CC BY
51
УДК 633.491
МЕЛКОТОВАРНОЕ КАРТОФЕЛЕВОДСТВО: СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ И БЕССМЕННОЙ ПОСАДКЕ, УДОБРЕНИЙ И СОРТОВ
А.В. КОРШУНОВ1, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник
Ю.Н. ЛЫСЕНКО2, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Н.Ю. ЛЫСЕНКО2, кандидатсельскохозяйственныхнаук, старший научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха, ул. Лорха, 23, пос. Красково-1, Люберецкий р-н, Московская обл., 140051, Российская Федерация
2Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Мичурина, 16, пос. Лунино, Пензенская обл., 442730, Российская Федерация
Резюме. Несмотря на то, что основные площади, занятые картофелем в РФ (по данным статистики 2012 г.), принадлежатЛПХ (84,8%) и КФХ(6,3%), научному обоснованию надежных приемов возделывания культуры в этом секторе уделяется крайне недостаточное внимание. Авторы решали задачудостиженияхорошего уровня плодородия почвы, высоких урожая и рентабельности производства в условиях ЛПХ и КФХ. Представлены результаты длительного опыта, проведенного на выщелоченных черноземах лесостепи Среднего Поволжья. В опыте изучали различные варианты размещения картофеля: бессменная посадка - контроль; бессменная посадка с промежуточной сидеральной культурой, которую запахивали в тот же год; в четырехпольном севообороте с одним полем сидерального пара и двукратным выращиванием промежуточных сидеральных культур. Исследования проводили на сортах трех групп спелости на фоне естественного плодородия почвы (контроль) и при внесении расчетных доз удобрений под урожайность картофеля 35 и 40 т/га. Промежуточная сидерация обусловила поступление в почву в севообороте 8,1-11,6 т/га сухого органического вещества, при бессменной посадке - 4,2-6,6 т/га. В обоих вариантах отмечен бездефицитный баланс гумуса, при его отрицательной величине в контроле. Продуктивность и качество картофеля в зависимости от размещения можно представить в следующей последовательности: севооборот > бессменная посадка + послеуборочная сидерация > бессменная посадка без промежуточной культуры (контроль). По отношению к контролю, включение промежуточных сидеральных культур способствовало повышению урожайности клубней в специализированном севообороте на 5,4 т/га; при бессменной посадке - на 2,2 т/га. Запланированный урожай (34,7 и 40,8 т/га) обеспечил только среднепоздний сорт Никулинский в специализированном севообороте. Близкие показатели отмечены у среднеспелого сорта Роко (32,9 и 37,2 т/г). Наивысшая рентабельность 80% установлена в варианте с севооборотом, в контроле она была равна 36%. Ключевые слова: мелкотоварное картофелеводство, промежуточные сидеральные культуры, севооборот, бессменная посадка, удобрения на планируемый урожай, сорт, группа созревания. Для цитирования: Коршунов А.В., Лысенко Ю.Н., Лысенко Н.Ю. Мелкотоварное картофелеводство: синергетический эффект промежуточных сидеральных культур в севообороте и бессменной посадке, удобрений и сортов // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №8. С. 28-33.
Современное производство картофеля в России сосредоточено главным образом в ЛПХ населения (около 84% валового объема). Однако технологический уровень его возделывания в хозяйствах этой категории остается на чрезвычайно низком уровне. Урожайность культуры на протяжении многих лет не поднимается выше 12-14 т/га, что в 3-4 раза ниже потенциала современных сортов. Причина тому - выращивание картофеля
на одном месте бессменно, без внесения органических и минеральных удобрений, использование некачественного семенного материала, низких репродукций [3].
Для мелкотоварныххозяйств лесостепной зоны Среднего Поволжья с неустойчивым увлажнением в условиях ограниченной площади земельного участка и острого дефицита органическихудобрений актуальны вопросы использования альтернативных источников органического вещества, в том числе, сидератов. Кроме того, промежуточные сиде-ральные культуры дают возможность решать проблемы биоразнообразия в севооборотах с высоким насыщением картофеля и при его бессменной посадке.
Большая часть имеющейся информации по использованию биологических мелиорантов относится к общим севооборотам [2, 3]. При этом по культуре картофеля они, во-первых, носят отрывочный характер. Во-вторых, большинство сведений получено для Нечерноземной зоны. В-третьих, отсутствуют данные для узкоспециализированных севооборотов с высоким насыщением картофелем, а также об использовании сидератов в качестве промежуточной культуры при бессменном возделывании картофеля.
Использование сидератов позволяет уменьшить минерализацию гумуса почвы, а благодаря зеленой массе и корневым остаткам - значительно пополнить почву органическим веществом. Накапливаемый в результате разложения лабильный гумус поддерживает устойчивость структуры почвы, режима питания и водообеспеченности растений, что обусловливает их оптимальное развитие даже в условиях засухи. Почва лучше поглощает питательные вещества и воду, удерживает химические элементы от вымывания [4, 5].
Продуктивность культур, возделываемых на зеленое удобрение, зависит от их биологического вида, почвенных и климатических особенностей, формы сидерации и сроков заделки в почву[6]. Так, в промежуточных посевах на светлосерой лесной почве после уборки озимой ржи на зеленый корм (поукосная сидерация) капустные культуры накапливают 5,0-9,7 т/га сухого вещества, бобовые - 3,7-8,5 т. Заделка зеленого удобрения после озимой ржи эквивалентна (по углероду) внесению 15-25 т/га полуперепревшего навоза, после раннего картофеля - 14-18 т/га [7].
Понятие «изучение севооборотов» (в широкой трактовке) охватывает комплекс работ. В.Р. Гуляев (1936) [8] схематично подразделил его на 4 основных направления: изучение элемента севооборота в расчлененном, изолированном виде (предшественники, занятые пары и др.); экспериментальная проработка различных комбинаций этих элементов, определение взаимозависимостей междуними (изучение «севооборотных звеньев»); изучение комбинаций того или иного агроприема с конкретным севооборотом (например, изменение продуктивности севооборота и составляющих его клиньев - культур, в зависимости от места и распределения в севообороте удобрений, орошения, сортов и др.); изучение «целых севооборотов». В своей работе мы рассматриваем два последних направления.
Цель исследований - поиск путей повышения плодородия почвы за счет интенсивного использования сидеральных культур в сочетании с удобрениями в условияхвысокого
насыщения структуры посевных площадей картофелем (вплоть до бессменных посадок) в мелкотоварных личных подсобных и фермерских хозяйствах для решения конечной задачи обеспечения высокой урожайности клубней.
Условия, материалы и методы. Для достижения поставленной цели в 1996 г. был заложен длительный многофакторный опыт с матрицей (3 х 3 х 3) х 3, в котором изучали следующие факторы и варианты:
размещение картофеля (фактор А) - бессменная посадка без промежуточных сидератов (контроль); бессменная посадка с промежуточной сидеральной культурой, которую запахивали в тот же год; в четырехпольном севообороте с одним полем сидерального пара и двукратным выращиванием промежуточных сидеральных культур (севооборот развернут всеми полями во времени и пространстве);
группа спелости сортов (фактор В) - среднеспелый Роко, среднепоздний Никулинский, поздний Малиновка;
система удобрений (фактор С) - без удобрений; NРК в расчете на урожайность 35 т/га ^РК-1); NРК в расчете на 40 т/га ^РК-2).
Общая площадь делянки 3-го порядка - 46,62 м2, учетная - 30 м2. Размещение вариантов систематическое. Повторность 3-х кратная.
Схема 4-хпольного севооборота предусматривала следующее чередование культур: картофель среднеран-ний + послеуборочно посев озимой смеси (рожь + вика мохнатая); рожь + вика мохнатая на зеленое удобрение + поукосно посев смеси редьки масличной с викой яровой на зеленое удобрение (сидеральный пар); картофель (3-х сортов - среднеспелый, среднепоздний, поздний); картофель ранний + послеуборочно посев горчицы белой на зеленое удобрение. Такой севооборот для мелкотоварного производства интенсивного типа характеризуется двумя принципиальными положениями: высокая насыщенность картофелем, а также в качестве замены отсутствующего навоза мощное воздействие на почву путем заделки органической массы сидератов. В качестве сидеральныхкультур в опыте выращивали озимую рожь Саратовская 7, вику мохнатую Глинковская, горчицу белую Рапсодия, редьку масличную Тамбовчанка, вику яровую Николаевская.
Почва - выщелоченный чернозем среднесуглини-стый по механическому составу. При закладке стационара она характеризовалась следующими величинами агрохимических показателей в слое Апах: рН - 5,32-5,56; обменная кислотность - 0,25-0,33 мг-экв/100 г, гидролитическая кислотность - 3,02-3,41 мг-экв/100 г; сумма поглощенных оснований Б=30,6-36,7 мг-экв/100 г; насыщенность основаниями V=85,9-93,5%; содержание гумуса 3,63-4,1%; Р2О5 и К2О (по Кирсанову) - 49,6102,0 и 108-200 мг/кг, соответственно.
В статье представлен анализ результатов эксперимента за время пятой ротации севооборота (2012-2015 гг.).
Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований различались между собой. Для 2012 г. были характерны повышенная температура воздуха (в среднем больше нормы на1,7 0С) и неравномерное выпадение осадков по месяцам: в мае - 17,3 мм (ГТК=0,34), в июне — 81,9 мм (ГТК=1,47), в июле - 35,3 (ГТК=0,54), в августе -149,8 мм (ГТК=2,50), в сентябре - 57,2 мм (ГТК=2,10). В 2013 г. средняя температура воздуха за вегетационный период составила 17,3 0С. Как и в предыдущие годы в мае наблюдали недостаток влаги (ГТК = 0,79). За лето выпало 201,0 мм осадков, или 110,7% от среднемноголетней нормы, что оказало положительное влияние на рост, развитие и накопление урожая клубней картофеля. В 2014 г. наблюдали экстремально засушливые условия. За вегетацию выпало всего 149,4 мм осадков, что меньше нормы на 40,3%. При этом
средняя температура воздуха составила 16,8 0С (+0,3 0С от нормы). Сумма активных температур достигла 2527,9 0С при среднемноголетних значениях 1805,6 0С, ГТК - 0,58, Анализ ГТК показал, что количество осадков было недостаточным по всем фазам развития картофеля. Например, период «посадка - полные всходы» для сортов всех групп спелости характеризовался как острозасушливый (ГТК -0,39). От начала бутонизации до полного цветения выпало 30,7 мм осадков (ГТК - 0,88 при оптимальном значении 1,4-1,6). В период созревания картофеля выпало 43,9 мм осадков, или на 45,9 мм меньше среднемноголетних значений, что также отрицательно сказалось на накоплении надземной массы сидеральных культур. Метеорологические условия вегетационного периода 2015 г. были наиболее благоприятными для роста и развития картофеля. Средняя температура воздуха составила 20,4 0С, что на 2,9 0С выше средней многолетней за этот же период. За вегетацию выпало 197,8 мм осадков, причем большая их часть (127,9 мм) пришлась на период цветение - созревание, что положительно сказалось на формировании урожая картофеля.
Основная обработка почвы осенью в годы исследований состояла из вспашки на глубину 18-20 см (МТЗ-82 + ПЛН-3-35). Весной проводили боронование и культивацию КПС-4 на глубину 14-16 см, под которую вручную вразброс вносили удобрения. Посадку картофеля осуществляли клоновой сажалкой СН-4К из расчета 57,2 тыс. клубней на 1 га в конце первой - начале второй декады мая. Уход за растениями состоял из междурядной обработки культиватором КФК-2,8 с формированием объемных гребней при появлении единичных всходов.
Семена картофеля репродукции элита перед посадкой обрабатывали от болезней и вредителей протравителем Престиж (1,0 л/т). Растения в конце второй половины вегетации опрыскивали против колорадского жука инсектицидом Актара (0,08 кг/га); от фитофтороза - фунгицидами (1-я обработка Акробат, 2 кг/га; 2-я - Курзат, 2,5 кг/га; 3-я - Ширлан, 0,4 л/га). Против сорняков использовали гербициды (1-я обработка баковая смесь Зенкор, 0,8 л/га + Титус, 0,3 л/га); 2-я - Титус, 0,2 л/га с прилипателем Тренд-90).
Уборку урожая ранних сортов проводили в конце первой декады августа; среднеранних - во второй декаде этого же месяца; поздних - в первой декаде сентября методом сплошной копки картофелекопателем КСТ-1,4 отдельно по повторностям и сортам.
Полевые опыты сопровождали наблюдениями, учетами и измерениями, которые выполняли с соблюдением требований методики опытного дела [9]:
вегетативную массурастений картофеля и сидеральных культур (весовым методом), размеры урожая и его структуру, содержание крахмала в уборочной пробе (по удельной массе на весах Парова), содержание сухого вещества (термостатно-весовым методом) [10];
контроль влажности почвы осуществляли термостатно-весовым методом в основные фазы развития (перед посадкой, всходы, цветение и уборка) в слоях 0-50 см, биологическую активность почвы - методом льняного полотна [11].
Экономическую эффективность рассчитывали по ценам 2014 г. с использованием технологической карты и с учетом потерь продукции при хранении.
Результаты и обсуждение. Содержания влаги в почве определяет количество выпавших осадков в течение вегетационного периода. При этом зимние влагозапасы на дату перехода температуры воздуха через 10 оС весной (2-6 мая) в метровом слое в почвах Пензенской области на озимых составляют 150-180 мм продуктивной влаги, на зяби чуть меньше [12, 13].
Таблица 1. Урожайность сидератов и их химический состав в зависимости от фона удобрений (20122015 гг.)
Культура Система удобрений Урожайность, т/га Выход, кг/га
зеленая сухая N P2O5 кр Mg Ca С
Бессменная посадка
Рожь озимая + без удобрений 10,5 3,3 54,6 8,5 95,9 14,0 42,7 1383
вика мохнатая NPK-1 15,1 4,2 72,7 11,2 109,2 22,6 56,5 1502
NPK-2 19,8 5,2 110,1 17,3 257,0 30,9 79,4 1597
Горчица без удобрений 7,9 1,0 39,9 5,1 70,7 11,5 11,9 253
белая NPK-1 10,2 1,1 48,3 6,3 86,0 13,9 14,9 311
NPK-2 12,1 1,4 63,8 8,3 113,6 18,4 19,9 404
Сумма без удобрений 18,4 4,2 94,5 13,6 166,6 25,6 54,6 1635
по вариантам NPK-1 25,9 5,3 121,0 17,5 195,2 36,5 71,4 1813
NPK-2 31,9 6,6 173,9 25,6 370,6 49,3 99,3 2400
Севооборот
Рожь озимая + без удобрений 11,7 3,67 60,7 9,4 106,6 15,6 47,5 1535,7
вика мохнатая NPK-1 16,8 4,70 80,8 12,5 121,2 25,1 62,8 1668,3
NPK-2 22,0 5,79 122,3 19,3 285,6 34,3 88,2 221,3
Редька без удобрений 18,4 3,00 63,3 14,1 143,9 22,3 34,2 913,7
масличная + NPK-1 26,5 3,46 103,3 19,1 186,3 31,2 66,9 1125,8
вика яровая NPK-2 33,4 3,94 136,5 23,8 241,0 40,5 71,9 1316,1
Горчица белая без удобрений 19,4 1,42 34,6 4,8 56,6 5,4 12,3 320,0
NPK-1 25,1 1,66 45,1 6,5 72,2 7,2 14,8 403,7
NPK-2 29,5 1,86 59,1 8,9 92,9 10,7 23,6 501,5
Сумма без удобрений 49,5 8,09 158,6 28,3 307,1 52,2 94,0 2787,4
по вариантам NPK-1 68,4 9,82 229,2 38,1 379,7 63,5 144,5 3197,8
NPK-2 84,9 11,59 317,9 52,0 619,5 85,5 183,7 4035,9
Наши расчеты показали, что для получения высокого урожая картофеля за вегетационный период необходимо 265-310 мм осадков. В условиях проведения исследований сумма среднемноголетних осадков с мая по август для ранних и среднеранних сортов составляла 205,6 мм, с мая по сентябрь для среднепоздних и позднеспелых сортов » 251,1 мм, что ниже указанных оптимальных значений.
При этом сравнение влажности почвы перед посадкой между полем с промежуточной сидерацией и контролем показало ее увеличение в среднем на 1,0%. Наибольшее повышение влажности наблюдали в специализированном картофельном севообороте после сидерального пара - + 1,4% .
Промежуточная сидерация в полях севооборота и бессменных посадках картофеля позволила доиспользовать климатические ресурсы осени Среднего Поволжья. Так, после уборки ранних сортов картофеля при послеуборочном посеве горчицы белой в начале второй декады августа и запашке в начале третьей декады октября в среднем за 4 года они составили 57 дн. с суммой активных температур 6820С и 150 мм выпавших осадков.
После уборки среднеранних сортов картофеля в конце второй декады августа в севообороте высевали смесь озимой ржи с викой мохнатой. Это позволило доиспользовать агроклиматические ресурсы не только осенью, но и весной когда в течение 55 дн. до измельчения в фазе цветения ржи и вики в первой декаде июня они составили 779° активных температур и 55 мм осадков.
Масса сидеральных культур и их смесей отличалась по урожайности, выходу сухого вещества и химическому составу (табл. 1). Увеличение биомассы на участках с минеральными удобрениями, которые вносили под картофель, свидетельствует о том, что корневая система озимых и яровых сидератов активно использует растворимые соединения азота и калия, кальция и магния, предотвращая их вымывание за пределы почвенного профиля. В этом заключается дополнительная экологическая роль сидерации в круговороте элементов агрофитоценоза [14].
В результате использования промежуточных сидеральных культур в почву полей с бессменной посадкой картофеля поступило от 18,4 до 31,9 т/га зеленой био-
массы с содержанием в ней азота - от 94,5 до 173,9 кг/га; фосфора - от 13,6 до 25,6 кг/га; калия - от 166,6 до 370,6 кг/га; магния - от 25,6 до 49,3 кг/га;кальция - от 54,6 до 99,3 кг/га; углерода - от 1635,2 до 2400,4 кг/га. Выращивание сидеральных культур в специализированном севообороте обеспечило поступление в почву гораздо большего количества биомассы - от 49,5 до 84,9 т/га, в том числе от 158,6 до 317,9 кг/га азота; от 28,3 до 52,0 кг/га фосфора; от 307,1 до 619,5 кг/га калия; от 52,2 до 85,5 кг/га магния; от 94,0 до 183,7 кг/га кальция; от 2787,4 до 4035,9 кг/га углерода.
Наименьшую биологическую активность почвы наблюдали в засушливом 2014 г., о чем свидетельствует низкая степень разложения льняного полотна: в контроле - 19,8%, в бессменных посадках с промежуточными сидеральными культурами - 24,7%, в специализированном севообороте - 29,1% (табл. 2). Наибольшие величины этого показателя отмечены в самом влажном 2015 г. - соответственно 40,6, 46,1 и 52,1%.
Внесение минеральных удобрений активизировало почвенную микрофлору. Благоприятное воздействие на ее активность оказывала и заделка сидератов. Наибольшая величина этого показателя в среднем за 4 года отмечена в специализированном картофельном севообороте - 39,0% (против 27,6% в бессменных посадках и 33,6% в бессменных посадках с промежуточными сидеральными культурами).
Наименьшая средняя урожайность по 3-м изучаемым сортам и факторам отмечена в 2014 г. с обеспеченностью осадками 60% от среднемноголетней нормы - 24,6 т/га. В 2012 г. она составила 30,6 т/га, в 2013 г. - 29,4 т/га и максимальный за годы исследований уровень отмечен в 2015 г. - 32,7 т/га. Сбор клубней среднеспелого сорта Роко в наиболее урожайном 2015 г. составил 32,5 т/га, среднепозднего Никулинский - 34,6 т/га, позднего Малиновка - 31,1 т/га (табл. 3).
При бессменной посадке промежуточная си-деральная культура на фоне естественного плодородия почвы за 4 года исследований обеспечила достоверную прибавку урожая клубней к контролю. Для среднеспелого сорта Роко она была равна 2,7 т/га, среднепозднего Никулинский - 2,4 т/га
Таблица 2. Биологическая активность почвы (степень разложения льняного полотна, %)
и позднеспелого Малиновка - 1,6 т/га (при НСР05 - 0,430,76 т/га). Еще более высокая достоверная прибавка к контролю (бессменно без сидератов) отмечена в специализированном севообороте с 75%-ным насыщением картофелем. По сорту Роко она возросла до 4,1 т/га; Никулинский - до 3,8 т; Малиновка - до 2,8 т/га.
Применение минеральных удобрений на планируемую урожайность 35 и 40 т/га (фактор С) в сочетании с сидерацией в условиях севооборота обеспечило получение заданной величины на среднепозднем сорте Никулинский (34,7 и 40,8 т/га, соответственно), близким к запланированному уровню был и сбор клубней среднеспелого сорта Роко (32,9 и 37,2 т/га). По позднеспелому же сорту Малиновка урожайность оказалась существенно меньше - 27,0 и 33,7 т/га. Несколько ниже была величина этого показателя при бессменной посадке с промежуточными сидератами. По сортам, соответственно, Роко - 30,3 и 34,6 т/га; Никулинский - 33,0 и 37,5 т/га, Малиновка - 25,6 и 30,9 т/га.
Наибольшее влияние на рост урожайности оказало удобрение (фактор С). В лучшем варианте NРК на 40 т/га прибавка к контролю составила 11,5 т/га. Выявлен устойчивый характер взаимодействия 2-х факторов (сорт + удобрение; размещение картофеля + сорт; удобрение + размещение), но наибольший эффект от взаимодействия обеспечивает сочетание 3-х изучавшихся факторов (размещение, сорт, удобрение) -от 1,29 до 1,45 т/га.
Наибольшее накопление крахмала (15,9%) и сухих веществ (24,6%) по всем сортам отмечали в засушливом 2014 г. (табл. 4). В 2012 и 2013 гг. с высокой обеспеченностью осадками
величины этих показателей были несколько ниже.
Поступление в почву органического вещества от промежуточных сиде-ральных культур увеличивало накопление крахмала и сухих веществ по всем изучаемым сортам картофеля. Максимальное в опыте их содержание отмечали в специализированном картофельном севообороте - 15,5 и 23,5%, соответственно, что выше контроля на 0,9 и 1,0%. Также достоверное превосходство над контролем по величине этих показателей (на 0,5 и 0,3%, соответственно) отмечено при бессменной посадке в сочетании с промежуточной запашкой сидератов.
Минеральные удобрения в расчете на планируемую урожайность 35 и 40 т/га по всем сортам не зависимо от места размещения культуры достоверно снижали содержание крахмала и сухих веществ, по сравнению с установленны-
Таблица 3. Урожайность клубней в зависимости от места размещения картофеля, удобрений и сорта
Место размещения картофеля Вариант 2012 2013 2014 2015 Средняя
Бессменная посадка Контроль 13,0 13,9 12,0 20,3 14,8
(контроль) NPK-1 22,0 20,6 21,0 38,7 25,6
NPK-2 50,0 30,0 26,3 62,7 42,4
Среднее 28,3 21,7 19,8 40,6 27,6
Бессменная посадка Контроль 18,0 21,6 14,0 21,9 18,9
с промежуточными NPK-1 33,0 27,2 23,0 52,2 33,8
сидератами NPK-2 57,0 34,2 37,0 64,1 48,1
Среднее 36,0 27,7 24,7 46,1 33,6
Специализированный Контроль 26,0 22,6 17,0 33,0 24,6
севооборот NPK-1 47,0 31,9 26,6 57,0 40,6
NPK-2 61,0 36,4 43,6 66,1 51,8
Среднее 44,7 30,3 29,1 52,1 39,0
Фактор Урожайность, т/га
размещение /»л г> т (Д1 удобрение 2012 2013 2014 2015 сред-
картофеля (А) сорт (В) (С) г. г. г. г. няя
Бессменная Роко контроль 25,6 21,1 16,3 24,8 21,9
посадка среднеспелый NPK-1 29,5 25,7 25,1 31,4 27,9
без промежу- NPK-2 34,2 31,1 28,6 34,7 32,1
точных Никулинский контроль 26,1 24,6 16,1 23,9 22,7
сидеральных среднепоздний NPK-1 32,5 31,9 24,5 34,1 30,7
культур (кон- NPK-2 37,3 35,7 28,0 40,5 35,4
троль, I) Малиновка контроль 18,7 17,5 14,4 20,8 17,8
позднеспелый NPK-1 23,1 19,8 21,5 30,5 23,7
NPK-2 28,2 26,1 26,7 36,2 29,3
Бессменная Роко контроль 28,9 24,1 18,7 26,7 24,6
посадка с про- среднеспелый NPK-1 31,8 28,4 27,4 33,8 30,3
межуточными NPK-2 35,3 34,2 30,6 38,4 34,6
сидеральными Никулинский контроль 27,7 28,5 18,1 26,0 25,1
культурами (II) среднепоздний NPK-1 34,0 34,7 26,8 36,7 33,0
NPK-2 39,3 38,7 30,5 41,4 37,5
Малиновка контроль 20,7 19,6 15,6 21,8 19,4
позднеспелый NPK-1 27,0 22,0 23,0 33,6 25,6
NPK-2 30,1 28,4 28,5 36,7 30,9
Специализиро- Роко контроль 31,8 27,3 20,1 27,8 26,0
ванный севоо- среднеспелый NPK-1 35,7 34,6 30,7 36,3 32,9
борот (III) NPK-2 40,7 40,8 34,9 38,7 37,2
Никулинский контроль 30,4 32,7 19,3 28,1 26,5
среднепоздний NPK-1 35,1 42,0 29,5 38,2 34,7
NPK-2 44,6 46,3 35,4 43,0 40,8
Малиновка контроль 21,8 20,6 17,2 22,8 20,6
позднеспелый NPK-1 24,1 27,1 25,5 35,3 27,0
NPK-2 35,2 31,1 32,4 41,9 33,7
Средние по А I 28,3 25,9 22,4 30,7 26,8
факторам II 30,2 28,7 24,3 32,8 29,0
III 33,3 33,6 27,2 34,7 32,2
В Роко 32,6 29,7 25,8 32,5 30,1
Никулинский 34,1 35,0 25,3 34,6 32,2
Малиновка 25,1 23,6 22,7 31,1 25,6
С контроль 25,7 24,0 17,3 27,4 23,6
NPK-1 30,0 29,6 26,0 34,4 30,0
NPK-2 36,1 34,7 30,6 39,1 35,1
НСР05 для фактора А 0,43 0,48 0,48 0,76 0,29
для фактора В 0,43 0,48 0,48 0,76 0,29
для фактора С 0,43 0,48 0,48 0,76 0,29
для взаимодействия АВ 0,75 - 0,83 - -
для взаимодействия ВС 0,75 0,84 0,83 1,32 0,51
для взаимодействия АС 0,75 0,84 0,83 - -
для взаимодействия АВС 1 ,29 1 ,45 1 ,44 - 0,89
Таблица 4. Содержание крахмала в клубнях
Фактор 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. Среднее
размещение картофеля (А) сорт (В) удобрение (С)
Бессменная Роко контроль 11,8 14,6 14,8 16,6 14,4
посадка без среднеспе- NPK-1 11,0 12,8 17,4 15,6 14,2
промежуточных лый NPK-2 10,9 11,3 16,2 13,5 13,0
сидеральных Никулинский контроль 17,6 17,6 13,8 20,6 17,4
культур среднепозд- NPK-1 15,6 16,7 17,1 19,0 17,1
(контроль, I) ний NPK-2 15,2 14,7 15,8 16,6 15,6
Малиновка контроль 14,9 14,2 12,9 13,0 13,7
позднеспе- NPK-1 14,5 13,7 16,6 12,7 14,4
лый NPK-2 14,1 13,2 15,3 12,5 13,8
Бессменная Роко контроль 13,8 13,8 15,2 17,6 15,1
посадка с про- среднеспе- NPK-1 12,3 12,4 19,4 15,7 14,9
межуточными лый NPK-2 11,8 11,8 16,6 13,7 13,5
сидеральными Никулинский контроль 19,3 18,0 14,0 21,7 18,2
культурами (II) среднепозд- NPK-1 17,6 16,6 18,0 19,7 18,0
ний NPK-2 16,3 14,6 16,4 18,4 16,4
Малиновка контроль 15,1 13,8 13,2 15,2 14,3
позднеспе- NPK-1 14,9 13,6 17,0 14,6 15,0
лый NPK-2 14,6 13,1 15,9 13,9 14,4
Специализиро- Роко контроль 14,1 13,5 15,0 17,6 15,0
ванный севоо- среднеспе- NPK-1 12,8 13,2 18,5 15,9 15,1
борот (III) лый NPK-2 11,8 11,1 17,1 14,1 13,5
Никулинский контроль 19,8 18,7 13,9 22,7 18,8
среднепозд- NPK-1 17,6 17,4 17,3 19,8 18,0
ний NPK-2 17,1 15,9 15,8 18,5 16,8
Малиновка контроль 15,6 14,6 13,3 15,9 14,8
позднеспе- NPK-1 15,4 14,1 16,7 14,8 15,2
лый NPK-2 14,7 13,9 15,7 14,3 14,6
Средние по А I 13,9 14,3 15,5 15,6 14,8
факторам II 15,1 14,2 15,9 16,7 15,5
III 15,4 14,8 16,3 17,1 15,9
В Роко 12,2 12,7 14,0 15,6 13,6
Никулин- 17,3 16,7 17,6 19,7 17,8
ский
Малинов- 14,9 13,8 16,1 14,1 14,7
С ка контроль 15,8 15,3 16,7 17,9 16,4
NPK-1 14,6 14,6 15,8 16,4 15,3
NPK-2 14,0 13,3 15,2 15,0 14,4
нср05 для фактора А 0,14 0,14 0,13 0,08 0,05
для фактора В 0,14 0,14 0,13 0,08 0,05
для фактора С 0,14 0,14 0,13 0,08 0,05
для взаимодействия АВ 0,28 - 0,23 0,13 0,08
для взаимодействия ВС 0,28 0,24 0,23 0,13 0,08
для взаимодействия АС 0,28 0,24 0,23 0,13 0,08
для частных средних 0,44 0,41 0,39 0,23 0,14
ми на фоне естественного плодородия почвы. Известно, что для решения этой проблемы доза фосфора в составе полного минерального удобрения должна быть выше, чем доза азота, которая, в свою очередь не должна превышать установленных предельных величин [15].
По сортам наибольшие величины этих показателей за 3 года исследований отмечено у среднепозднего сорта Никулинский - 17,2 и 24,9%, соответственно. У среднеспелого Роко (13,0 и 20,3%) и позднего Малиновка (14,9 и 23,6%) они были достоверно ниже.
Сбор крахмала с 1 га в контроле составил 3,3 т, сухого вещества - 5,1т. При бессменной посадке в сочетании с посевом промежуточных сидеральных культур он увеличился до 3,8 и 5,7 т/га, соответственно. В специализированном севообороте сбор крахмала с 1 га посадок картофеля достиг 4,4 т, сухого вещества - 6,7 т, однако при пересчете на 1 га севооборотной площади он составил 3,3 и 5,1т, что находится на уровне контроля.
За время хранения общие потери массы клубней картофеля, выращенного в специализированном севообороте, в среднем за 4 года составляли 11,6%, против 12,9% в варианте с бессменной посадкой и промежуточной сидерацией и 14,5% в контроле. Лучшую лежкость продемонстрировал
среднеспелый сорт Роко: общие потери урожая, выращенного в варианте без удобрений в специализированном севообороте, были равны 8,8%, в поле с бессменным размещением и промежуточными сидеральными культурами - 10,7%, в контроле -12,5%. Внесение удобрений несколько ухудшало лежкость картофеля всех изучаемых сортов. Потери увеличивались, по сравнению с контролем, в среднем на 0,7-1,6%.
Рассчет экономической эффективности показал, что самый низкий уровень рентабельности (30%) достигается в контроле (бессменная посадка, без промежуточной сидеральной культуры), а наиболее высокий (80%) - в специализированном севообороте.
Применение минеральных удобрений в сочетании с промежуточными сидеральными культурами, как в севообороте, так и при бессменном размещении, несмотря на увеличение затрат, благодаря наибольшему приросту урожайности не приводило к снижению уровня рентабельности производства.
Выводы. Агроклиматические ресурсы Среднего Поволжья по поступлению ФАР, продолжительности вегетационного периода с суммой активных температур +100 - 107 дн. и безморозного периода 131 дн. - позволяют успешно выращивать сорта картофеля разных групп спелости с широкой агроэкологической устойчивостью к биотическим и абиотическим ситуациям. Посев сидеральных культур после ранних и среднеранних сортов, которые используют имеющиеся агроклиматические ресурсы на 70-80%, дает возможность увеличить полноту и эффективность их эксплуатации.
Промежуточная сидерация в бессменных посадках обеспечивает увеличение поступления органического вещества в почву за 4 года на 4,2-6,6 т/га сухого вещества; N - на 94,5-173,9 кг/га; Р2О5 - на 13,6-25,6 кг/га; К2О - на 166,6-370,6 кг/га; Мд - на 25,6-49,3 кг/га; Са -на 54,6-99,3 кг/га; углерода - на 1635-2400 кг/га. За ротацию специализированного картофельного севооборота благодаря сидеральному культурообороту в пару и послеуборочному посеву горчицы белой в почву поступает 8,1-11,6 т/га сухого вещества; 158,6-317,9 кг/га азота; 28,3-52,0 кг/га фосфора; 307,1-619,5 кг/га калия; 52,2-85,5 кг/га магния; 94,0-187,7 кг/га кальция; 27874036 кг/га углерода.
Поступление указанного количества органического вещества способствовало достижению бездефицитного баланса гумуса в варианте с бессменной посадкой
в сочетании с посевом промежуточной сидеральной культуры и в специализированном севообороте.
Применение минеральных удобрений в бессменных посадках с промежуточными сидеральными культурами и без них, а также в специализированном картофельном севообороте на планируемые 35 и 40 т/га позволило собрать запланированную урожайность за 4-е года только на сред-непозднем сорте Никулинский - 34,7 и 40,8 т/га. Близкие показатели получены на среднеспелом сорте Роко - 32,9 и 37,2 т/га. Позднеспелый сорт Малиновка оказался бесперспективным для условий Среднего Поволжья.
Отмечена положительная роль промежуточных си-деральных культур в улучшении качества продукции изучаемых сортов картофеля. Так, на 3-х фонах удобрений благодаря поступлению в почву органического вещества в специализированном севообороте содержание крахмала и сухого вещества в клубнях увеличилось, по сравнению с контролем, на 0,8 и 1,3%, соответственно. Достоверная прибавка величин этих показателей от промежуточных си-деральных культур выявлена и в бессменных посадках.
С экономической точки зрения наиболее эффективно выращивание картофеля в специализированном
севообороте с сидеральным паром и полями промежуточных сидеральных культур (рентабельность 80%). При сочетании бессменной посадки с промежуточной сидерацией уровень рентабельности составлял 50%, в контроле - 36%.
Таким образом, применительно к условиям мелкотоварного картофелеводства в ЛПХ и КФХ с ограниченными земельными ресурсами и, как правило, отсутствием навоза для поддержания бездефицитного баланса гумуса, для достижения высокой урожайности клубней и хорошей рентабельности производства можно рекомендовать посев промежуточных культур с последующей запашкой их вегетативной массы. В условиях севооборота, насыщенного картофелем, допускается включение отдельного поля сидерального пара. Выращивание промежуточных сидеральных культур приемлемо и при бессменном размещении картофеля (их посев можно осуществлять после уборки ранних или среднеранних сортов). Минеральные удобрения целесообразно вносить в расчете на планируемую урожайность 35 т/га (среднепоздний сорт Никулинский и среднеспелый сорт Роко).
Литература.
1. Производство и рынок картофеля в Российской Федерации: итоги, проблемы, перспективы / Б.В. Анисимов, В.С. Чугу-нов, О.Н. Шатилова, Л.Б. Ускова, С.И. Логинов // Картофель и овощи. 2012. №2. С. 6-8.
2. Козлова Л.М., Денисова А.В. Промежуточные культуры в полевых севооборотах Кировской области //Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2014. №5. С. 33-37.
3. Литвинцев П.А., Кобзева И.А. Влияние систематического использования сидератов на продуктивность зернопарового севооборота // Земледелие. 2014. №8. С. 23-24.
4. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры - важнейший элемент интенсивных зональных систем земледелия //Агрономические основы специализации севооборотов. М.: Агропромиздат, 1987. С. 29-40.
5. Кирюшин В.И. Технологическая модернизация земледелия России: предпосылки и условия// Земледелие. 2015. №6. С. 6-10.
6. Комарова Н.А. Эффективность использования зелёного удобрения в Нижегородской области //Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. №3 (46). С. 43-49.
7. Надежкин С.М. Влияние сидерации на содержание гумуса в почвах лесостепи Поволжья // Эколого-экономические и агротехнические аспекты земледелия. Пенза, 1999. С. 84-86.
8. Гуляев В.Р. Об изучении севооборотов в полевом опыте //Химизация социалистического земледелия. 1936. №4.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973. С. 335.
10. Методика исследований по культуре картофеля. М.: НИИКХ, 1967. 263 с.
11. Практикум по земледелию / под ред. С.А. Воробьева. М.: Колос, 1971. 311 с.
12. Агроклиматические ресурсы Пензенской области. Л.: Гидрометиздат, 1972.
13. Лысенко Ю.Н. Оптимизация продукционного процесса картофеля в лесостепи Среднего Поволжья: дисс. на соискание ученой степени доктора с.-х. наук. Пенза, 2006. 372 с.
14. Ломов С.П., Лысенко Ю.Н., Кузнецова Е.В. Плодородие черноземов при бессменной посадке картофеля с промежуточной сидерацией // Материалы научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития картофелеводства. Чебоксары, 2012. С. 200-203.
15. Управление содержанием крахмала в картофеле/А.В. Коршунов, Г.И. Филиппова, Н.А. Гаитова, Л.Н. Кутовенко//Достижения науки и техники АПК. 2010. №11. С. 19-22.
SMALL-SCALE COMMODITY POTATO GROWING: SYNERGETIC EFFECT OF INTERMEDIATE GREEN-MANURE CROPS IN THE CROP ROTATION AND MONOCULTURE, FERTILIZERS AND VARIETIES
A.V. Korshunov1, Yu.N. Lysenko2, N.Yu. Lysenko2
1All-Russian Research Institute of Potato Farming by A.G.Lorh, ul. Lorkha, 23, pos. Kraskovo-1, Lyuberetskii r-n, Moskovskaya obl., 140051, Russian Federation
2Penza Research Institute of Agriculture, ul. Michurina, 16, pos. Lunino, Penzenskaya obl., 442730, Russian Federation Summary. Despite the fact that the most areas, occupied with potato in the Russian Federation (according to the data of statistics in 2014), belong to private subsidiary farming (84.8%) and peasant economy (6.3%), extremely insufficient attention is paid to the scientific substantiation of foolproof methods of the crop cultivation in this sphere. The authors solved the problem of achievement of a good level of soil fertility, high yields and production profitability under conditions of private subsidiary farming and peasant economy. There are presented results of a long-term test, carried out on leached chernozems in the forest-steppe of the Middle Volga region. In the experiment it was studied different variants of potato arrangement (monoculture - the control; monoculture with an intermediate green-manure crop, which was plowed in in the same year; and in the four-field crop rotation with one field of seeded fallow and double cultivation of intermediate green-manure crops) with application of calculated fertilizer doses for potato yield 35 and 40 t/ha. The investigations were carried out with varieties of three groups of ripeness. The intermediate green manuring caused input of 8.1-11.6 t/ha of dry organic matter into the soil in the crop rotation, and 4.2-6.6 t/ha - in the monoculture. The self-supporting balance of humus was noted in the both variants, while it was negative in the control. The productivity and the quality of potato depending on the arrangement can be presented as the following sequence: the crop rotation - monoculture + green manuring after harvesting -monoculture without an intermediate crop (the control). With respect to the control, the inclusion of the intermediate green manure crops contributed to the increase in tuber yields by 5.4 t/ha in the specialized crop rotation and by 2.2 t/ha in the monoculture. The planned harvest (34.7 and 40.8 t/ha) was provided only by middle-late variety Nikulinsky in the specialized crop rotation. Similar values were noted for the middle-ripening variety Roko (32.9 and 37.2 t/ha). The highest profitability (80%) was in the variant with the crop rotation, it was equal to 36% in the control. Keywords: small-scale commodity potato growing, intermediate green manure crops, crop rotation, monoculture, fertilizers for the planned yield, variety, ripening group.
Author Details: A.V. Korshunov, corresponding member of the RAS, chief research fellow; Yu.N. Lysenko D. Sc. (Agr.), head of laboratory; N.Yu. Lysenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow
For citation: KorshunovA.V., LysenkoYu.N., Lysenko N.Yu. Small-Scale CommodityPotato Growing: Synergetic Effect oflntermediate Green-Manure Crops in the Crop Rotation and Monoculture, Fertilizers and Varieties. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK 2016. V.30. No. 8. Pp. 28-33 (in Russ.).
