Введение к работе
Актуальность работы Основным путём увеличения производства продукции картофеля является повышение урожайности и улучшение качества клубней. В условиях Сибири решение данной задачи очень важно для более полного обеспечения населения этим продуктом питания. Современные сорта, внесённые в Государственной реестр селекционных достижений и перспективные сорта имеют высокий потенциал продуктивности - 80 - 90 т/га. Однако в производственных условиях его удаётся реализовать на 25 %. Одним из резервов увеличения и улучшения качества продукции картофеля является разработка научных основ оптимизации условий выращивания, совершенствование технологий его производства для разных природных зон Сибири на основе научно-обоснованных энергосберегающих, адаптивных, экологически приемлемых и экономически оправданных технологий. Теоретические основы положения изложены в трудах А.В. Коршунова, Ю.Л. Кри-воручкина, А.Г. Кушнарёва, P.P. Галеева, Н.Ф. Коняева и др. авторов (2003 -2006).
Природные условия Кузнецкой котловины позволяют получать урожайность картофеля 30 - 40 т/га. Для этого выпадает достаточное количество осадков, почвы с высоким содержанием гумуса и обладают водоудерживаю-щей способностью. Важная роль в повышении урожайных и потребительских качеств картофеля отводится новым сортам, которые должны обладать высокой продуктивностью, качественными показателями, комплексной устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды. Каждый сорт имеет свои биологические особенности и способен сформировать потенциальную продуктивность при оптимальных условиях его выращивания. Формирование урожайности картофеля зависит как от влияния климатических факторов, так и от технологических приёмов возделывания. На современном уровне, для получения высокого качества семенного материала, требуются серьёзные изменения в системе семеноводства. В основе семеноводства должна лежать система оздоровления картофеля от патогенов, вызывающих вырождение данной культуры. Поэтому, разработка технологических приёмов выращивания семенного картофеля для новых сортов, с использованием биотехнологических методов оздоровления, в конкретных почвенно-климатических условиях имеет актуальное значение.
Цель работы - установить влияние почвенно-климатических условий и технологических приёмов выращивания на урожайность и качество картофеля в условиях Кузнецкой котловины. Разработать систему оригинального семеноводства картофеля на основе биотехнологических методов оздоровления и размножения, обеспечивающую ежегодное получение 400 - 500 тонн семян высокопродуктивных сортов.
Задачи исследований
- установить влияние гидротермического режима на длительность периода вегетации и урожайность картофеля;
- определить влияние основной обработки почвы, схемы посадки и
удобрений на формирование урожайности картофеля;
выявить оптимальные приёмы предпосадочной обработки почвы и ухода за посадками картофеля;
установить влияние технологических приёмов выращивания, почвенно-климатических условий и сортовых особенностей на биохимический состав клубней картофеля;
определить влияние питательной среды, кратности черенкования при выращивании растений из верхушечных меристем в культуре in vitro на морфологические признаки, коэффициент размножения, эффективность использования био-удобрения;
определить видовой и количественный состав тли по фенофазам роста и развития растения картофеля, установить влияние гидротермического режима на её распространение;
определить влияние вирусной инфекции на урожайность картофеля, установить оптимальный срок удаления ботвы;
дать оценку адаптивным свойствам сортов картофеля местной селекции;
дать биоэнергетическую и экономическую оценку технологическим приёмам выращивания картофеля.
Научная новизна. Впервые, в условиях Кузнецкой котловины разработана система семеноводства картофеля с учётом закономерностей развития культуры под влиянием почвенно-климатических условий и технологических приёмов выращивания, с использованием современных технологий оздоровления, с применением эффективных методов сортового и семенного контроля, фитосанитарного мониторинга. Установлена взаимосвязь между урожайностью картофеля и гидротермическим режимом по фенофазам роста и развития растения картофеля, определены оптимальные способы основной и предпосадочной обработки почвы, приёмы по уходу за посадками. Определена доля влияния приёмов междурядной обработки и условий года на урожайность и биохимический состав клубней картофеля. Установлено, что растения, выращенные из верхушечных меристем в культуре in vitro на питательной среде Кемеровского НИИСХ, имеют преимущество по высоте растений, количеству междоузлий, коэффициенту размножения эксплантатов, при этом определена степень влияния сортовых особенностей.
В трёх зонах Кузнецкой котловины: северная лесостепь, открытая часть северной лесостепи, подтайга предгорий, изучен видовой, и количественный состав тлей, основных переносчиков вирусов на картофеле, выявлено влияние среднесуточных температур и количества осадков на их распространение. Установлено значительное влияние сортовых особенностей на восприимчивость растений к вирусам. Выявлен оптимальный срок скашивания ботвы для получения здорового семенного материала картофеля. Определены сорта картофеля с высокими адаптивными свойствами с урожайностью 40 -50 т/га.
Практическая значимость и реализация результатов исследований
Разработанная система семеноводства позволит расширить посадки картофеля в Кузнецкой котловине Западно - Сибирского региона, увеличить урожайность до 40 т/га при себестоимости оригинальных семян 7,8 тыс. руб./т., товарного - 3,7 тыс. руб./т. Использование семенного картофеля, выращенного на основе современных технологий оздоровления, способствует увеличению урожайности сорта Тулеевский на 0,6 - 4,0 т/га, Удалец на 5,8 -11,3 т/га, Кузнечанка на 4,2 - 12,2 т/га при снижении себестоимости на 18,6 -44,5%, что обеспечивает рентабельность 164 - 283%. Система оригинального семеноводства картофеля в условиях Кузнецкой котловины, на основе биотехнологических методов оздоровления и микроклонального размножения с применением эффективных методов сортового и семенного контроля, фитосанитарного мониторинга, позволяет ежегодно получать более 500 т высоко репродуктивных семян адаптивных сортов и обеспечивать оздоровленными семенами карто фелеводческие хозяйства и население не только Кемеровской области, но и другие регионы: Томская, Новосибирская, Челябинская области, Красноярский, Алтайский края.
Внедрение результатов исследований проводилось в хозяйствах Кемеровской области: ООО СХО «Заречье», СПК «Береговой», Кемеровского района, ООО «Весна» Ленинск-Кузнецкого района, Томской области - ЗАО «Овощевод», Томского района, Красноярского края - ЗАО «Племзавод Элита», Емельяновского района (2009 - 2010 гг.)
В результате внедрения внутрихозяйственной системы семеноводства и современной технологии возделывания сортов картофеля Любава, Невский, Тулеевский, получена чистая прибыль с одного гектара посадок 3200 - 5100 руб. и дополнительно от 126 до 255 тонн элитных семян картофеля.
Результаты исследований нашли отражение в рекомендациях: «Возделывание семенного картофеля на полях Кузбасса» (Кемерово, 1997), «Приёмы выращивания оздоровленного исходного (предбазисного) семенного картофеля в процессах элитного семеноводства в Кемеровской области (Кемерово, 1999), «Диагностика вирусных и бактериальных болезней картофеля методом иммуноферментного анализа в первичном семеноводстве (Кемерово, 1999), «Диагностика вирусных и бактериальных болезней картофеля в оригинальном семеноводстве» (Кемерово, 2004), «Приёмы выращивания оздоровленного материала картофеля в процессе оригинального семеноводства (Кемерово, 2004), «Диагностика вирусов и бактериозов в процессе оздоровления и размножения семенного картофеля в оригинальном семеноводстве» (Кемерово, 2008), «Ускоренное размножение оздоровленного исходного материала картофеля в процессе оригинального семеноводства» (Кемерово, 2009), «Производство семенного картофеля на полях Кузбасса» (Кемерово, 2009), «Тли - переносчики вирусов в семеноводстве картофеля в условиях Кемеровской области» (Кемерово, 2010).
Положения, выносимые на защиту:
1) Температурный режим всего периода вегетации картофеля оказывает значительное влияние на процесс клубнеобразования. Достаточная влаго-обеспеченность периода бутонизация - уборка позволяет картофелю реализовать потенциал сорта;
-
Оптимальные условия для формирования урожая картофеля складываются при основной (отвальной вспашке), предпосадочной (фрезерование) обработках почвы, способов и сроков послевсходового гребнеобразования (двукратное послевсходовое гребнеобразование посадок при появлении всходов и повторно при высоте растений 10-15 см).
-
Питательная среда Кемеровского НИИСХ (модифицированная среда Мурасиге-Скуга) при выращивании растений из верхушечных меристем в культуре in vitro, обеспечивает, независимо от сорта, увеличение количества эксплантатов и коэффициента размножения;
-
Поражение растений картофеля вирусной инфекцией оказывает значительное влияние на формирование урожайности клубней;
-
Сорта картофеля Кемеровчанин и Кузнечанка имеют высокие адаптивные свойства. По назначению и использованию урожая сорта селекции Кемеровского НИИСХ Россельхозакадемии столового назначения, имеют высокие технологические качества, пригодны для промышленной переработки, являются существенным резервом в увеличении объёма производства картофеля.
Апробация работы Основные положения диссертации доложены на заседаниях научно-методического и учёного советов ГНУ Кемеровского НИИСХ Россельхозакадемии (1988 - 2010 гг.), областных и районных агрономических конференциях (1990 - 2010 гг), на I региональной научно-практической конференции «Картофель в Сибири» (Томск, 2001), на Международных научно - практических конференциях « Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (Кемерово, 2002, 2003, 2004 гг.), «Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири» (Кемерово, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 гг.), на VII Всероссийской научно-практической конференции «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2003 г.), на Международной научно-практической конференции «Современные технологии производства сельскохозяйственных культур в Сибири» (Новосибирск, 2005 г.), на Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение картофелеводства Сибири и Дальнего Востока» (Кемерово, 2006 г.), на Международной конференции «Картофель России 2007» (Москва, 2007 г.), на Международной научно-практической конференции «Картофелеводство: результаты исследований, инновации, практический опыт» (Москва, 2008 г.), на IV Международной научно-практической конференции «АГРОИНФО» (Новосибирск, 2009 г.), на Международной научной конференции «Фитосанитарная безопасность агроэкосистем» (Новосибирск, 2010).
Публикации. По данным материалам диссертации опубликовано 72 печатные работы общим объёмом 49,9 печатных листов, 15 работ в ведущих рецензируемых научных журналах.
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом обобщения многолетних исследований автора, которые проводились с 1992 по 2010 гг. Выбор направления научного поиска, методологические оценки влияния изучаемых факторов на рост, развитие и формирование урожая различных сортов картофеля, сбор и обобщение погодных, климатических данных и урожайности картофеля за 34-летний период времени, математические зависимости и их анализ, производственное внедрение, выводы и предложения производству в диссертационной работе выполнялись лично автором. В проведении ряда полевых и лабораторных исследований участвовали сотрудники отделов селекции и семеноводства картофеля, почвозащитного земледелия, лаборатории аналитических исследований, которым автор выражает искреннюю благодарность и признательность.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, библиографического списка из 364 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 375 страницах компьютерного текста, содержит 63 таблицы, 66 рисунков и 62 приложения. Автор выражает глубокую признательность сотрудникам отдела селекции и семеноводства картофеля ГНУ Кемеровский НИИСХ Рое-сельхозакадемии кандидатам сельскохозяйственных наук В.И. Куликовой и Л.С. Аношкиной, заведующим лабораторией Т.В. Рябцевой и В.П. Ходаевой. за оказанную помощь в закладке полевых, лабораторных опытов и аналитическую обработку результатов исследований. Особую благодарность автор выражает докторам сельскохозяйственных наук В.Н. Пакуль, профессору В.И. Усенко и профессору Р.Б. Нурлыгаянову за конструктивные предложения, критические замечания и методические консультации в процессе завершения работы, а также руководителям хозяйств С.Н. По ликову, Н.П. Сафонову, С.А. Якушенко, В.А. Забабурину, М.С. Никитюку, В.В. Лапшину, за глубокое понимание важности внедрения результатов научных разработок в производство.
