Урожайность и качество картофеля в зависимости от применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений в центральном районе нечернозёмной зоны РФ (стр. 1 )

На правах рукописи

Яссин Раед Абдо Кассем

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ, ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ РФ

Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата

сельскохозяйственных наук

Москва 2013

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российском государственном аграрном университете - МСХА имени »

Научные руководители:

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени ;

кандидат биологических наук, доцент, ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени

Защита состоится 21 мая 2013 г. в 16 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д.220.043.05 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени Учёный совет РГАУ-МСХА имени

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени

Автореферат разослан «___»__________2013 г. и размещён на сайте

Университета www. *****

Учёный секретарь

диссертационного совета

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Одной из основных продовольственных культур является картофель, который используется не только в качестве «второго хлеба», но и в спиртовой и крахмальной промышленности, а также и для кормления животных. К сожалению, возделывание данной культуры довольно энергоёмко и требует высокой обеспеченности питательными веществами, вносимыми с удобрениями, применения средств и приемов защиты от сорняков, болезней и вредителей.

Создание и использование микробиологических препаратов имеет большую перспективу для более рационального применения минеральных и органических удобрений, повышения экологичности растениеводства и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Противоречивые мнения об эффективности бактериальных удобрений связаны с малой изученностью их взаимодействия с тем или иным растением в нестерильной природной среде (Ницэ, 2002, Постников, 2002, Завалин, 2005).

Запахивание соломы, поукосных и пожнивных сидератов является одним из приемов повышения эффективности, биологизации и экологизации возделывания сельскохозяйственных культур, выращиваемых в севооборотах и укороченных плодосменах (Лошаков, 2007.).

Целесообразен конвейер из разных по скороспелости сортов, соответствующий спросу населения и требованиям к качеству картофеля и картофелепродуктов (Коршунов, 2001). При этом следует учитывать и лежкоспособность клубней (Тектониди, Воловик, Коршунов, 1985).

Основной целью исследований являлось повышение эффективности возделывания сортов картофеля разных сроков созревания на основе сочетания применения бактериальных препаратов, органических и минеральных удобрений с учетом качества и лежкоспособности клубней в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны Российской Федерации.

В задачи исследований входило:

- изучение влияния разных сочетаний органических и минеральных удобрений, бактериальных препаратов на рост и развитие растений картофеля разных по скороспелости сортов, а также на формирование их продуктивности и качества получаемой продукции при разных погодных условиях; выявление влияния вышеуказанных факторов на сбор и лёжкоспособность продовольственных и семенных клубней, на выход с 1 га сухого вещества и крахмала;

- установление целесообразности (или её отсутствия) ежегодной бактеризации посадочных клубней при повторном и бессменном возделывании картофеля;

- производственная проверка результатов исследования;

- определение экономической эффективности применения бактериальных препаратов и минеральных удобрений при возделывании разных сортов картофеля в зависимости от срока его реализации.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследований заключается в том, что впервые в полевых опытах проведено сравнение действия предпосадочного полного удобрения, разных доз азотных подкормок под первую междурядную обработку и бактеризации новыми бактериальными препаратами СП и ПП семенного материала на формирование фотосинтетического аппарата отдельных органов растений, на их рост и развитие, на изменение их биомассы, в т. ч. клубней и их качества, а также микрофлоры почвы при выращивании картофеля разных сроков созревания. Установлена возможность замены азотной подкормки бактеризацией. Особенно эффективен этот приём при возделывании сорта Жуковский ранний при использовании препарата ПП. Выявлено, что замена подкормки бактеризацией посадочного материала даже без его фунгицидной обработки, уменьшает потери выращенного картофеля при хранении.

Показано, что благодаря оптимизации набора сортов можно стабилизировать производство картофеля и крахмала.

Выявлено, что азотные подкормки и бактеризация имеют большее значение для увеличения производства семенных клубней, чем продовольственных массой более 80 г.

Определено, что даже в варианте с применением бактеризации при повторной посадке картофеля требуется ежегодная бактеризация посадочного материала, так как эффект от использования этого приёма в предыдущем году за зимний период практически исчезает.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что доказана возможность повышения эффективности возделывания картофеля, выращенного на фоне органических удобрений, путем предпосадочного применения NPK в сочетании с азотной подкормкой N30 под 1-ое окучивание, причём при возделывании сорта Жуковский ранний ее с успехом можно заменить бактеризацией семенного материала препаратом ПП. В этих вариантах среднегодовой сбор товарных клубней был максимальным и достигал 28 т/га, а крахмала 3,41 т/га, что соответственно на 34 и 25 % больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход в ва­рианте N30 на фоне ОУ+ NPK составил 105730 руб./га, а при бактеризации препаратом ПП на этом же фоне 110820 руб./га.

При возделывании среднеспелого сорта Луговской при минеральной системе (ОУ+ NPK+ N30) сбор товарных клубней достиг 37,3 т/га, а крахмала 4,31 т/га, что на 61,7 % и 46,4 % больше, чем в контроле. При этом условный чистый доход увеличился с 40330 руб./га до 95660 руб./га, а условный чистый дополнительный доход от бактеризации составил 15712 руб./га.

Выявлена эффективность запашки соломы при внесении минеральных и бактериальных удобрений под картофель, выращиваемый в укороченном плодосмене.

Бактеризация посадочных клубней (семенных) клубней снижает расход азотных удобрений и фунгицидов.

Доказана возможность повышения эффективности производства картофеля за счёт оптимизации сроков его реализации на основе уменьшения потерь при длительном хранении товарных клубней, обеспечиваемого повышения их лежкоспособности.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной научной конференции молодых учёных и специалистов, посвященной 145-летию академии имени (2010 г.), на Международных научно-практических конференциях РГАУ-МСХА имени (2008, 2009, 2010 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в т. ч. 2 статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК РФ.

Структура и объём диссертационной работы: диссертация изложена на 143 страницах компьютерного текста, включает 31 таблицы, 5 рис., состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной ли­тературы (256 источников, в т. ч. 66 иностранных), 32 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- повышение продуктивности разных по скороспелости сортов картофеля, выращенного на фоне осеннего внесения органических удобрений путем улучшения минерального питания растений во время вегетации за счет применения минеральных удобрений и бактеризации посадочного материала;

- факторы, определяющие влияние минеральных удобрений и бактеризации посадочного материала на рост и развитие растений, а также на урожайность и качество их клубней;

- повышение лежкоспособности продовольственных и семенных клубней за счет бактеризации посадочного материала;

- повышение урожайности картофеля, выращиваемого в укороченном севообороте, за счет запашки соломы, применения минеральных удобрений и бактериального препарата;

- факторы определяющие экономическую эффективность картофелеводства.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. 1. Условия и методика исследований.

Основной полевой опыт по совершенствованию системы удобрений проведены в г. в фермерском хозяйстве «Надежда» Красногорского района Московской области, а полевые и производственные опыты по укороченным севооборотам, запахиванию соломы, хранению и реализации картофеля проведе­ны в 2гг., гг. в крестьянском хозяйстве «Элха» Переславского рай­она Ярославской области.

Почва в фермерском хозяйстве «Надежда» дерново-подзолистая, легкосуглинистая, хорошо окультуренная. Пахотный горизонт 0-30 см характеризовался следующими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) - 2,10-2,45 %, pHkcl ~ 6,0; подвижного фосфора (по Кирсанову) 170-180 мг/кг (Р205); обменного калия (К2О - по Масловой) – 115-118 мг/кг. Метеорологические условия характерны для Центральной части Нечерноземной зоны РФ. За вегетативный период по многолетним данным со второй декады мая по 31 августа в среднем выпадает 295 мм осадков, а среднесуточная температура составляет 16,5°С. В 1995 г. эти показатели равнялись 218 мм и 18,2°С; в 1996 г. соответственно 269 мм и 20,2°С; в 1997 гмм и 16,4°С. Вегетационный период 1998 г. характеризовался избытком осадков - 407 мм и пониженной температурой (на 2,4°С) в третьей декаде июня первой декаде июля, а также во второй половине августа, что увеличило заболеваемость картофеля сорта Луговской фитофторозом.

Почва в крестьянском хозяйстве «Элха» серая лесная, оподзоленная, среднесуглинистая, содержание гумуса - 2,8-3,0 %, pHkcl ~ 6,3; подвижного фосфора 145-150 мг/кг (Р205); обменного калия (К2О) – 170-185 мг/кг. Вегетационные периоды были благоприятными для возделывания картофеля. 2008 г. характеризовался избытком влаги в первой половине вегетации, холодной весной; 2010 г. – высокой температурой воздуха и дефицитом осадков в июле-августе.

Агротехника на опытном поле включала виды работ, предусмотренные для Московской и Ярославской областей гребневой технологией возделывания картофеля, предшественник озимая пшеница или многолетние травы. Схема посадки 70x30 см, что обеспечило норму посадки около 50 тыс. клубней на 1 га. Перед посадкой клубни обрабатывались фунгицидом «Текто 450», в вариантах с бактериальными препаратами он не применялся.

Полевые опыты размещены методом рендомизированных блоков. Для исследований были взяты сорта: Жуковский ранний; среднеспелый сорт интенсивного типа Луговской. Эти сорта испытывались при следующих вариантах: 1 – контроль (фон) - ОУ - органические удобрения, 30 т/га навоза на основе птичьего помёта осенью под вспашку; 2 - ОУ+N30Р30К30 в виде нитрофоски по 3 ц/га весной перед нарезкой гребней (ОУ+NPK); 3 - ОУ+ N30 в виде аммиач­ной селитры 14-16 июня под первое окучивание; 4 - ОУ+ N60 в подкормку (см. вариант 3); 5 - ОУ+СП (бактериальный препарат № 1); 6 - ОУ+ПП (бак­териальный препарат № 2); 7 - ОУ+NРК+ N30; 8 - ОУ+NPK+ N60; 9 - ОУ+ NPK+СП; 10-ОУ+NPK+ПП.

Навоз на основе птичьего помета имел РН – 7,6 сухого вещества 25,1% с содержанием N-1.05%, Р2О5-0,55%, К2О-0,80%. Внесения навоза рассчитано на получение урожайности 25 т/га картофеля.

Препарат СП, являющийся модификацией препарата «Биоплант», представляет собой ассоциированные культуры бактерий рода Klebsiella с почвенными бациллами (Основа K. рlanticola 60-70% в сочетании с K. оxitoca, K. рneumonie (typus) и К. terrigena). Препарат «ПП» - фекоресцирующие псевдомонады: Ps. fluorescens и P. futida Sp. T-89. Готовые препараты (представлены профессором кафедры микробиологии ) в водной суспензии с титром 109 клеток в 1 мл. Препарат разбавляли водой 1:10, расход раствора 10 л/т. Площадь опытной учетной делянки 100 м2, повторность 4-х кратная.

Схема опыта по запахиванию соломы картофеля дана в таблице 5.

Исследования проведены с использованием современных общепринятых методов. Статистическая обработка проведена методом дисперсионного анализа.

2.2. Основные результаты исследований

2.2.1. Динамика формирования, ассимиляционной поверхности растений и надземной массы картофеля.

Исследования показали, что густота побегов, рост и развитие растений картофеля, темпы формирования и величина ассимилирующего аппарата, скорость и величина накопления биомассы и сухого вещества в листьях, стеблях, корнях и клубнях, а также процесс созревания определяются метеорологическими условиями вегетационного периода, сортовыми особенностями культуры и такими агроприёмами, как внесение предпосадочного удобрения, азотная подкормка при первой междурядной обработке и её доза, бактеризация посадочных клубней (таблица 1-4). Наиболее быстрое и раннее формирование всходов, густоты и высоты растений отмечено у сорта Жуковский ранний, который в годы с дефицитом влаги в августе, в отличие сорта Луговской успевает завершить клубнеобразование и рост надземной массы до снижения влажности почвы ниже критического уровня. Во влажный 1998 г. развитие (цветение, клубнеобразование и созревание) несколько затягива­лось, в результате повышалась опасность поражения картофеля фитофторозом. Эта опасность для среднеспелого сорта Луговской выше, чем для сорта Жуковский ранний.

Применение полного удобрения, азотных подкормок и бактериальных препаратов повышает кустистость растений, их высоту и выживаемость, увеличивая площадь листьев в 1,2 - 2,2 раза. При благоприятных условиях наибольшую площадь листьев формируют растения сорта Луговской, однако её максимум наблюдается в более поздние сроки, чем у сорта Жуковский ранний, когда уже снижается инсоляция (таблица 1). Наибольшая положительная реакция на азотные подкормки и бактеризацию посадочных клубней отмечена у сорта Жуковский ранний, который даёт более ранние и густые всходы и формирует корневую систему и фотосинтетический аппарат раньше, чем сорт Луговской (таблицы 1 и 2).

По мере старения (развития) растений в их органах повышается содержание сухого вещества. Указанный процесс сдерживается применением азотной подкормки, увеличивая накопление сухого вещества (таблица 2).

Таблица 1 - Динамика площади листьев (тыс. м2 на 1 га) разных сортов картофеля при внесении удобрений и применении бактериальных препаратов ( гг., в среднем за 3 года).

Варианты	Жуковский ранний	Луговской
начало бутони-зации	начало цветения	полное цвете-ние – конец цветения	начало бутони-зации	бутони-зация	Цвете-ние	конец цвете-ния
ОУ (фон) – контроль	14,4	26,2	27,3	6,4	18,7	24,3	30,4
ОУ + N30P30K30 (NPK)	15,1	33,5	92,0	9,0	21,9	26,9	44,2
ОУ+ N30	15,8	38,5	42,5	9,6	22,1	26,5	44,2
ОУ+ N60	16,3	38,1	40,2	8,9	23,6	27,0	47,8
ОУ + СП	14,0	35,0	45,7	8,2	22,2	25,5	41,4
ОУ + ПП	14,4	35,3	42,1	9,1	25,2	27,0	47,1
OУ+NPK+ N30	16,3	38,1	43,1	9,2	27,0	27,1	49,4
ОУ+NРК+ N60	19,5	39,2	42,2	10,9	26,4	28,2	52,8
ОУ + NPK + Cn	20,6	37,0	43,2	11,8	22,7	28,4	53,8
ОУ + NPK + ПП	20,6	37,6	43,2	11,0	22,7	30,1	51,9
НСР05 удобрений	1,1	1,3	1,2	1,1	1,3	1,2	2,1

На первоначальных этапах онтогенеза действие азотистых подкормок и бактериальных препаратов проявляется сильнее на фоне предпосадочного внесения NPK, чем без него. Указанная закономерность проявилась на сорте Жуковский ранний раньше и в 2-3 раза сильнее, чем на сорте Луговской. Предпосадочное внесение NPK в фазу «бутонизация - цветение» увеличивало среднюю массу сухого вещества одного растения сорта Жуковский ранний в 1,96 раза, а листьев в 1,36 раза. Несколько хуже реагировал на этот приём сорт Луговской. Накопление сухого вещества в растениях, в т. ч. и в клубнях, ускоряется и увеличивается при применении азотной подкормки и бактериальных препаратов, но сорт Жуковский ранний реагирует сильнее, чем Луговской.