богаре при внесении навоза КРС самый низкий показатель по содержанию крахмала имели клубни картофеля, собранные на участке с дозой навоза 120 т/га – 15,5 %, а наибольшее содержание – на участке с внесением навоза дозой 100 т/га – 20,6 %. На орошении самое высокое содержание крахмала в клубнях отмечено при внесении навоза дозой 100 т/га – 19,26 %, а самое низкое – 13,27 % на участке с дозой помет 100 т/га (таблица 4.2).