Формирование запрограммированных урожаев разных сортов картофеля при использовании комплексонатов микроэлементов (стр. 1 )

На правах рукописи

Киселева

Галия Валерьевна

ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПРОГРАММИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ

РАЗНЫХ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

КОМПЛЕКСОНАТОВ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 06.01.09 – растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Тверь 2009

Диссертационная работа выполнена на кафедре растениеводства

ФГОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки РФ,

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник,

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник,

Ведущее предприятие: ФГОУ ВПО «Российский государственный

аграрный университет – МСХА им. Тимирязева»

Защита диссертации состоится « 16 » апреля 2009 г. в 10 час.

на заседании диссертационного совета Д.220.063.01 при ФГОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу:

г. Тверь, пос. Сахарово, , ТГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА

Автореферат разослан « 16 » марта 2009 г.

помещен на сайте « www. *****» « 13 » марта 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Картофель является одной из ведущих культур России. Основная картофелепроизводящая зона – Нечерноземье. Здесь сосредоточено более 50 % площади, отводимой в России под картофель, с которой собирают около 55 % валовых сборов картофеля. Климат в России в целом считается благоприятным для возделывания картофеля, однако потери урожая его довольно значительны ( и др., 2006 г).

Наилучшие условия для возделывания картофеля складываются в Центральном районе России, к которому относится Верхневолжье. Здесь потери урожая составляют не более 20%. Однако урожайность значительно колеблется по областям, что зависит не только от погоды, а главным образом, от уровня проведения агротехнических мероприятий и почвенного плодородия.

Картофель может давать высокие урожаи, которые в отдельных хозяйствах достигают 500 ц/га, но, в основном, средняя урожайность остается на уровне 100 – 130 ц/га.

Повышение урожайности и качества урожая картофеля во многом зависит от внедрения новых сортов и высокоэффективных приемов технологии возделывания, а так же программирования урожайности.

Одним из важных приемов технологии возделывания является предпосадочная подготовка клубней. Разработано много разных методов такой подготовки, одним из которых является инкрустация семенного материала микроэлементами. В последнее время появились новые виды микроэлементных удобрений – комплексонаты биометаллов. В таких соединениях микроэлементы находятся в биологически активной форме, поэтому растения их легче усваивают, они длительное время не разлагаются в почве, хорошо сочетаются с различными пестицидами. Однако эти виды удобрений недостаточно изучены при подготовке к посадке семян картофеля. В условиях Верхневолжья эти исследования с разными сортами картофеля не проводились.

Цель и задачи исследований. Цель исследований – изучить особенности формирования урожайности и качества урожая 4-х сортов картофеля на двух фонах минерального питания, рассчитанных на получение урожаев разных уровней, при использовании микроэлементов для предпосадочной обработки клубней в качестве раствора солей и комплексонатов биометаллов; выявить лучшие варианты технологии возделывания разных сортов, обеспечивающие получение высоких урожаев и качества клубней с наименьшей себестоимостью продукции.

Для достижения поставленной целей решали следующие задачи:

1. Изучить особенности роста и развития 4-х сортов картофеля на 2-х фонах минерального питания в зависимости от обработки семян различными видами микроэлементных удобрений.

2. Выявить особенности формирования запрограммированных урожаев среднеранних и среднеспелых сортов картофеля на двух фонах минерального питания при обработке посадочного материала растворами солей микроэлементов и комплексонатами биометаллов.

3. Исследовать фотосинтетическую деятельность 4-х сортов картофеля при различных вариантах технологии возделывания с применением микроэлементов.

4. Изучить водный режим в разных агроценозах и особенности возделывания сортов картофеля на 2-х фонах минерального питания.

5. Определить структуру урожая, урожайность и качество урожая разных сортов картофеля на 2-х фонах удобрения при использовании солей микроэлементов и комплексонатов биометаллов для предпосадочной обработки клубней.

6. Выявить корреляционную и регрессионную зависимость показателей конечной продуктивности агроценозов картофеля от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая.

7. Рассчитать экономическую эффективность производства картофеля в разных вариантах технологии.

Научная новизна. Впервые в условиях региона изучены особенности формирования урожайности и фотосинтетической деятельности растений 4-х сортов картофеля на двух фонах минерального питания при применении солей микроэлементов и комплексонатов биометаллов для предпосадочной инкрустации клубней; выявлены лучшие варианты технологии возделывания разных по скороспелости сортов, обеспечивающие получение высоких урожаев лучшего качества с наименьшей себестоимостью продукции.

Практическая значимость результатов исследований. Производству рекомендованы наиболее продуктивные сорта картофеля – Елизавета и Луговской, а так же варианты интенсивной технологии с использованием для обработки семян комплексонатов биометаллов, позволяющих получать дополнительно с гектара 51 ц (14,3 %) (Луговской) – 70 ц (24,1%) (Резерв) клубней, 46,1 – 64,3 тыс. руб. УЧД и повышать рентабельность производства на 36,9 – 61,1%.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в Мир» Калининского района Тверской области на площади 50 га с экономическим эффектом 950 тыс. руб.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 2-х Международных научно-практических конференциях, проводимых на базе Тверской ГСХА в 2007, 2008 годах, на ХIII и ХIV региональных Каргинских чтениях «Физика, химия и новые технологии», проводимых на базе Тверского государственного университета в 2006 и 2007 годах, г. Тверь.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе в ж. «Картофель и овощи», 2008. - №3. – С.10.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской государственной сельскохозяйственной академии на гг., тема 7, № гос. рег. 012

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 130 страницах, содержит 34 таблицы, 29 рисунков, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 170 наименований, в том числе 36 на иностранных языках; 9 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Особенности роста и развития среднеранних и среднеспелых сортов картофеля при применении в технологии возделывания микроэлементов в виде растворов солей и комплексонатов биометаллов.

2. Водопотребление разных сортов картофеля, положительное влияние на продуктивное использование воды растениями применения комплексонатов микроэлементов для обработки семян.

3. Неодинаковая роль солей и комплексонатов микроэлементов у отдельных сортов в формировании параметров агроценоза, накоплении сухой фитомассы в ходе продукционного процесса.

4. Разная реакция изучаемых сортов на применение микроэлементов в виде комплексонатов биометаллов на двух фонах минерального питания в получении запрограммированных урожаев, повышении качества продукции и росте экономической эффективности производства картофеля.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю - доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному деятелю науки РФ, почетному работнику высшего профессионального образования России Зое Ивановне Усановой за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем преподавателям, сотрудникам кафедры растениеводства и лаборатории промышленного семеноводства Тверской ГСХА за содействие в проведении научных исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Место, условия и методика проведения исследований

Исследования проводили в гг. в полевом опыте в семеноводческом севообороте кафедры растениеводства Тверской ГСХА на дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене легкосуглинистой по гранулометрическому составу. Почва хорошо окультурена, осушена закрытым дренажом. До закладки опытов в почве содержалось 2,2-2,3 % гумуса (по Тюрину), 56-85 мг/кг легкогидролизуемого азота (по Корнфилду), 247-305 мг/кг Р2О5 и 107-191 мг/кг К2О (по Кирсанову); рНсол. 5,03-6,22.

В опыте изучали два фактора: А – фон минерального питания: 1-NPK на урожайность 200 ц/га, 2-NPK на урожайность 300 ц/га; В - сорта: Скарб, Луговской, Резерв, Елизавета; С – обработка клубней перед посадкой 0,05% растворами:1- водой (контроль) (В); 2- солей микроэлементов - Na2B4O7 и CuSO4+MnCl2 (С); 3- Na2B4O7 и комплексонатов меди (II) и марганца(II) c ЭДТУК (этилендиаминтетрауксусной кислотой) (К).

Учетная площадь делянки 20 м2. Повторность опыта пятикратная, размещение вариантов – расщепленными делянками в несколько ярусов. Число вариантов в опыте 24, делянок 120.Объекты исследований – среднеранние сорта Резерв и Елизавета, среднеспелые – Скарб и Луговской, рекомендованные и допущенные к использованию по Тверскому региону.

В опытах строго соблюдали интенсивную (отечественную) технологию. Предшественник – озимая пшеница. Расчетные дозы удобрений по фонам составили: 1 – N73P0K78, 2 – N144P29K165. Удобрения вносили в виде аммиачной селитры, двойного суперфосфата и хлористого калия (электролит). Схема посадки 70 х 30 см, густота стояния 50 тыс./га. Сроки посадки – 24.05-31.05, сроки уборки: 2005 – 12.09; 2006 – 08.09; 2007 – 13.09.

Погодные условия в годы исследований различались распределением тепла и влаги в течение вегетации. Сумма температур за май – август составила соответственно по годам – 2007; 1965; 2101 оС при норме 1872 оС, сумма осадков – 330; 439 и 335 мм при норме 337 мм.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Особенности роста и развития картофеля

Развитие растений картофеля в большей степени зависит от биологических особенностей сорта и распределения тепла и влаги в течение вегетации, чем от фона удобрения и применения микроэлементов. Продолжительность периода «посадка – всходы» у обеих групп сортов сокращается на дней при посадке картофеля в спелую (сухую и теплую) почву. Уменьшение среднесуточной температуры на 1,0-3,6 оС (от 17,1 оС) увеличивает продолжительность периода «всходы – бутонизация» у среднеранних сортов на 3-4 дня. Повышение температуры воздуха на 2,3-3,3 оС ускоряет наступление фазы цветения у среднеранних сортов на 5 дней. Оптимальная температура воздуха с повышенной интенсивностью осадков в период от цветения до увядания ботвы увеличивает продолжительность этого периода на 3 дня у среднеспелых сортов и положительно влияет на урожайность.

Рост растений в высоту, побегообразование и облиственность главного побега находятся в большей зависимости от тепло - и влагообеспеченности посадок, биологических особенностей сорта и в меньшей – от фона NPK и применения микроэлементов. Более высокорослым (60,6 см в среднем) является сорт Луговской, менее – Скарб (55,1 см). Увеличение доз NPK на 2 фоне повышает высоту растений у сортов Скарб и Елизавета (на 2,2 и 2,6 см) и снижает её у сортов Луговской и Резерв (на 1,3 и 2,9 см). Применение микроэлементов в виде солей или биометаллов увеличивает высоту у сортов: Скарб на 1 фоне (на 3,8 и 6,9 см), Елизавета на 2 фоне (на 1,7 см). Сорта Луговской и Резерв, как правило, снижают высоту растений на 1-7 см от применения солей микроэлементов или биометаллов.

На побегообразование наибольшее влияние оказывает применение солей микроэлементов, на облиственность – биометаллов. Повышенное количество побегов из одного клубня образуется у сорта Резерв – 5,5 шт./раст. (1 фон) и 5,1 шт./раст. (2 фон), наименьшее – у сорта Елизавета 3,6 и 3,9 шт./раст. Обработка семян микроэлементами повышает побегообразование у сортов Резерв на 1-ом, Луговской на 1 и 2 фонах, преимущество принадлежит раствору солей.

Наибольшей облиственностью главного побега отличается сорт Елизавета, у которого образуется на 1,3-5,0 листьев больше, чем у других сортов. Усиление фона NPK повышает число листьев (на 0,4-0,6 шт.) у сортов Скарб и Луговской, у других – снижает его (на 0,9-2,8 шт.). Большее положительное влияние на облиственность главного побега оказывает применение биометаллов, чем солей микроэлементов.

Влагообеспеченность растений в годы исследований была неодинаковой. Избыточное увлажнение почвы в первой половине вегетации создавалось в 2005 году, что ухудшило рост, развитие растений, формирование урожайности и снизило урожай клубней, по сравнению с другими годами, по сортам на 92-122 ц/га.

Применение микроэлементов как в виде раствора солей, так и в виде биометаллов способствует более экономному расходованию воды в годы с дефицитом осадков в отдельные периоды вегетации (2006, 2007). Самыми низкими биологическими (Кв биол 452,8) и товарными (Кв тов 115,2) коэффициентами водопотребления отличается сорт Елизавета, который формирует более высокие урожаи сухой фитомассы и клубней.

Применение комплексонатов биометаллов или солей микроэлементов существенно снижает Кв биол у сортов Скарб, Луговской, Резерв на 1 фоне, Елизавета – на 2 фоне, а Кв тов у сортов Скарб, Луговской на 1 фоне, Резерв и Елизавета на 1 и 2 фонах.

Самые низкие коэффициенты Кв биол – 387,2 мм/га/ц и Кв тов – 104,1 мм/га/ц обеспечивают посадки сорта Елизавета на 2 фоне в варианте с применением комплексонатов микроэлементов для обработки семенных клубней.

4. Фотосинтетическая деятельность растений

в разных агроценозах картофеля

Формирование листовой поверхности агроценозов картофеля зависит от тепло - и влагообеспеченности посадок картофеля, обеспеченности растений элементами минерального питания и обработки посадочных клубней микроэлементам (табл. 1).

Нами изучены графики роста площади листьев во все годы в изучаемых вариантах опыта. Выявлено, что комплексонаты микроэлементов улучшают графики роста листовой поверхности в более благоприятные годы (2007) на обоих фонах, в менее благоприятные (2006) – на 2 фоне. В годы с избыточным увлажнением в начале вегетации (2005) положительное действие микроэлементов, в том числе биометаллов, сказывается слабее, особенно на сортах среднеспелой группы.

Максимальная площадь листьев наибольших размеров достигает на 2 фоне минерального питания у сортов: Скарб (110,92 тыс. м2/га), Луговской (80,02), Елизавета (117,15) при обработке клубней комплексонатами, у сорта Резерв на 2 фоне от применения солей микроэлементов (88,93), на 1-ом – биометаллов (88,76 тыс. м2/га).

Средняя площадь листьев агроценоза в большой мере увеличивается от применения комплексонатов биометаллов у сортов: Скарб на 1 и 2 фонах, Луговской на 2 фоне, Резерв на 1-ом, Елизавета на 2 фоне. Наибольших размеров она достигла в этих вариантах на 2 фоне у сортов Скарб (55,48) и Елизавета (64,29 тыс. м2/га).

Фотосинтетический потенциал агроценоза (ФПП) от применения комплексонатов для обработки клубней в большей степени повышается у сортов Скарб, Луговской и Елизавета на 2 фоне.

Таблица 1 – Показатели фотосинтетической деятельности растений

разных сортов при обработке солями и комплексонатами

микроэлементов, среднее за гг.

Сорт	Фон	Обработка клубней	Площадь листьев, тыс. м2/га	ФПП, тыс. м2 х сутки/га	ЧПФ г/м2 х сутки	Урожай сухой фитомассы, ц/га	Кхоз	Получено клубней на 1 тыс. ед ФПП, кг
макс.	средняя
Скарб	1	В	66,90	35,55	1161,7	3,40	78,91	0,65	24,8
С	65,56	35,43	1127,8	2,80	65,63	0,71	28,8
К	71,32	37,02	1168,1	4,36	103,92	0,69	27,3
2	В	82,37	43,53	1313,6	3,31	81,85	0,72	26,0
С	84,61	45,18	1364,8	3,40	80,64	0,69	24,5
К	110,92	55,48	1700,7	2,69	87,27	0,74	20,2
Луговской	1	В	74,87	39,44	1246	3,36	82,78	0,72	25,0
С	53,07	28,29	876,59	5,23	90,77	0,73	36,4
К	53,22	29,34	872,41	5,45	85,57	0,80	37,3
2	В	73,22	38,51	1070,1	3,51	76,33	0,76	34,9
С	43,22	25,13	739,91	5,08	74,24	0,76	49,5
К	80,02	44,76	1239,7	2,97	63,80	0,75	38,3
Резерв	1	В	83,04	45,41	1410,2	3,77	96,10	0,73	20,1
С	80,95	41,87	1270,1	4,00	100,39	0,67	24,3
К	88,76	48,68	1372,9	3,64	91,93	0,78	29,3
2	В	80,61	44,76	1386,9	3,51	92,51	0,71	20,9
С	88,93	48,05	1423,4	3,03	82,78	0,75	21,0
К	70,98	38,82	1155,4	4,28	92,10	0,69	31,4
Елизавета	1	В	71,70	41,70	1477,6	3,69	105,18	0,70	24,4
С	82,33	44,89	1408,3	4,00	112,31	0,72	26,1
К	83,06	43,70	1370,1	2,94	79,62	0,73	28,1
2	В	95,03	50,59	1494,4	3,67	95,29	0,72	27,2
С	92,41	48,58	1480,3	3,69	99,35	0,74	26,6
К	117,15	64,29	1825,3	3,13	110,11	0,73	23,4

Наибольшим выходом клубней на 1 тыс. ед. ФПП отличается сорт Луговской (в среднем 34,4 кг), у других сортов он колеблется от 23,9 кг (Резерв) до 25,0 кг (Елизавета). Положительное влияние комплексонатов биометаллов проявляется у сортов: Скарб и Елизавета на 1 фоне, Луговской и Резерв на 1 и 2 фонах.