Повышение продуктивности картофеля в ЦЧ

Отрасль растениеводства (картофелеводство) испытывает острую потребность в инновационных технологиях.

Инновационный проект «ФАТ-АГРО» по производству семенного картофеля, реализуется при поддержке ЕЭК ООН при участии ВНИИКХ и Федерального исследовательского центра «Агроскоп» (Швейцария). В основе этого проекта лежит создание и функционирование экспериментальной базы круглогодичного выращивания здорового исходного материала, развития семеноводства и контроля качества семенного картофеля, обязательной его сертификации и аттестации производителей.

В мировом производстве продукции растениеводства картофель занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей, кукурузой. Площадь под картофелем в мире составляет около 2 млн. га, валовое производство – 280-290 млн. т при средней урожайности 14-15 т/га. По валовому производству картофеля Россия занимает одно из ведущих мест в мире. Доля ее в мировом производстве этой культуры по посевным площадям и по валовому сбору составляет около 10 %. Однако по урожайности (14 т/га) она значительно отстает даже от среднего мирового уровня (17 т/га).
Картофель – культура с высоким уровнем затрат ресурсов и энергии для ее производства. Среднегодовая емкость российского рынка картофеля составляет 29-31 млн. т. Потребление его внутри страны включает использование на продовольствие (в свежем виде) – 15-16; на кормовые цели – 
6,0-6,5; на семена – 6,0-6,5; на переработку – 0,5-1,0 млн. т.

В картофелеводстве все чаще применяются биопрепараты, полученные с помощью биотехнологии, соединяющие в себе признаки органических удобрений (натуральное сырье – водоросли, торф, птичий помет и др.), минеральных удобрений (комплекс макро и микроэлементов), регуляторов роста (фитогормоны на генетическом уровне) и биоактиваторов почвы (живые штаммы микроорганизмов или их аналоги). Они не только повышают урожайность картофеля, но и улучшают качество клубней нового урожая. Биопрепараты положительно влияют на товарные, технологические и экологические свойства картофеля, позволяя получать безопасную продукцию. Они также способствуют сохранению и улучшению почвенного плодородия за счет гуминовых и фульвовых кислот, включенных в их состав.
При изучении применения комплекса минеральных удобрений и биопрепаратов особое внимание следует уделять особенностям технологии их внесения. Например, так называемая «зеленая технология» возделывания картофеля предусматривает использование уменьшенной нормы внесения основных удобрений (особенно при неблагоприятных засушливых условиях) и замену их на биопрепараты.
Бытует мнение, что поливать картофель надо в период цветения. Однако в условиях засухи потребность полива необходима уже в фазу массовой бутонизации растений, так как бутоны могут опасть из-за недостатка влаги в почве. На посадках картофеля необходимо поддерживать влажность почвы в период от всходов до бутонизации в пределах 70 %, в период интенсивного клубнеообразования – 80 % и с начала отмирания ботвы – 70 % от предельной полевой влагоемкости. При дождевании увлажнять почву необходимо на глубину 35-40 см. Ни в коем случае нельзя при поливах допускать избыточного увлажнения. Спустя 2-3 дня после каждого полива, как только почва перестает прилипать к орудиям, необходимо рыхлить междурядья. Применение дождевальных машин позволяет полностью механизировать процесс полива, улучшить качество распределения воды на участке и регулировать норму и режим полива в широких пределах. Заслуживает внимания опыт капельного орошения растений.
Капельное орошение картофеля – это экономное использование водных ресурсов (экономия воды от 50 до 90 %) в сравнении с традиционным крупномасштабным орошением поливными машинами типа ДДА, «Волжанка». К положительным агротехническим свойствам капельного орошения можно отнести: 1– возможность регулирования глубины увлажнения; 2 -снижение риска поражения растений болезнями; 3 -отсутствие корки, а следовательно, и затрат на её разрушение; 4 – снижение количества сорняков; 5 – высокий урожай за счёт применения фертигации с оптимальными дозами и соотношением элементов питания по периодам выращивания с одновременной экономией от 15 до 35% удобрений в пересчете на единицу продукции; 6 – предотвращение загрязнения грунтовых вод и повторного засоления почвы.

Цель исследования: 
Выявить наиболее пригодные технологии применения биопрепаратов в комплексе с минеральными удобрениями и капельным орошением при возделывании картофеля.
Задачи исследования: 
- Изучить влияние минеральных удобрений на продуктивность картофеля;
-  Проанализировать влияние биопрепаратов на продуктивность картофеля;
- Ž Дать оценку капельному орошению в комплексе с биопрепаратами и минеральными удобрениями;
-  Показать экономическую эффективность данных приемов и дать рекомендации по их использованию для хозяйств Курской области.
Материал и методика исследования.
Исследования проведены в ООО «КурскАгроАктив» Курского района Курской области в 2017 году. Площадь под картофелем средне – раннеспелого сорта Ильинский первой репродукции 15 га (для собственных нужд). Урожайность 8-17 т/га в хозяйстве. Площадь под опытами 5,4 га. В качестве сравнения приводятся данные за 2016 год.
Подготовка почвы осенью и весной общепринятая по ЦЧР. Под картофель с осени вносили минеральные удобрения (азофоску-N₁₅Р₁₅К₁₅) согласно схеме опыта (таблица 1).

Клубни прогрели при переменных температуре и освещении в течение 2 недель, предварительно обработав Прорастином 
(3 л/3 т/га), а затем обработали от колорадского жука, проволочника и совки препаратом Престиж непосредственно в картофелесажалке (комплекс МТЗ-82 + Л-201). Посадка проведена в третьей декаде апреля. Схема посадки: 25 см х 70 см, площадь опытной делянки – 84 м2, повторность трехкратная, норма высева 2,5 т/га. Общая площадь под опытом (16 вариантов) 4032 м2 (под капельным орошением 2016 м2).

Влажность почвы на орошаемом участке поддерживали в соответствии с фазами роста и развития растений картофеля. В фазу нарастания вегетативной массы влажность почвы была на уровне 65-70 % от ППВ, что соответствовало поливной норме 30-40 м3/га. В фазу бутонизации и цветения влажность была в пределах 80-85 % от ППВ, поливная норма – 540 м3/га (2 л под куст в течение часа). В фазу активного роста клубней и накопления крахмала поливную норму снижали, влажность почвы поддерживали на уровне 60-65 % от ППВ. За 20 дней до уборки урожая поливы прекратили.

Глубина заделки клубней 6 – 8 см. Предшественник – озимая пшеница. Уход за посадками: 2 междурядных обработки, окучивание и периодическая обработка от фитофтороза препаратом Танос (0,6 л/га) и гербицидом от сорняков (Титус -50 г/га) до появления всходов. Уборку опытных делянок проводили в третьей декаде августа. Анализ вегетативной массы, структуры урожая и урожайности проведен по методике Госсортсети.
Коэффициент размножения рассчитывали по клубням (число клубней крупной и средней фракции к высаженному клубню), а также по массе клубневого гнезда (отношение массы клубневого гнезда под кустом к массе высаженного клубня). Товарность клубней выражалась процентным содержанием числа клубней в кусте диаметром более 35 мм, т.е. суммы средних и крупных клубней к общему числу клубней в кусте. Математическую обработку результатов исследований сделали на ЭВМ. Погодные условия исследуемых годов в сравнении со среднемноголетними данными показаны на рисунке 1.

Температурный режим в исследуемые годы был выше нормы, как в 2016, так и в 2017 году, причем по всем фазам развития картофеля, особенно за период вегетации 2016 года. В 2016 году осадки в фазы развития «всходы» и «созревание» картофеля преобладали над значениями среднемноголетних данных. В 2017 году в фазы «всходы» и «созревание» осадков было немного меньше нормы, в фазу «бутонизация» и в фазу «цветение» выше нормы и выше, чем в 2016 году. 
Погодные условия в 2017 году за период вегетации картофеля были лучше, чем в 2016 году. Уборка была в 2017 году наиболее благоприятной, а в 2016 году избыток осадков мешал уборке.
Расход Престижа – 3 л/3 т клубней картофеля/га; Прорастина – 2 л до 200 л водой (разбавление 1:100) на 3 т/га; Полистина – 3 л до 300 л водой (разбавление 1:100) на 1 га на 1 обработку.
Результаты исследования. 
С ростом нормы удобрений показатели вегетативной массы увеличиваются (высота с 20,6 до 32,0 см; число листьев в кусте с 24,8 до 80 штук; масса сырой ботвы со 150 г до 410 г) в 2016 году. 
Применение комплекса биопрепаратов «Прорастин+Полистин» способствует росту показателей вегетативной массы, причем в прямой зависимости от норм минеральных удобрений. На агрофоне N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ показатели вегетативной массы картофеля сорта Ильинский несколько снижаются, что связано с недостатком осадков в период бутонизации и цветения картофеля по сравнению со среднемноголетними данными. Сказывается не полное растворение минеральных удобрений в этом варианте. Такая же закономерность отмечена при использовании некорневой подкормкой азофоской в норме 10 кг/га 4 раза по фазам развития картофеля. Этого не наблюдается в 2017 году, так как во все фазы развития, кроме созревания количество выпавших осадков было больше, чем по среднемноголетним данным. Такое количество осадков способствовало полному растворению минеральных удобрений и росту показателей вегетативной массы. Эффект от азофоски на высоком фоне минеральных удобрений несколько снижается в 2017 году на сорте картофеля Ильинский.
Фотосинтетическая деятельность также зависит от нормы внесенных удобрений (площадь листьев вырос-ла с 0,15 м2 до 0,66 м2; ПЛП с 6 до 26,2 тыс. м2/га, ФПП с 0,3 до 1,5 млн. м2/га сутки). Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) снижалась от норм минеральных удобрений с 6,1 (контроль – без удобрений) до 3,4 г/м2/сутки (норма минеральных удобрений самая высокая).

Показатели фотосинтетической деятельности максимально меняются от комплекса биопрепаратов на фоне N₆₀P₆₀K₆₀ (минимальная норма удобрений). Снижение ЧПФ в этом варианте максимально (на 0,9 г/м2/сутки). Эти закономерности отмечены нами в 2016 году. Такие же закономерности по площади листьев посева (ПЛП) и фотосинтетическому потенциалу (ФПП) отмечены нами и в 2017 году, 
только рост значительно больше, чем в 2016 году, что объясняется погодными условиями вегетационного периода и лучшей растворимостью минеральных удобрений.

Биопрепараты также эффективнее действуют на показатели вегетативной массы и фотосинтетическую деятельность в условиях хорошего увлажнения.
Чрезмерное развитие вегетативной массы (перекрытие нижних ярусов листьев куста картофеля) отрицательно влияет на чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), особенно в 2017 году. Чистая продуктивность фотосинтеза снижается от комплекса биопрепаратов и азофоски в большей степени, особенно на высоких фонах минеральных удобрений.
Рост нормы минеральных удобрений вызвал изменения в структуре урожая картофеля сорта Ильинский в 2016 году. В клубневом гнезде выросло число крупных клубней (на 2,0-2,4 штуки) и снизилось число мелких клубней (с 3 до 2 штук). Масса клубней выросла с 200 г до 480 г, а масса среднего клубня с 33 до 75 г. На высоком фоне удобрений (N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀) эти показатели снизились, что связано с засушливым периодом вегетации и не полным использованием минеральных удобрений растениями картофеля из почвы.

Применение комплекса биопрепаратов «Прорастин + Полистин» на фонах минеральных удобрений вызвало рост числа крупных (+0,1-1,5 шт.) и средних клубней (+ 0,8-1,3 шт.) и снижение числа мелких клубней (-0,5-1,5 шт.). Отметился рост общего числа клубней в клубневом гнезде с 6,0 (контроль) до 8,3 на высоком фоне удобрений (прибавка 0,6-1,3 шт.). Применение азофоски в качестве некорневой подкормки способствовало увеличению числа клубней в клубневом гнезде и росту средних и мелких клубней. Максимально масса клубней под кустом выросла с 200 г (контроль) до 670 г (N₉₀P₉₀K₉₀), а масса среднего клубня с 33,3 г до 86,0 г в варианте с комплексом «биопрепараты + азофоска».
Применение биопрепаратов и азофоски на высоком фоне дало меньшую прибавку (масса клубней под кустом составила 550 г, а масса среднего клубня 66,4 г). В 2017 году самые высокие показатели структуры урожая отмечены на фоне N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ при использовании комплекса «биопрепараты + азофоска». Масса клубней 1040 г против 410 г на контроле, масса среднего клубня 69,2 г против 58,5 г соответственно. Следует отметить, что во всех вариантах применение азофоски приводило к росту числа клубней, преимущественно мелкой фракции, а на низких фонах минеральных удобрений еще к росту числа крупных клубней.
Закономерности в формировании урожая картофеля сорта Ильинский показаны в таблице 2.

Прибавка урожая от норм удобрений составила в 2016 году 50-65 % по отношению к контролю, где урожайность сорта картофеля Ильинский была 8 т/га. Причем максимальная прибавка 5,5 т/га или 69 % была отмечена на среднем фоне минеральных удобрений (N₉₀P9₀K₉₀), а минимальная – 5,2 т/га или 65 % на высоком фоне минеральных удобрений (N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀).
Урожайность картофеля сорта Ильинский показана в таблице 3. В 2016 году она была ниже, как на контроле (8,0 т/га), так и на вариантах опыта с разными нормами минеральных удобрений. Причем максимальная урожайность была получена на среднем фоне минеральных удобрений (13,5 т/га). При повышении фона минеральных удобрений урожайность снизилась до 13,2 т/га. Прибавка от удобрений составила 4,0-5,5 т/га или 50-69 %.Орошение способствовало росту урожайности картофеля на 3,3-7,0 т/га или на 41-53 %. 

Комплекс биопрепаратов также вызвал рост урожайности на 1,4 -4,0 т/га или на 14-30 %. Некорневая подкормка азофоской по фазам вегетации способствовала приросту урожайности на 4,1-7,0 т/га или 51-53 %.
Весь комплекс приемов в 2016 году дал прибавку 8,8-18,6 т/га или 110-206 %, а без учета минеральных удобрений – 110-141 %.
В 2017 году урожайность на контроле составила 14,6 т/га. На фоне минеральных удобрений она менялась с 23,0 до 30,4 т/га. Прибавка от удобрений составила 8,4-15,8 т/га или 58 -108 %. Причем максимальная урожайность и прибавка урожая были получены на вы-соком агрофоне. Прибавка от капельного орошения была ниже, чем в 2016 году и составила 4,2-5,6 т/га или 18-30 %. Причем с увеличением агрофона эффект от орошения снижался.
Прибавка от биопрепаратов на фоне капельного орошения составила 5-8 т/га или 16-55 %. Она уменьшалась с ростом агрофона.
Прибавка от азофоски была 3,6-7,0 т/га или 23-27 %. Примерно на одинаковом уровне. Прибавка от всего комплекса составила 15,8-17,6 т/га или 109-75 %, а с учетом удобрений 143-165 %. Уровень прибавки в 2017 году был несколько ниже, чем в 2016 году, что связано с погодными условиями и урожайностью картофеля на контроле. Все прибавки существенны.
В целом по опыту можно отметить, что эффект от орошения и некорневой подкормки азофоской выше в 2016 (более засушливом) году, а эффект от минеральных удобрений и комплекса биопрепаратов на фоне орошения выше в 2017 (более влажном) году.
Товарность клубней картофеля нового урожая 2016 года была несколько выше (63-100 %), чем в 2017 году (75-93 %), что связано с более благоприятными условиями развития клубневого гнезда в 2017 году и формированием дополнительных средних и мелких клубней.
Коэффициенты размножения по массе клубневого гнезда и по числу клубней были выше в 2017 году (7,2-21,5 – по массе и 6-15 по клубням), чем в 2016 году (3,8-14,8 по массе и 3,5-9,2 по клубням). 
Наибольшие коэффициенты размножения, несмотря на год исследования, были получены в варианте с комплексом биопрепаратов и азофоски на фоне капельного орошения и максимальном фоне минеральных удобрений (14,8 и 21,5 по массе клубневого гнезда и 9 – 15 по числу клубней в клубневом гнезде). 
Экономическая эффективность применения комплекса «Минеральные удобрения + биопрепараты + орошение» на средне-раннеспелом сорте картофеля Ильинский проявляется в увеличении продукции при повышении материально – денежных затрат.

В вариантах без орошения с увеличением производственных затрат, связанных с нормами минеральных удобрений, а также с затратами на биопрепараты и некорневую подкормку азофоской, себестоимость 1 ц снижается со 171 руб. до 129 руб. (вариант N₉₀P₉₀K₉₀), а затем растет до 136 руб. на высоком (вариант N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀₎ агрофоне.
Уровень рентабельности наоборот растет с 197 % до 288 %, а затем снижается до 265 %. Следовательно, рост урожайности в этом варианте не обеспечивает экономической эффективности всех технологических и биологических приемов. При орошении, по отношению к контролю все варианты рентабельны. Наибольший экономический эффект имеет применение комплекса на фоне N₆₀P₆₀K₆₀ (себестоимость самая низкая 121 руб./ц против 171 руб. на контроле; а уровень рентабельности самый высокий 312 % против 197 %). Рост урожайности в двух последних вариантах не является экономически выгодными, возможно из-за избытка увлажнения во время вегетации 2017 года и снижения эффективности капельного орошения.
Вывод. Для повышения урожайности картофеля рекомендуем применять комплекс биологических и технологических приемов, включающих обработку клубней Прорастином (3л/3т/га) + некорневая подкормка Полистином (3 л/га) + 10 кг азофоски по листовой поверхности (4 раза по фазам вегетации) + капельное орошение (2 л/на капельницу на 1 час).

Семыкин В.А., доктор с.-х. наук, ректор,
Засорина Э.В., доктор с.-х., профессор,
Пигорев И.Я., доктор с.-х. наук, 
профессор,
Веретенников Е.С., аспирант,
ФГБОУ ВО Курская ГСХА имени И.И. Иванова