Статья Исмаилов А.Б. Фотосинтетическая деятельность и формирование ур

УДК 633.491
Исмаилов А.Б., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет
им. М.М. Джамбулатова», г. Махачкала, республика Дагестан
Омарова Е.К., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет
им. М.М. Джамбулатова», г. Махачкала, республика Дагестан
Алимирзаева Г.А., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет
им. М.М. Джамбулатова», г. Махачкала, республика Дагестан
Кудахова М.М., кандидат сельскохозяйственных наук, преподаватель,
ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет
им. М.М. Джамбулатова», г. Махачкала, республика Дагестан
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ФОРМИРОВАНИЕ
УРОЖАЯ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ
МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
Аннотация: на лугово-каштановой почве равнинной зоны Дагестана
проведены исследования по выявлению оптимального уровня минерального
питания для получения планируемых урожаев клубней картофеля.
Возможность получения планируемых урожаев картофеля на уровне 30
т/га и более при применении доз минеральных удобрений экспериментально
подтверждена.
Цель исследований заключается в изучении влияния расчётных доз
минеральных удобрений на урожайность и качество клубней картофеля в
условиях равнинной зоны Дагестана.
Выявлено, что при внесении минеральных удобрений в дозе N96P46,
направленного на получение запланированного урожая 20,0 т/га у всех
исследуемых сортов этот предел был достигнут.
1
Второй же уровень урожайности – 30 т/га при норме удобрений N149P72
был достигнут с незначительным отклонением. А при планировании третьего
уровня урожайности – 40 т/га из изучаемых сортов по всем рассматриваемым
показателям сорт Ред Скарлет имел значительное преимущество над другими
сортами.
Ключевые
слова:
картофель,
сорта,
минеральные
удобрения,
урожайность, качество клубней.
UDC 633.491
Ismailov A.B., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Dagestan State Agrarian University named after M.M. Dzhambulatov,
Makhachkala, Republic of Dagestan
Omarova E.K., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Dagestan State Agrarian University named after M.M. Dzhambulatov,
Makhachkala, Republic of Dagestan
Alimirzayeva G.A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Dagestan State Agrarian University named after M.M. Dzhambulatov,
Makhachkala, Republic of Dagestan
Kudakhova M.M., Candidate of Agricultural Sciences, teacher,
Dagestan State Agrarian University named after M.M. Dzhambulatov,
Makhachkala, Republic of Dagestan
PHOTOSYNTHETIC ACTIVITY AND CROP FORMATION OF
POTATO TUBERS DEPENDING ON THE LEVEL OF MINERAL
NUTRITION
Abstract: Studies have been carried out on meadow-chestnut soil of the lowland
zone of Dagestan to identify the optimal level of mineral nutrition for obtaining the
planned yields of potato tubers.
The possibility of obtaining planned potato yields at the level of 30 t/ha or more
with the use of doses of mineral fertilizers has been experimentally confirmed.
2
The purpose of the research is to study the effect of calculated doses of
mineral fertilizers on the yield and quality of potato tubers in the lowland zone of
Dagestan.
It was revealed that when applying mineral fertilizers at a dose of N 96P46, aimed
at obtaining a planned yield of 20.0 t/ha, this limit was reached in all the studied
varieties.
The second yield level – 30 t/ha at the fertilizer norm N149P72 was achieved with
a slight deviation. And when planning the third yield level – 40 t/ha of the studied
varieties, according to all the considered indicators, the Red Scarlet variety had a
significant advantage over other varieties.
Keywords: potatoes, varieties, mineral fertilizers, yield, quality of tubers.
ВВЕДЕНИЕ
Как известно, картофель - одна из важнейших сельскохозяйственных
культур разностороннего использования. Средняя урожайность клубней
картофеля в России в 2023 году составила 22,0 т/га, тогда как в ведущих
картофелеводческих странах мира урожайность находится на уровне 35,0 - 55,0
т/га [1,2].
Хозяйства Дагестана в 2023 году получили 356 тыс. тонн картофеля, что на
7,1% больше в сравнении с урожаем 2022 года (0,3% от общего сбора
картофеля в РФ). При этом под культурой в среднем занято 19 тыс. га, что на
27% больше, чем в прошлом году (0,4% от всех площадей картофеля в РФ, 64-е
место в рейтинге российских регионов) [3,4].
В то же время для условий рискованного земледелия Дагестана важное
значение имеют правильно рассчитанные дозы внесения минеральных
удобрений для получения планируемых уровней урожайности. Возможность
получения
планируемых
урожаев
этой
важнейшей
продовольственной
культуры путем регулирования норм минеральных удобрений является
недостаточно исследованной [3,4,5].
3
В связи с этим изучение применения расчетных доз минеральных
удобрений
при
возделывании
современных
сортов
картофеля,
совершенствование элементов сортовой технологии, являются актуальными и
народнохозяйственно значимыми [6,7,8].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились в 2021-2023 гг. на опытно-коллекционном
участке
кафедры
Дагестанский
растениеводства
ГАУ.
Почва
и
кормопроизводства
опытного
участка
–
ФГБОУ
ВО
лугово-каштановая,
тяжелосуглинистая, что типично для равнинной зоны Дагестана. Содержание в
пахотном слое: гумуса – 2,81%, N-3-5 мг /100 г почвы, Р2О5 – 2-2,9 мг/100 г
почвы, К2О- 28,2 мг/100 г почвы.
Объекты исследований - Невский, Ред Скарлет, Импала и нормы
минеральных удобрений: аммиачная селитра, двойной суперфосфат (N96P46;
N149P72; N202P98), рассчитанные на получение 20,30 и 40 т/га. Расчеты сделаны
балансовым методом под запланированные урожаи клубней с учетом
содержания питательных веществ в почве.
Опыт влияния расчетных доз минеральных удобрений на продуктивность
и качество различных сортов картофеля проводили по следующей схеме.
Схема опыта
Фактор А
(сорта)
Невский
(контроль)
Импала
Ред Скарлет
Контроль
(без
удобрений)
Фактор В (минеральные удобрения)
N96P46
N149P72
N202P98
20
30
40
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Размещение делянок систематическое. Повторность опыта трёхкратная.
Общая площадь каждой делянки составила 51 м2, учетная площадь-22,5 м2.
Ширина междурядий 70 см, а расстояние между растениями в рядке 30 см
[9,10].
4
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Минеральные удобрения положительно влияют на биометрические
показатели исследуемых сортов картофеля.
Анализ данных таблицы показывает, что в варианте с внесением
минеральных доз удобрений существует определенная закономерность.
Повышение доз удобрений приводит к удлинению продолжительности
периодов роста и развития растений, а также межфазных периодов.
Рассматривая продолжительность периода полные всходы-уборка, видно, что в
годы исследований она зависела от применения норм минеральных удобрений.
Так, в вариантах с внесением минимальной нормы N96P46 она составила 94-103
дня. И далее с увеличением норм минерального питания вегетационный период
растений всех исследуемых сортов увеличивался и составлял в среднем 102-111
дней (табл.1).
Таблица 1
Продолжительность фаз развития растений различных сортов
картофеля в зависимости от минеральных удобрений (2021-2023гг.)
Планируемая
урожайность,
т/га
Сорт
Невский
Импала
20
30
Ред
Скарлет
Невский
Импала
Ред
Скарлет
Невский
Импала
Ред
Доза
Фазы роста и развития
удобреПоВсхоБутоЦветений
садка – ды-буто- низание на задан- всхо- ни-зация цияначало
ный
ды
цвете- отмираурожай,
ние
ния
кг/га
ботвы
Без
19
26
10
43
удобр.
Без
17
23
10
42
удобр.
Без
18
21
11
40
удобр.
N96P46
20
27
11
45
N96P46
17
24
10
43
N96P46
18
25
11
44
N149P72
N149P72
N149P72
21
20
20
27
25
25
5
12
11
11
47
46
47
Вегетационный
период
98
92
91
103
94
96
107
102
103
40
Скарлет
Невский
Импала
Ред
Скарлет
N202P98
N202P98
N202P98
21
19
20
28
27
28
13
12
13
49
47
48
111
105
109
Данные наших исследований показывают, что в варианте с внесением
N149P72 наблюдается в фазе первого листа среднесуточный прирост 0,3-0,5 см
при средней высоте растений 18-20 см. На вариантах с более высокими дозами
удобрений изменения в наступлении фаз вегетации были более выраженными.
Так вегетационный период при дозе N202P98 увеличился на 8-9 дней, тогда как в
варианте без удобрений этот показатель составил 6-8 дней. Наиболее
продолжительный вегетационный период среди исследуемых сортов показал
сорт Невский на всех вариантах применения удобрений.
Изучая влияние различных уровней минерального питания на полевую
всхожесть и выживаемость растений, можно выделить вариант с внесением
N202P98 , рассчитанного на получение 40 т/га – 96,0; 89,7% соответственно
(рис.1).
Рассматривая же количество жизнеспособных листьев отдельно по
вариантам, то тут последовательное повышение уровня минерального питания
растений до уровня N149P72 увеличивало их количество на 10-12% по сравнению
с контролем.
6
120
Полевая всхожесть, %
Выживаемость растений к уборке, %
100
80
60
40
20
Невский Импала
N202P98
N202P98
N202P98
N149P72
N149P72
N149P72
N96P46
N96P46
N96P46
Без удобрений(к)
Без удобрений(к)
Без удобрений(к)
0
Ред Невский Импала Ред Невский Импала Ред Невский Импала Ред
Скарлет
Скарлет
Скарлет
Скарлет
-
20
30
40
Рисунок 1
Влияние доз удобрений на полноту всходов и выживаемость растений
на 100 всхожих клубней (2021-2023гг.)
Но дальнейшее его повышение до N202P98 не приводило к адекватному
увеличению и снижало число листьев, сравнительно с предыдущим вариантом.
Исследования
фотосинтетической
деятельности
растений
картофеля
показали, что в период смыкания листьев в междурядьях ассимиляционная
поверхность достигла своего пика. Так она была максимальной в варианте с
планированием
получения
40
т/га
и
составляла
–
1436,5
тыс.м2/га.
Минимальное же значение наблюдалось в варианте без удобрений - 685,6
тыс.м2/га.
Преимущественно
лучшими
показателями
формирования
ассимиляционной поверхности листьев за вегетационный период были у сорта
Ред
Скарлет.
Следовательно
этот
показатель
составил
у
сорта
при
планировании урожайности 20 т/га - 3081,6, при 30 т/га - 3300,3 и при
планировании 40 т/га - 3649,6 тыс.м2/га.
7
Таблица 2
Фотосинтетический потенциал различных сортов картофеля
в зависимости от доз минеральных удобрений, тыс.м2/га (2021-2023 гг.)
Планируемая
урожайность,
т/га
Сорт
Доза удобреФаза роста и развития
За
ний на
всходы 3-я пара смыка- убор- вегетазаданный
ционлистьев
ние
ка
урожай, кг/га
ный
листьев
период
в рядках
Невский
Без
удобрений
Без
удобрений
Без
удобрений
N96P46
N96P46
N96P46
N149P72
N149P72
N149P72
N202P98
N202P98
N202P98
Импала
Ред Скарлет
20
30
40
Невский
Импала
Ред Скарлет
Невский
Импала
Ред Скарлет
Невский
Импала
Ред Скарлет
426,5
792,1
685,6
223,1
2128,0
465,1
845,1
700,7
233,1
2248,5
470,1
845,4
735,5
243,4
2294,4
515,3
535,1
545,4
516,3
540,1
548,4
508,1
540,3
542,1
1113,6
1120,4
1124,5
1163,4
1193,3
1196,5
1365,3
1295,4
1308,5
1061,6
1086,3
1104,3
1214,1
1224,2
1245,3
1426,4
1398,5
1436,5
286,4
306,1
307,4
305,1
309,3
310,1
351,4
329,2
362,5
2976,0
3047,9
3081,6
3199,5
3266,8
3300,3
3165,2
3563,4
3649,6
Естественно с увеличением площади листового аппарата пропорционально
возрастает и фотосинтетический потенциал. При этом в контрольном варианте
этот показатель у сорта Ред Скарлет был на уровне 2294,4 тыс.м2/га дней, а при
планировании получения 20, 30 т/га был выше на 787,2 - 1005 тыс.м2/га дней
соответственно.
Результаты
расчетных
доз
изучения
урожайных
минеральных
данных
удобрений
показали,
что
обеспечивает
внесение
получение
дополнительного урожая. Так по сорту Невский в среднем по изучаемым
вариантам - 9,2 т/га, сорту Импала - 9,6 и сорту Ред Скарлет - 9,8 т/га. Среди
исследуемых сортов по всем вариантам опыта Ред Скарлет отличился
наибольшей урожайностью в среднем за 2021-2023г. - 29,8 т/га (табл.3).
8
Таблица 3
Урожайность различных сортов картофеля в зависимости
от расчетных норм удобрений, т/га
Планируeмая
урожайность,
т/га
Варианты
опыта
Годы
Среднее КрахмаОтклоне2021 2022 2023 за три листость ния от проггода,
раммы
т/га
18,5
20
30
40
Контроль
(б/у)
N96P46
N149P72
N202P98
18,3
20
30
40
Контроль
(б/у)
N96P46
N149P72
N202P98
20
30
40
Контроль
(б/у)
N96P46
N149P72
N202P98
-
Невский
19,3 17,9
18,5
12,2
-
27,8 22,2
28,1 26,0
28,3 25,7
Импала
19,1 18,0
26,1
27,8
27,7
14,1
16,2
15,5
+6,1
-2,2
-12,3
18,6
11,1
-
27,9
28,9
27,9
14,4
13,9
13,8
+7,9
-1,1
-12,1
18,9
27,9 26,9
30,1 27,3
29,1 26,4
Ред Скарлет
19,6 18,2
18,9
13,2
-
28,0
29,9
28,9
29,5
30,2
30,2
28,7
29,8
28,1
12,6
16,8
16,3
+8,7
-0,2
-11,9
28,2
29,4
29,1
28,9
29,3
28,3
28,8
29,3
25,2
Анализируя таблицу 3 мы наблюдаем, что внесение дозы N96P46
запланированный урожай картофеля 20 т/га сформирован всеми изучаемыми
сортами с положительным отклонением от программы. Следовательно по
сортам составил Невский…+6,1,
Импала…+7,9 и Ред Скарлет…+8,7 т/га.
Второй уровень урожайности 30т/га с внесением дозы N149P72 был достигнут
сортами с незначительным отклонением (Невский…–2,2, Импала…–1,1 и Ред
Скарлет…–0,2 т/га). Дальнейшее повышение доз до N202P98 на получение 40т/га
сформировало его уже со значительным отклонением, у сорта Невский…–12,3
т/га, Импала…–12,1 и Ред Скарлет…–11,9 т/га, соответственно.
9
Общий сбор крахмала на вариантах с внесением удобрений был выше и
составил в среднем 14,8 т/га, что на 2,7 т/га больше, что выше на 18,3%, чем в
контроле (рис.2).
Невский
Импала
N202P98
N149P72
N96P46
Контроль(б/у)
Крахмалистость, %
N149P72
N96P46
Контроль(б/у)
N202P98
N149P72
N96P46
Контроль(б/у)
Урожайность, т/га
N202P98
35
30
25
20
15
10
5
0
Ред Скарлет
Рисунок 2
Урожайность картофеля и крахмалистость в зависимости от
доз минеральных удобрений, т/га (2021-2023гг.)
Надо отметить, что у сорта Ред Скарлет были наиболее высокие
показатели качества клубней в варианте с применением дозы N149P72,
сравнительно с другими исследуемыми сортами.
Внесение минеральных удобрений в среднем за три года исследований
повышало содержание нитратов в клубнях картофеля на 15,0 мг/кг сырой массы
у сорта Невский, на 13,1 мг/кг сырой массы у сорта Импала и на 10,0 мг/кг
сырой массы у сорта Ред Скарлет. При этом прослеживается прямая
зависимость повышения минеральных удобрений с повышением накопления
нитратов в клубнях картофеля по всем изучаемым сортам. Тем не менее,
внесение изучаемых в опыте минеральных удобрений является экологически
безопасным в условиях равнинной зоны Дагестана и не превышает норму ПДК
нитратов в клубнях картофеля.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В наших исследованиях
установлено, что
внесение минеральных
удобрений влияет как на продолжительность межфазных периодов культуры,
так и на весь вегетационный период. Последовательное повышение уровня
10
минерального питания растений N149P72 увеличивает число листьев на 10-12%
по сравнению с контролем, дальнейшее же его повышение до N202P98 снижает
этот показатель на 3,6-8,1%.
Лучшие показатели формирования ассимиляционной поверхности листьев
за вегетационный период отмечены у всех исследуемых сортов в варианте с
применением дозы N149P72, но сорт Ред Скарлет имел преимущества и составил
3397,3 тыс.м2/га.
Рассматривая влияние внесения различных доз удобрений на урожайность,
можно сделать вывод, что наиболее оптимальной дозой считается N149P72. При
этом
запланированная
урожайность
30
т/га
была
достигнута
всеми
исследуемыми сортами с незначительным отклонением у сорта Ред Скарлет.
Список литературы
1.
Гимбатов А.Ш., Омарова А.О., Кудахова М.М. Инновационные
приемы ресурсосберегающей технологии возделывания картофеля в равнинной
зоне Дагестана//Вестник АПК Ставрополья, 2020. №1(37). – С.67-70.
2.
Гимбатов А.Ш., Исмаилов А.Б., Алимирзаева Г.А., Омарова Е.К.,
Кудахова М.М. Влияние различных приемов на урожайность картофеля в
условиях орошения / «Современное состояние и основные направления
развития семеноводства в Республике Дагестан»: сборник материалов
Всероссийской научно-практической конференции. Махачкала. 2021. – С.92-96.
3.
Гаспарян И.Н., Гаспарян Ш.В. Картофель: технологии возделывания
и хранения: учебное пособие. Санкт-Петербург: Изд."Лань". 2017. – 264 с.
4.
Постников А.Н., Постников Д.А.
Картофель: научно-практическое
издание. 2-е изд., переработанное и дополненное. Изд.: Российский ГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева. Москва. 2006. – 160 с.
5.
Гимбатов А.Ш., Исмаилов А.Б., Алимирзаева Г.А., Омарова Е.К.,
Кудахова М.М. Оптимизация приемов технологии возделывания картофеля в
равнинной зоне Дагестана // Известия Дагестанского ГАУ. 2020. №1 (5). –С.
77-81.
11
6.
Гимбатов А.Ш., Омарова А.О., Кудахова М.М. Влияние различных
агроприемов на урожайность и качество клубней картофеля //Проблемы
развития АПК региона. 2021. №3(39). – С.52-56.
7.
Гимбатов А.Ш., Омарова А.О., Кудахова М. Урожайность и качество
различных сортов картофеля в условиях равнинной зоны Дагестана //Проблемы
развития АПК Региона. 2021. №2(38). – С.48-52.
8.
Гимбатов А.Ш., Исмаилов А.Б., Алимирзаева Г.А., Омарова Е.К.,
Кудахова М.М. Совершенствование приемов формирования высоких урожаев
картофеля в орошаемых условиях Дагестана / «Актуальные вопросы
совершенствования
систем
земледелия
в
современных
условиях»
(с
международным участием): сборник материалов всероссийской научнопрактической конференции. Махачкала, 2020. – С. 251-254.
9.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической
обработки результатов исследований). 5-е изд. доп. и перераб. Москва:
Агропромиздат. 1985. –351 с.
10. Ничипорович
А.А.
Методика
изучения
площади
листьев
и
продуктивности сельскохозяйственных культур. М.,1967. – 54 с.
References
1. Gimbatov A.Sh., Omarova A.O., Kudakhova M.M. Innovative methods of
resource-saving technology for cultivating potatoes in the flat zone of Dagestan //
Bulletin of the AIC of Stavropol. 2020. No. 1(37). – P.67-70.
2. Gimbatov A.Sh., Ismailov A.B., Alimirzaeva G.A., Omarova E.K.,
Kudakhova M.M. The influence of various techniques on potato yields in the
irrigated conditions / “Current state and main directions of development of seed
production in the Republic of Dagestan”: proceedings of the All-Russian scientific
and practical conference. Makhachkala. 2021. – P.92-96.
3. Gasparyan I.N., Gasparyan Sh.V. Potatoes: cultivation and storage
technologies: textbook. St. Petersburg: Publishing house "Lan". 2017. – 264 p.
4. Postnikov A.N., Postnikov D.A. Potatoes: scientific and practical publication.
2nd ed., revised and expanded. Publisher: Russian State Agrarian University 12
Moscow Agricultural Academy named after. K.A. Timiryazev. Moscow. 2006. – 160
p.
5. Gimbatov A.Sh., Ismailov A.B., Alimirzaeva G.A., Omarova E.K.,
Kudakhova M.M. Optimization of potato cultivation technology in the flat zone of
Dagestan // Dagestan GAU Proceedings. 2020. No. 1 (5). pp. – 77-81.
6. Gimbatov A.Sh., Omarova A.O., Kudakhova M.M. The influence of various
agricultural practices on the yield and quality of potato tubers // Problems of
development of the regional agro-industrial complex. 2021. No. 3(39). – P.52-56.
7. Gimbatov A.Sh., Omarova A.O., Kudakhova M. Yield and quality of various
potato varieties in the flat zone of Dagestan // Problems of development of the agroindustrial complex of the Region. 2021. No. 2(38). – P.48-52.
8. Gimbatov A.Sh., Ismailov A.B., Alimirzaeva G.A., Omarova E.K.,
Kudakhova M.M. Improving the methods for forming high potato yields in the
irrigated conditions of Dagestan / “Current problems of improving farming systems
in modern conditions” (with international participation): proceedings of the AllRussian scientific and practical conference. Makhachkala, 2020. – pp. 251-254.
9. Dospekhov B.A. Methodology of field experience (with the basics of
statistical analysis of research results). 5th ed. add. and revised. Moscow:
Agropromizdat. 1985. – 351 p.
10. Nichiporovich A.A. Methodology for studying the leaf area and productivity
of agricultural crops. M., 1967. – 54 p.
13