Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Роль севооборотного фактора, других элементов адаптивных технологий возделывания картофеля на физические свойства почвы, засоренность посевов, формирование урожая и качества картофеля (обзор литературы) 7
1.1. Севообороты адаптивного картофелеводства 7
1.1.1. Короткоротационные севообороты картофельной специализации в современных условиях хозяйствования 7
1.1.2. Сидеральные культуры как альтернативное органическое удобрение 11
1.2. Совершенствование и минимализация обработки почвы 18
1.2.1. Основная и предпосадочная обработка почвы 18
1.2.2. Сокращение междурядных обработок в системе ухода за картофелем 29
1.3. Современные направления улучшения системы удобрения картофеля по мере биологизации технологии возделывания 35
1.3.1. Гумусированность почвы и органические удобрения 36
1.3.2. Накопление пожнивно-корневых остатков культурами севооборотов .40
1.3.3. Минеральные удобрения 42
Глава 2. Условия и методика проведения исследований 51
2.1. Методологическое обоснование разработки адаптивных технологий возделывания семенного картофеля 51
2.2. Почвенно - климатические условия... 55
2.3. Агротехнические условия , 66
2.4. Методика наблюдений и исследований ...70
Глава 3. Накопление биомассы и питательных веществ предшественниками картофеля в звеньях севооборотов 74
3.1. Озимая пшеница 74
3.2. Озимая рожь 75
3.3. Люпин узколистный ...78
Глава 4, Влияние адаптивных технологий возделывания семенного картофеля на физические свойства почвы, засоренность посевов, рост, развитие, накопление урожая и качество картофеля 81
4.1. Физические свойства почвы и засоренность посевов картофеля 81
4.1.1. Плотность и твердость почвы 81
4.1.2. Засоренность посевов 86
4.2.Формирование урожая и качество семенного картофеля 88
4.2.1. Стеблеобразовательная способность и листовая поверхность сортов картофеля 88
4.2.2. Поражение растений и клубней болезнями 93
4.2.3. Накопление урожая семенных клубней 95
4.2.4. Семенные и биохимические свойства клубней 102
Глава 5. Экономическая и биоэнергетическая эффективность адаптивных технологий возделывания картофеля 106
Выводы 109
Предложения производству 112
Список литературы 113
Приложения 137
- Короткоротационные севообороты картофельной специализации в современных условиях хозяйствования
- Накопление пожнивно-корневых остатков культурами севооборотов
- Методологическое обоснование разработки адаптивных технологий возделывания семенного картофеля
- Плотность и твердость почвы
Введение к работе
Актуальность. Картофель является одной из основных продовольствен
ных, технических и кормовых сельскохозяйственных культур. На Юго-Западе
Нечерноземной зоны РФ картофель сохраняет лидирующее положение по
уровню валового сбора клубней. Благоприятные почвенно-климатические усло
вия региона позволяют получать высокие и стабильные урожаи. Однако, как в
крупных сельскохозяйственных предприятиях, так и в индивидуальных хозяй-
ствах, урожайность и валовое производство клубней ниже реально возможного
уровня. В этом отрицательную роль сыграло недостаточное количество или от
сутствие семенного картофеля для проведения сортосмены и сортообновления.
Поэтому одним из важнейших резервов увеличения производства карто
феля является повышение эффективности использования потенциала сортов, за
счет увеличения валового количества и улучшения качества семенного карто
феля путем широкого использования новых, высокоадаптивных технологий
%t возделывания.
Цель и задачи исследований. Цель — совершенствование технологии возделывания семенного картофеля на серых лесных суглинистых почвах в условиях Юго-Запада Нечерноземной зоны РФ. Для ее реализации были поставлены следующие задачи:
установить величины накопления надземной массы, корневых, пожнивных остатков и питательных веществ предшественниками картофеля в севооборотах;
- определить агрофизические свойства почвы, ее засоренность после разных предшественников;
выявить влияние традиционной, переходной и биологизированной технологий возделывания на урожай и качество семенных клубней различных сортов картофеля.
5 Научная новизна работы. В условиях серых лесных суглинистых почв
Нечерноземной зоны РФ определено влияние традиционной, переходной и биологизированной технологий возделывания семенного картофеля на физические свойства почвы, засоренность посевов, урожай и качество продукции.
Учитывая, что основой земледелия является севооборотный фактор на изучение мы взяли три звена различных короткоротационных севооборотов с размещением культур во времени и испытывали три технологии возделывания семенного картофеля:традиционную, переходную и биологизированную.При этом изменяли вид и уровень внесения органических удобрений, уровень применения минеральных удобрений, способы и кратность междурядного ухода за посевами картофеля.В результате проведенных опытов установлены величины накопления корневых, пожнивных остатков и питательных веществ предшественниками картофеля в севооборотах; определены физические свойства серой лесной почвы, засоренность посевов, рост, развитие, формирование урожая и качества картофеля в зависимости от адаптивных технологий возделывания; дана их экономическая и биоэнергетическая оценка. Положения выносимые на защиту:
накопление надземой массы, корневых, пожнивных остатков и питательных веществ предшественниками картофеля;
плотность и твердость почвы при различных технологиях возделывания картофеля;
формирование урожая и качества семенного картофеля в условиях биологизации технологии возделывания картофеля. Связь работы с научными программами, темами. Диссертационная работа выполнена в рамках государственной целевой программы «Картофель» и с 2001 г. является составной частью планов НИР Всероссийского НИИ картофельного хозяйства. Исследования проводили по теме 17.02.02 «Разработать элементы адаптивной технологии возделывания семенного картофеля в Юго-Западной части НЗ РФ на 2001-2004 гг.» (номер государственной регистрации 01.200.111.531).
Практическая значимость. В результате проведенных исследований, обобщения экспериментального материала, опыта передовых хозяйств и литературы разработаны рекомендации по переходу от адаптивной традиционной к переходной и к адаптивной биологизированной технологии производства семенного картофеля на серых лесных почвах Юго-Западного региона Нечерноземной зоны РФ. Внедрение их в семеноводческих хозяйствах всех форм собственности будет способствовать наращиванию производства семенного картофеля и возрождениюотрасли картофелеводства.
Апробация работы. Результаты научных исследований по теме докладывались на ученых советах Брянской опытной станции по картофелю и Всероссийского научно-исследовательского института картофельного хозяйства в 2001-2003 гг., на конференции «Наука и образование - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке» в 2000 г. (г. Брянск ).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ. Соискатель является соавтором сорта Вестник.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 109 страни
цах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов и предложе
ний производству. Работа содержит 34 таблицы, рисунка и 10 приложе
ний. Список использованной литературы включает 278 наименований, в том
числе 9 иностранных авторов.
Короткоротационные севообороты картофельной специализации в современных условиях хозяйствования
Сейчас очевидно, что однобокая техногенная интенсификация с экономической и энергетической точек зрения несостоятельна. Расхожее мнение о снижении роли севооборотов в интенсивном земледелии оказалось не обоснованным и привело к негативным последствиям (Боинчан Б.П.,1994). В последнее время идет процесс разукрупнения севооборотов на более мелкие, сокращается количество полей, вводится монокультура (Котлярова О.Г. и др., 1994; Максютов Н.А. и др., 1994; Шандыбин А.И.,1996; Колтунов Н. М., 1997). Специализацию, по существу, устанавливают сами землевладельцы, что зачастую не соответствует требованиям адаптивности культур и сохранению окружающей среды. Как отмечает А.Н. Постников (1997), получают распространение севообороты с более короткой ротацией, позволяющие ускоренно создавать мощный пахотный слой.
Необходимость введения малопольных севооборотов вызывается целым рядом объективных причин. Во-первых, для выращивания большого набора культур в многопольном плодосменном севообороте необходимо иметь несколько отдельных систем машин.Однако крестьянину это пока не по силам и заставляет землевладельца идти на более узкую специализацию, что ведет к севооборотам с короткой ротацией. Во-вторых, для эффективного ведения хозяйства производителю необходимы знания всех технологических операций, а также агротехнических, биологических и сортовых особенностей каждой культуры, входящей в севооборот. Таких знаний и опыта у них мало. Поэтому на первом этапе становления крестьянских хозяйств севообороты с короткой ротацией имеют определенное преимущество. В-третьих, более узкая специализация и сокрашение количества выращиваемых культур позволит быстрее освоить специфические агроприемы и упорядочить использование пестицидов (Котлярова О.Г. и др., 1994).
С.Н. Карманов, А.В. Коршунов (1982) отмечают, что успешному возделыванию картофеля в наибольшей степени способствует освоение севооборотов с высоким (до 30-40%, а в отдельных случаях до 50%) насыщением этой культурой, с короткой ротацией на почвах, окультуривание которых посредством внесения высоких норм органических и минеральных удобрений наиболее быстро достижимо.
В длительном опыте ТСХА при систематическом внесении удобрений картофель переносил неоднократные посадки и обеспечивал высокий урожай независимо от степени насыщения севооборота пропашными культурами (Воробьев С.А., Залялов Ф.К.,1970; Доспехов Б.А., Васильева Д.В., 1975; Доспехов Б.А. и др., 1976). Аналогичную закономерность отмечали и другие авторы (Мос-тинец Н., Мусияка, 1972; Тищенко Г.Н. и др., 1975; Rowberry R., Anderson G., 1983).
Однако в исследованиях НИИКХ при бессменной посадке в течение 8 лет грибным увяданием поражалось до 98%растений, в течение 2-3 лет - 37%, тогда как в севообороте — лишь 0,5-2% растений (Писарев Б.А., 1968;1983). Насыщение картофелем до 50% увеличивает поражение растений фитофторой, ри-зоктонией и паршой (Ненахов В.П.,1978). Бессменное выращивание картофеля в исследованиях В.П. Заикина и др. (1984) привело к поражению паршой 14,6% и фитофторозом 35,9% клубней, после других предшественников - 9,1-10,8% и 20,5-25,5%.
В Белоруссии при бессменной посадке 17% клубней поражались паршой и ризоктониозом, в севообороте - 9,1% (Кривеня Н.И., Никончик П.И., 1974). В бессменных посадках увеличивается численность вредителей, особенно колорадского жука (Писарев Б.А,,1983), щелкунов и нематод ;G. rostochiensis и G. Pallida (Ampe G., 1983). При этом снижается товарность клубней (Петрова Л.Г., 1983), содержание витамина С и крахмала (Иванов Ю.Д., 1968; Воробьев С.А. и др., 1976; Иванова Н.И., Никитина Е.В., 1976), ухудшается сохранность картофеля (Заикин В.П. и др., 1984).
В БелНИИКПО насыщение севооборотов картофелем до 33,3% не снижало урожайности (Горелкина Л.И., Володько O.K., 1967); более 67% и внесении 40 т/га навоза с NwP9oK.90 - урожайность клубней уменьшалась уже в конце первой ротации, в то время как увеличение доз удобрений (60 т/га навоза + N135 Р135К225) обеспечило получение равноценных урожаев по всем севооборотам (Дмитриева З.А. и др., 1982; Дмитриева З.А., 1983).
В классическом севообороте (16,7%) СЗНИИСХ в сравнении с высоким насыщением (до 67-75%) урожайность картофеля на не удобренной почве была на 15-20% ниже. Высокие дозы удобрений способствовали получению урожаев картофеля на уровне классического севооборота (Костин Н.П. и др., 1982; Костин Н.П., 1984). При насыщении севооборотов картофелем до 30-50% в других исследованиях урожайность не снижалась (Писарев Б.А., 1970; Бучиева В.Ф., 1969; Воробьев С.А. и др., 1976; Карманов С.Н., 1979; Воробьев С. А., 1983Коршунов А.В., 1976; 1984; Петрова Л.Г., 1983). Для новых условий хозяйствования в Московской области Е.В. Дудинцев и др. (1998) рекомендуют насыщать севообороты картофелем до 50% с повторными посадками.
В специализированных севооборотах одним из основных показателей по эффективности является урожайность основной культуры с гектара севооборотной площади. При изучении севооборотов с разным насыщением картофеля: 1-25%, П - 50, Ш - 75, ІУ - 100 %, наиболее эффективными по выходу валовой энергии и сбору кормовых единиц оказался ГУ-й севооборот со 100% насыщением картофеля ( 83,5 ГДЖ/га и 50,9 ц кормовых единиц). Первый севооборот с одним полем картофеля по выходу валовой энергии и сбору кормовых единиц уступил четвертому на 36 и 34%, второй севооборот на 23 и 21%, третий - на 11%. Однако, затраты совокупной энергии в 3-х первых севооборотах были ниже, чем в четвертом, а поэтому биоэнергетический коэффициент 1 севообо-рота равен 2,34, П — 2,15, Ш — 1,98. Урожайность картофеля по севооборотам составила: 1- 4,6 т/га, П - 9,5, Ш - 13,2, 1У - 14,8 т/га (Лысенко Ю. К, Смирнов А.Д., Лысенко Н.Ю.,2000).
В адаптивных севооборотах удобрения увеличивали количество послеуборочных органических остатков культур - предшественников картофеля и усиливали биологическую активность почвы. Наибольшее количество пожнив-но-корневых остатков отмечено после клевера, затем после люпина и наименьшее - после ячменя ( Мол явко А. А., 1998). Размещение картофеля в специализированных короткоротационных сево оборотах на гумусированных и легких по механическому составу почвах — одно из важнейших требований интенсивной адаптивной технологии. Формирование урожая, потери при его уборке и хранении, как ни одной другой культуры зависит от физических свойств почвы. Чтобы сократить потери, картофель надо размещать на почвах, которые в течение всего вегетационного периода сохраняют рыхлое состояние, не заплывают при выпадении осадков и хорошо сепарируются при уборке, что может быть достигнуто набором культур севооборота. Лучшими предшественниками для картофеля в Нечерноземной зоне счи-Ш таются клевер, озимые - пшеница и рожь, люпин, горох (Коршунов А.В.,Сариев Г.М., 1974) ; клевер, озимая рожь, ячмень, горохо-овсяная травосмесь в услови ях Северо-Запада (Костин Н.П. и др., 1982); в Белоруссии — клевер, люпин, од нолетние бобовые культуры и злаково-бобовые смеси, озимые и яровые, сахар ная свекла (Ковшнер В., Чертко С, 1974; Пиуновский И.И.,Сущевич А.Б., 1974), озимые на зеленый корм с последующим посевом люпина на силос (Дмитриева ь З.А. и др., 1983).
Накопление пожнивно-корневых остатков культурами севооборотов
Растение картофеля в филогенезе приспособилось к жизни в условиях невысоких температур (15-17 С), достаточного увлажнения почвы (60-80% от полной влагоем кости), сравнительно длинного дня (12-15 часов) и высокой относительной влажности воздуха (75% и более). Максимально возможный урожай клубней обеспечивают кусты с хорошо развитой надземной массой, исключение представляет мощная ботва в результате чрезмерного азотного питания. Развитая листовая поверхность способствует большему накоплению в растениях органического вещества. Величина ассимилирующей поверхности растений на определенной фазе развития является интегральным показателем их состояния, а также определяет степень использования солнечной радиации, влаги и питательных веществ на создание урожая.
В связи со слабым развитием корневой системы и способностью накапливать большое количество сухого вещества на единицу площади картофель предъявляет высокие требования к количеству питательных веществ в почве. На дерново-подзолистых почвах картофель занимает одно из первых мест по накоплению сухого вещества, уступая лишь сахарной свекле и кукурузе. В оптимальных условиях возделывания для формирования 100 ц клубней картофель выносит из почвы 38-62 кг азота, 15-21 кг фосфора и 58-110 кг калия (Молявко А. А., 1997).
Картофель поглощает питательные вещества в течение вегетации и каждый элемент оказывает на растение свое специфическое действие. В золе картофеля содержится наибольшее количество калия, но сильнее отзывается эта культура на азот, менее на фосфор и калий. Обеспеченное питание картофеля азотом, при благоприятном снабжении другими необходимыми веществами, способствует образованию мощного листового аппарата. Листья имеют интенсивно-зеленую окраску вследствие усиленного образования хлорофилла.Содер-жание белка в листьях повышается, а продолжительность их жизни удлиняется.
При недостатке азота растения испытывают угнетение, уменьшается площадь листьев, окраска их становится слабо-зеленой. Необеспеченность азотом приводила к раннему отмиранию ботвы, а в итоге — к снижению урожая и содержания крахмала в клубнях.Прекращение поступления азота в растение влечет за собой ослабление ассимиляции, снижение накопления Сахаров и крахмала, что, в конечном итоге, приводит к опаданию листьев. Формирование новых клеток не может происходить при отсутствии азота (Кучко А.А. и др., 1998).
Избыточное азотное питание картофеля приводит к чрезмерному развитию ботвы, задержке созревания и тем самым к снижению урожая и крах мал ис-тости клубней. Вместе с тем избыточное азотное питание увеличивает в картофеле содержание общего и белкового азота. В опытах Б.П.Плешкова и О.Л.Тавровской (1965) содержание азотистых соединений в клубнях под действием азота повышалось в 1,5-2 раза. Белковый и небелковый азот в клубнях накапливались с одинаковой интенсивностью. Азотные и фосфорные туки несколько увеличивали отношение белкового азота к небелковому.
В растениях азот накапливается с первых дней жизни, но максимальное его количество в ботве наблюдается в период цветения, а в клубнях — к концу вегетации. До начала образования клубней картофель использует около трети всего азота. Максимум его поглощения наблюдается в период интенсивного клубнеобразования. После бутонизации потребность растений в азоте снижается, если до этого дозы его были достаточно высокими. Дефицит азота в первый период вегетации задерживает последующее развитие растений и приводит к значительному снижению урожая.
На поглощение растениями различных форм азота большое влияние оказывает концентрация сопутствующих катионов. При аммиачном питании, по мнению Д.А. Коренькова (1969) и других ученых, растения нуждаются в повышенном количестве калия,так как отсутствие или недостаток его приводит к резкому падению синтеза белка и накоплению непереработанного аммиачного азота, следствием чего может быть угнетение или даже гибель растений. Это приводит к повышению содержания общего азота и резкому снижению крахмалистое клубней. При таком питании чрезмерное накопление фосфора в картофеле вызывает фосфорное перенасыщение, что отрицательно влияет на его развитие.
Эффективность азотных удобрений зависит от погодных условий и особенно от обеспеченности почвы влагой. В засушливые годы действие азотных удобрений снижается. При хорошем азотном питании растения вначале бурно развиваются, но сильно страдают впоследствии при наступлении засухи. Это объясняется развитием большей испаряющей поверхности листьев по сравнению с растениями, слабее обеспеченными азотом.
Огромная роль в процессах обмена веществ, обуславливающих синтез органических веществ, принадлежит фосфору. Важное место занимает фосфорная кислота в процессах дыхания и фотосинтеза, хотя в отличие от азота фосфор не входит в состав молекулы хлорофилла. Соединения фосфора с адениловой кислотой АДФ и АТФ занимают ведущее место в энергетическом обмене клетки. Они содержат богатые энергией макроэргические связи, в которых аккумулируется энергия, освобождающаяся при дыхании и используемая затем в разнообразных процессах синтеза. Фосфорная кислота не только источник энергии, но и необходимое вещество в углеводном обмене, накоплении сахарофосфатов, нуклеиновых кислот, в синтезе нуклеопротеидов и других сложных органических соединений.Поэтому все растения чувствительны к фосфатному голоданию в раннем возрасте, когда усваивающая способность их неразвитой корневой системы слабая (Кучко А.А. и др., 1998).
Наряду с другими питательными элементами картофель много усваивает калия, который содержится в ионной форме во всех органах и тканях растений.
Интенсивность фотосинтеза зависит от обеспечения растений калием, хотя элемент и не входит в состав хлорофилла. При недостатке калия у картофеля нарушаются процессы ассимиляции углекислого газа и синтеза белков, расходуется много углеводов на дыхание, что приводит к дефициту последних и снижению скорости роста.Это задерживает рост корней и клубней картофеля, а также снижает устойчивость растений к заболеваниям и низким температурам.
Недостаток калия приводит к снижению урожая. При недостатке калия, вследствие задержки оттока синтезированных в листьях органических соединений, в надземных частях растения накапливаются растворимые углеводы, а в клубнях слабо откладывается крахмал (Минеев В.Г.,1990; Кучко А.А. и др., 1998).
Методологическое обоснование разработки адаптивных технологий возделывания семенного картофеля
Растение картофеля в филогенезе приспособилось к жизни в условиях невысоких температур (15-17 С), достаточного увлажнения почвы (60-80% от полной влагоем кости), сравнительно длинного дня (12-15 часов) и высокой относительной влажности воздуха (75% и более). Максимально возможный урожай клубней обеспечивают кусты с хорошо развитой надземной массой, исключение представляет мощная ботва в результате чрезмерного азотного питания. Развитая листовая поверхность способствует большему накоплению в растениях органического вещества. Величина ассимилирующей поверхности растений на определенной фазе развития является интегральным показателем их состояния, а также определяет степень использования солнечной радиации, влаги и питательных веществ на создание урожая.
В связи со слабым развитием корневой системы и способностью накапливать большое количество сухого вещества на единицу площади картофель предъявляет высокие требования к количеству питательных веществ в почве. На дерново-подзолистых почвах картофель занимает одно из первых мест по накоплению сухого вещества, уступая лишь сахарной свекле и кукурузе. В оптимальных условиях возделывания для формирования 100 ц клубней картофель выносит из почвы 38-62 кг азота, 15-21 кг фосфора и 58-110 кг калия (Молявко А. А., 1997).
Картофель поглощает питательные вещества в течение вегетации и каждый элемент оказывает на растение свое специфическое действие. В золе картофеля содержится наибольшее количество калия, но сильнее отзывается эта культура на азот, менее на фосфор и калий. Обеспеченное питание картофеля азотом, при благоприятном снабжении другими необходимыми веществами, способствует образованию мощного листового аппарата. Листья имеют интенсивно-зеленую окраску вследствие усиленного образования хлорофилла.Содер-жание белка в листьях повышается, а продолжительность их жизни удлиняется. При недостатке азота растения испытывают угнетение, уменьшается площадь листьев, окраска их становится слабо-зеленой. Необеспеченность азотом приводила к раннему отмиранию ботвы, а в итоге — к снижению урожая и содержания крахмала в клубнях.Прекращение поступления азота в растение влечет за собой ослабление ассимиляции, снижение накопления Сахаров и крахмала, что, в конечном итоге, приводит к опаданию листьев. Формирование новых клеток не может происходить при отсутствии азота (Кучко А.А. и др., 1998).
Избыточное азотное питание картофеля приводит к чрезмерному развитию ботвы, задержке созревания и тем самым к снижению урожая и крах мал ис-тости клубней. Вместе с тем избыточное азотное питание увеличивает в картофеле содержание общего и белкового азота. В опытах Б.П.Плешкова и О.Л.Тавровской (1965) содержание азотистых соединений в клубнях под действием азота повышалось в 1,5-2 раза. Белковый и небелковый азот в клубнях накапливались с одинаковой интенсивностью. Азотные и фосфорные туки несколько увеличивали отношение белкового азота к небелковому.
В растениях азот накапливается с первых дней жизни, но максимальное его количество в ботве наблюдается в период цветения, а в клубнях — к концу вегетации. До начала образования клубней картофель использует около трети всего азота. Максимум его поглощения наблюдается в период интенсивного клубнеобразования. После бутонизации потребность растений в азоте снижается, если до этого дозы его были достаточно высокими. Дефицит азота в первый период вегетации задерживает последующее развитие растений и приводит к значительному снижению урожая.
На поглощение растениями различных форм азота большое влияние оказывает концентрация сопутствующих катионов. При аммиачном питании, по мнению Д.А. Коренькова (1969) и других ученых, растения нуждаются в повышенном количестве калия,так как отсутствие или недостаток его приводит к резкому падению синтеза белка и накоплению непереработанного аммиачного азота, следствием чего может быть угнетение или даже гибель растений. Это приводит к повышению содержания общего азота и резкому снижению крахмалистое клубней. При таком питании чрезмерное накопление фосфора в картофеле вызывает фосфорное перенасыщение, что отрицательно влияет на его развитие.
Эффективность азотных удобрений зависит от погодных условий и особенно от обеспеченности почвы влагой. В засушливые годы действие азотных удобрений снижается. При хорошем азотном питании растения вначале бурно развиваются, но сильно страдают впоследствии при наступлении засухи. Это объясняется развитием большей испаряющей поверхности листьев по сравнению с растениями, слабее обеспеченными азотом.
Огромная роль в процессах обмена веществ, обуславливающих синтез органических веществ, принадлежит фосфору. Важное место занимает фосфорная кислота в процессах дыхания и фотосинтеза, хотя в отличие от азота фосфор не входит в состав молекулы хлорофилла. Соединения фосфора с адениловой кислотой АДФ и АТФ занимают ведущее место в энергетическом обмене клетки. Они содержат богатые энергией макроэргические связи, в которых аккумулируется энергия, освобождающаяся при дыхании и используемая затем в разнообразных процессах синтеза. Фосфорная кислота не только источник энергии, но и необходимое вещество в углеводном обмене, накоплении сахарофосфатов, нуклеиновых кислот, в синтезе нуклеопротеидов и других сложных органических соединений.Поэтому все растения чувствительны к фосфатному голоданию в раннем возрасте, когда усваивающая способность их неразвитой корневой системы слабая (Кучко А.А. и др., 1998).
Наряду с другими питательными элементами картофель много усваивает калия, который содержится в ионной форме во всех органах и тканях растений.
Интенсивность фотосинтеза зависит от обеспечения растений калием, хотя элемент и не входит в состав хлорофилла. При недостатке калия у картофеля нарушаются процессы ассимиляции углекислого газа и синтеза белков, расходуется много углеводов на дыхание, что приводит к дефициту последних и снижению скорости роста.Это задерживает рост корней и клубней картофеля, а также снижает устойчивость растений к заболеваниям и низким температурам.
Недостаток калия приводит к снижению урожая. При недостатке калия, вследствие задержки оттока синтезированных в листьях органических соединений, в надземных частях растения накапливаются растворимые углеводы, а в клубнях слабо откладывается крахмал (Минеев В.Г.,1990; Кучко А.А. и др., 1998).
Плотность и твердость почвы
В исследованиях пользовались общепринятыми методиками полевого опыта (Доспехов Б.А., 1968; 1985), методическими разработками по схемам полевых опытов (Доспехов Б.А. и др., 1974), методикой Госсортосети (1971, 1985), государственными стандартами на семенной картофель (ГОСТ 7001-66 и 7001-91) и на агрохимические анализы (ГОСТ 26213-74, 26212-84 и 2483-85), методами агрохимических (1968) и агрофизических исследований почв (1966), методикой определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений (Лоза Г.М. и др., 1983) и др.
Аналитическую часть работы выполняли на Брянской опытной станции по картофелю и в Брянском центре «Агрохимрадиология». Перед закладкой опыта в сухих почвенных образцах определяли содержание гумуса (по Тюрину И.В.), рН солевой вытяжки на потенциометре ЭВ-74, гидролитическую кислотность (по Каппену), сумму поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу),содержание подвижного фосфора (по Кирсанову А.Т.), обменного калия (по Масловой А.А.).
Во время всходов и цветения в гребнях между кустами картофеля определяли физические свойства почвы: плотность (г/см3) прибором Н.А, Качине кого и твердость (кг/см ) - плотномером Ю.Ю. Ревякина.
В сухих растительных образцах предшественников картофеля озимой пшенице, озимой ржи, люпине и навозе КРС определяли содержание N, Р2О5 и КгО: вначале пробы сжигали смесью серной и хлорной кислот (Гинзбург К.Е. и др., 1963), затем определяли общий азот и фосфор — колориметрически, калий — методом пламенной фотометрии (по Фоменко К.П. и др., 1973). Сбор абсолютно сухого вещества расчитывали по формуле:Перед запашкой сидератов на удобрение - люпина в фазу блестящих бобиков и озимой ржи в период выхода растений в трубку учитывали урожайность надземной биологической массы с 1 м2 в четырехкратной повторности.
Количество корневых и пожнивных остатков предшественников картофеля выявляли отмывкой монолита 25 х 25 х 25 см на сите с диаметром 1 мм и последующим их высушиванием (Дмитриева З.А., Автомеенко М.Г., 1974). В период вегетации растений картофеля проводили фенологические наблюдения и устанавливали фазы развития: всходы, бутонизацию и цветение. Началом считали дату, когда 25% растений находятся в данной фазе, а в полной - 75%. Биометрические измерения: число стеблей, высоту растений определяли на 50 растениях, а листовую поверхность (весовым методом) на трех растениях двухкратной повторности каждого сорта. Визуальную оценку растений картофеля на поражение их болезнями проводили при высоте растений 15-25 см, в фазу цветения и перед уничтожением ботвы. Накопление урожая клубней по массе и количеству проводили в конце первой и третьей декад июля путем отбора 5 типичных кустов с делянки двух не смежных повторений. Засоренность учитывали количественно-весовым методом на фиксированных площадках 0,7 х 1,43 м в четырехкратной повторности. Сорняки учитывали до внесения гербицидов или до междурядных обработок и перед уборкой (определяли видовой состав, сырую и сухую массу). Развитие фитофторы, альтернариоза, вирусных и других болезней учитывали по методике ВИЗР и ВНИИКХ (М., 1985; Воловик А.С. и др., 1991,1995; Писарев Б.А. и др., 1994). Степень поражения клубней болезнями определяли по девятибальной шкале СЭВ (Шнейдер Ю.И. и др., 1980) и по методике в изложении Б.В. Анисимова и др. (1993). Учет биологического урожая картофеля проводили сплошным поделя-ночным методом путем взвешивания всех клубней. При определении структуры урожая клубни делили на фракции: до 25 г, 25-50 г, 51-80 г, 81-125 г и свыше 125 г (по размеру до 28 мм, 28-40, 41-50, 50-60 и свыше 60 мм). По мере накопления в урожае картофеля фракции 25-125 г свыше 70% проводили механическое уничтожение ботвы. Содержание в клубнях сухого вещества определяли весовым методом, крахмала - по удельной массе на весах ВЛКТ-500. Стеблеобразовательную способность сортов картофеля Рождественский, Брянский деликатес и Аспия определяли по следующей методике: в третьей де 73 каде апреля отбирали клубни каждого сорта массой 50-80 г по 300 шт. и дожили в ящики слоем в два клубня и ставили в темное помещение на проращивание. Температура воздуха составляла 15-18 С, относительная влажность — 85-90%, экспозиция - 12 дней, повторность трехкратная. После проращивания подсчитывали проросшие ростки в каждом ящике (100 клубней) и определяли среднее их количество на 1 клубень. Кроме того, по 30 клубней каждого сорта высаживали на вариантах изучаемых технологий в трехкратной повторности. За ростом и развитием растений в этом дополнительном микрополевом опыте также вели наблюдения и учеты. Экономическую эффективность технологий определяли по общепринятым методикам (Вермель В.Ф., 1979; Сигеев А.П. и др., 1979). Энергетическая оценка выполнена по методическим разработкам ВАСХНИЛ (Никифоров А.Н. и др., 1995), МСХА (Посыпанов Г.С, Долгодворов В.Е., 1995). Для обоснования достоверности результатов исследований полученные данные обрабатывали математически применяя дисперсионный и другие анализы (Доспехов Б.А., 1968; 1985).
