Влияние азотных удобрений, регуляторов роста и приемов обработки почвы на урожайность и качество клубней картофеля

На правах рукописи Черных Антонина Сергеевна ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ, РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре растениеводства и луговых экосистем ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева» Научный руководитель: Шитикова Александра Васильевна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Официальные оппоненты: Коршунов Александр Васильевич член-корреспондент РАСХН, доктор с.-х. наук, профессор, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха, главный научный сотрудник отдела агрохимии и биохимии Баженова Светлана Сергеевна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева», доцент кафедры селекции и семеноводства полевых культур Ведущая организация: ГНУ Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка» Защита диссертации состоится 19 ноября 2013 г. в 1430 час. на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.15, тел./факс: 8 (499) 976-24-92. С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ имени Н.И. Железнова ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева» Автореферат разослан «18» октября 2013 г. Ученый секретарь диссертационного совета Лазарев Н.Н. Общая характеристика работы Актуальность темы. Картофель является одной из важнейших продовольственных культур. Россия является основным производителем картофеля в мире, занимая второе место по площади, третье – по валовому сбору и одно из последних мест – по урожайности (ФАО, 2012). Основными причинами этого являются несбалансированное минеральное питание и болезни картофеля. В настоящее время остро стоит проблема более полной реализации биологического потенциала картофеля путем внедрения элементов биологизации его возделывания, базирующейся на максимальном использовании адаптивного и продуктивного потенциала возделываемых сортов, рационального применения удобрений, регуляторов роста, средств защиты растений от вредителей и болезней. Важное значение для повышения его продуктивности и качества имеет изучение реакции картофеля на уровень питания, отзывчивость на регуляторы роста с учетом их адаптивности, пластичности, стабильности. Выявление наиболее эффективных из них и определение оптимальных условий их использования является важной задачей в растениеводстве (Н.Н. Малеванная, 2007; А.Н. Постников, 2006). Цель и задачи исследований. Цель - обосновать дозы внесения различных форм азотных удобрений на почвах с различными по интенсивности и характеру воздействия приемами основной обработки, оценить эффективность применения регуляторов роста на формирование высоких урожаев картофеля и качественные характеристики продукции применительно к дерново – подзолистым почвам. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: выявить влияние систем основной обработки почвы, форм и доз азотных удобрений и применения регуляторов роста на формирование фотосинтетического аппарата, морфобиологические показатели картофеля и ход продукционного процесса; научно обосновать оптимальные дозы различных форм азотных удобрений, применяемых в качестве корневых подкормок, обеспечивающих максимальную продуктивность при разработке технологии возделывания картофеля; оценить эффективность применения некорневых подкормок растений картофеля азотными удобрениями различных форм и определить их оптимальные концентрации для применения по вегетирующим растениям; изучить особенности формирования урожая, основных компонентов его структуры и показателей качества клубней в зависимости от агротехнических приемов возделывания картофеля; дать оценку экономической эффективности изучаемых приемов возделывания картофеля. Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России в многофакторных полевых опытах на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве проведены исследования, направленные на изучение влияния различных форм и доз азотных удобрений и регуляторов роста на рост, развитие, параметры фотосинтетической деятельности, товарную и семенную продуктивность посадок и качество клубней. В результате исследований выявлена роль азотных удобрений и регуляторов роста, внесенных по вегетирующим растениям в формировании наиболее продуктивных посадок картофеля. Практическая значимость. На основании проведенных исследований выбраны экологически безопасные формы и определены оптимальные дозы азотных удобрений, а также установлены наиболее эффективные регуляторы роста для обработки растений картофеля во время вегетации, позволяющие улучшить рост, развитие, параметры фотосинтетической деятельности, товарную и семенную продуктивность посадок и качество клубней. Это позволило получить урожайность клубней от применения подкормок мочевиной в дозе N30 порядка 30 т/га (на 14,5 % выше контроля), от применения регулятора роста Эпин-экстра - 27 т/га (на 15,9 % выше контроля), от применения для некорневой подкормки 1% раствора аммиачной селитры - 28 та (на 22% выше контроля). Разработаны практические рекомендации по эффективному применению корневых и некорневых подкормок азотными удобрениями и обработок регуляторами роста вегетирующих растений картофеля. Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований внедрены и прошли производственную проверку в ООО «Искра» Плавского района Тульской области на площади 40 га с суммарным экономическим эффектом 114,98 тыс. руб. Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской научной конференции «Биостимуляторы в медицине и сельском хозяйстве», г. Уфа, БашГУ, 2011 г.; Международной научно – практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК на территориях загрязненных радионуклидами», г. Брянск, Брянская ГСХА, 2011 г.; Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, г. Москва, РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, 2011, 2012 гг.; Международной научной заочной конференции «Естественнонаучные вопросы технических и сельскохозяйственных исследований», г. Москва, 2012 г.; Международной научно – практической конференции «Решение проблем развития предприятий: роль научных исследований», г. Краснодар, 2012 г.; Х Международной научно – практической конференции «Наука в современном мире», г. Таганрог, Центр научной мысли, 2012 г.; XI Международной заочной научно – практической конференции «Инновации в науке», г. Новосибирск, Сибирская ассоциация консультантов, 2012 г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 165 страницах, содержит 40 таблиц, 2 рисунка, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 218 источников, в том числе 29 зарубежной литературы, 5 приложений. Основные положения, выносимые на защиту: закономерности формирования фотосинтетического аппарата, морфобиологических показателей растений картофеля при разных дозах азотных корневых и некорневых подкормок и нормах регуляторов роста в различных по тепло- и влагообеспеченности условиях; параметры формирования урожая и его структурных компонентов при разных уровнях природного и антропогенного воздействия на биоценозы; влияние систем основной обработки почвы, форм удобрений и применения регуляторов роста на формирование фотосинтетического аппарата, морфобиологические показатели картофеля; научно-обоснованы экологически безопасные формы и оптимальные дозы азотных удобрений, применяемых в качестве подкормок и обеспечивающих максимальную реализацию продуктивности среднераннего сорта картофеля; показатели экономической эффективности применения азотных удобрений и регуляторов роста при разных по интенсивности технологиях возделывания картофеля; Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры растениеводства и луговых экосистем и коллективу Полевой опытной станции за содействие в проведении исследований. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2. Условия и методика проведения исследований Комплексные исследования по изучению влияния регуляторов роста и подкормок азотными удобрениями на фоне разных систем обработки на продуктивность картофеля проводили в многофакторных полевых опытах в 2011-2013 гг. на Полевой опытной станции в Центре точного земледелия РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. Почва - хорошо окультуренная дерново – подзолистая среднесуглинистая со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса – 2,61-2,70 %; подвижного Р2О5 – 145,0-180,5 мг/кг; обменного К2О – 86,0-120,0 мг/кг; рНkcl – 4,8-5,0. Объект исследований – среднеранний сорт картофеля Невский (ЗАО «Всеволжская селекционная станция»). Повторность каждого опыта четырехкратная, расположение вариантов – рендомизированное. Площадь опытной делянки 25 м2. Для посадки использовался элитный семенной материал. Предшественник – озимая пшеница с пожнивным посевом горчицы на сидерат. Метеорологические условия за годы исследований были следующими: за вегетационный период 2011 года осадков выпало 233 мм (81,5% от нормы), средняя температура воздуха за вегетационный период составила 19,1 0С при норме 15,6 0С. В 2012 году средняя температура воздуха за вегетацию была 17,9 0С, осадков выпало 294 мм (102,8 % от нормы). В 2013 году осадков выпало на 23,4 % больше нормы, температура воздуха была выше нормы на 3,1 0С. Агротехника возделывания картофеля включала: предпосадочную обработку почвы - фрезерование на глубину 10-12 см (John Deere 6920 + Amazone КЕ 303); посадку в оптимальные сроки, при достижении физической спелости почвы (II декада мая); схема посадки 75х23 см (John Deere 6920 + Grimme GL 34T); гребнеобразование через 3 недели после посадки (John Deere 6920 + Grimme GF 75-4). Защита растений включала: протравливание клубней во время посадки (инсектицид Актара (0,6 кг/га) + фунгицид Максим (1,6 л/га)); гербициды Зенкор техно (1 л/га) и Зенкор (1 кг/га); фунгициды Танос (0,6 кг/га), Ридомил Голд МЦ (2,5 кг/га), Ревус (0,6 л/га), Инфинито (1,5 л/га), Ширлан (0,4 л/га); инсектицид Актара (0,125 кг/га). Десикация проводилась за 2 недели до уборки Реглоном супер (2,2 л/га). Уборка учетных делянок проводилась вручную. Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением многовариантных полевых опытов. За годы исследований выполнены следующие опыты: Опыт 1. Влияние систем основной обработки почвы, форм и доз азотных удобрений на продуктивность картофеля и качество клубней. Фактор А – прием обработки почвы: А1 – отвальная обработка почвы (вспашка на глубину 20-22 см оборотным плугом Eur Opal); А2 – минимальная обработка почвы (дискование на 12-14 см навесным дисковым культиватором Pegasus). Фактор Б – форма азотных удобрений: Б1 – без удобрений (контроль); Б2 – мочевина; Б3 – аммиачная селитра; Б4 – кальциевая селитра; Б5 – сульфат аммония. Фактор С – доза удобрений: С1 – 30 кг/га N; С2 – 60 кг/га N; С3 – 90 кг/га N. Подкормку азотными удобрениями проводили в фазу полных всходов. Опыт 2. Определение оптимальной концентрации растворов азотных удобрений для некорневой подкормки картофеля. Фактор А – форма азотных удобрений: А1 – без удобрений (контроль); А2 – мочевина; А3 – аммиачная селитра; А4 – кальциевая селитра; А5 – сульфат аммония. Фактор Б – концентрация рабочего раствора : Б1 – 1% раствор; Б2 – 2 % раствор; Б3 – 3 % раствор; Б4 – 4 % раствор. Некорневую подкормку проводили однократно в фазу бутонизации. Расход рабочей жидкости - 300 л/га. Опыт 3. Влияние физиологически активных соединений на продуктивность картофеля. Фактор А – регуляторы роста: А1 – обработка водой (контроль); А2 – Эпин - экстра (60 мл/га); А3 – Циркон (30 мл/га); А4 – ОберегЪ (60 мл/га); А5 – НВ 101 (30 мл/га); А6 – Иммуноцитофит (75 г/га); А7 – Альбит (60 г/га); А8 – Рибав – экстра (30 мл/га); А9 – Феровит (225 мл/га); А10 – Энергия (15 г/га);А11 – Крезацин (40 мл/га). Обработку проводили однократно в фазу бутонизации, с использованием норм препаратов, рекомендованных оригинаторами. Расход рабочей жидкости - 300 л/га. Методы исследований. Для решения поставленных задач нами использовались общепринятые методы полевых и лабораторных исследований по культуре картофеля (НИИКХ, 1967) и статистической обработки данных (Б.А. Доспехов, 1979). Программа исследований включала: определение содержания гумуса - ГОСТ 26213-91; величины рН солевой вытяжки почвы - по ГОСТ 26483-85; подвижного фосфора - по ГОСТ 26207-91; обменного калия - по ГОСТ 26207-91; гидролитической кислотности - по ГОСТ 26212-94. Фенологические наблюдения проводили согласно методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985); определение уровня азотного питания растений картофеля по содержанию хлорофилла в листьях непосредственно в поле, с помощью портативного прибора N-tester YARA; индекса NDVI - с помощью сенсорного датчика GreenSeeker RT 200, работающего в режиме реального времени; площади листьев - на фотопланиметре Li-3100; продуктивность фотосинтеза - по А. А. Ничипоровичу (1961); содержание сухого вещества и крахмала в клубнях проводили по ГОСТ 16932-93, а физико-химических показателей клубней - по соответствующим методикам: влажность – по ГОСТ Р 52838-2007; массовая доля сухого вещества - ГОСТ Р 52838-2007; массовая доля сырой золы - ГОСТ 26226-95; белок - по Барнштейну; массовая доля азота - ГОСТ 13496.4-84 (п.3); массовая доля фосфора - ГОСТ 26657-97 (п.2.2); массовая доля калия - ГОСТ 30504-97; массовая доля кальция - ГОСТ 26570-95; нитраты - ГОСТ 13496.19-93. Урожайность учитывали сплошным методом и подвергали статистической обработке методом дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов и программ Straz и Statistika. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Особенности фотосинтетической деятельности и формирование урожая картофеля в зависимости от систем обработки почвы и уровня азотного питания Удовлетворение потребности растений в азотном питании на ранних этапах развития картофеля способствует быстрому формированию вегетативных органов, интенсивному фотосинтезу и дает возможность продуктивнее использовать запасы почвенной влаги на формирование урожая (Д.Н. Прянишников, 1945; А.В. Коршунов, 2006; Д.А. Кореньков, 1982). Установлено, что высота растений картофеля в меньшей степени зависела от приема обработки почвы и в большей степени - от подкормок азотными удобрениями: применение мочевины в дозе N30-90 при отвальной обработке почвы повысило высоту растений картофеля на 2 – 3 см по сравнению с контролем (таблица 1). Применение в наших исследованиях подкормок азотными удобрениями также оказало влияние на густоту стеблестоя картофеля, которая в среднем за 3 года колебалась от 182 до 216 тыс. штук/га. Максимальная стеблеобразующая способность растений была отмечена при минимальной обработке почвы в вариантах с применением мочевины и кальциевой селитры в дозе N60 – 216,3 и 215,3 тыс. штук стеблей/га соответственно. Увеличение доз кальциевой селитры до 90 кг/га N снижало стеблеобразующую способность растений картофеля на 9 – 12 % по сравнению с вариантом без удобрений. 3.1. Формирование ассимиляционного аппарата растений под действием изучаемых агроприемов Условия минерального питания оказывают влияние на функционирование фотосинтетического аппарата (Б.А. Писарев, 1977), в тоже время не всегда положительное. Проведенные исследования позволили установить, что из изучаемых форм азотных удобрений наиболее заметное влияние на увеличение содержания хлорофилла в листьях оказало применение аммиачной формы. Сульфат аммония во всех дозах увеличивал содержание этого показателя на 9,3 – 10,6 % по сравнению с контролем. Азотные подкормки оказали определенное действие на формирование надземной биомассы растений картофеля в опыте, что привело к более раннему смыканию ботвы в междурядьях, особенно в вариантах с применением сульфата аммония в дозе N30 (NDVI - 0,85). Вследствие этого, листья среднего яруса испытывали недостаток света, что явилось причиной ослабления и нарушения процесса ассимиляции растениями углекислоты воздуха и замедления темпов формирования урожая. Установлено влияние систем обработки почвы и уровня азотного питания на увеличение площади листьев картофеля. В среднем за три года исследований она изменялась от 30,1 до 32,7 тыс. м2/га на отвальной обработке и от 28,5 до 31,6 тыс. м2/га – на минимальной. Близкая к оптимальной, площадь листьев при отвальной обработке отмечена в вариантах с использованием для подкормки сульфата аммония в дозах N60-90 (32,7 и 32,1 тыс. м2/га соответственно). Таблица 1 - Показатели фотосинтетической деятельности растений картофеля (среднее за 2011-2013 гг.) № п/п Вариант Высота растений, см Густота стеблестоя, тыс. штук/га Площадь листьев, тыс.м2/га ФПП, млн. м2дней/га NDVI (увядание) Содержание хлорофилла (увядание) Получено клубней на 1 тыс. ед. ФПП, кг О. о.* М. о. О. о. М. о. О. о. М. о. О. о. М. о. О. о. М. о. О. о. М. о. О. о. М. о. 1 Контроль 32,7 31,8 191,0 191,3 30,3 29,7 1,77 1,74 0,77 0,79 548 541 11,0 8,8 2 N30 Мочевина 35,4 30,4 197,0 191,7 31,4 28,5 1,83 1,67 0,78 0,81 562 547 12,9 10,0 3 Аммиачная селитра 32,4 29,6 203,0 207,0 31,1 28,8 1,83 1,69 0,83 0,83 532 559 9,1 8,8 4 Кальциевая селитра 33,2 30,1 199,7 198,7 31,9 31,2 1,86 1,83 0,82 0,79 563 539 12,8 8,9 5 Сульфат аммония 32,2 32,9 208,3 193,3 31,4 31,6 1,83 1,85 0,85 0,78 600 597 8,9 9,2 6 N60 Мочевина 34,3 29,5 202,0 216,3 30,4 29,0 1,78 1,70 0,77 0,81 568 541 12,4 11,3 7 Аммиачная селитра 33,6 30,0 192,3 189,7 30,3 28,6 1,78 1,67 0,81 0,81 532 534 10,1 9,8 8 Кальциевая селитра 32,2 30,9 211,7 215,3 30,6 31,0 1,91 1,82 0,80 0,78 538 552 11,5 9,5 9 Сульфат аммония 31,1 32,8 182,0 192,3 32,7 29,7 1,78 1,75 0,85 0,82 606 594 8,1 9,5 10 N90 Мочевина 34,2 30,3 207,0 212,0 31,5 30,0 1,84 1,75 0,81 0,81 572 570 10,0 9,8 11 Аммиачная селитра 32,9 32,2 200,3 199,0 30,1 29,9 1,76 1,75 0,79 0,83 546 557 11,4 9,7 12 Кальциевая селитра 32,2 28,0 188,7 190,3 31,3 30,8 1,87 1,80 0,82 0,76 557 551 11,6 10,7 13 Сульфат аммония 31,7 32,7 207,0 206,0 32,1 29,4 1,83 1,72 0,84 0,83 599 597 8,7 9,2 НСР05 1,53 1,54 11,07 11,10 1,78 1,70 0,10 0,10 0,05 0,05 32,06 32,00 0,61 0,55

Похожие:

	Влияние основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество... Работа выполнена на гну “Алексеевская опытная станция” гну вниимк россельхозакадемии и на кафедре земледелия и агрохимии фгоу впо...		Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на продуктивность севооборота
	Действие предшественников в сочетании с приемами обработки и удобрениями... Диссертационная работа выполнена на кафедре селекции, семеноводства и растениеводства фгбоу впо «Белгородская государственная сельскохозяйственная...		Влияние залужения и сидерации почвы перед закладкой сада на урожайность... Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства имени И. В. Мичурина
	Развитие фитофтороза и альтернариоза на различных сортах картофеля... Диссертационная работа выполнена на кафедре защиты растений Российского государственного аграрного университета- мсха имени К. А....		Влияние систем защиты растений и уровня азотного питания на урожайность... Специальности: 05. 18. 01. – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной...
	Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Влияние No-till... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Влияние некорневых подкормок на питательный режим винограда его урожайность и качество вина Государственное научное учреждение Анапская зональная опытная станция виноградарства и виноделия скзниисив фано россии
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Известно, что на каждый гектар возделывания зерновых приходится в среднем перевозить около 25 т грузов. А при возделывании картофеля,...		Сазончикова Л. Б. 14. 06. 2010 г. Экзаменационный реферат по биологии:... Научный консультант: д б н., профессор тгпу им. Л. Н. Толстого Иванищев Виктор Васильевич
	Эффективность применения азотных и фосфорных удобрений на озимой... Работа выполнена в гну донской научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии		Российско-китайское приграничное сотрудничество: влияние на развитие... Воспитательные: вызвать интерес к изучаемому материалу, воспитание интереса к изучению русского языка
	Российской федерации Культиватор кпс-4 предназначен для предпосевной, сплошной обработки почвы и обработки паров с рабочей скоростью до 12 км/ч		Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении... ...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «почва», для осознания значения почвы в природе и для человека, для исследования свойств почвы через использование игровых методов...		Эффективность новых комплексных органоминеральных удобрений с природным... Охватывает период от посева до полной спелости. В наших исследованиях на этот показатель большое влияние оказывали погодные условия...