УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ АГРОХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ЛЕГКОСУГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Конова А. М.¹, Гаврилова А. Ю.², Самойлов Л. Н.³

¹Кандидат сельскохозяйственных наук, Смоленский научно - исследовательский институт сельского хозяйства, ²Аспирант, Смоленский научно - исследовательский институт сельского хозяйства, ³Кандидат биологических наук, Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д. Н. Прянишникова

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ АГРОХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ЛЕГКОСУГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

В статье представлены данные по изучению влияния длительного применения агрохимических средств на урожайность и качество картофеля в условиях дерново-подзолистых легкосуглинистых почв. Наибольшая урожайность картофеля получена в четвёртой ротации при внесении максимальных доз минеральных удобрений (380 ц/га). Содержание крахмала определялось в основном калийными удобрениями. При применении удобрений крахмалистость картофеля снижалась в среднем на 0,22-0,44%, при максимальной дозе калия это снижение в зависимости от условий года колебалось от 1,8 до 3,5%. Содержание нитратов в клубнях картофеля зависело от применения азотных удобрений.

Ключевые слова: картофель, минеральные удобрения, урожайность, качество, крахмал, нитраты.

Коnova A. M.¹, Gavrilova A. U.², Samoilov L. N.³

¹PhD in Аgriculture, Smolensk research institute of agriculture, ²Postgraduate student, Smolensk research institute of agriculture, ³PhD in Biology, All-Russian scientific and research institute of agrochemistry named after D. N. Pryanishnikov

YIELD AND QUALITY OF POTATO DEPENDING ON THE PROLONGED USE OF AGROCHEMICALS ON SOD - PODZOLIC LIGHT LOAMY SOILS OF THE SMOLENSK REGION

Abstract

The article presents data on the effect of prolonged use of agrochemicals on yield and quality of potatoes in the conditions of sod-podzolic light loamy soils. The highest yields of potatoes are obtained in the fourth rotation when making maximum doses of mineral fertilizers (380 с/ha). The starch content was determined mainly potash fertilizers. When applying fertilizers starch content of potato was decreased by an average of 0,22-0,44%, with a maximum dose of potassium is reduced depending on the conditions of the year ranged from 1,8 to 3,5%. The nitrate content in potato tubers depended on the application of nitrogen fertilizers.

Keywords: potato, mineral fertilizers, yield, quality, starch, nitrates.

Важнейшее условие получения высоких урожаев картофеля на почвах Нечернозёмной зоны - регулярное применение минеральных удобрений. Но нарушение баланса основных элементов питания может привести к аккумуляции в клубнях картофеля сверхнормативного количества нитратов [1].

Производство экологически безопасной продукции является ключевой задачей при осуществлении сельскохозяйственной деятельности. Одним из направлений обеспечения качества и безопасности сельскохозяйственной продукции является комплексное регламентирование производства ее с учетом качества и безопасности почв, средств защиты растений, агрохимикатов. Так как массовый и необоснованный отказ от применения средств химизации (удобрений, пестицидов) может привести к ухудшению безопасности продовольствия от снижения питательной и витаминной ценности продукции при отказе от применения минеральных удобрений до массового заражения зерновых культур и продуктов их переработки микотоксинами при отказе от применения средств защиты растений. Только разумный подход и постоянное использование современных инновационных методов может быть в основе обеспечения продовольственной безопасности [2, 3].

Методика исследований. В ФГБНУ Смоленский НИИСХ изучали особенности действия и последействия возрастающих доз и различных сочетаний основных видов минеральных удобрений на урожайность и качество картофеля. Исследования проводили в длительном многофакторном полевом опыте, заложенном в 1967 году, в пяти ротациях севооборота.

Предшественником картофеля был ячмень. Изучалось девять (включая нулевую) доз каждого из трех основных элементов питания. Дозы азота и калия в первых двух ротациях увеличивали от 40 до 320 кг/га, фосфора – от 30 до 240 кг/га. В 3-й ротации севооборота изучали последействие ранее внесенных фосфорных и калийных удобрений на фоне N – 160 кг/га. В 4-й ротации дозы азота и калия увеличивали от 40 до 320 кг/га, фосфора – от 20 до 160 кг/га. В 5-й ротации дозы азота и фосфора увеличивали от 20 до 160 кг/га, калия – от 25 до 200 кг/га. Различные сочетания этих доз вносили под картофель согласно схеме опыта, включающего 81 вариант.

Условия проведения исследований. Почва опытного участка дерново-подзолистая, легкосуглинистая. Перед закладкой опыта имела следующие агрохимические показатели: содержание гумуса 2,0-2,2%; рН_kcl - 4,9; Нг - 4,2 мг/экв; содержание обменного калия – 70-100 мг/кг почвы; подвижного фосфора – 25-50 мг/кг почвы.

Погодные условия различались по годам по показателям коэффициентов увлажнения территории: 1987, 1989, 1991, 1993, 1997, 1998, 2000, 2003 годы были избыточно влажными; 1992, 1996, 2002, 2004 годы – сухими; 1990, 1995, 1999, 2001, 2005 годы – близкими к норме.

Результаты исследований. Увеличение доз минеральных удобрений способствовало повышению урожайности картофеля, однако характер действия и взаимодействия отдельных видов удобрений значительно изменялся по ротациям севооборота (табл. 1). Наибольшая урожайность картофеля была получена в четвёртую ротацию при внесении максимальных доз минеральных удобрений (380 ц/га). Самая низкая урожайность получена в третью ротацию в период последействия фосфорных и калийных удобрений, которые были внесены в предыдущей ротации. Прибавки, в среднем по ротации, составили 14-115 ц/га.

 

Таблица 1 - Урожайность картофеля в зависимости от доз полного минерального удобрения, ц/га

Ротация севооборота	Конт-роль	NPK	2NPK	3 NPK	4NPK	5NPK	6NPK	7NPK	8NPK
Первая: -урожайность -прибавка	95	174	203	225	243	258	271	282	293
	-	79	108	130	148	163	176	187	198
Вторая: -урожайность -прибавка	138	197	223	243	262	279	294	308	322
	-	59	85	105	124	141	156	170	184
Третья: -урожайность -прибавка	175	189	203	218	232	247	261	276	290
	-	14	28	43	57	72	86	101	115
Четвёртая: -урожайность -прибавка	128	205	241	270	296	319	341	361	380
	-	77	113	142	168	191	213	233	252
Пятая: -урожайность -прибавка	178	239	253	260	264	264	262	260	255
	-	61	75	82	86	86	84	82	77

 

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по влиянию различных видов минеральных удобрений на основные показатели качества картофеля. Однако результаты этих исследований характеризуют, в основном, направленность изменения отдельных показателей качества картофеля под влиянием удобрений, то есть качественную сторону их действия. Сведений о количественной зависимости отдельных показателей качества клубней картофеля от доз удобрений практически нет. Вместе с тем этот вопрос имеет значение при определении оптимальных доз удобрений с учетом их действия не только на урожайность, но и на качество картофеля в зависимости от его назначения.

Содержание крахмала в клубнях картофеля в нашем опыте в первых двух ротациях в основном определялось дозами калийных удобрений. С повышением доз хлористого калия крахмалистость картофеля во все годы снижалась. Зависимость содержания крахмала от доз калия в изучаемом диапазоне имела линейный характер. При увеличении дозы калия на 40 кг/га крахмалистость картофеля снижалась в разные годы в среднем на 0,22-0,44%. При максимальной дозе калия это снижение в зависимости от условий года колебалось от 1,8 до 3,5%. Без удобрений картофель содержал от 16,0% до 22,6% крахмала в зависимости от сорта (табл. 2). Только в период последействия (третья ротация) отмечалось положительное действие ранее внесенных калийных удобрений на крахмалистость картофеля. Влияние азотных удобрений на содержание крахмала в клубнях имело неустойчивый характер. Из двенадцати лет возделывания картофеля в течение пяти лет внесение азота снижало содержание крахмала. Только в начале 1-й и 4-й ротации проявилось небольшое положительное его влияние, а в остальные годы действие азотных удобрений оказалось статистически недоказанным. Положительное влияние фосфорных удобрений на накопление крахмала в клубнях картофеля было достоверным в течение 1-й, 4-й и 5-й ротации.

 

Таблица 2 - Содержание крахмала в клубнях картофеля в зависимости от доз полного минерального удобрения, %

Ротация севооборота	Конт-роль	NPK	2NPK	3NPK	4NPK	5NPK	6NPK	7NPK	8NPK
Первая	18,4	18,3	18,1	17,8	17,5	17,3	17,0	16,7	16,4
Вторая	16,0	15,6	15,3	14,9	14,5	14,2	13,9	13,6	13,3
Третья	22,6	22,2	22,2	22,2	22,3	22,4	22,5	22,7	22,8
Четвёртая	16,5	16,4	16,1	15,7	15,2	14,8	14,3	13,8	13,4
Пятая	18,8	19,2	19,0	18,7	18,4	18,0	17,6	17,3	16,8

 

Внесение полного минерального удобрения во все годы исследований снижало содержание крахмала в клубнях картофеля в связи с преобладающим отрицательным  влиянием азотных и калийных удобрений. Так, при внесении оптимальных в отношении влияния на рост урожайности доз удобрений N₂₀₀Р₁₅₀К₂₀₀ содержание крахмала снижалось по сравнению с контролем в разные годы на 0,2-1,8%. При увеличении доз удобрений до максимальных значений (N₃₂₀Р₂₄₀К₃₂₀) процент крахмала в клубнях уменьшался ещё сильнее (на 2,0-3,1%).

Определение товарности картофеля, то есть содержание крупной и средней фракции в общем урожае показало, что выход товарной продукции зависел в основном от погодных условий и в меньшей степени от доз удобрений (рис. 1). Внесение удобрений повышало товарность картофеля в зависимости от условий года на 4-25%. Наиболее существенные изменения этого показателя в большинстве случаев отмечены при внесении небольших доз удобрений. Под воздействием погодных условий товарность картофеля в среднем по опыту колебалась от 52 до 91%. Наиболее низкий выход товарных клубней был в начале 3-й, 4-й и 5-й ротации, которые отличались повышенным увлажнением и сравнительно низкой среднесуточной температурой воздуха в период интенсивного клубнеобразования.

 

Рис. 1 - Товарность картофеля в зависимости от доз удобрений

  Важным показателем качества с точки зрения санитарно-гигиенических требований является содержание нитратов в клубнях картофеля. Накопление нитратов зависит от метеорологических условий, сортовых особенностей, доз удобрений (особенно азотных) и способов их внесения, продолжительности вегетации ботвы, а также эколого-географических зон.

Полученные экспериментальные данные о влиянии возрастающих доз минеральных удобрений на содержание нитратов в клубнях картофеля были обработаны статистически. Регрессионный анализ полученных данных позволил получить уравнения, характеризующие количественную зависимость содержания нитратов в клубнях картофеля от доз вносимых удобрений (табл. 3). Приведенные уравнения показывают, что в рассматриваемых условиях в четвёртой ротации содержание нитратов в клубнях картофеля зависело от внесения азота. Слабее проявлялось взаимодействие фосфорных и калийных удобрений. В пятой ротации на количество нитратов оказывали влияние все виды внесённых минеральных удобрений. Их действие носило прямолинейный характер, то есть каждые 20 кг/га азота и фосфора обеспечивали повышение содержания нитратов в клубнях на 6,19 и 4,63 мг/кг соответственно, а каждые 25 кг/га калия - на 4,63 мг/кг.

Таблица 3 - Зависимость содержания нитратов в клубнях картофеля от доз минеральных удобрений

 

Заключение. Самая низкая урожайность картофеля получена в третью ротацию по последействию фосфорных и калийных удобрений. Наибольшая урожайность, 380 ц/га, получена в четвёртой ротации при внесении максимальных доз минеральных удобрений. Прибавка по сравнению с контролем составила 252 ц/га. Содержание крахмала определялось в основном калийными удобрениями и с увеличением их доз снижалось на 1,8-3,5%. Выход товарной продукции зависел в основном от погодных условий и в меньшей степени от доз удобрений и был наибольшим в первую ротацию (90-91%). Внесение удобрений повышало товарность картофеля в зависимости от условий года на 4-25%. Содержание нитратов в клубнях картофеля зависело в большей степени от применения азотных удобрений.

Список литературы/References

1. Конова А. М. Влияние минеральных удобрений и средств защиты растений на урожайность и качество картофеля / А. М. Конова, Л. Н. Самойлов // Плодородие. - 2011. - № 6. - С. 2-3.
2. Конова А. М. Формирование продуктивности нового сорта картофеля в зависимости от норм минеральных удобрений, сроков и схем посадки / А. М. Конова, Л. К. Чехалкова, А. Ю. Гаврилова // Плодоводство и ягодоводство России. - 2015. - Т. 43. - С. 104-110.
3. Коршунов А. В. Качество картофеля и картофелепродуктов /А. В. Коршунов. – М., 2001. - 256 с.

Список литературы на английском языке/References in English

1. Konova A. M. Vlijanie mineral'nyh udobrenij i sredstv zashhity ratsenij na urozhajnost' i kachestvo kartofelja [The influence of mineral fertilizers and means of plant protection on yield and quality of potato] / A. M. Konova, L. N. Samojlov // Plodorodie [Plodorodie]. - 2011. - № 6. - P. 2-3. [in Russian]
2. Konova A.M. Formirovanie produktivnosti novogo sorta kartofelja v zavisimosti ot norm mineral'nyh udobrenij, srokov i shem posadki [The formation of productivity of the new variety of potatoes depending on the norms of mineral fertilizers, terms and planting schemes] / A. M. Konova, L. K. Chehalkova, A. Ju. Gavrilova // Plodovodstvo i jagodovodstvo Rossii [Pomiculture and small fruits culture in Russia]. - 2015. - V. 43. - P. 104-110. [in Russian]
3. Korshunov A. V. Kachestvo kartofelja i kartofeleproduktov [The quality of potato and potato products] / A. V. Korshunov. – M., 2001. - 256 p. [in Russian]