THE IMPACT OF AGRICULTURAL TECHNIQUES ON SEED PRODUCTIVITY OF POTATOES IN THE CONDITIONS OF THE SOUTHERN URALS
Abstract and keywords
Abstract (English):
Izucheno vliyanie razlichnyh priemov agrotehniki kartofelya na semennuyu produktivnost' rannego sorta «Rozara» i srednespelogo sorta «Kuzovok». V period issledovaniy etot pokazatel' glavnym obrazom zavisel ot gustoty posadki (vklad faktora – 67,1 %), urovnya mineral'nogo pitaniya (20,4 %) i genotipa (7,2 %). Vo vlazhnyh usloviyah 2015 g. (GTK = 1,60) vozrastalo vliyanie glubiny zadelki semennogo materiala (17,3 %), v zasushlivom 2016 g. (GTK = 0,93) – urovnya pitaniya (41,0 %), a v dostatochno vlazhnom 2017 g. (GTK = 1,44) – sorta (30,8 %) i sroka posadki (8,1 %). Ustanovleno optimal'noe sochetanie agropriemov, obespechivayuschee naibol'shie sbory klubney semennoy frakcii s edinicy ploschadi – zaguschennye posadki (75×19 sm) na povyshennom fone mineral'nogo pitaniya: dlya sorta «Kuzovok» – 5–12 iyunya na glubinu 10–12 sm (404 tys. sht/ga), a dlya sorta «Rozara» – 25–29 maya na glubinu 5–6 sm (378 tys. sht/ga) i 10–12 sm (383 tys. sht/ga). Zaguschenie posadok s 49 do 70 tys. klubney na 1 ga povyshalo semennuyu produktivnost' sorta «Rozara» v srednem na 36,7 %, «Kuzovok» – na 25,8 %. Povyshenie urovnya mineral'nogo soprovozhdalos' uvelichenie etogo pokazatelya u sorta «Rozara» na 21,4–30,8 %, a sorta «Kuzovok» – na 18,9–30,3 % po sravneniyu kontrolem (bez udobreniy). Rannyaya posadka (5 maya) privodila k snizheniyu sbora klubney semennoy frakcii s 1 ga sorta «Rozara» v srednem na 41,1 % po sravneniyu s posadkoy vo vtoroy dekade maya, na 49,2 % po sravneniyu s posadkoy v konce maya, a u sorta «Kuzovok» – na 14,1 i 26,0 % sootvetstvenno. Glubokaya zadelka posadochnogo materiala sposobstvovala dostovernomu povysheniyu semennoy produktivnosti kartofelya pri pozdnem sroke posadki sorta «Rozara» – na 3,8 %, «Kuzovok» – na 10,1 %.

Keywords:
kartofel', semennaya produktivnost', uroven' pitaniya, srok posadki, gustota posadki, glubina posadki.
Text
Publication text (PDF): Read Download

Цель и методика исследований

Стабильность отечественного картофелеводства главным образом связана с использованием высокопродуктивных, устойчивых к болезням и вредителям сортов, высококачественного семенного материала и адаптивных технологий возделывания картофеля (Solanum tuberosum L.) [1]. Аграрной наукой Урала созданы сорта и разработан ряд агротехнологий, обеспечивающие получение программируемых урожаев картофеля 25–30, а в благоприятные годы и в условиях орошения – 40 т/га и выше [2–4]. Важнейшим условием формирования планируемой урожайности картофеля является сочетание сбалансированного минерального питания (макро- и микроэлементами), оптимальной густоты посадки и использования защитно-стимулирующих препаратов, подавляющих первичную инфекцию на семенных клубнях и повышающих устойчивость растений к стресс-факторам [5]. В то же время оптимальное сочетание агротехнических приемов для повышения семенной продуктивности картофеля разработанными в Российской Федерации технологии производства картофеля в настоящее время не установлены [6–8].

Цель исследований – изучить влияние комплекса агротехнических приемов на семенную продуктивность картофеля в условиях лесостепное зоны Челябинской области.

Исследования проведены в 2014–2017 гг. на опытном поле Южно-Уральского научно-исследовательского института садоводства и картофелеводства – филиала ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН». Предшественник картофеля – чистый пар. Почва опытного участка – чернозем выщелоченный среднесуглинистый с содержанием гумуса (по Тюрину) – 5,90–7,26 %, легкогидролизуемого азота (по Тюрину и Кононовой) – 7,0–7,9 мг / 100 г почвы, подвижного фосфора (по Чирикову) – 11,8–16,0 мг / 100 г почвы, обменного калия (по Чирикову) – 19,3–25,7 мг / 100 г почвы, рНсол – 5,12–5,28. Агротехника картофеля общепринятая для зоны. Посадку проводили семенными клубнями массой 50–70 г.

Схема опыта: фактор А – срок посадки: 1) первая декада (5) мая; 2) вторая декада (12–15) мая; 3) третья декада (25–29) мая; 4) начало (5–12) июня; Ффактор В – глубина посадки: 1) мелкая (5–6 см); 2) глубокая (10–12 см); фактор С – сорт: 1. «Розара» (ранний); 2. «Кузовок» (среднеспелый); фактор D – густота (схема) посадки: 1) 49 тыс. клубней на 1 га (75×27 см); 2) 70 тыс./га (75×19 см); фактор Е – уровень минерального питания: 1) без удобрений (контроль); 2) удобрения в расчете на урожай 25 т/га (в среднем за 4 года – N71Р84К67); 3) удобрения в расчете на урожай 40 т/га (N171Р227К259).

В 2015 и 2016 гг. физиологическое состояние почвы не позволило провести раннюю посадку, поэтому изучалось только три срока посадки: во второй декаде мая, в конце мая и начале июня.

Опыты закладывали в четырехкратной повторности. Размещение вариантов в повторениях рендомизированное. Площадь делянки – 27 м2. Обработку данных проводили методом многофакторного дисперсионного анализа [9].

По величине гидротермического коэффициента вегетационный период (май – август) 2014 и 2017 гг. был признан достаточно влажным (ГТК = 1,34 и 1,44 соответственно), 2015 г. – влажным (1,60), 2016 гг. – недостаточно влажным (0,93).

Результаты исследований

Семенная продуктивность картофеля – сложный количественный признак, который зависит от числа растений на единице площади и количества клубней семенной фракции, сформированных одним растением. В свою очередь густота стояния растений перед уборкой зависит от числа высаженных клубней, полевой всхожести и сохранности растений в течение вегетации, а число клубней семенной фракции в расчете на куст в сильной степени зависит от сорта и приемов агротехники.

Наши исследования показали, что мелкая заделка семенного материала на 2–3 дня ускоряет появление всходов, на 13–21 % снижает вредоносность ризоктониоза (Rhizoctonia solani) по сравнению с глубокой посадкой. Это способствовало повышению полевой всхожести картофеля сорта «Кузовок» в среднем на 0,6 %, «Розара» – на 0,9 % и, как следствие, увеличивало густоту стояния растений перед уборкой на 0,3 и 0,5 тыс. шт/га соответственно.

Срок посадки картофеля оказывал существенное влияние на вредоносность ризоктониоза в форме сухой язвенной гнили стеблей. Степень развития болезни в варианте ранней посадки (5 мая) у сорта «Розара» оказалась на 28,8 %, а у сорта Кузовок на 53,7 % больше, чем при посадке в средине мая, на 39,5 и 67,1 % соответственно больше, чем при посадке в конце мая, и на 65,9 и 107,0 % больше, чем при поздней посадке. Наибольшая полевая всхожесть картофеля сорта «Розара» отмечалась в варианте третьего срока посадки (91,0 %), а у сорта «Кузовок» – при втором сроке посадки (97,2 %). Посадка в первой декаде мая снижала этот показатель в среднем на 2,4 % у сорта «Розара» и на 2,1 % у сорта «Кузовок», а густоту стояния растений перед уборкой – соответственно на 1,5 и 1,2 тыс. шт/га.

Повышение уровня минерального питания снижало вредоносность Rhizoctonia solani. На фоне внесения удобрений в расчете на урожай 25 т/га распространенность ризоктониоза в форме сухой язвенной гнили на стеблях сорта «Розара» снижалась в среднем на 8,0 %, а на урожай 40 т/га – на 19,7 % по сравнению с контролем, у сорта «Кузовок» – на 7,8 и 21,6 % соответственно. В целом полученные нами данные согласуются с результатами других исследований [10]. Это способствовало повышению всхожести сорта «Розара» в среднем на 1,4–1,8 %, «Кузовок» – на 1,0–1,2 %, а густоты стояния растений перед уборкой соответственно на 0,8–1,1 и 0,6–0,8 тыс. шт/га по сравнению с вариантом без внесения удобрений.

Загущение посадок картофеля с 49 до 70 тыс. клубней на 1 га сопровождалось повышением вредоносности ризоктониоза в форме сухой гнили стеблей. У сорта «Розара» степень развития этой болезни повышалась на 14,1 %, у сорта «Кузовок» – на 12,9 %, что приводило к снижению полевой всхожести картофеля соответственно на 0,6 и 1,1 %.

Семенная продуктивность картофеля в среднем за 4 года исследований варьировала в значительных пределах в зависимости от густоты посадки (вклад фактора – 67,1 %), уровня минерального питания (20,4 %) и генотипа (7,2 %). В условиях 2015 г. доля вариации, обусловленная глубиной заделки семенного материала, увеличивалась до 17,3 %, в 2016 г. повышался вклад уровня минерального питания (41,0 %), а в 2017 г. возрастало значение сорта (30,8 %) и срока посадки (8,1 %).

Максимальные сборы клубней семенной фракции с 1 га достигались при загущенной схеме посадки картофеля на повышенном фоне питания. У сорта «Кузовок» – в варианте поздней посадки на глубину 10–12 см (404 тыс. шт/га), а у сорта «Розара» – в варианте посадки 25–29 мая, причем как при мелкой (378 тыс. шт/га), так и глубокой заделке семенного материала (383 тыс. шт/га) (таблица 1).

Таблица 1

Семенная продуктивность картофеля в зависимости от приемов агротехники, тыс. шт/га (среднее за 2014–2017 гг.)

Table 1

Seed productivity of potatoes, depending on the methods of agricultural engineering, ths. pcs/ha (average for 2014–2017)

Сорт (С) Variety (С)

Схема посадки (D) Landing layout (D)

Уровень питания (Е)

Power level (E)

Срок посадки (А)

Term of planting (А)

12–15 мая

12–15 May

25–29 мая

25–29 May

5–12 июня

5–12 June

Глубина посадки в см (В)

Planting depth in cm (В)

5–6

10–12

5–6

10–12

5–6

10–12

Розара Rosara

75×27 см

75×27 cm

Контроль

Control

198

206

204

216

196

197

NPK-1

219

246

246

233

234

261

NPK-2

263

253

247

261

255

257

75×19 см 75×19 cm

Контроль

Control

257

281

268

257

255

274

NPK-1

299

340

336

333

322

340

NPK-2

353

341

378

383

358

351

Кузовок Kuzovok

75×27 см 75×27 cm

Контроль

Control

232

242

257

234

214

244

NPK-1

276

271

269

257

259

280

NPK-2

289

299

296

297

273

310

75×19 см 75×19 cm

Контроль

Control

289

294

290

289

274

310

NPK-1

333

334

337

361

315

338

NPK-2

362

376

380

370

378

404

НСР05 = 41; НСР05 (А, Е) = 9; НСР05 (В, С, D) = 7

NSR05 = 41; NSR05 (А, Е)  = 9; NSR05 (В, С, D) = 7

Примечание: NPK-1 – минеральные удобрения в расчете на урожайность 25 т/га; NPK-2 – минеральные удобрения в расчете на урожайность 40 т/га.

Note: NPK-1 – mineral fertilizers based on a yield of 25 t/ha; NPK-2 – mineral fertilizers in the calculation of the yield of 40 t/ha.

 

Увеличение густоты посадки с 49 до 70 тыс. клубней на 1 га (или на 42 %) повышало семенную продуктивность картофеля сорта «Розара» – в среднем на 36,7 % (86 тыс. шт/га), а сорта «Кузовок» – на 25,8 % (69 тыс. шт/га).

Применение минеральных удобрений под урожай 25 т/га вызывало увеличение этого показателя у сорта «Розара» в среднем на 21,4 % (на 50 тыс. шт/га), «Кузовок» – на 18,9 % (на 48 тыс. шт/га), а в расчете на урожай 40 т/га соответственно на 31,8 и 30,3 % (на 74 и 76 тыс. шт/га) по сравнению с неудобренным контролем.

Глубокая заделка посадочного материала способствовала достоверному повышению сбора клубней семенной фракции при позднем сроке посадки картофеля сорта «Розара» – на 10 тыс. шт/га (на 3,8 %), «Кузовок» – на 29 тыс. шт/га (на 10,1 %), тогда как при ранней посадке сорта «Кузовок» преимущество обеспечивала мелкая заделка – прибавка составила 21 тыс. клубней на 1 га (или 8,7 %).

Ранняя посадка (5 мая) приводила к снижению сбора клубней семенной фракции с единицы площади сорта «Розара» в среднем на 41,1 % по сравнению с посадкой во второй декаде мая, на 49,2 % по сравнению с посадкой в конце мая, а у сорта «Кузовок» – на 14,1 и 26,0 % соответственно (таблица 2). По нашему мнению, это связано с существенным повышением вредоносности Rhizoctonia solani при первом сроке посадки (у сорта «Розара» – на 22,8 %, «Кузовок» – на 63,7 % по сравнению с посадкой 15 мая), что снижало полевую всхожесть картофеля (на 0,9 и 2,1 % соответственно), клубнеобразующую способность стеблей (на 4,0 и 2,6 %), общее число клубней под кустом (на 12,7 и 3,6 %) и, как следствие, количество клубней семенной фракции в расчете на 1 куст («Розара» – на 38,1 %, «Кузовок» – на 12,8 %). Помимо этого, негативное влияние ризоктониоза проявлялось в снижении количества стеблей в кусте и густоты стеблестоя на гектаре сорта «Розара» (на 8,5 и 9,6 % соответственно).

В среднем за 2 года, когда изучался ранний срок посадки, семенная продуктивность картофеля достоверно зависела от густоты посадки (вклад фактора – 54,9 %), уровня минерального питания (18,0 %), сорта (10,0 %), срока посадки (11,4 %) и от взаимодействия факторов АС (срок посадки и сорт – 1,1 %) и DE (густота посадки и уровень питания – 1,1 %).

Таблица 2

Семенная продуктивность картофеля в зависимости от приемов агротехники, тыс. шт/га (среднее за 2 года – 2014 и 2017 гг.)

Table 2

Seed productivity of potatoes, depending on the methods of agricultural technology, ths. pcs/ha (average for 2 years – 2014 and 2017)

Сорт (С) Variety (С)

Глубина посадки, см (В)

Planting depth in cm (В)

Схема посадки (D) Landing layout (D)

Уровень питания (Е)

Power level (E)

Срок посадки (А)

Term of planting (А)

5 мая

5 May

15 мая

15 May

25 мая

25 May

5-6 июня

5–6 June

Розара

Rosara

56 см

56 cm

75×27 см

75×27 cm

Контроль

Control

141

195

199

206

NPK-1

192

210

225

243

NPK-2

190

242

232

260

75×19 см 75×19 sm

Контроль

Control

172

243

265

278

NPK-1

179

289

331

352

NPK-2

212

350

383

394

1012 см

1012 cm

75×27 см

75×27 cm

Контроль

Control

206

239

252

209

NPK-1

214

274

294

252

NPK-2

224

300

296

277

75×19 см 75×19 cm

Контроль

Control

250

260

294

261

NPK-1

314

341

361

327

NPK-2

348

367

412

410

Кузовок

Kuzovok

56 см

56 cm

75×27 см

75×27 cm

Контроль

Control

135

178

192

190

NPK-1

158

225

213

281

NPK-2

187

251

247

273

75×19 см 75×19 sm

Контроль

Control

168

256

272

280

NPK-1

224

301

338

362

NPK-2

240

361

382

383

1012 см

1012 cm

75×27 см

75×27 cm

Контроль

Control

175

182

215

210

NPK-1

199

253

267

283

NPK-2

217

249

316

301

75×19 см 75×19 cm

Контроль

Control

233

279

281

307

NPK-1

297

323

373

341

NPK-2

310

337

401

417

НСР05 = 49; НСР05 (А) = 10; НСР05 (В, С, D) = 7; НСР05 (Е) = 9

NSR05 = 49; NSR05 (А) = 10; NSR05 (В, С, D) = 7; NSR05 (E) = 9

Примечание: NPK-1 – минеральные удобрения в расчете на урожайность 25 т/га; NPK-2 – минеральные удобрения в расчете на урожайность 40 т/га.

Note: NPK-1 – mineral fertilizers based on a yield of 25 t/ha; NPK-2 – mineral fertilizers in the calculation of the yield of 40 t/ha.

 

В основном здесь прослеживаются те же закономерности, что и в целом по опыту. Загущение посадок вызывало увеличение семенной продуктивности сорта «Розара» на 38,5 %, «Кузовок» – на 32,9 %. Применение минеральных удобрений, сбалансированных на получение урожая 25 т/га, повышало этот показатель соответственно на 22,3 и 21,8 %, а на урожай 40 т/га – на 36,1 и 34,9 % по сравнению с контролем (без удобрений). Глубокая заделка семенного материала повышала сбор клубней семенной фракции с 1 га изученных сортов в варианте поздней посадки («Розара» – на 2,2 %, «Кузовок» – на 7,1 %).

Существенное влияние на величину семенной продуктивности картофеля оказывали метеорологические условия вегетационного периода. Так, у сорта «Розара» наибольшим этот показатель был в 2014 г. – в среднем 298 тыс. шт/га, затем в порядке убывания 2015 г. – 289, 2016 г. – 267 и в 2017 г. – 249 тыс. шт/га. Тогда как у сорта «Кузовок» максимальные сборы клубней семенной фракции с единицы площади отмечались в 2015 и 2017 гг. (315 и 312 тыс. шт.), а минимальные – в 2014 и 2016 гг. (287 и 289 тыс. шт/га соответственно).

Анализ полученных данных в вариантах загущенной схемы посадки на повышенном фоне питания показал, что у раннего сорта «Розара» наибольшая семенная продуктивность в 2014 году отмечалась в варианте мелкой посадки во второй декаде мая (462 тыс. шт/га), в 2015 и 2016 гг. – в третьей декаде мая, в первом случае с заделкой семенного материала на глубину 5–6 см (379 тыс. шт/га), а во втором на глубину 10–12 см (391 тыс. шт/га). Тогда как в 2017 г. наибольшие сборы семенных клубней зафиксированы при глубокой посадке в конце мая и при мелкой посадке в начале июня – по 385 тыс. клубней с 1 га (рис. 1). 5–6

 

 

Рис. 1. Динамика семенной продуктивности картофеля сорта «Розара» по годам исследований, тыс. шт/га (среднее за 2014–2017 гг.)

Fig. 1. Dynamics of seed productivity of potato varieties “Rosara” by years of research, ths. pcs/ha (average for 2014–2017)

У среднеспелого сорта «Кузовок» наибольший сбор клубней семенной фракции в 2014 и 2016 гг. отмечался при втором сроке посадки на глубину 5–6 см (соответственно 418 и 427 тыс. шт/га), в 2015 г. – при поздней глубокой посадке (439 тыс. шт/га), а в 2017 г. – в варианте мелкой посадки в третьей декаде мая (451 тыс. шт/га) (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Динамика семенной продуктивности картофеля сорта «Кузовок» по годам исследований, тыс. шт/га (среднее за 2014–2017 гг.)

Fig. 2. Dynamics of seed productivity of potato varieties “Kuzovok” by years of research, ths. pcs/ha (average for 2014–2017)

Выводы. Рекомендации

1. Семенная продуктивность картофеля в лесостепной зоне Южного Урала варьирует в зависимости от погодных условий вегетационного периода, а в целом за период исследований определялась густотой посадки (вклад фактора – 67,1 %), уровнем минерального питания (20,4 %) и генотипа (7,2 %). Во влажных условиях 2015 г. (ГТК = 1,60) возрастала зависимость от глубины заделки семенного материала (17,3 %), в засушливом 2016 г. (ГТК = 0,93) – от уровня минерального питания (41,0 %), в достаточно влажном 2017 г. (ГТК = 1,44) – от сорта (30,8 %) и срока посадки (8,1 %).

2. Применение минеральных удобрений в расчете на урожай 25 т/га способствовало повышению сбора клубней семенной фракции с 1 га раннего сорта «Розара» на 21,4 %, а на урожай 40 т/га – на 31,8 % по сравнению с контролем (без удобрений); среднеспелого сорта «Кузовок» – на 18,9 и 30,3 % соответственно.

3. Увеличение густоты посадки с 49 до 70 тыс. клубней на 1 га (или на 42 %) повышало семенную продуктивность картофеля сорта «Розара» в среднем на 36,7 %, а сорта «Кузовок» – на 25,8 %.

4. Ранняя посадка (5 мая) приводила к снижению сбора клубней семенной фракции с единицы площади сорта «Розара» в среднем на 41,1 % по сравнению с посадкой во второй декаде мая, на 49,2 % по сравнению с посадкой в конце мая, а у сорта «Кузовок» – на 14,1 и 26,0 % соответственно.

5. Глубокая заделка посадочного материала способствовала достоверному повышению семенной продуктивности картофеля при позднем сроке посадки сорта «Розара» – на 3,8 %, «Кузовок» – на 10,1 %, тогда как при ранней посадке сорта Кузовок преимущество обеспечивала мелкая заделка (+8,7 %).

6. Максимальные сборы клубней семенной фракции с 1 га достигались при загущенной схеме посадки картофеля на повышенном фоне минерального питания. У сорта «Кузовок» – в варианте поздней посадки на глубину 10–12 см (404 тыс. шт/га), а у сорта «Розара» – при посадке в третьей декаде мая как при мелкой (378 тыс. шт/га), так и глубокой заделке семенного материала (383 тыс. шт/га).

References

1. Kruzhilin I. P., Dubenok N. N., Mushinsky A. A., Nesvat A. P. Efficiency of potato cultivation under irrigation in the steppe zone of the Urals // Reports of the Russian Agricultural Academy. 2015. No. 1-2. Pp. 23-26.

2. Kolobov O. S., Maluchenko O. P., Shalaeva T. V., Shanina, E. P., Shilov I. A., Alekseev Y. I., Belisheva N. C. Genetic certification of potato-based multiplex analysis of 10 microsatellite markers // Vavilov Journal of Genetics and Plant Breeding. 2017. Vol. 21. No. 1. Pp. 124-127.

3. Dubenok N. N., Mushinsky A. A., Vasilyev A. A., Gerasimova E. V. Potato cultivation technologies in the steppe and forest-steppe zones of the southern Urals under irrigation // Achievements of science and technology of agriculture. 2016. Vol. 30. No. 7. Pp. 71-74.

4. Mingalev S. K. Reaction of different potato varieties to planting dates in Sverdlovsk region // Agrarian Bulletin of the Urals. 2016. No. 2. Pp. 47-51.

5. Vasiliev A. A. Dependence of potato yield and quality in the forest-steppe zone of the southern Urals on the level of mineral nutrition and planting density // Reports of the Russian agricultural Academy. 2014. No. 5. Pp. 25-28.

6. Karpuhin M. Yu. The technology of potato cultivation in the middle Urals. - Ekaterinburg, 2016. - 15 p.

7. Magomedov N. R., Serderov V. K., Magomedov G. S. Innovative adaptive technology of cultivation of potato varieties in the foothill of the province of Dagestan // Mining agriculture. 2016. No. 4. Pp. 87-89.

8. Shanina E. P., Klyukina E. M. Potatoes in the Urals. - Ekaterinburg, 2018. - 20 p.

9. Dospekhov B. A. Technique of field experience. - Moscow : Agropromizdat, 1985. - 351 p.

10. Biktimirova E. V., Shaldaeva E. M. The development of rhizoctoniosis on seedlings of the varieties “Red Scarlet” when placed along different predecessors // Actual problems of agro-industrial complex: proceedings of scientific-practical conference dedicated to the 80th anniversary of Novosibirsk State Agrarian University. 2016. Pp. 9-12.

Login or Create
* Forgot password?