Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет 89 с., 19 рис., 22 табл.,121 ист.

Название темы «Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов».

Ключевые слова: картофель, сорта, технологии, экологически чистый

Объект исследования: картофель ранних сортов созревания (Solanum tuberosum L.)

Цель работы: разработка технологии получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Описание проделанной работы и ее результаты. Проанализированы 30-летние агроклиматические показатели изменения климата, климатические ресурсы для получения двух урожаев картофеля ранних сортов в условиях Московской области. Проведены исследования по получению двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов на участке УНПЦ Овощная опытная станция имени В.И. Эдельштейна ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева по существующей базовой технологии с изменением некоторых технологических модулей. Представлены результаты изучения особенностей роста и развития растений картофеля ранних сортов при возделывании двух урожаев за один вегетационный период. Обсуждается влияние климатических условий на формирование продуктивности культуры, особенности формирования компонентов структуры урожайности и показателей качества клубней в зависимости от срока уборки.

Разработаны базы данных «Поддержка принятия решений при получении двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов» свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2020621780 от 01.10.2020 г., «Поддержка принятия решений при возделывании картофеля» свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2020621782 от 01.10.2020 г., практические рекомендации, которые позволят увеличить производство картофеля.

По результатам исследований подготовлены доклады и обсуждены на VI Международной конференции по переработке сельскохозяйственной продукции и сельскому хозяйству (Воронеж, 17…18 октября 2019 г.); Международной научно-практической конференции «Сельское хозяйство и продовольственная безопасность: технологии, инновации, рынки, человеческие ресурсы (Казань, 13…14 ноября 2019 г.); 19-й Международной научной конференции (Елгава, 20…22 мая 2020 г.); Международной конференции по политике и экономическим мерам развития сельского хозяйства (Воронеж, 25…26 мая 2020 г.); Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 160-летию В.А. Михельсона (09…11 июня 2020 г.). Опубликовано 2 статьи в МБД Скопус, 3 статьи в изданиях, рекомендованных в ВАК, сдана 1 диссертация в диссертационный совет Д 220.043.14 на базе ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства.

ВВЕДЕНИЕ

Картофель (Solanum tuberosum L.) является культурой массового потребления, которая используется многосторонне: являет собой незаменимый продукт питания для населения, служит техническим сырьем для промышленности и занимает значительный удельный вес в кормовом балансе. Пищевое достоинство определяется высоким содержанием крахмала, белков, витаминов и ряда минеральных элементов [1-2].

Картофель является культурой интенсивного типа. С единицы площади она дает больше питательных веществ в более короткие периоды, чем другие сельскохозяйственные культуры. Так, 1 гектар картофеля приносит в 2…4 раза больше питательных веществ, чем зерновые культуры [3-5]. Поэтому это один из основополагающих элементов продовольственной безопасности любой страны, начиная с развивающихся и заканчивая высокоразвитыми западноевропейскими странами. Необходимо увеличить объемы производства культуры и тем самым отрасль картофелеводства перевести на более высокий уровень.

Картофель является пластичной культурой, легко адаптируется к условиям произрастания и в России возделывается практически повсеместно [6-8]. Для возделывания картофеля необходимо иметь определенный вегетационный период и определенную сумму активных температур. Сумма активных температур составляет от 1000 до 1600 °С, для ранних сортов 1000…1100 °С [9-11]. Чем раньше произойдет устойчивый переход температуры через 10 °С весной, тем больше накопится сумма температур. По тридцатилетним данным обсерватории имени Михельсона минимальная сумма активных температур за последние годы составила 2055 °C в 1993 году, максимальная – 2964 °C в 2010 году, разница составляет более 900 °C, это говорит о больших скачках температур. Конечно, нарастание температуры не происходит линейно, бывают и снижения, но отмечается тренд увеличения. Увеличивается и продолжительность вегетационного периода. Сдвигается начало вегетационного периода в более ранние сроки. Окончание также сдвигается, на более поздние сроки.

Для увеличения объемов производства необходимо искать новые методы, приемы и технологии возделывания. Одной из таких технологий является технология получения двух урожаев. Получение двух урожаев возможно в южных странах, таких как Сирия, Египет, страны Средней Азии и т.д., а также в южных регионах нашей страны [12-15]. В Московской области, в связи с изменением климата в сторону потепления, также становится возможным выращивание двух урожаев картофеля раннего.

Первый урожай при возделывании двух урожаев картофеля ранних сортов убирается на две недели раньше обычного (принятого), отечественного картофеля в это время нет, реализуется импортный картофель. Возделывание картофеля по предложенной технологии позволит снизить зависимость от импорта, а также повысит продовольственную безопасность. Для производителя выгодно, так как в это время молодой картофель реализуется по более высоким ценам.

Второй урожай убирается в период, когда на рынке много продукции картофеля. В основном это среднепоздние и поздние сорта. Они универсальные или технические. Уборки ранних сортов в это время практически не бывает. Ранние сорта имеют столовое значение, отличаются хорошими вкусовыми и пищевыми качествами, не темнеют при варке, очень востребованы ресторанным бизнесом, в последние годы используются даже мелкие клубни картофеля, из них готовится много блюд. Следовательно, такой картофель пользуется большим спросом.

Потепление климата стало очевидным фактом. И по прогнозам будут продолжаться. Адаптация базовых технологий возделывания в связи с изменением климата в сторону потепления в нашей зоне и предложения введения в технологические модули дополнительных процессов для получения двух урожаев картофеля ранних сортов является актуальной темой, так как позволит повысить эффективность и конкурентоспособность отрасли картофелеводства, снизить зависимость от импорта и повысит продовольственную безопасность страны.

Глава 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ КАРТОФЕЛЕВОДСТВА РОССИИ И ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

1.1 Состояние картофелеводства в России

В настоящее время во всем мире производят более 370 млн. тонн картофеля [8, 16], более миллиарда населения питаются этим продутом по всему миру, так как по потреблению стоит на третьем месте после риса и пшеницы. Спрос на картофель во всем мире увеличивается и по данным аналитиков в ближайшие 20 лет производство будет только расти [17-20]. Крупнейшим потребителем и производителем картофеля является Китай.

По данным ФАО в 2016 году было собрано 376,8 млн. т. картофеля (таблица 1), это на 40 % больше чем в 1961 году [16, 19]. При этом площадь возделывания сильных изменений не претерпела, произошло небольшое уменьшение – примерно на 13 %. Это говорит о интенсификации производства, так как урожайность увеличилась почти на 60 % [21-23].

Таблица 1 – Динамика мирового производства картофеля, средней урожайности и площади посадок

Показатели 1961 1980 1990 2000 2016 2019
Валовый сбор в мире, всего млн.т. 270,6 240,5 266,8 322,8 376,8 370,0
Валовый сбор в России, млн. т. 30,4 28,0 30,5 32,5 31,1 30,5
Урожайность в мире, ц/га 122,0 128,0 151,0 162,0 196,0 214,0
Урожайность в России, ц/га 95,0 96,0 99,0 96,0 144,0 159,0
Урожайность в Германии, в ц/га 245,0 257,0 256,0 394,0 444,0 446,0
Площадь возделывания в мире, млн. га 22,1 18,8 17,7 19,9 19,2 19,0
Площадь возделывания в России, млн. га 32 30 3,4 2,7 2,0 1,9

Главными производителями в мире картофеля являются Китай, Индия и Россия. Россия занимает третье место по производству картофеля, является одним из основных производителей, но с большим отрывом от Китая – почти в три раза [8, 16, 18-21].

Средняя мировая урожайность в 1961 году составила всего 122 ц/га, в 2016 г. – 196 ц/га, произошло увеличение урожайности почти на 60 % благодаря высокой культуре земледелия. Рост урожайности был отмечен повсеместно. Максимально высокие урожаи были получены в США и Новой Зеландии, где с 1 га получили почти 50 т картофеля [3, 21, 24,]. В этих странах имеется правительственная поддержка «картофелеводческой революции» [3]. Высокая средняя урожайность картофеля отмечена в Германии – 44,4 т/га, Дании – 42,5, в Нидерландах – 42,0 т/га [25].

В 2019 году, по данным Росстата, в хозяйствах всех категорий площадь, занятая картофелем, составила 1254,9 тыс. га, или 94,7% к уровню 2018 года (1324,6 тыс. га) и 78,5% к уровню 2014 года (1598,8 тыс. га) [16, 18-20]. Валовой сбор картофеля в СХО, КФХ и ИП в 2019 году составил 7,6 млн. тонн, или 105,7% к показателю 2018 года (7,2 млн. тонн), что на 22,4% больше показателя 2014 года (6,2 млн. тонн) [26]. Лучших результатов по производству картофеля в СХО, КФХ и ИП в 2019 году достигли Брянская область – 827,2 тыс. тонн, Тульская область – 588,8 тыс. тонн, Нижегородская область – 494,4 тыс. тонн. Необходимо отметить, что доля производства картофеля в СХО, КФХ и ИП ежегодно растет [27-29]. С 2014 года доля производства картофеля указанными категориями сельскохозяйственных товаропроизводителей в общем объеме производства увеличилась и составила в 2019 году 34,3% против 25,4% в 2014 году [4, 6, 8].

В нашей стране, несмотря на все усилия МСХ РФ, к сожалению, урожайность остается низкой, в 3…4 раза ниже, чем в развитых западных странах [8, 23, 30-32]. В новейшей истории России хозяйства населения стали основными производителями картофеля: 80 % производства (таблица 2) картофеля в нашей стране сосредоточено в личных подсобных, приусадебных и фермерских хозяйствах с не большими площадями, низкой агротехникой, некачественным посадочным материалом, распространенностью болезней и вредителей и т.д. Население выращивает картофель для личного потребления, в лучшем случае для продажи. Основная доля производимого картофеля в России используется на потребление в свежем виде – 51,5 % [33-34]. Это тормозит развитие отрасли. Не позволяет применять научно-технологические инновации, использовать механизацию, перспективные сорта и т.д. Экономическое состояние частного сектора не позволяет возделывать картофель по современным технологиям, что и объясняет низкий уровень урожайности этой важнейшей культуры в целом по стране.

Таблица 2 – Динамика производства картофеля по категориям хозяйств,

тыс. тонн

Показатели 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г.
Все категории хозяйств 24284,1 25405,7 22463,5 21707,6 22395,0 22074,9
Хозяйства населения 18105,7 17850,9 15593,7 14963,4 15237,1 14510,0
СХО 3809,9 4655,6 4210,2 4232,8 4316,5 4629,1
КФХ, ИП 2368,5 2899,2 2659,5 2511,4 2841,3 2935,7

По данным Росстата, в 2019 году валовой сбор картофеля в хозяйствах всех категорий составил 22,1 млн. тонн, что на 1,4% меньше предыдущего года, в том числе в хозяйствах населения – 14,5 млн. тонн, или на 4,8% ниже уровня предыдущего года [8, 20, 35-36]. В СХО урожай картофеля увеличился по сравнению с 2018 годом на 7,2% и составил 4,6 млн. тонн. Самообеспеченность картофелем в 2019 году составила 94,9%, что на 0,4 п.п. меньше, чем в 2018 году, при пороговом значении Доктрины продовольственной безопасности 95%, что ниже на 0,1 п.п. В результате низких запасов картофеля на начало 2019 года и снижения импорта уровень общих ресурсов картофеля сократился на 928 тыс. тонн, или на 2,3%, по сравнению с предыдущим годом (таблица 3) [8, 37].

Как сообщают Е.А. Симаков, Б.В. Анисимов, ежегодное потребление свежего столового картофеля в России в последние годы составляет примерно 18 млн. т, то есть около 50% выращенной продукции используется в свежем виде [38-39]. По данным Росстата и МСХ РФ потребление картофеля на душу населения в 2019 году составило 89,1 кг при рекомендованной норме 90 кг и остается практически неизменным на протяжении последних лет [8, 40]. Таким образом, по данным Росстата и МСХ РФ внутренний спрос на картофель остается стабильным и обеспечивается в полном объеме.

Таблица 3 – Баланс ресурсов и использования картофеля, тыс. тонн

Показатели 2015 г 2016 г 2017 г 2018 г 2019 г
Ресурсы – всего 43917 42254 40911 40491 39563
Запасы на начало года 17482 18818 17859 16838 16728
Отечественное производство 25406 22463 21708 22838 22075
Импорт 1029 973 1344 1258 760
Использование всего 25099 24395 24073 23763 23716
Производственные цели 10091 9565 9141 8960 8646
на семена 5347 4995 4637 4605 4429
на корм скоту и птице 4744 4570 4504 4355 4217
переработано на непищевые цели
Потери 1431 1404 1461 1450 1484
Экспорт 207 292 246 268 463
Личное потребление 13370 13134 13225 13085 13123
Запасы на конец года 18818 17859 16838 16728 15847

Ценовая ситуация на рынке картофеля, по данным Росстата, в течение года носит разнонаправленную динамику. Изменение цены реализации на продукцию картофеля изменяется в зависимости от сезона, его поступления на рынок из производства и импорта продукции из других стран. Например, оптовая цена от производителей на продукцию в декабре составила 9,37 руб./кг и с начала года уменьшилась на 4,9 % [8, 35]. А розничная цена для потребителей продукции картофеля оказалась уже 21,38 руб./кг и уменьшилась на 12,7 % с начала года [39, 54, 93, 138]. В 2021 году МСХ РФ прогнозирует валовой сбор картофеля в объеме 22,2 млн. тонн [3, 8, 20].

В последние годы в мире и в нашей стране все больше возрастает интерес к качественной продукции – экологически чистой продукции. Современный потребитель начинает заботиться о своем здоровье, это формирует новое отношение к продуктам питания с ограниченным применением химических препаратов, стимуляторов роста и т.д.

Поэтому приоритетными направлениями повышения эффективности картофелеводства в современных условиях является повышение урожайности, качества и безопасности картофеля.

1.2 Агроклиматические показатели изменения климата

В последние десятилетия наблюдается рост глобальных температур и грядущие климатические изменения являются одним из современных вызовов, которые ставят под угрозу производство продовольствия.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата ООН отмечает, что средняя глобальная температура повысилась к 2013 году на 0,85 °C, повысился объем моря и т.д. [41-44]. Также федеральная служба Российской Федерации Росгидромет подчеркивает, что средняя годовая температура в России выросла и наибольшее потепление происходит в северных районах [41-42]. Потепление для России, как и для многих других стран несет определенные риски сельскому хозяйству [44-45].

В авторитетном источнике, докладе об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2018 и 2019 годы, говорится о состоянии и тенденциях изменения климата на территории РФ и ее регионов [44-45]. Здесь обобщены результаты климатического мониторинга и климатических исследований.

В нашей стране, России, как и по всему миру происходит потепление, скорость изменений выше, чем рассчитанные средние показатели [41-42]. По имеющимся результатам ФГБУ «ИГКЭ» увеличивается скорость роста среднегодовой температуры за последние годы (1979…2019 гг.), так за 10 лет она составила 0,47 °С [7, 8, 29, 127]. А по данным оценки Центра Хэдли и Университета Восточной Англии за этот же период она составила 0,18 °C, это почти в два раза больше увеличения глобальной температуры и почти в полтора раза выше средней потепления приземного воздуха над сушей Земного шара: 0,28 °С/10 лет [45]. В результате анализа температурных показателей, начиная с 1980 года, температура каждого последующего десятилетия превышала температуру предыдущего. Интенсивнее всего за последние десятилетия росла температура в Северной полярной области. Так, по данным ФГБУ «ААНИИ», за 1990…2019 годы (за 30 лет) этот показатель вырос до 0,81°С/10 лет [42, 45].

Об изменениях климата в сторону потепления свидетельствует также уменьшение ледового покрова Арктики, происходит снижение продолжительности залегания снежного покрова, увеличивается толщина талого слоя вечной мерзлоты и другими показателями [45-46]. Необходимо заметить, что замедления потепления не происходит при всех принятых усилиях, включая снижения выбросов парниковых газов, а также их темпов снижения.

По наблюдениям парниковых газов Росгидромета в атмосфере, сосредоточение углекислого газа в северных регионах нашей страны постоянно увеличивается в среднем 2,26 млн-1/год, среднегодовое значение в 2019 году составило 414 млн-1 [43-45]. Также прогрессирует содержание метана. Так по данным пресс-релиз 01/15/2020 ВМО, 2019 год для Земли оказался одним из теплых за все годы инструментального наблюдения. По обобщенным данным пяти ведущих центров глобальная температура в последние годы превысила температуру доиндустриальных лет (1850 по 1900 годы) на 1,1°С (разброс от 1,05 до 1,20 °С) [137]. По результатам наблюдений ФГБУ «ИГКЭ» температура над сушей Земли была выше на 1,21 °С за 1961…1990 гг., а по результатам главной метеослужбы Великобритании Центра Хэдли она выше на 1,16 °С[45-48].

При рассмотрении показателей обеспеченности теплом сельскохозяйственных зон России, также можно сказать, что показатели растут, особенно за последние годы (1976…2019 гг.). Теплообеспеченность характеризуется суммой активных температур (Т>10 °С). Длительность активной вегетации (Т>10 °С) растет на всей земледельческой зоне РФ, в среднем со скоростью 3,4 дня за 10 лет [45-46]. Так за эти годы произошел рост на 84 °C/10 лет [43].

Вегетационный период 2019 г. был одним из теплых за годы наблюдений с 1936 года, можно отметить, что вегетационный период 2020 год также был очень теплым. Средняя температура за год превысила норму на 2,07 °C за 1961…1990 годы [45, 49].

Начало вегетационного периода сдвинулось на более ранние сроки, примерно на 1…8 дней, некоторые ученые отмечают, что на 3…4 дня [42, 45-46]. В последние годы наблюдается все больше аномальных климатических проявлений. Была очень теплой весна, в июне наблюдались рекордные повышенные температуры на юге Европейской части России (ЕЧР). В Северо-Кавказском федеральном округе (СКАФО) и в ЮФО (Южный федеральный округ) были рекордно высокие температуры, которые были выше средних показателей на 4,26 °С [43].

Сложнее всего с обеспеченностью растений влагой, она обеспечивается за счет осадков. По данным ученых, количество осадков увеличивается (2,2 % нормы за 10 лет), главным образом за счет осадков весеннего сезона: 5,7 % нормы за 10 лет [42]. Но отмечается в некоторых районах в период вегетации острый дефицит осадков (выпало всего 46 % нормы в ЕЧР и СКАФО, ЮФО). Такие показатели привели к засухе в важных регионах возделывания сельскохозяйственных культур [42, 45]. Выпадение осадков в некоторые вегетационные периоды бывает аномальным и разнонаправленным. Так в 2018 году отмечался дефицит осадков в летний (85 %), а в 2019 году количество выпавших осадков превышало норму и составило 108 % [44]. В 2020 году также отмечался переизбыток осадков в летний период. Но в районах зерносеяния, наблюдался недостаток осадков, при этом наблюдалась высокая температурная аномалия, которая привела к средней и сильной засухе. Уровень увлажнения сельскохозяйственных земель в 2019 г. в Европейской части России (кроме СЗФО) был хуже, чем в среднем за 2000…2019 гг. [45]. Зимой наблюдается убывание количества осадков на большой территории сельскохозяйственных земель. В общем, влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в 2018…2020 годы сильно разнонаправлена и не очень благоприятна.

В Европейской части России рекордно теплым отмечался декабрь 2019 г., наблюдения с 1936 года, среднегодовая температура была +2,5 °С [41]. По данным климатологов, форсированное потепление Арктики вызвало сокращение общей площади морского льда Северного Ледовитого океана, начиная с середины 1990-х годов, уменьшение произошло почти в пять раз по сравнению с 1980 годами и составляет примерно 200…300 тыс. кв. км, в 2019 году площадь составила примерно 100 тыс. кв. км. Рекорд был в 2012 году, когда ледового покрытия практически не было, что положительно сказалось для Северного морского пути [42].

По данным Шумакова И.А., перемены отмечены и в тропосфере и нижней стратосфере Земли, а не только на поверхности Земного шара [45]. Происходит похолодание в нижней стратосфере и потепление в тропосфере. Так 2019 год стал рекордным и самым теплым, начиная с 1958 года, температура превышала норму на 0,60 оС [45]. Экстремальной была и осень с температуры +0,79°С. Можно отметить, что последнее пятилетие с 2015…2019 гг. оказалось самое теплое в тропосфере. Отмечается климатологами, что происходит похолодание в нижней стратосфере и в 2019 году был одним из холодных, аномалия составила -1,01°С [42].

На обширной территории нашей страны отмечается тенденция снижения продолжительности залегания снежного покрова, так как растут осенние и весенние температуры. Весной быстрее прогревается воздух, осенью позже остывает. По данным ученых зима в последние годы (2018…2020 гг.) была более короткой примерно на 12,7 дней в сравнении в среднем по годам 1967…2019. При этом высота снежного покрова в некоторых регионах превышает климатическую норму, например, в Якутии и Восточной Сибири на 4 см [44-45]. Также сохраняется тенденция увеличения мощности сезонно-талого слоя вечной мерзлоты.

Промерзание почвы снижается, практически на всей территории сельскохозяйственных угодий России увеличиваются минимальные температуры почвы на глубине до 320 см: максимальное и статистически достоверное повышение минимальной температуры почвы отмечается в азиатской части, особенно в арктической зоне [43].

На территории России в последние годы происходит изменение климатических условий в сторону потепления, темпы которого намного превышают среднее по Земному шару. Повышается температурный фон, по влагообеспеченности растений тенденции разнонаправленные, отмечается тенденция уменьшения продолжительности залегания снежного покрова, увеличивается вегетационный период за счет более раннего наступления положительных температур и более позднего наступления отрицательных температур, а также отмечается рост экстремальных и опасных явлений в летний период.

1.3 Климатические ресурсы для получения двух урожаев картофеля в условиях Московской области

По данным обсерватории имени В.А. Михельсона РГАУ-МСХА, где в непосредственной близости проводились исследования, вырисовывается общее направление увеличения температуры воздуха, а именно средние месячные значения в холодный и теплый периоды года, а также средне годовая температура (таблица 4).

Таблица 4- Месячные и годовые нормы температуры воздуха, ⁰С
(данные обсерватории им. В.А. Михельсона РГАУ-МСХА)

Период, гг. Количество лет январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь Годовая норма
1879-2003 125 -9,5 -8,6 -3,8 4,9 12,2 16,2 18,3 16,4 10,7 4,6 -1,9 -7,0 4,4
1881-1980 100 -10,2 -9,2 -4,3 4,4 11,9 16,0 18,1 16,3 10,7 4,3 -1,9 -7,3 4,1
1881-1960 80 -10,2 -9,6 -4,7 4,0 11,6 15,8 18,1 16,2 10,6 4,2 -2,2 -7,6 3,8
1881-1953 73 -10,4 -9,6 -4,7 4,0 11,6 15,7 18,0 16,2 10,6 4,1 -2,1 -7,7 3,8
1881-1915 35 -10,8 -9,1 -4,8 3,4 11,8 15,6 18,0 15,8 10,1 3,7 -2,8 -8,0 3,6

Как отмечают ряд авторов, эти перемены за год не так существенны, например, годовая норма за 125-летний ряд (4,4 °С) выросла на 0,8 °С при соотнесении с нормой за 35-летний ряд (3,6 °С) [41-42]. В сравнении отдельных месяцев перемены значительны, так норма за апрель с 3,4 °С выросла на 1,5 °С для короткого ряда и для длинного до 4,9 °С [50-52]. Несмотря на то, что каждый период усреднения (35, 73, 80, 100, 125 лет) включал в себя все предшествующие годы.

word image 693 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 1 – Тренд годовых температур воздуха по скользящим десятилетиям 1879…2009

word image 694 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 2 – Тренд сумм температур воздуха по скользящим десятилетиям 1881…2010 гг.

Итоговый анализ 130-летнего мониторинга метеорологической обсерватории за температурой воздуха (таблица 4, рисунок 1…2) доказывает тенденцию устойчивого изменения климата в сторону потепления. Рисунок 1 показывает четкую направленность к повышению температуры, среднегодовые значения годовых температур возрастают от 3,5 °С до 7,0 °С [41, 42-52]. Видно проявление волнообразного характера колебаний температуры воздуха.

Наблюдается тепло в 30-е годы и резкий подъем в последние годы. Основной вклад в повышение температуры оказывают теплые зимы.

Повторяемость теплых зимних месяцев возрастает, особенно начиная с 1990 г. В период с 1980 по 2005 гг. наблюдается общий рост температуры на 1,5 °С. Температура в холодный сезон возросла на 2,3 °С до -7,7 °С [42].

Для сельского хозяйства очень важно знать изменения в динамике сумм активных температур выше 10 °С. Для полного развития растений необходима определенная сумма активных температур (более 10 °С). И представление о ресурсах тепла в РГАУ-МСХА, где проводились исследования, и обеспеченности потребностей сельскохозяйственных культур в тепле представлена рисунке 2. По данным Белолюбцева А.И. и Сенникова В.А. (2012), наименьшая сумма эффективных температур составило 1276 ° (1994 г), наибольшая 2900 °С (2010 г) [41-42]. В динамике видно, что низкий уровень тепла был в 1840…1880 гг., далее наблюдался резкий рост в 30-е годы и небольшое снижение в последующем, также видно, что были существенные колебания в отдельные годы. За последние 25 лет сумма активных температур возрастает до 2400 °С, это выше климатической нормы на 300 °С [53].

Для картофеля, в связи с различными сроками созревания, она составляет 1000…1600 °С, для ранних сортов 1000…1100 °С. Для получения двух урожаев картофеля раннего необходимо 1100×2=2200 °С, 2200-2400= -200 °С. По графику Ф.Ф. Давитая [41], обеспеченность теплом не менее 80%, т.е. в 8 годах из 10. Возделывание картофеля раннего можно считать целесообразным.

Важным фактором урожайности любой культуры является обеспеченность влагой, тем более картофель предъявляет высокие требования к влажности почвы [53]. В связи с тем, что картофель относится к растениям гигрофильного типа из-за низкого осмотического давления и слабовыраженной кутикулы, клубни чувствительны к резким изменениям влажности и температуры [2, 55-56]. Повышенная потребность во влаге отмечается в период «бутонизация-массовое цветение» и, по мнению ряда ученых, при недостатке его в этот период наблюдается снижение урожайности до 50…60 % [57-61].

word image 695 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 3 – Тренд годовых сумм осадков воздуха по скользящим десятилетиям 1881…2010 гг.

Ресурсы влаги оцениваются количеством выпадающих осадков (рисунок 3). Из рисунка 3 видно, что происходит увеличение сумм осадков: в конце 19 века было 600 мм, а в начале 21 века в среднем 700 мм, в отдельные годы сумма осадков была выше 800 мм, также были годы с осадками менее 450 мм. В летние месяцы наблюдается повышение количества осадков в сравнении с зимними почти в 1,5 раза.

Таблица 5 – Годовая сумма осадков за последние 30 лет, мм

Годы 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
∑осад-ков, мм 823,9 861,9 555,1 831,9 695,2 576,5 561,1 586,7 882,1 566,1 780,4 762,9 540,1 701,2 865,2
Годы 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
∑осад-ков, мм 681,0 624,5 648,1 871,2 739,6 601,9 594,2 810,7 890,8 488,0 716,6 880,5 825,8 646,6 735,8

Количество выпадающих осадков на территории РГАУ-МСХА колеблется от 488,0 до 880,5 мм за год (таблица 5), разница почти в два раза. Особенно важно обеспечение влагой в период клубнеобразования (май-июнь месяц для первого урожая и август для второго урожая). За последние три года количество осадков составило 646,6…825,8 мм, для картофеля обеспеченность достаточная.

Картофель предъявляет высокие требования к влажности почвы благодаря своему химическому составу (около 75 … 80% его массы составляет вода), большой вегетативной массе и урожаю клубней. Коэффициент транспирации у картофеля варьируется в зависимости от погодных условий в вегетационный период, агротехнических мероприятий, а также от биологических особенностей сорта самого растения.

Значения коэффициентов транспирации для картофеля, полученные отдельными исследователями, колеблются от 230 … 700 [48, 52, 56, 62]. Для условий средней полосы коэффициент транспирации картофеля составляет 300 … 450. В период недостатка или избытка влаги в почвенном профиле транспирационный коэффициент увеличивается. Несмотря на это, суммы осадков для получения двух урожаев достаточно.

Таблица 6 – Вегетационные периоды с 1988 по 2019 гг.
(по данным Метеорологической обсерватории имени В.А. Михельсона)

Год Температура, °С Начало вегетационного периода Окончание вегетационного периода Продолжительность вегетационного периода, дни Тренд по продолжительности
1988 15,2 21.04.1988 17.10.1988 179 175,4
1989 15,4 12.04.1989 03.10.1989 174 175,7
1990 12,4 23.03.1990 28.09.1990 189 176,0
1991 13,7 08.04.1991 24.10.1991 199 176,3
1992 14 07.04.1992 05.10.1992 181 176,6
1993 13,4 08.04.1993 14.09.1993 159 177,0
1994 3,6 16.04.1994 07.10.1994 174 177,3
1995 15,4 15.04.1995 16.10.1995 184 177,6
1996 15,8 22.04.1996 22.09.1996 153 177,96
1997 13,6 19.04.1997 25.09.1997 159 178,26
1998 15,6 23.04.1998 30.09.1998 160 178,56
1999 14,6 31.03.1999 16.10.1999 199 178,86
2000 14,2 11.04.2000 13.10.2000 185 179,2
2001 15,4 06.04.2001 30.09.2001 177 179,5
2002 15,6 13.04.2002 03.10.2002 173 179,8
2003 14,3 18.04.2003 17.10.2003 182 180,1
2004 14,1 20.04.2004 13.10.2004 176 180,4
2005 14,5 09.04.2005 20.10.2005 194 180,7
2006 14,6 15.04.2006 15.10.2006 183 181,0
2007 14,4 23.03.2007 13.10.2007 204 181,3
2008 13,5 05.04.2008 27.10.2008 205 181,7
2009 15,2 27.04.2009 11.10.2009 167 182,0
2010 17,1 02.04.2010 04.10.2010 185 182,3
2011 16,6 23.04.2011 15.10.2011 175 182,6
2012 16 16.04.2012 12.10.2012 179 182,9
2013 16,3 17.04.2013 28.09.2013 164 183,2
2014 14,7 26.03.2014 05.10.2014 193 183,5
2015 15 12.04.2015 09.10.2015 180 183,9
2016 15,6 10.04.2016 12.10.2016 185 184,2
2017 13,6 07.04.2017 03.10.2017 179 184,5
2018 15,6 10.04.2018 25.10.2018 198 184,8
2019 16,7 09.04.2019 24.09.2019 168 185,1

По данным исследователей, в последние годы количество осадков в мае увеличивается, в июне уменьшается [63]. Также необходимо отметить, что во второй половине лета в условиях третьей световой зоны отмечается увеличение осадков, которое часто приводит к поражению картофеля фитофторозом. Обеспеченность влагой можно регулировать орошением, также, как и обеспечение минеральным питанием. Поэтому при изменяющихся условиях необходимо использовать технологии возделывания при орошении.

По данным Шумакова И.А., продолжается рост продолжительности вегетационного периода – «очевидный бонус для земледелия» [45]. По данным Метеорологической обсерватории имени В.А. Михельсона, отмечается тренд увеличения продолжительности вегетационного периода (таблица 6).

Анализ таблицы 6 показывает, что сдвигается начало вегетационного периода в более ранние сроки (вторая декада апреля), в редких случаях наблюдается даже в третьей декаде марта (1990, 1999, 2007, 2014 годы). Окончание вегетационного периода также сдвигается в более поздние сроки и заканчивается в основном во второй декаде октября, также имеются более поздние сроки окончания вегетационного периода (1991, 2008, 2018 гг.). За счет этого увеличивается общая продолжительность вегетационного периода. Картофель ранний имеет в среднем от посадки до уборки вегетационный период 70…80 дней. Поэтому, более 170 дней вегетационного периода вполне достаточно для получения двух урожаев картофеля раннего.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенные, агроклиматические условия проведения исследований

Исследовательская работа проведена в УНПЦ «Овощная опытная станция имени В.И. Эдельштейна», ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева». Полевые опыты закладывались на почвах, типичных для Московской области, данные представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Характеристика почвы полевых опытов по химическим показателям

Показатель 2020 г.
рН солевой вытяжки 5,6
Азот, мг/кг почвы 93
Фосфор, мг/кг почвы 150
Калий, мг/кг почвы 83
Гумус, % 2,2

Почвы относятся к типу дерново–подзолистых, по механическому (гранулометрическому) составу являются среднесуглинистыми, содержат мало гумуса, но хорошо окультуренные, имеют агрохимические показатели, представленные в таблице 7. Мощность пахотного слоя 20…22 см, содержание гумуса было 2,2 %; легкогидролизуемого азота – 93 мг; Р2О5 150 мг; К2О 83 мг на 1 кг почвы; кислотность почвы составила 5,6.

Московская область относится к умеренно континентальному климату, сезонность чётко выражена; лето тёплое, зима умеренно холодная. Климатообразующие процессы возрастают с северо-запада на юго-восток. Климатические условия Московской области холоднее, чем Москвы. Климатические условия Москвы имеют более высокие средние температуры как в летний, так и в зимний период, отличаются суммой активных температур и безморозным периодом, который является более продолжительным.

Минусовые температуры в Московской области длятся 120…135 дней, она начинается в середине ноября и заканчивается в конце марта. Среднегодовая температура колеблется от 2,7 до 3,8 °C (таблица 8). Январь является самым холодным месяцем, так как средняя температура на востоке составляет – 11°C, на западе – 10 °C. В столице самым холодным считается февраль, так как средняя температура – 6,7° C. Сильные холода приносит арктический воздух, морозы длятся 59…40 дней в течение всей зимы. Как правило, морозные периоды недолгие. Редко морозы достигают – 45. Зимой зачастую встречаются оттепели, особенно в декабре и феврале, которые вызываются атлантическими и средиземноморскими циклонами. Они бывают от 2…3 дней до недели. Всего оттепелей с ноября по март бывает до пятидесяти четырех раз. Температура повышается иногда до +5 °C. Метели и снегопады бываю в конце января и в феврале. Не редко они совпадают с оттепелями, также затем бывает понижение температуры и образуется гололед, встречается «ледяной дождь». Снег выпадает обычно в ноябре, тает в середине апреля. Постоянный снежный покров наступает в конце ноября, высота снежного покрова составляет примерно 25…45 см. Почвы промерзают на 65…75 см, хотя в последние годы меньше 50 см. При раннем установлении снежного покрова глубина промерзания почв незначительна (10…20 см). Самым тёплым месяцем является июль, средняя температура которого составляет +17° C на западе и плюс 18,5° C на юго-востоке области. Максимальная летняя температура (плюс 39° C) отмечена в Зарайске. Продолжительность периода с температурой выше 0 °С – 205…208, вегетационного 167…180 дней. Количество осадков в среднем 450…703 мм, более увлажненные районы – северо-западные, менее – юго-восточные. В летние месяцы в среднем выпадает не много осадков, всего 40…75 мм осадков, однако раз в 25…30 лет в Московской области встречаются сильные засухи, когда выпадает меньше 5 мм осадков [41-45, 64]. Две трети осадков выпадает в виде дождя, одна треть в виде снега. Максимальная влажность воздуха наблюдается в декабре-январе (77…91%).

Погодные условия периода вегетации 2020 года были благоприятными для роста и развития картофеля. Температуры летних месяцев немного были выше среднемноголетних значений на 1,0 до 3,6 ºС. Влагообеспеченность вегетационного периода также разнилась по месяцам. Количество выпавших осадков с мая по июль намного превышала среднемноголетнего значения, а осадки мая были выше среднемноголетних значений на 102,3 мм.

Таблица 8 – Средняя декадная температура и количество выпавших осадков в вегетационный период (2020 гг. исследований), °С

Месяцы Апрель Май
Декады I II III I II III
T (ºС) 2020 г. 4,6 4,1 6,1 13,2 10,4 11,4
Среднемноголетние ºС 4,5 6,8 9,4 12,1 13 15
Осадки, мм 2,2 15,2 7,1 24,6 15,7 122,3
Среднемноголетние, мм 12 15 11 13 15 20
Месяцы Июнь Июль
Декады I II III I II III
T (ºС) 2020 г. 16,6 20,8 19,5 20,2 17,9 17,6
Среднемноголетние ºС 16,2 17,2 18 18,7 20 19,5
Осадки, мм 83,1 100,9 16,8 65,3 50,8 64,5
Среднемноголетние, мм 27 24 31 28 26 27
Месяцы Август Сентябрь
Декады I II III I II III
T (ºС) 2020 г. 18,9 15,7 17,7 16,7 11,9
Среднемноголетние ºС 18,9 17,3 15,6 13,7 11 9,7
Осадки, мм 1 10,2 29,1 18,2 46
Среднемноголетние, мм 23 29 31 25 23 20
Месяцы Октябрь Ноябрь
Декады I II III I II III
T (ºС) 2020 г.
Среднемноголетние ºС 8,2 5,7 3,4
Осадки, мм
Среднемноголетние, мм 23 23 24

Обеспеченность влагой, теплом, фотосинтетически активной солнечной радиацией в регионе в исследуемые года дают возможность получать хорошие урожаи картофеля, принимая за «хорошие посевы» определение А.А. Ничипоровича (1966), среднее значение КПД ФАР составляет от 2,0 до 2,5 % [65].

2.2 Характеристика объектов исследований

Объекты исследования – ранние сорта Жуковский ранний, Метеор, Удача, Снегирь, Ред Скарлет [66-67].

Жуковский ранний (ВНИИКХ). Сорт очень ранний, имеет столовое значение и в осенний период можно использовать для переработки на хрустящий картофель. Клубни розовой окраски, мякоть клубня белая. Глазки красные, мелкие. Венчик цветка красно-фиолетовый. Урожайность на 60 день после посадки примерно 10…12 т/га товарных клубней, при полном высыхании ботвы – 40…45 т/га. Товарность высокая и составляет 90…92 %. Масса клубня примерно 100…120 г. Крахмалистость 10…12 %. Вкус и сохранность клубней от хороших до средних. Устойчив к ризоктонии, картофельной нематоде, парше обыкновенной. Умеренно восприимчив по ботве и клубням к фитофторозу. Среднеустойчивый к бактериозам. Относительно жаро- и засухоустойчив [66-67].

Метеор (ВНИИКХ). Сорт очень ранний, имеет столовое значение. Можно использовать для вакуумной упаковки. Куст полупрямостоячий, невысокий, промежуточного типа. Стеблей не много, средней толщины, без окраски антоцианом. Облиственность средняя. Столоны белые, небольшие. Листья светло зелёной окраски, средней величины, не сильно рассеченные. Товарная урожайность составляет 20,9…40,4 т/га. Максимальная урожайность 45,0 т/га. Клубни овально-округлый формы, с небольшими глазками. Кожура клубня желтая, а мякоть светло-желтая. Масса клубня 102…147 г. Крахмала содержится 12,0…16,0 %. Вкус клубней хороший. Товарность 88…98 %. Лежкость 95 %. Устойчив к возбудителю рака картофеля, золотистой картофельной цистообразующей нематоде. По данным авторов, сорт умеренно устойчив по листьям и устойчив по клубням к возбудителю фитофтороза, среднеустойчив к морщинистой и полосчатой мозаике. Слабо поражается паршой обыкновенной и ризоктониозом, слабовосприимчив к сухой и кольцевой гнилям, устойчив к механическим повреждениям. Засухо- и жароустойчив [66-67].

Ред Скарлет (HZPC HOLLAND B.V.). Сорт раннеспелый, имеет столовое значение. Куст невысокий промежуточного типа, полупрямостоячий. Листья зеленые, среднего размера. Волнистость края листа слабая. Венчик цветка среднего размера, красно-фиолетовый. Товарная урожайность составляет 16,4…19,2 т/га. Максимальная урожайность — 27,0 т/га. Клубень имеет удлиненно-овальную форму, с мелкими глазками. Кожура клубня красная, мякоть клубня желтая. Масса клубня составляет 56…102 г. Крахмалистость – 10,1…15,6 %. Вкус клубней удовлетворительный. Товарность 82…96 %, на уровне стандартов. Лежкость высокая – 98 %. Устойчив к возбудителю рака картофеля, золотистой картофельной цистообразующей нематоде. Восприимчив к возбудителю фитофтороза по ботве и умеренно восприимчив по клубням [66-67].

Снегирь (Ленинградский НИИСХ и ИОГЕН). Сорт имеет столовое значение, ранний. Хорош для садово-огородных участков, приусадебных и мелких фермерских хозяйств. Клубни розового цвета с мелкими красными глазками, мякоть клубня светло желтая. Венчик цветка красно-фиолетовый. Товарная урожайность составляет 18,0…27,1 т/га. Максимальная урожайность 35,4 т/га. Товарность 80…92 %. Масса клубня 80…100 г. Многоклубневый. Содержание крахмала 16…20 %. Вкус хороший, хранится хорошо. Относительно устойчив к вирусным болезням, альтернариозу, фитофторозу по клубням и парше обыкновенной. Средневосприимчив к ризоктониозу и кольцевой гнили [66-67].

Удача (ВНИИКХ). Сорт ранний, столового значения, хорош для приготовления хрустящего картофеля в осенний период. Клубни имеют светло-бежевую окраску. Глазки мелкие. Мякоть белая. Венчик белый. Урожайность 30…50 т/га. Товарность составляет 96…100 %. Масса товарного клубня 120…250 г. Крахмалистость 12…15 %. Вкус от среднего до хорошего. Лежкость хорошая. Устойчив к фитофторозу по ботве и клубням, мокрым и сухим гнилям, мозаичным вирусам, парше и ризоктониозу. Восприимчив к альтернариозу. При внесении хлористых калийных удобрений возможно потемнение мякоти [66-67].

 

2.3 Методика полевых опытов

Исследования проводили в 2020 г. на участке УНПЦ «Овощная опытная станция имени В.И. Эдельштейна» ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Повторность опытов 3-кратная. Варианты в опыте были размещены рендомизированным методом, расположение повторений сплошное. Площадь одной опытной делянки 25 м2. Схема посадки – 70×35 см. Густота стояния 46,7 тыс. растений на гектаре. На посадку использовали посадочный материал средней фракции (40…80 г), крупной фракции (более 80 г), элиту. Сроки посадки: 1) – при прогревании почвы до 6…8 °С, как правило, в конце апреля – начале мая; 2) 15…16 июля. Посадка осуществлялась однорядной картофелесажалкой для полевых исследований.

Технология возделывания базовая [68] с междурядьями 70 см., состояла из технологических модулей, таких как обработка почвы, подготовка посадочного материала, посадка, уход, уборка урожая. Обработка почвы под первую посадку состояла из осенней вспашки (плуг ПЛН-3-35), ранневесеннего боронования (БЗСС – 1,0), фрезерования с горизонтальной осью вращения (ФН-1,2) и нарезки гребней (КОН–2,8), под вторую посадку из фрезерования (ФН-1,2.) и нарезки гребней (КОН–2,8). Подготовка посадочного материала включала световое проращивание, как для первой, так и второй посадки. Отличалась посадочная фракция: для первой посадки использовали крупную фракцию, для второй среднюю. При второй посадке применяли глауконитовые пески в посадочное ложе в разной дозировке. Уход за растениями состоял из междурядной обработки и окучивания культиватором. Уборка осуществлялась в середине июля и в конце сентября вручную, в связи с анализом структуры урожая, используя методику исследований по культуре картофеля [69].

Варианты первого урожая: 1) средняя фракция без проращивания, 2) средняя фракция с проращиванием; 3) крупная фракция с проращиванием. Уборка осуществлена 15 июля.

Вторая посадка была осуществлена сразу после уборки первой посадки на освободившееся место посадочным материалом прошлого года тех же сортов, весь посадочный материал пророщен. Варианты посадки второго урожая: 1) контроль; 2) + глауконитовые пески 30 г/куст; 3) + глауконитовые пески 20 г/куст.

Глауконит – это природный минерал, имеющий микроагрегатные зерна размером от 0,01 до 0,8 мм, в составе содержит микроэлементы: марганец, медь, кобальт, никель, бор, ванадий, фосфор и калий и т.д. [3-4, 12, 21-23]. Глаукониты имеют высокие адсорбционные и катионообменные свойства.

2.4 Методика наблюдений, анализов и учетов

1. ГОСТ 26213-91 – определение массовой доли гумуса [70].

2. ГОСТ 26483-85 – величину рН солевой вытяжки почвы [71].

3.ГОСТ Р 54650-2011 Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО. [72].

4. ГОСТ 26212-94 – гидролитическую кислотность почвы [73].

6. Наблюдения за фенологией, густотой и высотой стеблестоя, структура урожая осуществляли по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985) и по методике исследований по культуре картофеля (ВНИИКХ, 1967) [69].

7. Площадь листьев определяли на фотопланиметре Li-3100.

8. ГОСТ 16932-93 – определение сухого вещества и крахмала в клубнях [74].

9. Определение физико-химических показателей клубней проводили по стандартным методикам: влажность первоначальная – ГОСТ Р 52838-2007 [76]; влажность гигроскопическая – ГОСТ Р 52838-2007 [77]; массовая доля сухого вещества – ГОСТ Р 52838-2007 [78]; массовая доля сырой золы – ГОСТ 26226-95 [76]; белок – по Бернштейну; массовая доля азота – ГОСТ 13496.4-84 (п.3) [77]; массовая доля фосфора – ГОСТ 26657-97 (п.2.2) [78]; массовая доля калия – ГОСТ 30504-97 [79]; массовая доля кальция – ГОСТ 26570-95 [80]; нитраты – ГОСТ 13496.19-93 [81].

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ ПО технологии получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

3.1 Особенности роста и развития двух урожаев картофеля ранних сортов

Московская область относится к третьей световой зоне с умеренным климатом, которая удовлетворяет наследственные требования растений картофеля к условиям произрастания. Изучение особенностей развития разных сортов картофеля раннего срока созревания позволяет выяснить биологические особенности развития сорта и сделать правильный выбор для получения ранней продукции, а также выяснить более скороспелые сорта для получения двух урожаев картофеля.

Для получения двух урожаев в условиях Московской области важно иметь сорта, которые имеют короткий вегетационный период и являются скороспелыми. Разные по скороспелости сорта характеризуются неодинаковым продолжительным периодом от посадки до отмирания ботвы. Длина этого периода у каждого сорта может отличаться в разные годы в зависимости от обеспеченности растений основными факторами жизни, а также зависит как от заложенных генетических особенностей сорта, так и от технологии возделывания.

В условиях Московской области, по проводимым исследованиям течение фаз развития растений картофеля обуславливается сортом и климатическими условиями года, а также зависит от фракции посадочного материала. Посадка была осуществлена в одно время и по данным таблицы 9 видны различия в прохождении фаз.

Так первые всходы в 2020 году появлялись в вариантах, где посадочный материал был пророщен. Это тенденция сохранилась на всех сортах. Также видно, что прорастали в первую очередь варианты, имеющие более крупный посадочный материал. Клубни массой в пределах 100…110 грамм – относятся к крупной фракции и являются более физиологически старыми, по сравнению со средней фракцией. Посадка осуществляется ранней весной, бывают резкие скачки температуры и в том случае, когда посадочный клубень имеет больше питательных веществ, ростки, питающиеся из материнского клубня более защищены и прорастание ростков происходит без задержек.

Таблица 9 – Наступление фаз развития разных сортов, 2020 г.
(число, месяц), 1 урожай

Сорта Фенологические фазы Уборка
всходы бутонизация цветение
начало 10% полная 75% начало 10% полная 75% начало 10% полная 75%
Метеор 1) 22.05 26.05 20.06 23.06 25.06 28.06 15.07
Метеор 2) 20.05 24.05 18.06 20.06 24.06 25.06 15.07
Метеор 3) 13.05 15.06 12.06 13.06 19.06 20.06 15.07
Жуковский 1) 25.05 27.06 19.06 22.06 27.06 28.06 15.07
Жуковский 2) 20.05 26.05 15.06 20.06 24.06 25.06 15.07
Жуковский 3) 14.05 15.05 9.06 10.06 16.06 18.06 15.07
Удача 1) 28.05 31.05 21.06 23.06 25.06 26.06 15.07
Удача 2) 19.05 26.05 17.06 19.06 22.06 23.06 15.07
Удача 3) 15.05 18.05 9.06 10.06 14.06 15.06 15.07
Снегирь 1) 20.05 21.05 17.06 18.06 24.06 25.06 15.07
Снегирь 2) 18.05 19.05 15.06 17.06 23.06 24.06 15.07
Снегирь 3) 15.05 16.05 10.06 12.06 17.06 19.06 15.07
Ред Скарлет 1) 27.05 29.05 19.06 22.06 25.06 26.06 15.07
Ред Скарлет 2) 18.05 20.05 16.06 20.06 22.06 23.06 15.07
Ред Скарлет 3) 15.05 16.05 10.06 11.06 15.06 17.06 15.07
  1. средняя фракция без проращивания, 2) средняя фракция с проращиванием; 3) крупная фракция с проращиванием

Самые ранние всходы наблюдались у сорта Метеор, самые поздние всходы у сорта Ред Скарлет. У сорта Метеор всходы наблюдались уже в середине мая у пророщенных и не пророщенных 22.05. Цветение у вариантов сорта Метеор наблюдалось примерно в одни и те же сроки, разница в 1…2 дня. Период накопления вегетационной массы растянут. Увядания ботвы мы не наблюдали, так как целью было получение ранней продукции, и на это место высаживался второй урожай.

Чуть позднее отмечены всходы у сорта Жуковский ранний: первые всходы были также у пророщенного посадочного материала крупной фракции, затем средней фракции и позднее всего не пророщенный посадочный материал. Разница в наступлении фаз немного сократилась в дальнейшем, но сохранилась к моменту цветения она составила 3 дня.

У других сортов (Удача, Снегирь, Ред Скарлет) отмечается более поздние всходы – 15 мая. Тенденция наступления более ранних фаз у пророщенных крупной фракции, затем средней фракции и не пророщенный посадочный материал. Вегетационный период 2020 годы составил 76 дней и был очень благоприятным для роста и развития растений картофеля

Сорта различаются продолжительностью межфазных периодов и периода активной вегетации. В 2020 году всходы наступили раньше на 4…8 дней у пророщенного посадочного материала крупной фракции по всем сортам. Разница в 8 дней отмечена у сорта Метеор в сравнении с не пророщенным посадочным материалом. Большая разница также наблюдалась у сорта Жуковский (8 дней).

Отмечается также более раннее наступление фазы цветения у вариантов, имеющих более крупный посадочный материал, они зацветали уже в середине июня (14…16 июня). Средняя фракция со световым проращиванием отставала и отмечалась позднее на 5…8 дней. Также отмечается более короткий период от наступления фазы бутонизации до цветения по всем сортам.

Общий период от всходов до уборки увеличивался в вариантах с крупной фракцией, что в дальнейшем сказалось на урожайности клубней. По данным таблиц 9-10 максимальная продолжительность от всходов до уборки во все годы была у сортов: Метеор, Снегирь, Ред Скарлет в 2020 году и составила 60 дней у вариантов с крупным посадочным материалом, минимальный период был у сорта Удача (45 дней) в первом варианте.

В среднем по годам при получении первого урожая самый короткий вегетационный период от всходов до уборки независимо от сортов отмечается в контрольном варианте, т.е. посадки картофеля без светового проращивания средним посадочным материалом, составляет 47…51 дней (с. Ред Скарлет – 47 дней, с. Удача – 48, с. Метеор – 49, с. Жуковский ранний – 50 и с. Снегирь – 51 день). При посадке средним посадочным материалом, это период увеличивается на 2…5 дней в зависимости от сорта: максимальное увеличение наблюдается у сорта Метеор (на 5 дней), у остальных сортов увеличение составляет 2 дня.

Таблица 10 – Продолжительность межфазных периодов разных сортов картофеля (полная фаза), 1 и 2 урожай, дней

Сорта 2020 г.
Посадка – всходы Всходы бутонизация Бутонизация -цветение Всходы уборка
1 урожай
Метеор 1) 26 28 5 50
Метеор 2) 24 27 5 52
Метеор 3) 16 28 7 60
Жуковский 1) 27 26 6 49
Жуковский 2) 26 25 5 50
Жуковский 3) 17 25 8 59
Удача 1) 31 23 3 45
Удача 2) 26 24 4 50
Удача 3) 18 23 5 58
Снегирь 1) 21 28 7 55
Снегирь 2) 19 29 7 57
Снегирь 3) 16 27 7 60
Ред Скарлет 1) 29 24 4 47
Ред Скарлет 2) 20 26 3 50
Ред Скарлет 3) 16 26 6 60
2 урожай
Метеор 1) 11 22 7 57
Метеор 2) 11 21 7 57
Метеор 3) 11 21 7 57
Жуковский 1) 10 22 7 57
Жуковский 2) 10 21 7 57
Жуковский 3) 10 21 7 57
Удача 1) 11 28 7 57
Удача 2) 11 26 8 57
Удача 3) 11 26 8 57
Снегирь 1) 11 25 8 57
Снегирь 2) 11 24 8 57
Снегирь 3) 11 24 8 57
Ред Скарлет 1) 11 26 9 57
Ред Скарлет 2) 11 24 8 57
Ред Скарлет 3) 11 24 8 57

В третьем варианте происходит увеличение по всем сортам на 5…6 дней, что положительно сказалось на урожайности. Поэтому, используя посадочный материал для получения сверх ранней продукции или получения двух урожаев, необходимо обязательно проращивать на свету и проводить посадку более крупным посадочным материалом, который в периоды скачков температуры воздуха, почвы, недостатка влаги или питания снабжает ростки и позволяет дать более ранние всходы. На процессы роста и передвижения питательных веществ из материнского клубня в молодые побеги затрачивается значительная энергия, на получение которой расходуются углеводы клубня. Также в ранний весенний период очень часто наблюдаются смена температурных режимов, отрицательно влияющая на растения и поэтому более крупный (примерно 100 грамм) посадочный материал лучше удовлетворяет потребность в питательных веществах до момента выхода ростков на поверхность. Для получения сверх ранней продукции (15 июля) или получения двух урожаев необходимо в весенний период предпочтительнее использовать на посадку крупные по величине клубни.

C:\Users\User\Downloads\IMG_20200522_124534.jpg C:\Users\User\Downloads\IMG_20200522_124646.jpg C:\Users\User\Downloads\IMG_20200522_124529.jpg

Рисунок 4 – Всходы растений картофеля, поврежденные заморозками – 0,5 °С (фото автора)

Необходимо отметить, что первая посадка может поражаться возвращающимися заморозками, которые в Московской области бывают вплоть до конца первой декады июня. В 2020 году в ночь на 21 мая были заморозки на опыте до -1 °С (рисунок 4). Ботва картофеля весьма чувствительна к низким температурам. При низких температурах, начиная с -0,5 ⁰ С и ниже, чернеют и погибают [2, 85-86].

Таблица 11 – Наступление фаз развития разных сортов 2020 г. (число, месяц), 2 урожай

Сорта Фенологические фазы Уборка
всходы бутонизация цветение
Начало 10% Полная 75% Начало 10% Полная 75% Начало 10% Полная 75%
Метеор 1) 25.07 26.07 14.08 17.08 24.08 26.08 20.09
Метеор 2) 25.07 26.07 13.08 16.08 23.08 25.08 20.09
Метеор 3) 25.07 26.07 13.08 16.08 23.08 25.08 20.09
Жуковский р. 1) 24.07 25.07 14.08 17.08 24.08 27.08 20.09
Жуковский р. 2) 24.07 25.07 13.08 16.08 23.08 26.08 20.09
Жуковский р. 3) 24.07 25.07 13.08 16.08 23.08 26.08 20.09
Удача 1) 25.07 26.07 20.08 23.08 30.08 01.09 20.09
Удача 2) 25.07 26.07 18.08 21.08 29.08 31.08 20.09
Удача 3) 25.07 26.07 18.08 21.08 29.08 31.08 20.09
Снегирь 1) 25.07 26.07 17.08 20.08 28.08 30.08 20.09
Снегирь 2) 25.07 26.07 17.08 19.08 27.08 29.08 20.09
Снегирь 3) 25.07 26.07 17.08 19.08 27.08 29.08 20.09
Ред Скарлет 1) 25.07 26.07 18.08 21.08 28.08 30.08 20.09
Ред Скарлет 2) 25.07 26.07 17.08 19.08 27.08 29.08 20.09
Ред Скарлет 3) 25.07 26.07 17.08 19.08 27.08 29.08 20.09
  1. контроль; 2) + глауконитовые пески 20 г/куст; 3) + глауконитовые пески 30 г/куст

Посадочный материал, к этому моменту взошел во всех вариантах, повреждение отдельных растений произошло только в контрольном варианте. Второй и третий варианты были пророщены, они не пострадали от заморозков. Об этом утверждают и другие ученые: проращивание способствует большей устойчивости к неблагоприятным условиям [87-90].

Второй урожай высаживается после уборки первого в этот же день или на следующий прошлогодним посадочным материалом, который за две недели до посадки был вынесен из хранилища и проращен на свету. Следует отметить, что ростки трогаются в рост еще находясь в холодильнике, несмотря на низкие положительные температуры (таблица 11). Это связано с тем, что период покоя закончился и клубни нуждаются в посадке. По данным Гаспарян И.Н. и Гаспарян Ш.В. (2017) период хранения для картофеля является промежуточным этапом онтогенетического развития, а клубни выступают как приспособление для переживания неблагоприятных условий, выработанное на протяжении тысячелетий филогенетического развития [2]. В период хранения картофеля идет подготовка почек к развитию в следующем вегетационном сезоне. Она совершается по определенной закономерности. Поступательная дифференциация конуса нарастания происходит сначала медленно, а затем быстро. В непрерывной цепи его изменений наступает момент, когда почки становятся подготовленными к росту и развитию. После этого дифференциация их протекает ускоренно. Таким образом, в этом непрерывном процессе существует переломный момент, после которого начинается быстрое развитие почек и их подготовка к вегетации [91-93]. Происходит прорастание практически всех почек, верхушечных или поповинных, а также боковых. Этим объясняется быстрый рост побегов и всходов. В благоприятные годы (2020 г) всходы появляются уже на 11 день после посадки (таблицы 11). В разные годы всходы по отдельным сортам были на 13…15 день после посадки.

Посадка осуществлялась при более высоких температурах, в отличие от посадки первого урожая, также первоначальный рост и развитие растения проходили в более высоких температурах, которая менее благоприятна для ранних сортов. Необходимо отметить, что все фазы развития независимо от сорта и года проходили в ускоренном темпе: всходы появлялись в среднем по годам на 13…15 день, фаза бутонизации наступала на 20…21 день от всходов, фаза цветения от фазы бутонизации также наступала – на 5…6 день от бутонизации. Вегетационный период второго урожая немного короче и составляет 67…68 дней (от посадки до уборки), период от всходов до уборки составляет примерно 55… 56 дней. В связи с более быстрым прохождение фаз развития клубнеобразование начиналось раньше, к моменту уборки урожай формировался. По данным некоторых ученых, картофель – количественно короткодневное растение, то есть для роста и развития ему не обязателен короткий день, но в средних широтах на коротком дне ускоряется развитие. Клубнеобразование интенсивнее проходит на коротком дне [93-98], т.е. во второй половине лета в условиях умеренных широт.

Таким образом, прохождение фаз развития при возделывании двух урожаев растений картофеля зависят от биологических особенностей сорта, обеспеченности теплом и влагой в различные вегетационные периоды, технологического приема светового проращивания посадочного материала и использования глауконитовых песков в период вегетации.

3.2 Формирование параметров растений двух урожаев картофеля ранних сортов

Особенности формирования параметров растений влияет на формирование ассимилирующей поверхности растения. Исследованиями Чудновского А.Ф. и Шатилова И.С. (1980) было показано, что листья главного побега картофеля играют важную роль в фотосинтезе растений [99-100]. По данным некоторых ученых считается, что чем больше формируется побегов на растении, тем больше образуется клубней [2, 100-102]. Высота растений, количество побегов дает вегетативную массу растений. Между вегетативной массой и урожаем картофеля существует тесная связь: чем более развита вегетативная масса растений, тем выше урожай клубней [2, 86, 91, 94]. Определение параметров растений может служить дополнительным показателем фотосинтетической деятельности растений.

Как показали наши исследования (таблица 12), рост растений в высоту зависит от сортовых особенностей, обеспеченности растений теплом и влагой, а также технологического приема светового проращивания. Как видно из таблицы, контрольные растения разных сортов раннего срока созревания при возделывании первого урожая имели высоту растений и количество побегов, соответствующее биологическим особенностям сорта. Сорт Метеор отличался высокими, полупрямостоячими кустами, имели небольшое количество побегов – 2…3 побега, Сорт Жуковский ранний имел полураскидистые кусты, которые насчитывали в среднем 3…5 стеблей, растения были невысокие (50…60 см), Сорта Удача, Снегирь, Ред Скарлет также имели невысокие полураскидистые кусты, с не большим количеством побегов.

Таблица 12- Биометрические показатели разных сортов картофеля, 1 урожай

Сорта Фазы
всходы бутонизация цветение
количество стеблей, шт. высота растений, см количество стеблей, шт. высота растений, см количество стеблей, шт. высота растений, см
Метеор 1) 2,3 5,3 2,3 49,7 2,3 51,7
Метеор 2) 3,3 5,7 3,3 53,3 3,3 55,3
Метеор 3) 3,3 5,6 3,4 54,8 3,4 57,4
Жуковский 1) 4,0 4,3 4,0 48,7 4,0 50,7
Жуковский 2) 4,5 4,6 4,5 51,6 4,5 53,6
Жуковский 3) 4,4 5,2 4,6 52,3 4,6 54,5
Удача 1) 4,0 3,9 4,0 49,7 4,0 51,7
Удача 2) 4,6 4,7 4,6 52,7 4,6 55,7
Удача 3) 4,5 4,3 4,6 52,4 4,6 57,6
Снегирь 1) 3,9 3,9 3,9 58,1 3,9 61,1
Снегирь 2) 4,0 4,7 4,0 61,0 4,0 62,0
Снегирь 3) 4,0 4,9 4,1 62,3 4,1 65,4
Ред Скарлет 1) 4,0 4,0 4,0 46,2 4,0 47,0
Ред Скарлет 2) 5,0 5,0 5,0 54,2 5,0 56,0
Ред Скарлет 3) 5,0 4,9 5,1 53,9 5,1 58,6
  1. средняя фракция без проращивания, 2) средняя фракция с проращиванием; 3) крупная фракция с проращиванием.

При добавлении светового проращивания используемые сорта дали быстрые и дружные всходы, увеличилось количество побегов. Количество побегов увеличилось существенно: на 43 % – на с. Метеор в контрольном варианте было в среднем 2,3 побега, при световом проращивании – 3,3 побега в среднем. Также на этот прием хорошо отзывается сорта Удача, Ред Скарлет, Жуковский ранний – количество побегов увеличивается. Сорт Снегирь не отзывается на проращивание увеличением количества побегов.

Таблица 13 – Биометрические показатели разных сортов картофеля, 2 урожай

Сорта Фазы
всходы бутонизация цветение
Количество стеблей,

шт.

Высота растений, см Количество стеблей,

шт.

Высота растений, см Количество стеблей, шт. Высота растений, см
Метеор 1) 4,7 5,8 4,7 50,1 4,7 52,7
Метеор 2) 4,8 5,9 4,8 54,3 4,8 56,8
Метеор 3) 5,7 6,0 5,7 54,9 5,7 56,4
Жуковский 1) 7,7 4,8 7,7 49,9 7,7 50,7
Жуковский 2) 8,0 4,9 8,0 52,8 8,0 54,6
Жуковский 3) 10,3 5,2 10,3 52,5 10,3 54,5
Удача 1) 6,3 4,0 6,3 51,7 6,3 52,7
Удача 2) 7,7 4,5 7,7 53,4 7,7 56,7
Удача 3) 6,7 4,6 6,7 53,2 6,7 56,6
Снегирь 1) 4,5 4,1 4,5 60,1 4,5 62,3
Снегирь 2) 4,6 4,3 4,6 62,0 4,6 62,9
Снегирь 3) 4,5 4,9 4,5 63,3 4,5 63,0
Ред Скарлет 1) 9,0 4,3 9,0 47,2 9,0 50,1
Ред Скарлет 2) 11,3 5,0 11,3 55,2 11,3 55,9
Ред Скарлет 3) 11,7 4,9 11,7 54,9 11,7 55,6

1) контроль; 2) + глауконитовые пески 20 г/куст; 3) + глауконитовые пески 30 г/куст

Второй урожай был высажен пророщенным посадочным материалом, варианты отличались добавлением глауконитовых песков в посадочное ложе совместно с минеральными удобрениями. В связи с тем, что глубокий покой у всех сортов прошел и клубни были готовы к посадке давно. Сохранение клубней картофеля осуществлялось в холодильных камерах. Вынужденное хранение при низко положительных температурах сдерживало рост проростков и как только они были вынесены для светового проращивания, побеги тронулись в рост. В сравнении первого урожая и второго можно сказать, что при посадке второго урожая ростков было больше, так как проросли не только верхушечные побеги, но и боковые (таблицы 11-12, рисунки 5-7).

Сорт Метеор при первой посадке с проращиванием имел в среднем 3,3 побега, а при второй посадке – 4,7…5,7 побегов, с, Жуковский ранний имел 4,5 побега в среднем по годам, а при второй посадке – 7,7…10,3 побега, с, Удача 4,5 и 6,3…7,7, с, Ред Скарлет – 5,0 и 9,0…11,7.

Не было существенных изменений только при возделывании сорта Снегирь, так как при первой посадке пророщенным материалом было 4,0 побега в среднем, при второй посадке – 4,5…4,6 побега.

а) б) в)

word image 71 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов word image 72 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов word image 73 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 5 – Количество побегов на 15 день после всходов:
а) контроль б) – с применением глауконитовых песков в дозе 20 г/раст., в) – с применением глауконитовых песков в дозе 30 г/раст.

word image 74 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов word image 75 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов word image 76 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

а) б) в)

Рисунок 6 – Габитус растений: а) контроль, б) глауконит 20 г/раст., в) глауконит 30 г/раст,

 

word image 77 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов word image 78 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

а) б)

Рисунок 7 – Внешний вид растений с. Удача:
а) вид сверху; б) вид сбоку: справа с применением глауконитовых песков, слева без применения

Количество побегов изменилось при применении глауконитовых песков. Глауконит – это минерал в виде микроагрегатных зерен размером от 0,01 до 0,8 мм, в составе содержит микроэлементы: марганец, медь, кобальт, никель, бор, ванадий, фосфор и калий и т.д.

Глаукониты обладают высокими адсорбционными и катионообменными свойствами. Надо отметить, что растения при применении глауконитовых песков имели большее количество побегов, в среднем по 7…11 побегов (рисунки 5-7), тогда как в контроле наблюдалось 5…7 стеблей.

Таблица 14 –– Средняя площадь листьев и индекс листовой пластинки картофеля раннего в 1 и 2 посадки

Сорт 1 посадка 2 посадка
Средняя площадь листьев ИЛП Средняя площадь листьев ИЛП
Метеор 1) 22,56 2,3 21,55 2,2
Метеор 2) 27,72 2,8 33,62 3,4
Метеор 3) 33,12 3,3 29,33 2,9
Жуковский 1) 32,65 3,3 31,63 3,2
Жуковский 2) 34,14 3,4 34,78 3,5
Жуковский 3) 34,81 3,5 33,54 3,4
Удача 1) 24,23 2,4 23,10 2,3
Удача 2) 25,36 2,5 28,05 2,8
Удача 3) 29,34 2,9 24,38 2,4
Снегирь 1) 23,78 2,4 23,31 2,3
Снегирь 2) 27,50 2,7 29,46 2,9
Снегирь 3) 30,17 3,0 26,19 2,6
Ред Скарлет 1) 29,80 3,0 29,40 2,9
Ред Скарлет 2) 32,42 3,2 31,63 3,2
Ред Скарлет 3) 34,24 3,4 31,41 3,1

На высоту растений посадка в разные сроки и применение глауконитовых песков с разной нормой не повлияла, сохранились средние показатели по сортам. Растения картофеля при использовании глауконитовых песков имели более мощно развитую вегетативно развитую массу (за счет количества побегов), смыкание рядов происходило раньше.

Анализ роста листьев площади листьев пяти сортов (таблица 14) выявил существенное влияние на формирование листовой поверхности условий климатического года, сорта и исследуемых вариантов. Высокие показатели у сорта Жуковский ранний независимо от времени посадки.

При рассмотрении по годам, можно сказать, что наибольшие показатели были в 2020 году, так как обеспеченность влагой и теплом была на высоком уровне. Вегетативная масса образовалась максимальная. Исследованиями Ничипоровича А. А. [65] было установлено, что оптимальными графиками для большинства полевых культур считаются такие, когда площадь листьев доходит до оптимальных значений (40…50 тыс. м2/га) и как можно длительное время остается в таких пределах. На посадках картофеля максимальные значения достигают в период цветения, так в это время происходит смыкание рядов. В дальнейшем площадь листовой пластинки уменьшается.

В связи с тем, что не были использованы удобрения, а только при второй посадке применяли глауконитовые пески, то оптимальных значений площади листьев в исследуемые годы не достигли.

При сравнении вариантов внутри сорта можно сказать, что при первой посадке лучше показатели были при посадке крупного посадочного материала, наименьшие показатели в контрольных вариантах.

При второй посадке максимальные площади были у варианта с применением глауконитовых песков в норме 20 г/растение, что в дальнейшем сказалось на формировании урожайности,

3.3 Развитие и распространение болезней возделывании двух урожая картофеля ранних сортов

Болезни причиняют значительный вред культуре картофеля раннего. Общие потери клубней оцениваются около 15…20% фактического валового сбора картофеля, что составляет в мировом картофелеводстве более 120 млн. т по данным некоторых ученых [103-108]. Возбудителями болезней являются грибы, бактерии, вирусы. Одним из опасных заболеваний картофеля в период вегетации является альтернариоз, который начинает развиваться в первой половине лета. Поэтому посадки первого урожая были обследованы на распространение и развитие этой болезни и проведены защитные мероприятия от них.

В последние годы в связи с теплым и сухим летним периодом альтернариоз получил широкое распространение в средней и южной части России [103-105, 108]. Болезнь вызывается грибами рода Alternaria. Характерными симптомами является образование многочисленных некротических пятен на листовых пластинках картофеля. При благоприятных условиях развитие этого патогена способно значительно снижать урожай картофеля. Наиболее вредоносен альтернариоз при раннем появлении и высокой скорости развития в течении вегетационного периода [108-109]. Инфекция сохраняется в почве, на растительных остатках и в семенных клубнях.

Биологизация защиты растений предусматривает значительное уменьшение применения пестицидов в агроценозах сельскохозяйственных культур. Большое значение при этом имеют такие приемы защиты, как возделывание устойчивых сортов и усовершенствование существующих способов применения пестицидов за счет использования новых экологически более безопасных групп препаратов [106, 109-110]. Исследования, проводимые ранее, показали решающую роль сортовой устойчивости картофеля в планировании защитных мероприятий от альтернариоза [2, 106, 110].

word image 696 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 8 – Поражение листьев картофеля раннего альтернариозом
(фото автора)

Агроклиматические условия вегетационного периода 2020 года, а именно высокие температуры и обильные осадки, были благоприятны для развития альтернариоза на картофеле раннем. Исследования проводили на сортах: Удача, Жуковский, Метеор, Ред Скарлет, Снегирь. Известно, что ранние сорта картофеля не обладают достаточным уровнем устойчивости, что приводит к еще большему распространению и накоплению возбудителей болезни. В характеристике ранних сортов картофеля дается информация об устойчивости или восприимчивости к фитофторозу, тогда как по альтернариозу такой информации нет.

Обследования посадок раннего картофеля проводились в третьей декаде июня по общепринятым методикам. Пораженность листьев альтернариозом оценивали по 6-ти балльной шкале [111]. Рассчитывались следующие показатели: развитие (R), %; распространенность (P), %.

Развитие болезни, % на разных сортах картофеля представлено на рисунках 9-10. Двухлетние наблюдения показали, что наибольшее развитие альтернариоза отмечалось на сорте Метеор. В меньшей степени поражались растения сортов Жуковский, Снегирь и Ред Скарлет. Распространенность альтернариоза в 2020 году превышала 50 % на всех исследуемых вариантах.

Таким образом, в условиях вегетационного периода 2020 гг., проведенные исследования выявили сорта картофеля восприимчивые к альтернариозу: Метеор, Удача. Также можно рекомендовать для дальнейшего изучения сорта: Жуковский, Ред Скарлет, Снегирь для выявления их устойчивости к альтернариозу.

word image 697 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 9 – Развитие (R) альтернариоза на различных сортах картофеля раннего за 2020 г., %

word image 698 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 10 – Распространенность (P) альтернариоза на различных сортах картофеля раннего за 2020 гг., %

Для защиты картофеля раннего при получении первого урожая от этого опасного заболевания необходимо проводить минимально одну обработку системным фунгицидом для снижения развития и распространенности альтернариоза при первых признаках болезни, с учетом погодных условий.

В посадках второго урожая, это вторая половина лета, в условиях Московской области в основном развивается фитофтороз, который является очень опасным и вредоносным. В нашей стране от фитофтороза ежегодно теряется до 4 млн. тонн картофеля в год. При этом в годы эпифитотий при отсутствии своевременной защиты продуктивность восприимчивых к болезни сортов снижается в 1,5…2 раза [112].

Возбудитель фитофтороза относится к семейству Pythyaceae, подклассу Oomycetes, типу Oomycota [108-110]. На активное распространение болезни и заражение растений влияют умеренные температуры и высокая влажность воздуха. Симптомы болезни картофеля проявляются в виде бурых расплывчатых пятен на нижних листьях. С нижней стороны листа на границе больной и здоровой ткани заметно спороношение в виде белого налета. В сухую погоду пораженная ткань засыхает, а в сырую – загнивает. Источниками инфекции являются зараженные клубни или растительные остатки, оставшиеся в почве после уборки.

На сегодняшний день известно, что сортов, обладающих абсолютной устойчивостью к фитофторозу нет. Однако есть сорта, поражаемые болезнью в меньшей степени, такие как: Удача, Невский, Заря, Голубизна и др. [106]. Возделывание устойчивых сортов позволяет сдвинуть начало развития и скорость распространения инфекции.

word image 699 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 11 – Развитие (R) фитофтороза на различных сортах раннего картофеля второго срока посадки, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 2020 г, %

В условиях вегетационного периода 2020 года было изучено развитие фитофтороза на различных сортах раннего картофеля второго срока посадки. Агроклиматические условия были благоприятны для развития и распространения патогена. Исследования проводили на пяти сортах: Метеор, Леди Клер, Жуковский, Ред Скарлет, Удача. Определялось развитие болезни и ее распространение.

Развитие фитофтороза на листьях и побегах картофеля представлено на рисунке 11. Развитие фитофтороза на сортах раннего картофеля второго срока посадки показало 100% поражение надземных частей растений сорта Леди Клер. На сортах: Метеор, Жуковский и Ред Скарлет развитие было 4,6; 6,3 и 4 соответственно, сорт Удача в меньшей степени поражался фитофторозом, развитие которого было на уровне 1,4 %.

Исследования, проводимые ранее, показали, что устойчивые сорта могут прейти в группу восприимчивых в результате половой рекомбинации и мутации или мутации/селекции местных штаммов патогена. Также на устойчивость растений может повлиять завоз новых агрессивных штаммов с семенным материалом [106, 108-110, 113-114].

Распространение болезни в посадках картофеля было на уровне 100% по всем сортам опыта. По результатам распространения и развития болезни сорт Леди Клэр был исключен из рекомендуемых сортов для второй посадки.

Таким образом, для возделывания двух урожаев картофеля ранних сортов необходимо использовать сорта для первой посадки устойчивые к альтернариозу, для второй посадки устойчивые к фитофторозу.

3.4 Продуктивность картофеля ранних сортов

Конечной продуктивностью посадок является урожайность картофеля. В анализе литературных источников было сказано, что на урожайность большое влияние оказывает сорт, климатические условия и конечно технологические процессы. Вегетационный период 2020 был благоприятный для роста и развития растений картофеля.

Урожайность представлена в таблице 15. При анализе первой посадки можно сказать, что самая высокая урожайность была у сорта Снегирь от 26,9 до 33,8 т/га в зависимости от варианта, немного ниже урожайность сорта Ред Скарлет от 30,8 до 32,8 т/га, далее сорт Жуковский ранний, Метеор, Удача. Наиболее высокие прибавки урожайности были при использовании крупного посадочного материала (0,6…9,4 т/га): на сорте Метеор прибавка составила 9,4 т/га, с. Снегирь – 6,9, с. Удача – 4,0, Ред Скарлет – 2,0, Жуковский ранний – 0,6 т/га.

Таблица 15 – Урожайность сортов картофеля в зависимости времени посадки, т/га

Сорта 2020 г. ± к 1)
1 урожай
Метеор 1) 15,7
Метеор 2) 24,3 +8,6
Метеор 3) 25,1 +9,4
Жуковский ранний1) 25,2
Жуковский ранний2) 25,2 0
Жуковский ранний3) 25,8 +0,6
Удача 1) 18,6
Удача 2) 18,9 0,3
Удача 3) 22,6 4,0
Снегирь 1) 26,9
Снегирь 2) 31,2 +4,3
Снегирь 3) 33,8 +6,9
Ред Скарлет 1) 30,8
Ред Скарлет 2) 30,9 +0,1
Ред Скарлет 3) 32,8 +2,0
НСР 05 по сорту 2,34
НСР 05 по варианту 1,85
НСР05 А-В 3,14
2 урожай
Метеор 1) 19,0
Метеор 2) 23,8 +4,8
Метеор 3) 23,6 +4,6
Жуковский 1) 24,6
Жуковский 2) 25,8 +1,2
Жуковский 3) 25,5 +0,9
Удача 1) 26,5
Удача 2) 29,4 +2,9
Удача 3) 29,1 +2,6
Снегирь 1) 22,2
Снегирь 2) 23,7 +1,5
Снегирь 3) 23,4 +1,2
Ред Скарлет 1) 24,5
Ред Скарлет 2) 26,5 +2,0
Ред Скарлет 3) 25,3 +0,8
НСР 05 по сорту 0,99
НСР 05 по варианту 0,77
НСР05 А-В 1,72

1 урожай: 1) средняя фракция без проращивания, 2) средняя фракция с проращиванием; 3) крупная фракция с проращиванием; 2 урожай: 1) контроль; 2) + глауконитовые пески 20 г/куст; 3) + глауконитовые пески 30 г/куст

При второй посадке лучшая урожайность у сорта Удача – 26,5…29,1 т/га, наилучшая прибавка урожайности в вариантах этого сорта была при использовании глауконитовых песков в норме 20 г/куст и составила 2,9 т/га. На других сортах тенденция к увеличению урожайности при применении глауконитовых песков в норме 20 г/куст сохраняется.

Можно отметить, что показатели урожайности при первой посадке были выше, чем при второй посадке у хозяйственно скороспелых сортов Метеор, Снегирь, при второй посадке среднераннего сорта Удача, а сорта Ред Скарлет и Жуковский ранний хорошие результаты показали при обеих посадках в 2020 году. Это говорит о сортовой реакции на посадки в разное время вегетации.

Сорта, имеющие хозяйственную скороспелость начинают образовывать столоны и клубни уже на 10…15 день после всходов культуры. Это важный момент для получения сверхранней продукции, так как при ранних сроках завязывания клубней и интенсивном накоплении клубней получается и высокий ранний урожай картофеля.

При второй посадке лучшие показатели были у сортов Удача. Сорт является среднеранним и накопление клубней происходит позже, поэтому при первой посадке у них урожай меньше. При второй посадке температура почвы и воздуха выше и, соответственно, межфазные периоды проходят быстрее, и клубнеобразование у этих сортов начинается раньше, урожайность увеличивается, так как темпы накопления урожая клубней является признаком наследственных свойств растений и комплекса внешних условий. Это подтверждается также и исследованиями других авторов [116-118].

Таблица 16 – Структура первого урожая в среднем за 2020 г.

Вариант Крупные (> 80 г), шт. Крупные (> 80 г), г. Средние (30…80 г) шт. Средние (30…80 г) г Мелкие (<30 г), шт. Мелкие (<30 г), г. Среднее количество клубней с 1 куста, шт. Средняя масса клубней с 1 куста, г Урожайность т/га
Метеор 1) 2,7 263,6 1,3 72,4 4,0 336,0 15,7
Метеор 2) 4,9 501,6 0,7 18,4 5,6 520,0 24,3
Метеор 3) 5,5 478,0 0,6 43,0 0,6 16,0 6,7 537,0 25,1
Жуковский 1) 5,2 453,1 2,6 86,8 7,8 539,9 25,2
Жуковский 2) 3,3 266,0 3,6 257,0 0,8 17,0 7,7 540,0 25,2
Жуковский 3) 4,9 469,6 2,4 81,8 7,3 551,4 25,8
Удача 1) 4,2 341,0 1,9 57,0 6,1 398,0 18,6
Удача 2) 5,2 366,8 1,3 38,0 6,5 404,8 18,9
Удача 3) 3,4 355,0 2,5 94,7 1,3 34,0 7,2 483,7 22,6
Снегирь 1) 1,7 244,0 3,9 304,9 1,1 27,0 6,7 575,9 26,9
Снегирь 2) 4,1 565,0 0,7 56,0 2,0 47,0 6,8 668,0 31,2
Снегирь 3) 3,7 572,1 1,5 113,0 1,3 38,0 6,5 723,1 33,8
Ред Скарлет 1) 6,5 521,7 1,6 103,4 4,3 35,2 12,4 660,3 30,8
Ред Скарлет 2) 5,7 514,1 4,0 123,0 2,0 24,9 11,7 662,0 30,9
Ред Скарлет 3) 6,7 564,0 3,4 106,0 3,1 33,0 13,2 703,0 32,8
HCP05 по сорту 2,34
HCP05 по варианту 1,85
HCP05 по А-В 3,14

1 урожай: 1) средняя фракция без проращивания, 2) средняя фракция с проращиванием; 3) крупная фракция с проращиванием

Таблица 17 – Структура второго урожая в среднем за 2020 г.

Вариант Крупные (> 80 г), шт. Крупные (> 80 г), г. Средние (30…80 г) шт. Средние (30…80 г) г Мелкие (<30 г), шт. Мелкие (<30 г), г. Среднее количество клубней с 1 куста, шт. Средняя масса клубней с 1 куста, г Урожайность т/га
Метеор 1) 3,4 278,0 2,1 107,0 3,2 21,0 8,7 406,0 19,0
Метеор 2) 3,5 311,0 3,0 180,0 0,6 18,0 7,1 509,0 23,8
Метеор 3) 4,1 348,0 2,5 149,0 0,3 9,0 6,9 506,0 23,6
Жуковский 1) 3,4 290,0 4,1 217,0 0,7 20,0 8,2 527,0 24,6
Жуковский 2) 3,3 293,0 4,6 248,0 0,4 11,0 8,3 552,0 25,8
Жуковский 3) 3,5 309,0 4,1 222,0 0,5 14,0 8,1 545,0 25,5
Удача 1) 2,7 282,0 3,5 278,0 0,3 8,0 6,5 568,0 26,5
Удача 2) 2,2 324,0 3,5 276,0 1,0 30,0 6,7 630,0 29,4
Удача 3) 2,6 352,0 3,3 260,0 0,4 11,0 6,3 623,0 29,1
Снегирь 1) 2,4 229,0 3,7 228,0 0,6 18,0 6,7 475,0 22,2
Снегирь 2) 2,6 278,0 5,9 212,0 0,9 18,0 9,4 508,0 23,7
Снегирь 3) 2,7 251,0 3,8 245,0 0,2 5,0 6,7 501,0 23,4
Ред Скарлет 1) 3,1 284,0 3,1 212,0 1,0 29,0 7,2 525,0 24,5
Ред Скарлет 2) 2,9 368,0 2,7 186,0 0,5 14,0 6,1 568,0 26,5
Ред Скарлет 3) 2,8 329,0 2,9 193,0 0,7 20,0 6,4 542,0 25,3
HCP05 по сорту 0,99
HCP05 по варианту 0,77
HCP05 по А-В 1,72

2 урожай: 1) контроль; 2) + глауконитовые пески 20 г/куст; 3) + глауконитовые пески 30 г/куст

 

Таблица 18 – Выход клубней по фракциям, среднее за 2020 г.

Сорт Фракции клубней Урожайность, ц/га
крупная средняя мелкая
Выход, ц/га % от количества % от массы Выход, ц/га % от количества % от массы Выход, ц/га % от количества % от массы
1 урожай
Метеор 1) 123,1 67,5 78,5 33,8 32,5 21,5 156,9
Метеор 2) 234,2 87,5 96,5 8,6 12,5 3,5 242,8
Метеор 3) 223,2 82,1 89,0 20,1 9,0 8,0 7,5 9,0 3,0 250,8
Жуковский 1) 211,6 66,7 83,9 40,5 33,3 16,1 252,1
Жуковский 2) 124,2 42,9 49,3 120,0 46,8 47,6 7,9 10,4 3,1 252,2
Жуковский 3) 219,3 67,1 85,2 38,2 32,9 14,8 257,5
Удача 1) 159,2 68,9 85,7 26,6 31,1 14,3 185,9
Удача 2) 171,3 80,0 90,6 17,7 20,0 9,4 189,0
Удача 3) 165,8 47,2 73,4 44,2 34,7 19,6 15,9 18,1 7,0 225,9
Снегирь 1) 113,9 25,4 42,4 142,4 58,2 52,9 12,6 16,4 4,7 268,9
Снегирь 2) 263,9 60,3 84,6 26,2 10,3 8,4 21,9 29,4 7,0 312,0
Снегирь 3) 267,2 56,9 79,1 52,8 23,1 15,6 17,7 20,0 5,3 337,7
Ред Скарлет 1) 243,6 52,4 79,0 48,3 12,9 15,7 16,4 34,7 5,3 308,4
Ред Скарлет 2) 240,1 48,7 77,7 57,4 34,2 18,6 11,6 17,1 3,8 309,2
Ред Скарлет 3) 263,4 50,8 80,2 49,5 25,8 15,1 15,4 23,5 4,7 328,3

Продолжение таблицы 18

Сорт Фракции клубней Урожайность, ц/га
крупная средняя мелкая
Выход, ц/га % от количества % от массы Выход, ц/га % от количества % от массы Выход, ц/га % от количества % от массы
2 урожай
Метеор 1) 129,8 39,1 68,5 50,0 24,1 26,4 9,8 36,8 5,2 189,6
Метеор 2) 145,2 49,3 61,1 84,1 42,3 35,4 8,4 8,5 3,5 237,7
Метеор 3) 162,5 59,4 68,8 69,6 36,2 29,4 4,2 4,3 1,8 236,3
Жуковский 1) 135,4 41,5 55,0 101,3 50,0 41,2 9,3 8,5 3,8 246,1
Жуковский 2) 136,8 39,8 53,1 115,8 55,4 44,9 5,1 4,8 2,0 257,8
Жуковский 3) 144,3 43,2 56,7 103,7 50,6 40,7 6,5 6,2 2,6 254,5
Удача 1) 131,7 41,5 49,6 129,8 53,8 48,9 3,7 4,6 1,4 265,3
Удача 2) 151,3 32,8 51,4 128,9 52,2 43,8 14,0 14,9 4,8 294,2
Удача 3) 164,4 41,3 56,5 121,4 52,4 41,7 5,1 6,3 1,8 290,9
Снегирь 1) 106,9 35,8 48,2 106,5 55,2 48,0 8,4 9,0 3,8 221,8
Снегирь 2) 129,8 27,7 54,7 99,0 62,8 41,7 8,4 9,6 3,5 237,2
Снегирь 3) 117,2 40,3 50,1 114,4 56,7 48,9 2,3 3,0 1,0 234,0
Ред Скарлет 1) 132,6 43,1 54,1 99,0 43,1 40,4 13,5 13,9 5,5 245,2
Ред Скарлет 2) 171,9 47,5 64,8 86,9 44,3 32,7 6,5 8,2 2,5 265,3
Ред Скарлет 3) 153,6 43,8 60,7 90,1 45,3 35,6 9,3 10,9 3,7 253,1

При посадке картофеля в середине июля (второй срок) лучшие результаты внутри сорта были во втором варианте (использование глауконитовых песков в норме 20 г/растение) это видно из рисунка 12.

word image 79 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

а) б) в)

Рисунок 12 – Растения с. Удача при второй посадке:
а) глауконит 30 г/раст., б) контроль, в) глауконит 20 г/раст.

Урожайность клубней складывается из количества клубней на одном растении, средней массы одного клубня и густоты стояния. Густота стояния на наших опытах была одинаковой и составила 46,7 тыс. растений на 1 га. Величина урожайности обуславливается клубневой продуктивностью и крупностью клубней.

Применение при посадке посадочного материала с проращиванием повлияло на состав урожая, большую часть которого составило количество и масса крупных (>80 г.) и средних (30…80 г.) клубней (рисунок 13).

Результаты опытных исследований 2 урожая показали (таблица 17-18), что добавление при посадке картофеля глауконитовых песков 20 г/куст (2 вариант) оказало положительное влияние на урожайность культуры, которая была выше, чем при контрольном варианте и при варианте с добавлением глауконитовых песков 30 г/куст.

Анализ структуры второго урожая показал, что средняя масса клубней с куста наибольшая у всех сортов с применением второго варианта посадки, причем максимальная средняя масса клубней у сорта Удача (2 вариант) – 630 г/ 1 куст, что на 10,9% выше в сравнении с контрольным вариантом посадки данного сорта.

word image 700 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 13 – Фракционный состав второго урожая

Ценность клубней картофеля складывается из урожая клубней крупной и средней фракций, которая является показателем товарности. Минимальная товарность первого урожая составляет 89 % у сорта Удача. Это связано с тем, что Удача является среднеранним сортом и к моменту уборки клубни еще не успели набрать массу. При второй посадке товарность у сорта Удача возросла и в контрольном варианте составила 97 %, но в вариантах, где применяются глауконитовые пески, увеличивается количество образовавшихся клубней и при более поздней уборке товарность бы выросла за счет увеличения массы мелких клубней. Таким образом, применение при посадке глауконитовых песков повлияло на количество клубней.

Товарность второго урожая выше, даже в контрольных вариантах она составляет не менее 92 %. При использовании глауконитовых песков в основном идет повышение (кроме с. Удача, описанного выше). Применение глауконитовых песков дает повышение товарности на 2…5 % в зависимости от сорта.

3.5 Взаимосвязь урожайности картофеля от параметров деятельности растений

Параметры структуры урожайности за счет использования корреляционного анализа позволяют выявить зависимости показателей. Были проведены расчеты по методике Доспехова Б.А. [119].

word image 701 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 14 – Зависимость урожайности клубней от средней площади листьев (1 урожай)

По данным исследований урожай клубней зависит от средней площади листьев, как первого урожая, так и второго (рисунки 14-15). Зависимость выражалась коэффициентами корреляции R2 = 0,5264 для первого урожая и для второго урожая зависимость более сильная и составила R2 = 0,634, а также представлена уравнением регрессии У = 0,5915х+8,9904 для первого урожая и для второго урожая У = 0,8588х +4,7132.

word image 702 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов Рисунок 15 – Зависимость урожайности клубней от средней площади листьев (2 урожай)

Зависимости урожайности первой и второй посадок от фотосинтетического потенциала представлены на рисунках 16-17, что также отражает сильную зависимость сравниваемых показателей.

word image 703 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 16 – Зависимость урожайности первой посадки от фотосинтетического потенциала, м2/га дней

word image 704 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 17 – Зависимость урожайности второй посадки от фотосинтетического потенциала, м2/га дней

Сильные зависимости были получены при изучении переменных структуры урожайности. По нашим данным урожай клубней имеет зависимость от числа клубней, коэффициенты корреляции более высокие и также надежные уравнения регрессии:

У = 0,9944х+16,201(при первой посадке), R2 = 0,99;

У =0,0468 х – 0,0649 (при второй посадке) R2 = 0,99;

в большей степени от средней массы клубней

У = 0,0466 х – 0,0649(при первой посадке), R2 = 0,99;

У = 0,0468 х – 0,0649 (при второй посадке), R2 = 0,99,

Таким образом, для получения высокого урожая клубней образование мощного фотосинтетического аппарата посадок картофеля важно, так как между этими показателями сильная взаимосвязь.

3.6 Качество клубней двух урожаев картофеля ранних сортов

Влияние различных факторов можно оценивать по количественным показателям, таким как урожайность, но важными показателями в настоящее время в связи с ухудшающей экологией являются качественные, такие как содержание основных питательных веществ в продукции. Для картофеля важными являются содержание крахмала, белка, витамина С и конечно же содержание сухих веществ, которые должны иметь стабильные показатели независимо от климатических условий года.

По содержанию сухих веществ клубни картофеля близки к химическому составу зерновых культур, но по содержанию крахмала клубни картофеля преобладают над зерновыми культурами и проигрывают по содержанию белка. Площади посадок картофеля превышают посевы зерновых культур, в результате чего сухих веществ картофеля больше в три раза, чем у зерновых культур.

Качество продукции раннего картофеля зависит от химического состава клубней [2, 120-124]. Химический состав клубней зависит от сорта, условий выращивания (климатических, погодных, типа почвы, применяемых удобрений, агротехники возделывания), зрелости клубней, сроков и условий хранения и др. В среднем картофель содержит (в %): воды 75; крахмала 18,2; азотистых веществ (сырой протеин) 0,2; сахаров 1,5; клетчатки 1; жиров 0,1; титруемых кислот 0,2; веществ фенольной природы 0,1; пектиновых веществ 0,6; прочих органических соединений (нуклеиновых кислот, гликоалкалоидов, гемицеллюлоз и др.) 1,6; минеральных веществ 1,1.

Количество питательных веществ, содержащемся в свежеубранном картофеле в среднем за 2018…2020 годы, представлены в таблице 19. Сухих веществ в клубне содержится в среднем 20 %, показатели соответствуют заявленным оригинатором сортов, отличий в вариантах не наблюдается. Но следует отметить, что больше всего сухих веществ в зоне сосудистых пучков, от которой их количество уменьшается к периферии и внутренней сердцевине. В основании клубня сухих веществ больше, чем в верхушке.

Содержание белка определяет пищевую ценность продукта. Белок картофеля отличается содержанием всех незаменимых аминокислот при этом в оптимальных соотношениях, в связи с чем увеличивается биологическая ценность продукта. Усвояемость картофельного белка по всем источникам [1-2, 7, 9, 18] на много выше других растительных продуктов, так как они подобны белкам животного происхождения.

Таблица 19 – Содержание основных питательных веществ в клубнях
в зависимости от время посадки (2018…2020 гг.)

Сорт Вариант Сухие вещества, % Крахмал, % Белок, % Витамин С, мг %
Метеор 1 пос. 1) 19,7 10,1 2,2 13,5
2) 21,7 10,9 2,2 14,8
3) 20,8 10,8 2,3 14,6
Жуковский ранний 1 пос. 1) 16,7 10,6 2,1 13,9
2) 20,4 12,2 2,0 14,2
3) 20,0 12,0 2,0 14,3
Удача 1 пос. 1) 19,6 13,5 2,2 13,5
2) 19,5 14,5 2,3 14,1
3) 19,3 13,6 2,2 14,2
Снегирь 1 пос. 1) 19,3 13,2 2,1 14,0
2) 19,6 13,7 2,2 14,5
3) 19,4 13,5 2,1 14,8
Ред Скарлет 1 пос. 1) 19,5 13,4 2,1 15,1
2) 19,0 13,5 2,2 15,4
3) 19,1 13,6 2,3 16,1
Метеор 1 пос. 1) 19,7 10,2 2,2 13,5
2) 21,7 10,7 2,2 14,8
3) 20,8 10,8 2,3 14,6
Жуковский ранний 2 пос. 1) 16,7 10,5 2,1 13,9
2) 20,4 12,3 2,0 14,2
3) 20,0 12,1 2,0 14,3
Удача 2 пос. 1) 19,6 13,6 2,2 13,5
2) 19,5 14,2 2,3 14,1
3) 19,3 13,7 2,2 14,2
Снегирь 2 пос. 1) 19,3 13,6 2,1 14,0
2) 19,6 13,8 2,2 14,5
3) 19,4 13,9 2,1 14,8
Ред Скарлет 2 пос. 1) 19,5 13,4 2,1 15,1
2) 19,0 13,5 2,2 15,4
3) 19,1 13,6 2,3 16,1
НСР по сортам

по вариантам

частных различий

0,32

0,34

0,70

0,44

0,23

0,68

0,33

0,20

0,61

0,34

0,24

0,64

Как известно, содержание крахмала и белка в клубнях, обычно является сортовым признаком и если много белка, то содержание крахмала будет низким и наоборот [18, 33, 35, 40, 53, 56]. Исследуемые образцы имели содержание крахмала в вариантах внутри сорта практически одинаковые показатели и не различались, поэтому не представлены в диссертации. Также особых различий не было по содержанию витамина С. Все данные представлены в таблице 18.

В связи с тем, что применялись глауконитовые пески, а они содержат минеральные вещества, которые могут быть не только микроэлементами, но и тяжелыми металлами, проведено определение химического состава, как источника минеральных веществ. В ВНИИМП имени В.М. Горбатова был определен химический состав клубней картофеля, выращенного с применением глауконита (таблица 20).

Таблица 20 – Содержание минеральных веществ, мг на100 г, сырой массы клубней

Минеральные элементы Содержание, мг/100 г клубней
Калий

Кальций

Фосфор

Магний

Натрий

Железо

Марганец

Медь

Цинк

Фтор

Йод

Селен

445,0

10,0

50,0

25,0

10,0

0,8

0,15

0,15

0,27

0,01

0,004

0,004…0,02

В картофеле они в основном представлены солями калия и фосфора; имеются также натрий, кальций, магний, железо, сера, хлор и микроэлементы – цинк, бром, кремний, медь, бор, марганец, йод, кобальт и др. Распределены минеральные вещества в клубне неравномерно: больше всего их в коре, меньше – в наружной сердцевине, в верхушечной части больше, чем в основании.

Применение природного минерала, глауконитовых песков позволяет получить раннюю продукцию картофеля без изменения химического состава и содержания различных тяжелых металлов выше допустимых норм.

 

Выводы по главе 3

1. В связи с изменением климата в сторону потепления, наступление фаз сдвигается в более ранние сроки, межфазные периоды развития укорачиваются, увеличивается общий период развития от всходов до уборки (при первой посадке крупной фракцией на 4…8 дней соответственно, при второй посадке до 10…12 дней независимо от варианта, но в зависимости от сорта).

2. Повышается количество побегов при использовании крупного посадочного материала на 12,5…25,0 % в зависимости от сорта, при второй посадке количество побегов увеличивается за счет внесения глауконитовых песков в норме 20 г/куст на 21,0…47 % в зависимости от сорта.

3. Максимальная величина ассимиляционной поверхности листового аппарата формируется при первой посадке при применении крупного посадочного материала, при второй посадке – при использовании глауконитовых песков в норме 20 г/куст.

4. При выращивании двух урожаев картофеля снижается развитие и распространение болезней, происходит дифференциация заболеваний. Первый урожай поражается альтернариозом (Alternaria solani L), второй – фитофторозом (Phytophthora infestans) в меньшей степени, чем обычные посадки картофеля.

5. При первой посадке повышению урожайности способствует использование крупного посадочного материала на 11…36 % в зависимости от сорта; при второй посадке применение глауконитовых песков в норме 20 г/куст – на 7…31 % в зависимости от сорта.

6. Для первой посадки подходят хозяйственно-скороспелые сорта (Метеор, Снегирь, Жуковский ранний), для второй посадки – среднеранние сорта – Удача, Ред Скарлет.

ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ДВУХ УРОЖАЕВ КАРТОФЕЛЯ РАННИХ СОРТОВ В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации предполагает обеспечение продовольственной независимости. «Единственное средство удержать государство в состоянии независимости от кого-либо – это сельское хозяйство. Обладай Вы хоть всеми богатствами мира, если Вам нечем питаться – Вы зависите от других. Торговля создает богатство, но сельское хозяйство обеспечивает свободу…» – так писал Жан Жак Руссо в 1738 году [2, 19, 30].

Спрос на картофель растет, растет и мировое производство. По данным ФАО в 2019 году в мире собрано 394 млн. тонн, это примерно на 100 млн. тонн больше, чем в 1961 году. Произошел рост производства картофеля во всех странах. Главными производителями в настоящий момент являются Китай, Индия и Россия. Китай производит 99,1 млн. т., Индия – 43,8, Россия – 31,1, в последние годы к России примыкает Украина – 21,8 млн. т. Россия отстает от Китая почти в три раза. Интенсивный рост произошел в Азиатском полушарии. В 1961 году удельный вес азиатского производства картофеля составлял всего 8,6 %, в последние годы – 50,6 %, удельный вес европейского картофеля упал: было 82 %, а стало 31,2 %. Картофель в последние годы стал популярен и в Африке (с 1 % до 6,5 %) [3].

Валовое производства в первую очередь связано с площадью посадок, но они остались в пределах 20 млн, га. В нашей стране площади под картофелем сильных изменений не претерпели, что в 1961 году посадки картофеля составили 22,0 млн, га, что в настоящее время 20 млн. га, Китай имеет 5,8 млн. га, Индия – 2,1, Россия – 2,0, Украина – 1,3 млн. га [3, 8]. Увеличение валового производства связано с повышение урожайности.

Основным показателем эффективности производства сельскохозяйственной продукции является урожайность культуры. По данным ФАО картофель является самой высокоурожайной культурой по сравнению с кукурузой, рисом, соей и пшеницей, но за последние 50 лет урожайности этих культур выросли довольно значительно, а средняя урожайность в мире картофеля выросла на 46,2 % [16, 18, 19]. Рост урожайности картофеля отмечен во всем мире (с 12,2 т/га до 19,6 т/га), высокая средняя урожайность отмечается в Германии – 44,4 т/га, в Нидерландах – 42,0 т/га, мировой рейтинг у США и Новой Зеландии, где средняя урожайность составляет 49,0 т/га [3-4]. Высокие урожаи отмечаются у стран Африки: ЮАР – 36,1 т/га, Алжир -30,6, Египет – 27,2, Мали – 20,0 т/га [8]. Рост вызван за счет новых механизированных технологий, правильного подбора сортов, применения удобрений и т.д., а также правительственной поддержки, но в некоторых странах имеется система параллельного выращивания картофеля и риса.

В нашей стране урожайность повысилась не на много в сравнении с другими странами: в 1961 году средняя урожайность картофеля была 12, 2 т/га, в последние годы урожайность составила 19,6 т/га, то есть рост составил всего 60 % [8, 12, 16]. Это связано в первую очередь с тем, что крупных специализированных сельхозпредприятий по возделыванию картофеля становится все меньше, а доля крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств увеличивается [2, 3, 5, 12].

В России товарное производство, осуществляемое сельскохозяйственными предприятиями, составляет примерно 56 %, остальное производство сосредоточено в личных подсобных хозяйствах и на садово-огороднических участках горожан (рисунок 18). В ЛПХ и фермерских хозяйствах урожайность низкая, также низкий и уровень товарности. Это связано с тем, что используется не всегда качественный посадочный материал, не хватает специальной техникой, распространенность болезней и вредителей и не используются современные и инновационные технологии возделывания.

word image 705 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 18 – Динамика валовых сборов картофеля в промышленном секторе картофелеводства в 2001-2019 гг., тыс. тонн

Для ЛПХ и фермерских хозяйствах при изменяющемся климате можно предложить выращивать два урожая картофеля ранних сортов. Такое возделывание принято в южных странах, где вегетационный период довольно большой, в наших условиях вегетационный период намного меньше. В последние годы наблюдается увеличение продолжительности вегетационного периода и суммы активных температур в Московском регионе [4-5, 8, 12, 16]. Начало вегетационного периода сдвигается в более ранние сроки (вторая декада апреля), в редких случаях наблюдается даже в третьей декаде марта. Окончание вегетационного периода также сдвигается в более поздние сроки и заканчивается в основном во второй декаде октября. За счет этого увеличивается вегетационный период [41-44]. Проведенные исследования, позволили получить на одном поле два урожая картофеля раннего, и тем самым увеличив общую урожайность с одного поля, более эффективно используя пашню.

Первый урожай убирался 15 июля и на освободившееся место высаживали новые посадки картофеля, которые убирались позже обычных. Использовали ранние сорта [66-67, 94, 101], которые успевали дать и первый, и второй урожай.

Таблица 1 – Урожайность сортов картофеля в зависимости от условий года, 1 урожай, т/га

Сорта Урожайность Один урожай за вегетационный период ± к одному урожаю
1 посадки 2 посадки За вегетационный период
1 урожай
Метеор 1) 19,1 14,7 33,8 28,5 +5,3
Метеор 2) 25,3 19,2 44,5
Метеор 3) 26,0 18,4 44,4
Жуковский 1) 22,7 20,3 43,0 31,7 +11,3
Жуковский 2) 23,7 22,3 46,0
Жуковский 3) 25,3 21,4 46,7
Удача 1) 18,9 24,9 43,8 31,2 +12,6
Удача 2) 19,7 28,1 47,8
Удача 3) 22,8 27,0 48,8
Снегирь 1) 21,8 21,9 43,7 31,8 +11,9
Снегирь 2) 24,9 23,5 48,4
Снегирь 3) 27,5 23,4 50,9
Ред Скарлет 1) 22,7 21,0 43,7 29,9 +13,9
Ред Скарлет 2) 24,5 24,3 48,8
Ред Скарлет 3) 27,6 22,7 50,3

Урожайность в первый период уборки (15 июля) получена невысокая, практически по всем сортам (таблица 21). Так максимальная средняя урожайность по годам получена при уборке в первый период сорта Снегирь (27,6 т/га), минимальная средняя урожайность по годам у сорта Метеор (19,1 т/га). При получении одного урожая в вегетационный период максимальная урожайность была у сорта Снегирь (31,8 т/га), убранного в середине августа. К этому моменту на растениях вегетативная масса высохла, и все пластические вещества перешли в клубни.

При получении с одного поля двух урожаев, общая урожайность возрастает на 5,3…13,9 т/га в зависимости от сорта, это практически на 15,6…31,4 % в зависимости от сортов. Также возможно применение разных сортов в течение вегетации, что позволит еще увеличить урожайность. Экономические показатели рассчитаны, исходя из средних показателей хозяйств (затрат, цены и т. д.), на урожайность 30,0 т/га (таблица 22).

Таблица 22 – Экономическая эффективность производства картофеля за 2020 гг.

Статьи расходов 1 урожай 2 урожая
Урожайность, т/га 31,2 43,8
Итого затрат, тыс. руб. 181,00 322,00
Дополнительные затраты на уборку дополнительного урожая, тыс. руб. 1,27 17,57
Всего прямых затрат, тыс. руб. 228,47 339,57
Выручка от реализуемой продукции, тыс. руб. 312,00 532,5 (283,5+249,0
Чистый доход, тыс. руб. 83,53 192,93
Себестоимость, руб. / кг 7,32 7,75
Уровень рентабельности, % 36,6 56,8

Итого прямых затрат на производство 31,2 т/га составляет по данным хозяйства 228,47 тыс. руб. При этом будут дополнительные затраты на посадочный материал, удобрения, подготовку почвы под второй урожай и дополнительные расходы на уборку дополнительного урожая. Также в таблице представлены наиболее значимые и весомые затраты по одноурожайной культуре. Оптовая цена на рынке по данным картофельного союза в сентябре, октябре составляет в районе 10,0 руб./кг, расчет для одноурожайной культуры произведен из этих расчетов. При возделывании картофеля первый урожай продавался дороже, так как ранний картофель в это время года дорогой и колеблется от 15 до 80 руб. за 1 кг в зависимости от места реализации. Для расчетов был взят показатель цены реализации – 15 руб./кг (15000 руб./1 тонна), поскольку производители имеют самую низкую добавку к цене, в связи с продажей по оптовым ценам. Поэтому первый урожай с. Удачи был 18,9 т/га, выручка составила 283,5 тыс. руб.

Хотелось уточнить, что потребителя свежего картофеля интересует хороший внешний вид, отличные вкусовые качества, белая или желтая мякоть (в зависимости от предпочтения), хорошо разваривающийся, без повреждений, откалиброванный, не темнеющий после варки. В ряде регионов большим спросом пользуются красноклубневые сорта и т.д.. В последние годы качество клубней повысилось, это видно по возможности выбора в супермаркетах, где представлены продукция разной ценовой категории, различных фирм, а также «брендовые» категории, такие как «премиум класса», «органический», «низкокалорийный» и т.д. Цены могут отличаться в разы, например, стоимость картофеля из Египта – 70 рублей, стоимость «органической» продукции – 300 рублей, а стоимость на рынке 15 рублей. Имеется дорогой сорт картофеля в мире «La Bonnotte», который стоит примерно 500…600 евро [3].

Цена реализации на рынке картофеля имеет сезонные колебания. При этом оптовые и потребительские цены отличаются в два и более раза (рисунок 19). В первом полугодии цена зависит от количества картофеля, заложенного на хранение. Цена на продукцию высокая, так как имеются дополнительные затраты на хранение продукции. Цены растут до появления нового урожая – практически до сентября. В начале августа на рынке появляется продукция раннего картофеля отечественного происхождения. Но уже с весны поступает ранняя продукция из-за рубежа по ценам, которые выше в 2…4 раза старого картофеля. Она держится до сентября – октября. В это время на рынке самые низкие цены.

word image 706 Разработка и экспериментальная проверка рекомендаций технологий получения двух урожаев экологически чистого картофеля ранних сортов

Рисунок 19 – Средние цены картофель по месяцам, руб./кг

Обычно осенью убирают в основном универсальные сорта. Они хорошо хранятся, имеют большое содержание крахмала, но вкусовые качества ниже, чем у столовых сортов раннего срока созревания. В связи с тем, что картофель ранний обладает хорошим вкусом, нежной кожурой, убранный позже, чем все обычные посадки картофеля он хорошо реализуется ресторанному бизнесу, цена также может быть высокой. Не смотря на такие особенности, цену в расчеты заложили низкую (10,0 руб./кг). Второй урожай с. Удача составил 24,9 т/га и выручка от реализуемой продукции – 249,0 тыс. руб. Общая выручка от реализации составила 532,5 тыс. руб. Себестоимость одного урожая картофеля ниже, чем двух урожаев, уровень рентабельности при возделывании двух урожаев выше практически в два раза и составляет 56,8 %. Поэтому такая технология позволяет обеспечить население не только качественной отечественной продукцией, так как столовые сорта идут именно для употребления в пищу, но и для сельскохозяйственных производителей картофеля иметь дополнительную выручку и повысить рентабельность производства.

Выводы по главе 4

Производство двух урожаев картофеля ранних сортов эффективно. Повышается общая урожайность на 5,3…13,9 т/га, выручка от реализуемой продукции на 219,91 тыс. руб. и чистый доход на 109,4 тыс. руб., также повышается рентабельность на 20,2 %.

Таким образом, в условиях Московской области, получение второго урожая картофеля сортов раннего срока созревания возможно. В условиях рыночных отношений добавление технологических процессов в базовые технологии выращивания позволит повысить конкурентоспособность отрасли картофелеводства и повысить его эффективность.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа динамики изменения климатических ресурсов (тепло- и влагообеспеченность растений и количество вегетационного периода) для Московского региона следует отметить, что за последние 30 лет произошло увеличение суммы активных температур на более чем 900 °С и она достигла 2600 °С, что достаточно для возделывания двух урожаев картофеля ранних сортов.

2. В связи с изменением климата в сторону потепления, наступление фаз сдвигается в более ранние сроки, межфазные периоды развития укорачиваются, увеличивается общий период развития от всходов до уборки (при первой посадке крупной фракцией на 4…8 дней соответственно по всем сортам, при второй посадке на 10…12 дней независимо от варианта, но в зависимости от сорта).

3. Для получения двух урожаев картофеля ранних сортов первую посадку нужно провести как можно в ранние сроки при прогревании почвы не менее до +6…+8 °С, как правило, для условий Московского региона в апреле-мае месяце; вторую посадку осуществить после уборки урожая первой посадки на освободившееся место (с учетом севооборота) в середине июля.

4. Для первой посадки необходимо использовать хозяйственно скороспелые сорта, раннее завязывание и интенсивное накопление клубней которых способствует повышению товарности продукции (с. Метеор до 96 %, с. Жуковский ранний – до 97 %), для второй посадки возможно использование среднеранних, повышающие товарность клубней в более поздние сроки (с. Удача – до 99 %, с.Ред Скарлет – до 99 %).

5. При первой посадке использование крупного пророщенного посадочного материала повышает количество побегов на 12,5…25,0 %, фотосинтетический потенциал на 19,1…70,7 %, урожайности на 11…36 % в зависимости от сорта; при второй посадке применение пророщенного посадочного материала средней фракции с внесением глауконитовых песков в посадочное ложе в норме 20 г/куст повышает количество побегов на 21,0…47 %, фотосинтетический потенциал на 7,0…56,7 %, урожайности на 7…31 % в зависимости от сорта.

6. При выращивании двух урожаев картофеля снижается развитие и распространение болезней, происходит дифференциация заболеваний. Первый урожай поражается альтернариозом (Alternaria solani L), второй – фитофторозом (Phytophthora infestans) в меньшей степени, чем обычные посадки, что сказывается в дальнейшем на качестве продукции.

7. Производство двух урожаев картофеля ранних сортов эффективно: увеличиваются выручка от реализуемой продукции на 219,91 тыс. руб. и чистый доход на 109,4 тыс. руб., а также повышается рентабельность на 20,2 %. Об эффективности производства двух урожаев картофеля свидетельствует также коэффициент энергетической эффективности, который выше 0 и составляет 0,70.

Предложения производству. Экспериментальная проверка подтвердила возможность выращивания двух урожаев картофеля ранних сортов в Московской области в условиях изменения климата в сторону потепления. Для дальнейшего применения в других регионах, сходных с Московской областью необходимо провести производственную проверку практических рекомендаций «Возделывание экологически чистого картофеля раннего в двухурожайной культуре в условиях Московской области» с учетом вероятностного характера климатических факторов;

применение глауконитовых песков в производственных условиях требует механизации: порционного внесения препарата в посадочное ложе;

в условиях высокой вероятности появления заморозков и резких перемен температуры при ранних посадках требует механизированной раскладки и уборки укрывных материалов.

Перспективы дальнейшей разработки. Технология возделывания двух урожаев картофеля ранних сортов позволит снизить зависимость от импорта, повысит продовольственную безопасность, а также повысит конкурентоспособность хозяйств за счет более высокой цены реализации первого урожая и более качественной продукции второго.

Список использованных источников

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *