Влияние условий минерального питания на продуктивность и качество картофеля при возделывании на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве

бран с 600 цветков. На фоне №К в пересчете на один цветок выделяется следующее количество нектара: в 9 часов — 0,055 мг; в 13 -

0, 056 мг; в 17 — 0,057 мг. На фоне РК в те же часы, соответственно, 0,095; 0,096; 0.096 мг. По этим данным видно, что сильного колебания в динамике нет. Нектарность на фоне РК выше, по сравнению с нектарностью растений на фоне №К, на 40 процентов.

Считается, что между жизнеспособностью пыльцы и урожаем семян бобовых существует прямая зависимость [2]. У бобовых растений, имеющих фертильность пыльцы, близкой к 100%, количество семян на один боб приближается к числу семяпочек в завязи, а у отдельных бобов соответствует им.

Наши исследования по изучению фертильности пыльцы козлятника восточного первого года показали, что фертильность пыльцы высокая - 91 процент. Исследования следующего года уточнили полученные данные, оказалось, что фертильность пыльцевых зерен составляет в среднем 93%. При этом, на фосфорно-калийном фоне питания фертильность составила 92%, что на 2% ниже, чем на азотном фоне. Ширина междурядья незначительно влияет на процент фертильности. Так, в контрольном варианте (30 см) она составила 91,9, при рядовом (15 см) - 91,5, на широкорядных посевах (45 и 60 см) - 92,9 процента. Вероятно, это косвенно связано с лучшей освещенностью, свободой действия насекомых-

опылителей в широком пространстве междурядья.

Применение микроэлементов и их смесей (В, Мо) на семенниках козлятника восточного оказывает положительное влияние на фертильность пыльцы. В среднем за два года микроэлементы обеспечили рост жизнеспособной пыльцы с 91,4% - в контрольном необработанном варианте до 95-98 процентов. Последнее согласуется с данными научных учреждений, изучавших вопросы опыления и некорневых подкормок семенников многолетних бобовых трав.

Выводы. В результате проведенных исследований цветения и опыления козлятника восточного и их влияния на семенную продуктивность, можно сделать следующие выводы:

1. Козлятник восточный является пере-крестноопыляемым растением, с типичным бобовым строением цветка. Цветение козлятника восточного начинается рано утром и продолжается весь световой день.

2. Опылителями козлятника восточного являются медоносная пчела (Лріе8 шеі^е-га Ь.) и шмель малый земляной (БошЬу8 1и-оогиш Ь).

3. Фертильность пыльцы 91-93%. Применение микроэлементов повышает фертильность пыльцы козлятника восточного до 95-98 процентов.

Литература

1. Вавилов П.П. Возделывание и использование козлятника восточного./П.П. Вавилов, Х.А. Райг - Л.: Колос, 1982. - 72 с.

2. Сергеев П.А Культура клевера на корм и семена / П.А. Сергеев;- М.: Колос, 1973. - 288 с.

УДК 631.8:661.152.3

Л.А. Михайлова, д-р с.-х. наук, профессор; М.А. Алёшин, канд. с.-х. наук, ст. преподаватель; Д.В. Алёшина, аспирант, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ

Введение. По данным Росстата, площадь посадок картофеля в нашей стране во всех категориях хозяйств составляет 2195,8 тыс. га, валовый сбор - 31,1 млн. т при средней урожайности - 14,0 т с гектара [1]. Картофель

размещается в Пермском крае на площади около 43,2 тыс. га, что составляет 5,8 % в структуре посевных площадей во всех категориях хозяйств. Суммарный объем производства не превышает 1,0-1,2 млн. т при средней

урожайности 124-142 (238,4) ц/га. Научно обоснованная норма потребления картофеля обеспечивается в среднем на 82-95 % [2].

Картофель отличается повышенными требованиями к количеству питательных веществ, необходимых для образования высокого урожая. Для нормального роста и развития картофельного растения в условиях большинства почв он наиболее часто испытывает потребность лишь в трех основных элементах питания - азоте, фосфоре и калии [3].

На формирование 40 т/га клубней и соответствующего количества ботвы растениями картофеля потребляется порядка 240 кг К, 80 кг Р2О5 и 320 кг К2О. Подобно всем культурам, накапливающим углеводы, картофель нуждается, по сравнению с зерновыми и зернобобовыми культурами, в значительно большей обеспеченности калием.

Разбалансированный рынок производственного сырья и создавшийся в настоящее время диспаритет цен между получаемой сельскохозяйственной продукцией и затрачиваемыми на её получение средствами, создают трудности, связанные с выбором и приобретением хозяйствами и фермерами минеральных удобрений [4]. В связи с чем, хозяйства растениеводческой отрасли вынуждены прибегать к применению альтернативных, более дешевых источников элементов питания в виде отходов перерабатывающей промышленности.

Цель исследования определить возможность использования калия хлористого электролитного на картофеле в качестве калийного удобрения.

Методика. Для решения поставленной

цели на опытном поле Пермской ГСХА в 2008- 2010 гг. был заложен трехфакторный опыт с картофелем сорта Невский по следующей схеме:

фактор А - доза азотно-фосфорных удоб-

рени^ А1 — NoPo, А2 — N90P90, А3 — К180Р 180;

фактор В - дозы калийных удобрений:

В1 - K90, В2 - К180;

фактор С - формы калийных удобрений: С1 - калий хлористый, С2 - калий хлористый электролитный.

Расположение вариантов систематическое, по схеме рендомизированных блоков. Повторность вариантов в опыте 6-кратная. Общая площадь делянки - 9,8 м2, учетная -3,5 м2. Удобрения вносились вручную, под предпосевную культивацию.

Почва опытного участка - дерновомелкоподзолистая тяжелосуглинистая со следующей характеристикой пахотного слоя: рНКС1 - 4,7-5,4; Нг - 3,9-4,7 ммоль/ 100 г. почвы; 8 - 16,9-18,4 ммоль/ 100 г. почвы, содержание подвижных форм фосфора и калия по Кирсанову - 145,3-223,1 и 124,7-180,1 мг/кг почвы, соответственно.

Агротехника в опыте общепринятая для возделывания картофеля в Предуралье. Учет урожая - сплошной, поделяночный. Статистическая обработка данных проведена с использованием методики, изложенной Б.А. Доспе-ховым [5].

Результаты. Неоднородность метеорологических условий и условий минерального питания за период проведения исследований обеспечили существенное варьирование урожайности по годам исследований (табл. 1).

Таблица 1

Влияние минеральных удобрений на урожайность картофеля, кг/10 м

Фактор А Фактор В Фактор С Средняя по А

Кхл. Кэл. 2008 г 2009 г 2010 г Среднее

2008 г 2009 г 2010 г Среднее 2008 г 2009 г 2010 г Среднее

НоРо К90 10,31 33,92 14,70 19,64 9,84 36,96 14,33 20,38 11,41 33,59 15,06 20,02

К180 13,18 31,18 15,78 20,05 12,30 32,30 15,41 20,00

N90^0 К90 16,56 34,92 23,63 25,04 15,78 34,60 22,98 24,45 17,42 38,11 23,40 26,31

К180 15,61 40,56 21,11 25,76 21,75 42,35 25,86 29,99

Н180Р180 К90 15,83 32,30 27,10 25,08 16,48 32,55 30,67 26,57 19,67 34,98 30,26 28,30

К180 20,94 39,49 30,71 30,38 25,42 35,58 32,58 31,19

Средняя по С 15,40 35,40 22,17 24,32 16,93 35,72 23,64 25,43

2008 г. 2009 г. 2010 г. Среднее за 3 года

Средняя по В1 14,13 34,21 22,24 23,53

Средняя по В2 18,20 36,91 23,58 26,23

Оценка существенности э( зфектов 2008 г. 2009 г. 2010 г Среднее

НСР05 для частных различий 7,69 6,32 4,50 5,98

НСР05 для главных эффектов по фактору А 3,84 3,16 2,25 2,99

НСР05 для главных эффектов по фактору В и С 3,14 2,58 1,84 2,44

Внесение в опыте минеральных удобрений привело к следующим изменениям про-

дуктивности растений. Внесение азотных и фосфорных удобрений в дозе 90 кг/га д.в. (ка-

ждого элемента) позволило увеличить в 1,5 раза урожайность клубней картофеля (с 11,41 до 17,42 кг/10 м2). Последующее увеличение азотно-фосфорного фона до 180 кг/га д.в., не привело к существенному увеличения урожайности. По главному эффекту, высокая доза калийного компонента (180 кг/га) была более эффективна в составе полного минерального удобрения (фактор В). Прибавка от её внесения составила 4,07 кг/10 м2 (при НСР05 = 3,14), вследствие чего, независимо от доз азотнофосфорных удобрений, максимальная урожайность при внесении хлористого калия (20,94 кг/10 м2) и электролитного (21,75 кг/ 10 м2) получена при внесении калия в дозе 180 кг/га. По главным и частным различиям разницы в действии форм калийных удобрений выявлено не было. Максимальная урожайность клубней - 21,75 кг/10 м2 - получена при внесении калия хлористого электролитного в дозе 180 кг/га д.в. на фоне К90Р90.

В 2009 г. высокое содержание элементов питания в почве, наряду с благоприятными погодными условиями, обеспечили более высокую продуктивность растений в целом по опыту. Существенная разница в уровне урожайности по сравнению с «нулевым» фоном (К0Р0), была получена на фоне К90Р90, увеличение дозы азотно-фосфорных удобрений до 180 кг/га было агрономически неоправданным. В свою очередь, растения положительно отзывались на удвоенную дозу калия. Доказательством служит прибавка, превышающая существенную разность. Действие изучаемых форм калийных удобрений на продуктивность

растений картофеля было схожим. Наибольшая урожайность в опыте была получена при внесении 180 кг/га д.в. калия хлористого и калия хлористого электролитного на фоне К90Р90. Высокое содержание азота и фосфора в почве ограничивало действие высокой дозы азотно-фосфорных удобрений, которое отчасти способствовало более интенсивному использованию калия почвы и внесенных удобрений.

Отличный от предыдущих по сочетанию метеоусловий 2010 год, по нашему мнению, стал основным фактором высокого действия на картофеле используемых в опыте азотнофосфорных удобрений. Уровень прибавки урожая клубней возрастал пропорционально вносимым дозам. Более высокий уровень урожая в опыте, независимо от формы калийного удобрения, был получен при сочетании максимально-высокого уровня азотнофосфорных удобрений и калийного компонента (КшРш+Кш). Величина урожая при внесении хлористого и электролитного калия составили, соответственно. (30,71 кг и 32,58 кг с 10 м2). На основании главных и частных различий эффекта от применения более высокой дозы калия удобрений выявлено не было, что, в первую очередь, можно связать со значительным количеством калия, доступного для растений в почве.

В биохимических процессах, протекающих в картофельном клубне, важная роль принадлежит макро- и микроэлементам. Влияние минеральных удобрений на элементный состав клубней представлен в таблице 2.

Таблица 2

Влияние минеральных удобрений на содержание фосфора и калия в составе клубней картофеля, __________________________% на сухое вещество (среднее за 3 года)____________________________

Фактор А Фактор В Фактор С Среднее по фактору А

Кхл. Кэл. Кхл. Кэл.

Р2О5 К2О Р2О5 К2О

ад 0 9 0,51 0,73 1,69 1,77 0,68 1,75

К180 0,73 0,75 1,78 1,75

N9^90 80 0 19 1 К9 0,64 0,72 1,62 1,66 0,73 1,68

К180 0,75 0,82 1,76 1,68

N18^ 180 80 0 19 1 К9 0,75 0,77 1,75 1,71 0,71 1,70

К180 0,71 0,62 1,65 1,69

Среднее по фактору С 0,68 0,73 1,71 1,71

Среднее по фактору В

Ві 0,69 1,70

В2 0,73 1,72

Оценка существенности эффектов для Р2О5 / К2О:

НСР05 для частных различий 0,25/0,20

НСР05 для главных эффектов по фактору А 0,12/0,10

по факторам В и С 0,10/0,08

Наиболее высокое содержание фосфо- формы калийного удобрения, получено при ра в клубнях (0,75-0,82%), независимо от использовании следующего сочетания эле-

ментов питания - ^0Р90 + К180. Более высокое содержание К2О, независимо от дозы калийных удобрений, отмечено в вариантах с односторонним внесением калийного компонента.

Данные, полученные в среднем за 3 года исследований, свидетельствуют об отсутствии четкой зависимости действия минеральных удобрений на содержание фосфора и калия в составе клубней.

Высокое содержание в клубнях картофеля крахмала, азотистых соединений и ряда других веществ (клетчатки, жира, зольных элементов) определяют его пищевые и кормовые достоинства [6].

Получить максимальное содержание сырого протеина и сырого жира в клубнях (8,209,28 % и 1,07-1,11 %) позволило внесение калия на делянках независимо от фона азотнофосфорных удобрений в дозе 120 и 90 кг/га, соответственно (табл. 3).

Картофель не содержит большого количества жиров. За счет него удовлетворяется примерно 0,67 % от нормального количества жиров, необходимых животным. В клубне картофеля содержится в среднем около 0,1 % «сырых жиров» на сырое вещество или 0,70,9 % - на сухое вещество [7]. Несмотря на то, что количество липидов в клубне не велико, имеются данные об активном их участии в обмене веществ и формировании вкуса и запаха картофеля [8, 9].

При выращивании картофеля примерно 25 % от всего количества полисахаридов в составе клубней приходится на гемицеллюлозу, пентозаны, пектиновые вещества и собственно клетчатку. В совокупности, данные соединения отражают содержание «сырой клетчатки».

Количество сырой золы и сырой клетчатки, полученное в опыте в клубнях, представлено в таблице 4.

Внесение азотно-фосфорных удобрений позволило получить картофель с меньшим количеством минеральных веществ в клубнях. На достоверность сказанного указывает величина НСР05 для главного эффекта по фактору А. По-видимому, дополнительное количество азота в сочетании с фосфором способствует более интенсивному фосфорному обмену, который, в свою очередь, является центральным звеном общего обмена веществ. Также можно отметить переход части зольных элементов в непродуктивную часть урожая.

Большее количество зольных веществ (5,72 и 6,05 %, соответственно) отмечено при одностороннем внесении калия хлористого и калия электролитного в удвоенной дозе; содержание сложных углеводистых соединений (независимо от применяемой формы калийного удобрения) отмечено при внесении 90 кг/га калия на максимально высоком фоне азотнофосфорных удобрений.

На основании главных эффектов по факторам В и С важно отметить равнозначность влияния используемых форм калийных удобрений.

Количество сырой клетчатки в вариантах не зависело от внесенного количества азотно-фосфорного-калийного компонента и формы последнего по делянкам опыта.

Возможно, данная тенденция наблюдалась за счет наличия значительного количества элементов питания и, прежде всего, доступного для растений калия в почве.

Таблица 3

Влияние минеральных удобрений на содержание сырого протеина и сырого жира

Фактор А Фактор В Фактор С Среднее по фактору А

Кхл. | Кэл. Кхл. | Кэл.

Сырой протеин Сырой жир Сырой протеин Сырой жир

НоРо К90 9,16 6,84 1,04 0,95 7,60 0,96

К180 7,85 6,56 0,87 0,99

N9^90 К90 7,10 7,34 1,11 0,90 7,82 0,99

К180 9,28 7,55 0,93 1,04

Н180Р180 К90 8,33 8,07 0,93 1,07 8,12 1,01

К180 7,86 8,20 1,05 0,96

Среднее по фактору С 8,26 7,43 0,99 0,99

Среднее по фактору В:

Ві 7,81 1,00

В2 7,88 0,97

Оценка существенности эффектов для сырого протеина/сырого жира

НСР05 для частных различий 2,79/0,21

НСР05 для глаЕ эффектов ных по фактору А 1,39/0,11

по факторам В и С 1,14/0,09

Таблица 4

Влияние минеральных удобрений на содержание сырой золы и сырой клетчатки

в составе клубней картофеля, % на сухое вещество (среднее за 3 года)_____________

Фактор А Фактор В Фактор С Среднее по фактору А

Кхл. | Кэл. Кхл. | Кэл.

Сырая зола Сырая клетчатка Сырая зола Сырая клетчатка

NoPo К90 5,45 5,74 2,02 2,48 5,74 2,29

К180 5,72 6,05 2,40 2,25

N90P90 0 0\ И 5,03 5,28 2,13 2,03 5,27 2,31

К180 5,22 5,53 2,57 2,50

N180P180 0 0\ И 5,17 5,21 2,69 2,90 5,26 2,40

К180 5,40 5,28 2,03 1,97

Среднее по фактору С 5,33 5,51 2,31 2,35

Среднее по фактору В

В, 5,31 2,37

В2 5,53 2,29

Оценка существенности эффектов для сырой золы/сырой клетчатки:

НСР05 для частных различий 0,72/0,78

НСР05 для главных эффектов по фактору А 0,36/0,39

по факторам В и С 0,29/0,32

Клубни картофеля, ради которых возделывается эта культура, на 75.. .80 % состоят из воды и на 20.25 % - из сухого вещества, которое практически на 70 % состоит из крахмала. У среднеранних сортов наиболее интенсивное накопление крахмала в клубнях наблюдается через 70-80 дней после посадки. В Нечерноземной зоне это происходит в июле-августе, что совпадает с активным клубнена-коплением. На крахмалистость клубней в первую очередь оказывают влияние сортовые особенности, размерность клубней, состав почвы, ее обеспеченность влагой, элементами питания и, прежде всего, азотом и калием.

Для здоровья животных значительную опасность при скармливании картофеля представляют нитраты, из которых в желудочнокишечном тракте образуются нитриты. Образующиеся при участии нитратов нитрозоамины и нитрозоамиды обладают выраженными кан-

церогенными, мутагенными и эмбриотоксиче-скими свойствами. Установлено, что 60-80 % поступающего количества нитратов животные получают, прежде всего, с картофелем.

Данные по содержанию крахмала и нитратов в составе клубней картофеля, выращенного в опыте, представлены в таблице 5.

Рассчитанные величины главных эффектов и частных различий указывают на отсутствие существенного влияния изучаемых факторов на содержание крахмала.

Прохладная погода, недостаток солнечных дней, избыток осадков подавляет процесс фотосинтеза и, как следствие, нитраты накапливаются на уровнях, значительно превышающих ПДК. Министерством здравоохранения утверждены санитарно-гигиенические нормы, согласно которым величина предельно-допустимых концентраций для картофеля составляет 250 мг/кг сырых клубней.

Влияние минеральных удобрений на содержание крахмала и нитратов

Таблица 5

Фактор А Фактор В Фактор С Среднее по фактору А

Кхл. | Кэл. Кхл. | Кэл.

Крахмал Н S н в о т а О Крахмал Нитратов

N0P0 К90 16,81 16,68 456 389 16,49 410

К180 16,36 16,12 386 410

N90P90 К90 16,91 16,16 439 503 16,56 449

К180 16,36 16,82 444 412

N180P180 К90 16,32 16,24 595 492 16,28 541

К180 16,72 15,82 611 467

Среднее по фактору С 16,58 16,31 488 446 446

Среднее по фактору В

В1 16,52 479

В2 16,37 455

Оценка существенности эффектов для крахмала/нитратов:

НСР05 для частных различий 1,62/261

НСР05 для главных различий по фактору А 0,81/130

по факторам В, С и их взаимодействий 0,66/106

Достоверное увеличение количества нит-розных соединений в клубнях картофеля произошло только при внесении удвоенной дозы азотно-фосфорных удобрений. По главным эффектам и частным различиям, разницы в действии доз и форм калийных удобрений выявлено не было. Наиболее высокое содержание нитратов (соответственно, 611 и

503 мг/кг), независимо от азотно-фосфорного фона, было отмечено при внесении 180 кг/га д.в. хлористого калия и 90 кг/га д.в. хлористого калия электролитного.

Для комплексной оценки эффективности возделывания картофеля необходимо установить экономическую целесообразность применения средств химизации в опыте (табл. 6).

Экономическая оценка позволяет определить уровень экономических затрат, себестоимость получаемой продукции и рентабельность производства картофеля в целом.

Стоимость урожая с гектарной площади (187,1 тыс. руб.) напрямую зависит от урожайности опытной культуры, достигая своего максимума при внесении К180Р180Кэл180. Уровень затрат увеличивался пропорционально количеству вносимых удобрений в вариантах опыта. Наибольшее их количество (87,3 тыс.

руб.), также отмечено в варианте -К180Р180Кх180. Самая низкая себестоимость тонны клубней отмечена в варианте с использованием двойного количества хлористого калия электролитного (180 кг/га д.в.) на умеренном фоне азотно-фосфорных удобрений.

Выводы. В среднем, за три года максимальная урожайность (31,19 кг/10 м2), получена при внесении хлористого калия электролитного в варианте ^80Р180 + Кэл.180. Отмечен положительный эффект от применения двойной дозы калия, независимо от формы удобрения. Внесение более высокой дозы азотнофосфорного компонента минеральной смеси оказалось неэффективным. На основании главных эффектов и частных различий установлена высокая эффективность нового калийного удобрения, не уступающего по эффективности хлористому калию как по годам исследований, так и в среднем за три года.

Наиболее рентабельным, на основании представленных данных и проведенных расчетов на их основе, можно считать вариант с использованием калия хлористого электролитного в дозе 180 кг/га д.в. при умеренном фоне (К90Р90) азотно-фосфорных удобрений.

Экономическая эффективность использования минеральных удобрений

Таблица 6

№ п/п Вариант Стоимость урожая с 1 га , тыс. руб. Затраты на 1 га, тыс. руб. Себестоимость клубней, руб./т Условно чистый доход, тыс. руб./га Рентабельность, %

1 NcPcRs» 117,8 71,2 3626,4 46,6 65,5

2 NqPq^90 122,3 71,2 3492,1 51,1 71,8

3 NqP 0Кх180 120,3 72,5 3614,3 47,8 66,0

4 КпРпКэл18п 120,0 72,0 3598,7 48,0 66,7

5 N90P 90Кх90 150,2 78,9 3149,1 71,4 90,5

6 N90P 90Кэл90 146,7 78,5 3209,3 68,2 87,0

7 N90P 90Кх^80 154,6 80,2 3112,4 74,4 92,8

8 N90P 90Кэл^80 179,9 80,8 2692,7 99,2 122,8

9 N180P 180Кх90 150,5 85,1 3395,0 65,3 76,7

10 N180P 180Кэл90 159,4 85,3 3209,6 74,1 86,9

11 N180P 180Кх180 182,3 87,6 2883,8 94,7 108,1

12 N180P 180Кэл 180 187,1 87,3 2800,1 99,8 114,3

- цены взяты на основании фактической цены реализации хозяйствами картофеля на март 2013 года.

Литература

1. Анисимов Б.В., Чугунов В.С., Шатилова О.Н. Производство и рынок картофеля в Российской Федерации в 2009 году // Картофель и овощи, 2010, - № 4. С. 13-14.

2. (Пермский край в цифрах, 2012).

3. Справочник картофелевода. Под ред. Б.А. Писарева. Сост.: А.С. Воловик, С.А. Гусев. М., Колос, 1975. - 288 с.

4. Зубко Д.Г. Кукуруза на силос для районов с коротким периодом вегетации // Кукуруза и сорго, 2009, -№1.-С. 2-3.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта./ Б.А. Доспехов - М., Колос, 2011.- 335 с.

6. Власюк П.А., Власенко Н.Е. Мицко В.Н. Химический состав картофеля и пути улучшения его качества. -Киев: Наукова Думка, 1979. - 193 с

7. Картофель России, том II / Под редакцией А.В. Коршунова. - М.: ВИНИТИ, 2003. - 321 с.

8. Kushizaki M. The development physiology and fertilizer requirement of Irish potatoes. ASPAC Techn. - 1975 -Bull. 24, p. 94 // Potato fertilizers for yield and quality. - International Potash Institute. Basel/Switzerland, 1993.

9. Анисимов Б.В. Пищевая ценность картофеля и его роль в здоровом питании человека / Картофель и овощи. -2006. - №4. С. 9-10.