«ОПТИМИЗАЦИЯ ПИТАНИЯ КАРТОФЕЛЯ КАК ВАЖНЫЙ ФАКТОР СОХРАНЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ» - Магистерская работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. КАРТОФЕЛЬ, КАК ВАЖНАЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ КУЛЬТУРА 7

1.1. Биологические особенности культуры 7

1.2. Производство товарного картофеля в России и Республике Башкортостан 8

1.3. Методы определения оптимальных доз удобрений под культуру 14

1.4. Физико-географическая характеристика Кармаскалинского района 21

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 24

2.1. Методика закладки и схема опытов 24

2.2. Методика определения подвижных форм элементов питания в почве 27

2.2.1. Методика отбора почвенных проб 27

2.2.2. Методика определения кислотности почвы 30

2.2.3. Методика определения подвижных форм азота 31

2.2.4. Методика определения подвижных форм фосфора и калия 32

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНОЙ ДОЗЫ УДОБРЕНИЙ ПОД КАРТОФЕЛЬ 35

3.1 . Фенологические наблюдения за ростом и развитием картофеля 35

3.2 .Влияние удобрений на содержание подвижных форм элементов питание в почве 38

3.3 Продуктивность и качество клубней картофеля в зависимости от доз удобрений 40

3.4 . Последействие минеральных удобрений, внесенных под картофель 45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 51

ПРИЛОЖЕНИЯ 59

Приложение 1 59

Приложение 2 60

Приложение 3 61

---

Введение

Чернозёмные почвы занимают значительную часть пахотных земель Республики Башкортостан. Республика является в первую очередь аграрным регионом, экономика которого связана с выращиванием различных зерновых культур, картофеля, подсолнечника, сахарной свёклы ряда других овощей. Поэтому проблема рационального использования и охраны плодородных земель является одной из важнейших проблем нашего региона. Вместе с тем, за последние годы отмечается усиление процессов деградации почв, снижение их плодородия, усиление процессов загрязнения [5,6].

Этому способствует интенсивная эксплуатация земель в современном сельском хозяйстве без учета биологических особенностей сельскохозяйственных культур, не соблюдение агротехники их возделывания, обработки почв и, самое главное - не соблюдение «закона возврата». Это, когда вынос элементов питания культурами, не покрывается количеством вносимых питательных веществ удобрениями (NPK). В России, этот показатель составляет всего 10%. Это означает, что при формировании урожая культуры, 90% питательных элементов питания, поступают из естественных запасов почвы, запас которых затем не восполняется.

Почва является основным источником питательных веществ, необходимых растениям для роста. Истощение почв, уменьшение содержания гумуса, вследствие этого - снижение плодородия почв являются основными экологическими проблемами современного сельскохозяйственного производства. Эти вопросы требуют к себе повышенного внимания, подчеркивая их актуальность и необходимость их решения.

Одним из направлений интенсификации сельскохозяйственного производства является химизация, которая предусматривает внесение в почвы как химических удобрений, так и пестицидов. Применение минеральных удобрений и пестицидов позволяет увеличить урожай, однако имеет негативные экологические последствия: 1) накапливаясь в растениях, они пищевыми цепями попадают в организм человека, 2) загрязняются подземные и поверхностные воды, 3) погибает флора и фауна, 4) снижается урожайность из-за гибели микроорганизмов в почве.

Минеральные вещества поступают в растения из почвы, благодаря работе корневой системы. В почве не всегда достаточное количество подвижных форм питательных веществ, чтобы растение росло здоровым. Поэтому многие фермеры и огородники используют удобрения, для внесения в почву [10,11].

Исходя из этого, перед нами стояла цель, выявить оптимальную дозу минеральных удобрений под картофель для повышения урожайности и качества картофеля на черноземных почвах. Для решения поставленной цели программой исследования было определено решение ряда задач:

- установить влияние минеральных удобрений на биометрические показатели роста и развития;

- изучить влияние доз минеральных удобрений на продуктивность и качество урожая картофеля;

- выявить последействие минеральных удобрений на продуктивность картофеля.

Актуальность работы. Картофель в современных условиях является, в большинстве своем, основной продовольственной, а затем технической, культурой растениеводства. Ее посевные площади в России занимают в последние годы около 1,9 млн. га.

Селекционерами ведутся постоянные работы по созданию и внедрению в производство новых сортов, обладающих всем комплексом важнейших хозяйственно ценных признаков и свойств (высокая урожайность, качество, высокая засухоустойчивость, высокая устойчивость к полеганию и основным болезням).

Отечественные и зарубежные научные разработки, передовая практика инновационных технологий возделывания картофеля убедительно доказывают, что грамотное применение различных доз минеральных 4

удобрений - это основа получения планируемого количества и качества получаемой растениеводческой продукции. Применение минеральных удобрений обеспечивает максимальную продуктивность при рациональном расходовании элементов питания.

Удобрения - важнейший рычаг интенсификации земледелия. Они позволяют эффективно использовать ограниченные размеры сельскохозяйственных земель. Для повышения производства картофеля важно изучить теоретические основы применения минеральных удобрений и выявить связи в системе почва - удобрение - урожай. Результаты исследований, полученные в различных опытах, позволяют проанализировать все возможные сочетания удобрений и иметь наиболее полную информацию не только о прямом действии изучаемых факторов, но также о степени и характере их взаимодействия.

Степень разработанности темы. Анализ литературных источников позволил установить разнообразие взглядов ученых в области изучаемой темы, что вполне можно объяснить географией места расположения опытов, изучаемыми элементами технологии возделывания культуры, методикой расчета доз на планируемый уровень урожайности и способами внесения минеральных удобрений под картофель. Представленная диссертационная работа посвящена определению доз минеральных удобрений для достижения планируемой урожайности картофеля в почвенно-климатических условиях Республики Башкортостан, Кармаскалинского района.

Научная новизна. Впервые на черноземе Кармаскалинского района было изучено влияние доз минеральных удобрений на урожайность картофеля сорта «Невский».

Теоретическая и практическая значимость работы. Были получены новые сведения о положительном влиянии доз минеральных удобрений на агрохимические показатели чернозема. В ходе проведенных исследований получены экспериментальные данные, позволяющие рекомендовать производству дозы минеральных удобрений в технологии возделывания картофеля сорта «Невский». Полученные результаты исследований могут быть использованы в образовательном процессе при изучении дисциплин «Агроэкология», «Агрохимическое обследование и мониторинг почвенного плодородия», «Диагностика питания растений», «Технологии применения удобрений в адаптивно-ландшафтном земледелии», «Агрохимические основы управления продуктивностью и качеством продукции растениеводства».

Методология и методы исследований. Методология исследований заключается в системном подходе при выборе цели и задач для постановки эксперимента на основе анализа результатов отечественных и зарубежных ученых. При проведении опытов использовались следующие методы исследований: эмпирические - полевой эксперимент и лабораторный анализ почвы и растений; теоретические - статистическая обработка результатов исследований (дисперсионный и корреляционно-регрессионный анализ), цифровое, текстовое и графическое отображение достигнутых результатов.

Достоверность полученных в ходе проведения исследований и интерпретация результатов подтверждаются количеством наблюдений и учетов в лабораторных и полевых опытах, выполненных согласно программе исследования, данными математической обработки изучаемых приемов и положительными результатами научных исследований при их внедрении на производстве. Основные положения, выносимые на защиту: - расчетные дозы минеральных удобрений оказывают положительное влияние на продуктивность без снижения качества клубней, на содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в почве.

Апробация работы. Данные, полученные в ходе диссертационного исследования, были представлены на X Международной научно-практической конференции «Экология и природопользование: прикладные аспекты». - Уфа: Изд-во БГПУ, 2020, XVII Всероссийская научнопрактическая конференция с международным участием «Организация территории: статика, динамика, управление» - Уфа: Изд-во БГПУ, 2020.

---

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1. КАРТОФЕЛЬ, КАК ВАЖНАЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ КУЛЬТУРА

1.1. Биологические особенности культуры

Картофель относится к семейству пасленовых, так же как табак и томаты.

Корневая система картофеля представляет собой тонкие, довольно слабо развитые корешки, которые проникают в почву не глубоко, но широко распространяются по сторонам.

Подземные части стеблей картофеля дают в почве побеги (столоны), на концах которых и на их боковых побегах образуется клубни. На поверхности клубня расположены «глазки»; это недоразвитые чешуйчатые листочки, в пазухах которых расположены почки; в каждом глазке обычно имеется три почки. Глазки расположены на поверхности клубня неравномерно; сосредоточены они, главным образом, в самой молодой верхушечной его части.

Прорастание картофеля начинается с глазков верхушечной части клубня. Ростки из глазков нижней части клубня отстают в росте, а иногда и вовсе не развиваются.

Требовательность картофеля к свету особенно заметна в первый период жизни - при прорастании. Всходы картофеля чувствительны к заморозкам, поэтому картофель высаживают обычно при установлении теплой весенней погоды.

Сильные засухи задерживают рост картофеля и снижают его урожаи. Избыток влаги действует на картофель неблагоприятно. Холодная дождливая весна задерживает развитие клубней, а дожди в конце периода роста делают клубни водянистыми, малокрахмалистыми и способствуют сильному распространению картофельной гнили.

Почва для картошки должна быть, прежде всего, рыхлой; поэтому для него наиболее пригодны хорошо обработанные и удобренные супесчаные, суглинистые и черноземные почвы. Тяжелые, связные, глинистые почвы менее пригодны для картофеля. Выращенные на таких почвах клубни часто бываю т водянистыми, загнивают и отличаются плохим вкусом [1].

1.2. Производство товарного картофеля в России и Республике Башкортостан

Российская Федерация - один из мировых лидеров по размеру площадей, занятых картофелем, однако, его доля в общей используемой сельскохозяйственной площади страны остается весьма незначительной - 2,5% [1-3]. Начиная с 1993 года, шло непрерывное сокращение площадей под посадками картофеля. Отмеченные процессы остановились только в 2005 году, а к 2015 году общий размер площадей под картофелем в России стабилизировался на уровне 2,1-2,2 млн га. Однако уже в 2016 году площади вновь стали снижаться [4].

Площади под картофелем во всех категориях хозяйств в 2017 году составляли 1905 тыс. га, что на 32,8% ниже уровня 2000 года. Это произошло за счет уменьшения площадей в хозяйствах населения и с. - х. организациях на 37,3% и 26% соответственно. В свою очередь, площади под картофелем в крестьянских (фермерских) хозяйствах и у индивидуальных предпринимателей увеличились в 3,6 раза, о чем свидетельствуют данные Росстата, представленные в таблице 1 [4].

Таблица 1 - Посадочные площади картофеля по категориям хозяйств Российской

Федерации, тыс. га

Категории хозяйств Год

2000 2005 2010 2013 2014 2015 2016 2017

Все категории хозяйств 2834 2277 2212 2138 2112 2128 2053 1905

с/х организации 231 154 233 194 188 207 195 171

КФХ и ИП 42 59 125 136 133 153 149 128

Хозяйственное население 2561 2064 1854 1807 1791 1768 1709 1606

Урожайность картофеля в Российской Федерации ниже среднемирового уровня [5 - 7], тем не менее, она имеет тенденцию к росту (рис. 1).

Так, в 2017 году по сравнению с уровнем 2000 года средняя урожайность картофеля в России выросла на 48,5% и составила 15,6 т/га [4].

Учитывая тенденцию повышения роли индустриальных технологий выращивания картофеля, и усиленное развитие картофелеводства, можно прогнозировать ускорение роста урожайности, что невозможно без наличия качественного семенного материала и применения эффективной с/х техники и оборудования.

Сегодня в российском государственном реестре селекционных достижений представлено более 150 отечественных сортов картофеля [4].

В то же время в условиях современного рынка остро ощущается дефицит высокопродуктивных сортов картофеля столового назначения с повышенными качественными характеристиками сортов, пригодных к переработке, а также скороспелых, фитофторо- и нематодоустойчивых сортов.

Селекционеры учитывают более 50 признаков, которым должен соответствовать современный сорт картофеля. Теоретически рассчитано и на практике подтверждено, что для выведения сорта требуется не менее 1 млн. гибридных сеянцев ежегодно.

Основные направления работ по селекции картофеля:

• создание столовых сортов с привлекательным внешним видом клубней, их высокие кулинарные качества, отсутствие потемнения мякоти в сыром и вареном виде, цвет кожуры и др.;

• создание сортов для переработки на картофелепродукты, обладающих рядом свойств, из которых особенно важные - содержание в клубнях сухих веществ (20-25%) и редуцирующих сахаров (оптимально 0,2%), определяющих показатели качества и цвета конечного готового продукта;

• создание технических сортов для производства крахмала и спирта с содержанием в клубнях крахмала не менее 18% и с возможностями улучшения качественных характеристик крахмала за счет величины крахмальных зерен, соотношения амилозы и амилопектина и других;

• обеспечение устойчивости сортов к заболеваниям и возможности применения химических и биологических средств защиты растений.

Отсутствие качественного семенного материала серьезно сдерживает рост урожайности картофеля в России, а также его эффективное сортообновление и сортосмену в хозяйствах. Сказывается общий невысокий уровень развития работ в области биотехнологии и наличие устаревшей материально-технической базы селекции и семеноводства в целом [8].

Технические средства, применяемые на общепроизводственных посадках картофеля, часто не могут быть использованы на селекционносеменоводческих посадках из-за повышенных специфических требований к выполняемым технологическим операциям. Особенно это касается таких технологических операций, как посадка и уборка при выведении новых сортов картофеля в селекции [9].

Поэтому семенами высоких посевных качеств в России сегодня засевают не более 60% площадей. При этом треть из них занимают сорта нидерландской и немецкой селекции. Снижение доли российских сортов на рынке семенного картофеля во многом обусловлено тем, что технологический уровень и техническая оснащенность большинства учреждений-оригинаторов российских сортов не сопоставимы с уровнем современных западноевропейских селекционно-семеноводческих центров и компаний, которые стремятся наращивать объемы поставок семенного материала на российский рынок.

Производство картофеля и овощей в Республике Башкортостан - одна из важнейших составляющих продовольственного рынка. По итогам 2016 года, в республике выращено более 1,78 млн. тонн картофеля.

Сегодня на одного жителя республики производится товарного картофеля 143 кг при норме потребления 90 кг в год, обеспеченность составила 159%.

В сельхозпредприятиях и крестьянско-фермерских хозяйствах (КФХ) под картофель и овощи в основном используют специализированную технику, применяют средства защиты растений, вносят удобрения, своевременно проводят сортосмену и сортообновление. Поэтому там наблюдается значительная разница в урожайности по сравнению с личными подсобными хозяйствами населения (ЛПХ). В 2016 году урожайность картофеля в хозяйствах всех категорий составила 12,3 т/га, в том числе в сельхозпредприятиях - 14,5 т/га и КФХ - 14 т/га, по овощам открытого грунта - 19,2 т/га и соответственно СХП - 20,3 т/га и КФХ - 30,3 т/га.

Современные технологии позволяют нивелировать неблагоприятные погодные условия и получать очень хорошие урожаи.

---

Заключение

Картофель является важной технической культурой, одновременно занимая достойное место в продовольственном рационе людей. Поэтому, вопрос повышения продуктивности этой продовольственной культуры вызывает интерес у научного общества.

По результатам проведенных исследований в 2019-2020 годах с минеральными удобрениями в диапазоне с одной до четырех доз можно сделать следующие выводы:

1. На основании данных исследования по определению оптимальной дозы минеральных удобрений под картофель в можно указать тройную дозу, равной N150P300K240. При этой дозе, наблюдается прибавка хозяйственной урожайности до 80%. с хорошим качеством. При всех испытанных дозах удобрений, рост продуктивности картофеля идет за счет увеличения доли товарной части урожая. Дальнейшее увеличение дозы удобрений не приводит к существенному изменению продуктивности растений, это простая трата дорогостоящих удобрений и экономически не выгодно.

2. Качество урожая картофеля - содержание крахмала - его процентное содержание убывало по мере увеличения дозы удобрений. Тем не менее, это падение содержания крахмала, не смогло перекрыть рост сбора крахмала, благодаря значительному росту продуктивности растений. Оптимальным, по сбору крахмалу, как и продуктивность, определена тройная доза удобрений, при этой дозе по сбору крахмала прибавка может достигать до 70%.

3. Результаты исследования последействия минеральных удобрений под картофель показывают, что действие удобрений на повышение продуктивности сохраняется и на следующий год от момента их внесения на предыдущей культуре. Однако, при этом эффективность удобрений снижается примерно вдвое, а по качеству клубней отмечается уменьшение крахмала в среднем на 1%.

---

Список литературы

1. Агеев, В. В, Программирование урожаев сельскохозяйственных культур // В. В. Агеев, А. Н. Есаулко, Ю. И. Гречишкина [и др.]. -

Ставрополь: СтГАУ, 2008. - 168 с.

2. Агрохимические методы исследования почв. М., «Наука» 1975. - 656 с.

3. Андрианов А.Д., Андрианов Д.А., Егоров Д.Н., Кузнецов Н.В. Иновационное нанотехнологичное комплексное микроудобрение Green Lift на раннем картофеле / // Защита картофеля. 2014. №1. С. 33-35.

4. Анспок П.И., Штиканс Ю.А., Визла Р.Р. Справочник агрохимика Нечерноземной полосы. - Л.: Колос, 1981. 328 с.

5. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистеме / Под ред. Минеева В.Г. -М.: ЦИНАО, 2000. - 524 с.

+ еще 67 источников

---