Содержание к диссертации
Введение
Глава І.Обзор литературы.
1.1. Роль сорта в повышении урожая и качества картофеля . 7
1.2. Качество разных сортов картофеля 11
1.3. Устойчивость к болезням и вредителям 17
Глава II Условия и методика проведения полевых опытов
2.1. Агрохимическая характеристика почвы опытного участка 36
2.2. Метеорологические условия в годы проведения опытов 38
2.3. Схема опытов и методы исследований 45
2.4. Описание изучаемых сортов 50
Глава III Результаты исследований
3.1. Особенности роста и развития сортов картофеля в условиях горной зоны КБР. 53
3.2. Рост и развитие посадок разных сортиментов картофеля в условиях горной зоны КБР. 59
3.3. Фотосинтетическая деятельность растений изучаемых сортов картофеля 76
3.4. Устойчивость к болезням и вредителям
3.4.1. Результаты визуальной оценки и серологического анализа сортимента картофеля 80
3.4.2. Устойчивость к грибу Phytophtora infestans 83
3.4.3. Повреждаемость вредителями. 84
3.4.4. Недобор урожая клубней из-за болезней. 85
3.5. Химический состав клубней разных сортотипов картофеля в условиях горной зоны КБР 88
3.6. Продуктивность сортотипов картофеля в условиях горной зоны КБР 90
3.7. Параметры пластичности и стабильности сортов картофеля 92
Глава IV. Энергетическая оценка производства клубней разных сортотипов картофеля . 95
Выводы и предложения производству 98
Список использованной литературы 100
Приложения 111
- Роль сорта в повышении урожая и качества картофеля
- Метеорологические условия в годы проведения опытов
- Фотосинтетическая деятельность растений изучаемых сортов картофеля
- Энергетическая оценка производства клубней разных сортотипов картофеля
Роль сорта в повышении урожая и качества картофеля
Селекция картофеля уже давно перестала быть лишь простым средством изыскания высокопродуктивных и урожайных сеянцев, как это было еще в первом десятилетии после первой мировой войны. Современный селекционер картофеля при испытании созданных им сеянцев и сортов должен быть хорошо знаком с новейшими методами, позволяющими судить о качестве новых сортов не только по их внешним признакам, но и оценивать такие свойства картофеля, как, например, устойчивость к заболеваниям и вырождению, столовые, кормовые и технические качества и т.д. Только зная эти внутренние свойства сортов, можно рассчитывать на улучшение качества картофеля и обеспечение высоких урожаев (Ермольев Е.,3адина И., 1959, Альсмик П.И. и др, 1988).
Сортосмена, т.е. замена одного сорта другим, более урожайным, или же характеризующийся более высокими технологическими показателями продукции при том же уровне урожайности - является необходимым приемом эффективного использования плодородия почвы в определенных климатических условиях.
Периодичность сортосмены определяется, прежде всего, появлением в Государственном сортоиспытании таких сортов, которые превзошли по ряду показателей районированный сорт одной с ним группы спелости.
Ежегодно в результате реализации национальных селекционных программ в районирование включают новые сорта. Распространение их обеспечивается при условии, если они превосходят старые по качеству, устойчивости к болезням (трудно поддающиеся контролю с помощью традиционных методов защиты ), приспособлены к агротехническим стрессовым ситуациям, а также при достаточном количестве семенного материала ( Литун Б.П.1988, Машьянова Г.К. и др. 1991 ). Важная роль в повышении урожайности и стабильности производства картофеля принадлежит сорту (Альсмик П.И. и др., 1988). Свойства картофеля, определяющие выход крахмала, продолжительность вегетации, устойчивость к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды -наследуемые признаки, в разной степени присущие различным сортам (Замотаев А.И., Пахова С.С., 1987; Литун Б.П. и др., 1988).
Введение в посевы хорошего сорта обеспечивает рост урожая картофеля на 20...35% (Кучумов А.П., 1958). По данным Б.П.Литун и др. (1988) прибавка урожая от сортосмены составляет 10...30% по сравнению со старыми сортами. Значительный рост урожайности картофеля в отдельных странах наряду с другими факторами интенсификации связан с внедрением новых сортов (ФРГ, Чехия, Швейцария, США, Нидерланды и др.).
Однако, не во всех природных зонах один и тот же сорт является одинаково урожайным (Кучумов А.П, 1958; Писарев Б.А., Трофимец Л.Н., 1982).
Нет ни одного сорта, который в любых экологических условиях давал бы одинаково хорошие результаты. Один и тот же сорт в одних условиях может быть урожайным, в других наоборот, малопродуктивным (Замотаев А.И., Пахова С.С., 1987; Колчинский Ю.Л., Колчина Л.М., 1992; Колчина Л.М., 1993).
Поэтому лучшие сорта районируются по областям и зонам, где они более полно проявляют свои качества, где природные условия более соответствуют требованиям сорта. Только немногие сорта (например, Лорх) отличаются высокой пластичностью и дают высокие урожаи во многих областях (Кучумов А.П., 1958; Зубченко А.А., 1959).
Как показывает опыт ряда стран, заменить старые сорта новыми, особенно продовольственного назначения трудно. Трудности внедрения новых сортов объясняются не только сложившимися привычками потребителя к определенному качеству картофеля и недостатками семенного материала новых сортов, но и большей надежностью старых сортов в производстве (Литун Б.П. и др. 1986).
Возможности сортов картофеля определяются комплексом признаков, из которых первостепенное значение имеет уровень потенциальной урожайности, а также важнейшие показатели их иммунологических и качественных характеристик (Зайцева Н.Д., 1975).
Картофель культура с высокой потенциальной урожайностью, превышающей у современных сортов 100 т/га. В развитых европейских странах соотношение фактической и потенциальной урожайности сложилось как 1:3,5; в странах СНГ - 1:9. Такое большое расхождение во многом связано с используемыми сортами. В хозяйствах часто выращивают наиболее «популярные» сорта без учета их приспособленности к местным почвенным и погодным условиям. В результате в одни годы получают действительно высокие урожаи, в другие, менее благоприятные - низкие (Беляева М.Ю., 1997).
Возможность реализации потенциальной возможности сорта в значительной мере определяется условиями хранения, предпосадочной подготовки клубней и возделывания (Зайцева Н.Д., 1975).
Генетический потенциал продуктивности картофеля далеко не исчерпан. В соответствии с имеющимися данными его урожай можно, видимо, удвоить, если селекционеры будут уделять внимание морфологическим и физиологическим признакам, предопределяющими урожай (Ханс Росс, 1989).
При отборах и характеристике картофеля как вегетативно размножаемого растения, очень важно выделение морфо-биологических типов растений. Такой подход дает возможность прогнозировать поведение сорта в различных условиях среды. Отдельные свойства, признаки нельзя рассматривать изолированно, вне естественной их связи. Организм должен познаваться как единая многосложность, где отдельные признаки находятся в определенной взаимосвязи, составляя, однако, органическое единство, целостность. Поэтому целому, общему, то есть по биологическому типу растения, можно иметь представление о его качествах, отдельных признаках и прогнозировать поведение растительного организма в определенных условиях внешней среды, предвидеть направление изменчивости и так далее.
Первые представления о растении, сорте, гибриде складываются по внешней морфологической форме. Форма же и содержание едины и неразрывны. Форма растения (сорта), несомненно, отражают его биологические особенности.
Выделяются две группы растений картофеля - ветвистые и неветвистые. Биология ветвистых форм такова, что они отличаются большей жизнеспособностью, меньше вырождаются, имеют хорошо развитую корневую систему, отличаются позднеспелостью. Неветвистые сорта в значительной степени могут подвергаться вырождению, дают высокие урожаи на участках с высоким почвенным плодородием и высоким общим уровнем агротехники.
Следует однако, отметить, что отдельные сорта неветвистой группы могут обладать и значительной устойчивостью урожаев. Но таких сортов немного. С другой стороны, сорта ветвистой группы или сорта - популяции, как видно из предыдущего могут терять первоначальную высокую продуктивность, но все же значительно медленнее (Альсмик П.И., 1979).
Очень важная особенность любого сорта картофеля -адаптированность к разным погодным условиям в период вегетации и в разные годы. Она на 60% определяет урожай культуры (Мельничук A.M., 1988; Беляева М.Ю., 1997).
Адаптация растений к местным условиям с их физическими и биологическими стрессами есть результат эволюции. Перед учеными поставлена задача сконцентрировать максимум адаптации к местным неблагоприятным условиям (Dobzliansky, 1970; Badenhagen, 1983).
Метеорологические условия в годы проведения опытов
Территория участка входит в горную производственно сельскохозяйственную зону с умеренно-континентальным климатом и с хорошей теплообеспеченностью для растений.
Для характеристики климатических условий использованы многолетние данные по метеостанции Залукокоаже.
Горная зона. Эта зона достаточного увлажнения со среднегодовым количеством осадков от 515 до 525 мм. Зима здесь мягкая, а лето прохладное. Особенностью климата этой зоны является наличие фенов (теплых сухих ветров), дующих с гор. Зимой они отмечаются чаще. После них наступает потепление. Весна поздняя, а осенью заморозки наступают рано. Снежный покров отмечают уже в ноябре и таяние снега происходит в конце марта. По многолетним данным, самый холодный месяц в горной зоне - декабрь, самый жаркий - июль.
Переход через 5 С весной 1-5 апреля, переход через 0С осенью -25 октября - 5 ноября, переход через 10С весной 25 апреля - 5 мая, осенью - 10-20 октября. Годовая сумма эффективных температур (за вегетационный период) - 1870С. Сумма осадков за вегетационный период -411 мм, число дней с осадками более 5 мм за вегетационный период - 25. Начало и конец образования снежного покрова 15 ноября - 25 марта. Относительная влажность воздуха 70%, число дней с относительной влажностью воздуха менее 60% (в году) - 12.
Относительная влажность воздуха, в среднем за год равна 78%. Характер распределения осадков не равномерен, и не всегда совпадает с наибольшей потребностью культуры картофеля во влаге.
В теплое время года возможны суховеи, число их составляет, в среднем- 20,6 дней. Число дней с пыльными бурями за год составляет 0,2 дня.
Господствующими ветрами являются ветры восточного направления.
Рассмотренные особенности климата территории госсортоучастка: хорошее увлажнение, отсутствие засухи, продолжительный вегетационный период, благоприятный тепловой режим - все это позволяет возделывать все зональные сельскохозяйственные культуры.
Метеорологические условия вегетационного периода 1998 года характеризовались повышенной температурой воздуха по сравнению со среднемноголетними данными в среднем на +2,4 С, осадков выпало ниже нормы на 77 мм. За период вегетации 1998 года из 14 декад 8 декад характеризовались повышенной температурой воздуха, в среднем на +3 С. Наибольшие отклонения температуры воздуха от среднемноголетних были во второй декаде июня, третьей декаде июля и первой декаде августа соответственно на +6,7; +3,1 и +4,1 С. Также I и III декады июня характеризовались отклонениями выше на 2С. При этом вегетационный период характеризовался пониженной влагообеспеченностью. Сумма осадков за вегетационный период картофеля в 1998 году составила 70% от среднемноголетних данных. При этом наибольший дефицит влаги пришелся на конец июля и август (в период от цветения до усыхания ботвы). Пять декад вегетационного периода характеризовались отсутствием осадков.
Апрель 1998 года характеризовался более повышенным температурным режимом и большим количеством осадков, на 29% больше нормы за этот период.
Посадка картофеля была проведена 16 апреля в нормально увлажненную почву при облачной без осадков погоде. Полные всходы появились 25 мая. До всходов температура воздуха была выше среднемноголетних в среднем на 4,5 С, при этом осадков выпало на 15,2 мм ниже нормы за тот же период. В период от полных всходов до бутонизации (23 июня) температура продолжала повышаться, превысив среднемноголетние данные в среднем на 3С. Количество осадков в этот период было ниже нормы на 30,5 мм, при этом во второй декаде июня осадков не было. Третья декада июня и первая декада июля характеризовались большим количеством осадков, при некотором снижении температуры воздуха, но она оставалась выше среднемноголетних на 1,5 .
Вторая и третья декада июля и август характеризовались отсутствием осадков, только в первой декаде августа выпало 7 мм осадков, что ниже нормы на 11 мм. При этом отклонение среднесуточной температуры воздуха от нормы составило в среднем +2С, достигнув максимального отклонения в первой декаде августа +4,1 С.
Уборка проведена в третьей декаде августа.
В 1999 году посадка картофеля была проведена во второй декаде апреля в достаточно увлажненную для посадки почву. Эта декада характеризовалась повышенным количеством осадков, на 15 мм выше нормы. Среднесуточная температура воздуха в этот период была выше среднемноголетних на 3,7С. Полные всходы появились в третьей декаде мая.
За период от посадки до всходов осадки выпадали неравномерно. Основное количество осадков пришлось на первую декаду мая, превысив среднемноголетние данные на 30 мм, в остальные декады количество осадков было ниже среднемноголетних. При этом температура воздуха в период посадка- всходы была ниже среднемноголетних на 2,4 С. В третьей декаде мая количество осадков было ниже среднемноголетних на 20 мм, при этом температура воздуха была ниже нормы на 1,6С.
Летом наблюдалось положительное отклонение среднедекадных температур от нормы в среднем на +1,7С. Наибольшее отклонение среднедекадной температуры воздуха от нормы было во второй декаде июля +3,3С, в первой декаде июля и во второй декаде августа на +2,9С. Характер выпадения осадков был неравномерным. Во второй декаде июня осадков не было. Четыре декады из девяти летних декад характеризовались цовышенным количеством осадков, превысив норму на 84 мм по этим декадам, а в целом за лето осадков выпало на 28 мм больше среднемноголетних. Уборка картофеля проведена в первой декаде сентября.
Фотосинтетическая деятельность растений изучаемых сортов картофеля
Фотосинтез является основным процессом образования органических веществ, а следовательно, и накопления урожая картофеля. Решающая роль его становится особенно понятной, если учесть, что на долю органических соединений, образующихся в ходе фотосинтеза картофеля, приходится более 90% веса всех сухих веществ синтезируемых растениями (Кирюхин В.П., 1989).
Величина урожая определяется двумя основными факторами -размерами площади листьев и продуктивностью их работы. Для получения высоких и устойчивых урожаев в различных климатических зонах необходимо располагать сведениями о том, как влияют почвенно-климатические условия той или иной зоны на основные элементы фотосинтетической продуктивности растений - площади листьев, интенсивность и чистую продуктивность фотосинтеза (Кислякова Т.Е., 1983).
Для оценки фотосинтетической деятельности учитываются многие параметры, но нами учитывались площадь листовой поверхности и чистая продуктивность фотосинтеза.
Результаты исследований по фотосинтетической деятельности растений различных сортов картофеля за 1998...2000 гг. приводятся в таблице 9.
Площадь листьев определена по формуле 1.2; чистая продуктивность фотосинтеза по формуле 1.3.
Данные таблицы 9 свидетельствуют о том, что за годы исследований показатели фотосинтетической деятельности растений картофеля различались в зависимости от условий года и сортотипа.
Площадь листовой поверхности и чистая продуктивность фотосинтеза определены через 10 дней после массового цветения. В 1998 году у сортов Волжанин, Владикавказский и Предгорный площадь листовой поверхности различалась незначительно и находилась в диапазоне 20,8-21,8 тыс.м/га, а у сортов Нарт и Никулинский площадь ассимилирующей поверхности составляла 25,1 и 25,9 тыс. м2/га соответственно. В то же время чистая продуктивность фотосинтеза у сортов Владикавказский, Никулинский и Предгорный варьировала от 3,5 да 3,9 г/м .сутки, причем у сорта Никулинский этот показатель был самым низким хотя он сформировал наибольшую листьев.
Чистая продуктивность фотосинтеза в 1998 году была самой высокой у сорта Нарт и составляла 5,34 г/м .сутки, а стандарт занял второе место по продуктивности фотосинтеза - 4,8 г/м .сутки.
В 1999 году наибольшую площадь листьев сформировали сорта Нарт и Никулинский и почти в 1,8 раза превышали стандарт по этому показателю. Но, несмотря на то, что у этих сортов фотосинтетический потенциал был гораздо выше, чем у других сортов на момент взятия проб, продуктивность фотосинтеза у них оказалась ниже, чем у стандарта.
Так, в 1999 г. фотосинтезирующая площадь сорта Никулинский почти в 2 раза превышал данный показатель стандарта, но по продуктивности фотосинтеза отставал в 1,7 раза. Более низкую продуктивность можно объяснить затемнением листьев, в результате развития большой листовой поверхности, вследствие чего ухудшаются условия фотосинтетической деятельности растений.
Но в отличие от сорта Никулинский, сорт Нарт формируя большую площадь листьев не так сильно отставал по продуктивности фотосинтеза от стандарта, на 0,1 г/м2 сутки. При этом, сорт Предгорный формируя меньшую ассимиляционную поверхность имел более высокий показатель ЧПФ - 5,09, превысив стандарт на 0,29 г/м сутки.
У всех исследуемых сортов площадь листовой поверхности в 2000 году достигла максимального значения и варьировала от 40,4 тыс. м /га у сорта Предгорный, до 45,7 тыс. м /га у сорта Нарт. При этом наиболее высокая чистая продуктивность фотосинтеза получена на сорте Нарт - 6,05 г/м сутки, превысив по этому показателю стандарт на 32,7%. Хотя сорт Предгорный сформировал самую меньшую площадь листьев из исследуемых сортов в данном году, он по чистой продуктивности фотосинтеза превысил стандартный сорт Волжанин. Примерно одинаковую продуктивность фотосинтеза имели сорта Владикавказский и Никулинский, 5,07 и 5,13 г/м2 сутки соответственно.
За годы исследований наиболее высокий показатель ЧПФ имел сорт Нарт, примерно 5,36 г/м сутки, что напрямую отразилось на урожайности (табл 17). У стандарта ЧПФ составило около 4,5 г/м сутки. От стандарта незначительно отставали сорта Владикавказский и Предгорный - 4,4 г/м сутки. У сорта Никулинский ЧПФ составляло около 3,8 г/м сутки.
Наибольшую площадь листьев сформировали сорта Нарт и Никулинский, около 39 тыс.м /га, что почти в 1,3 раза превышало стандарт по этому показателю. Но при этом у сорта Никулинский чистая продуктивность фотосинтеза была ниже на 30%, чем у сорта Нарт, что видимо связано с биологическими особенностями сорта.
Таким образом, за годы исследований наиболее оптимальное сочетание наибольшей площади листьев и чистой продуктивности фотосинтеза в горной зоне КБР получены на сорте Нарт.
Энергетическая оценка производства клубней разных сортотипов картофеля
В связи с трудностью объективной экономической оценки из-за меняющихся цен на материалы и услуги, мы провели энергетическую оценку (табл. 19, по годам исследований в приложениях 7-9)
Энергетическую оценку изучаемых приемов проводили на основе сопоставления энергозатрат на производство клубней картофеля и количество полученной энергии с урожаем основной продукции.
Для этого необходимо учесть все энергозатраты на возделывание картофеля и использование технологических приемов, и таким образом выявить степень окупаемости энергозатрат энергосодержанием урожая.
Расход энергии на производство сельскохозяйственной продукции складывется из:
1. Энергозатраты на семена, пестициды и ГСМ;
2. Амортизационных отчислений на трактора, сельскохозяйственные машины и оборудования;
3. Автотранспорт;
4. На капитальный и текущий ремонт;
5. Затраты на электроэнергию и живой труд.
Для расчета энергетической эффективности возделывания картофеля мы пользовались учебным пособием Г.С. Посыпанрва и В.Е. Долго дворова «Энергетическая оценка технологии возделывания полевых культур» (1995).
В учебном пособии приводится методика определения энергозатрат на выполнение отдельного технологического приема, и весь технологический цикл операции по возделыванию, а также методика расчета энергосодержания урожая в зависимости от химического состава продукции.
Приведена методика расчета чистого энергосодержания дохода, коэфициента энергетической себестоимости продукции.
Для определения энергозатрат мы составили технологическую карту, которая является основным документом для планирования технологических процессов и операций при возделывании картофеля.
Для определения энергетической эффективности отдельных приемов возделывания, из технологической карты определяли расход дизельного топлива, бензина, смазочных материалов, электроэнергии, а также затраты живого труда по категории сложности, энергоемкости техники и энергоотчисления на гектар пашни и на единицу продукции.
Энергосодержание клубней картофеля рассчитывали используя следующие данные: энергоемкость 1 кг углеводов равна 16,72 МДж (4000 Ккал) 1 кг белка- 22,99 МДж (5500 Ккал). Коэффициент перевода калорий в джоули-4,18.
Данные свидетельствуют о том, что сумма всех энергозатрат на возделывание картофеля во все годы проведения опытов была одинаковой и составила 25,75 ГДж/га.
Энергетическая себестоимость продукции - это затраты энергии на единицу продукции, а лучшим вариантом является сорт Нарт, где затраты составляют 153,2 МДж/ц и худший - сорт Никулинский - 209,72 МДж/ц.
При этом, самый высокий чистый энергетический доход получен именно на сорте Нарт - 52,35 ГДж/га, в то время когда этот показатель на районированном сорте Волжанин составляет 30,45 ГДж/га.
