employee from 01.01.2017 until now
Perm, Russian Federation
VAK Russia 4.1.1
VAK Russia 4.1.2
VAK Russia 4.1.4
VAK Russia 4.1.5
VAK Russia 4.2.1
VAK Russia 4.2.2
VAK Russia 4.2.3
VAK Russia 4.2.4
VAK Russia 4.2.5
VAK Russia 4.3.3
VAK Russia 4.3.5
UDC 633
UDC 633.491
UDC 631.82
The objective of the study is to determine the effect of different doses and ratios of mineral fertilizers on the yield and quality indicators of potatoes in the Middle Urals. The studies were conducted in 2020 and 2022 on the experimental field of the Perm Scientific Research Institute of Agriculture, a branch of the Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, located in the village of Lobanovo, 20 km from Perm. The experimental plot soil is sod-podzolic heavy loam. The experiment was set up according to an abbreviated design of 1/9 of the full factorial experiment (6 × 6 × 6). The study was conducted on the Gala potato variety. The average potato yield over the two years of the study varied from 17.8 t/ha in the variant without fertilizer application to 25.0 t/ha with N150P60K150. The increase in yield was due to the use of nitrogen and potassium fertilizers, which can explain 58 % of the variability in the indicator in the experiment. Under the conditions of the dry growing season of 2022, a decrease in starch content was noted with the use of mineral fertilizers from 17.4 % in the control to 14.1 % with the use of N150P150K150. Under favorable growing conditions in 2020, this pattern was not observed. Dry matter and nitrate nitrogen content in tubers increased with nitrogen fertilizers, while phosphorus and potassium fertilizers reduced these values. Nitrogen content during the flowering phase was below the optimal level, ranging from 2.65 to 3.53 %. Potassium content varied widely, from low to excessive. Phosphorus content was optimal and excessive.
potato, mineral fertilizers, factorial experiment, potato yield, starch, dry matter, nitrate nitrogen
Введение. Применение минеральных удобрений – один из самых эффективных способов повышения продуктивности агроценозов, особенно в условиях низкого естественного плодородия дерново-подзолистых почв [1, 2]. В условиях высокой стоимости минеральных удобрений, потребности в экологизации их использования и изменяющегося климата продолжает оставаться актуальной задача рационального использования питательных веществ удобрений [1, 3–5].
Картофель клубеносный является одной из важнейших продовольственных культур в России и мире. Он хорошо отзывается на применение как минеральных, так и органических удобрений [1, 6–9]. Одним из главных негативных погодных явлений для картофеля является засуха, так как картофель требователен к обеспеченности водой, особенно в критические фазы [5]. В зависимости от влагообеспеченности меняется также эффективность применения минеральных удобрений [3, 7]. Ряд исследователей показывают, что с возрастанием доз минеральных удобрений снижается эффективность их применения даже в благоприятные годы, в условиях же засухи высокие дозы NPK могут приводить к снижению урожайности или к их низкой окупаемости [6, 8, 9].
При оценке картофеля как продовольственного товара и как сырья для промышленной переработки большое внимание уделяется биохимическому составу клубней, который может изменяться в зависимости от условий питания, сорта и погодных условий [5, 6, 8, 10, 11]. В научной литературе есть сведения о том, что показатели качества при применении удобрений могут как улучшаться [11], так и ухудшаться [5, 12, 13]. Другие исследования указывают, что качество картофеля при применении среднерекомендуемых доз изменяется незначительно или зависит от соотношения азотных и фосфорных удобрений [1]. В то же время при высоких дозах азотного удобрения, особенно в засушливых условиях вегетации, в клубнях картофеля может накапливаться избыточное содержание нитратного азота [1]. Поэтому большое значение приобретает выбор доз и соотношений минеральных удобрений, обеспечивающих сбалансированный подход между получением наибольшей урожайности и лучших показателей качества.
Цель исследования – установить влияние различных доз и соотношений минеральных удобрений на урожайность и показатели качества картофеля в Среднем Предуралье.
Объекты и методы. Исследования проводили в длительном стационарном опыте «Изучение влияния доз и соотношений минеральных удобрений на урожайность полевых культур», заложенном в 1978 и 1980 гг. на базе Пермского НИИСХ – филиала ПФИЦ УрО РАН.
Опыт заложен по сокращенной схеме 1/9 полного факториального эксперимента (6 × 6 × 6). Схема опыта предусматривает изучение 6 градаций доз азотных (N), фосфорных (Р) и калийных (K) удобрений – от 0 до 5 в условных обозначениях количества единичных доз (30 кг/га д.в.). Повторность вариантов в опыте двукратная, расположение делянок блоками, общая площадь делянки составляет 120 м2, учетная площадь – 72 м2.
Почва опытного участка – дерново-подзолистая тяжелосуглинистая, слабогумуссированная. На момент проведения исследований содержание подвижного фосфора в почве по делянкам опыта изменялось от высокого до очень высокого, содержание подвижного калия – от повышенного до очень высокого.
Исследования проведены в шестой ротации севооборота на картофеле сорта Гала в 2020 и 2022 гг. Все минеральные удобрения вносили перед посадкой картофеля под предпосадочную обработку. Агротехника в опыте – общепринятая для Центральной зоны Предуралья. Схема посадки – 75 х 50. Посадка была проведена 01.06.2020 и 01.06.2022, учет урожайности косвенным методом по 20 растениям с делянки проводили 16.09.2020 и 30.08.2022. Надземную массу растений для определения обеспеченности основными элементами питания отбирали в фазу цветения.
Основной метод математической обработки в опыте – корреляционно-регрессионный анализ, основанный на теории метода наименьших квадратов [14]. Достоверное влияние изучаемых видов и соотношений минеральных удобрений устанавливается по включению их в регрессионное уравнение после проверки соответствующих коэффициентов регрессии на достоверность. Величина коэффициента детерминации характеризует долю изменчивости зависимой переменной, которую возможно объяснить изменчивостью независимых переменных. Математическую обработку результатов проводили с помощью программы STATISTICA 10.
Показатели качества клубней картофеля и содержание NPK определяли по общепринятым методикам. Показатели структуры урожайности – в соответствии с методическими указаниями [15]. К товарной фракции относили клубни массой от 40 г и больше, к семенной – от 20 до 80 г.
Погодные условия в годы проведения исследований были различны (рис. 1). Средний ГТК за 2020 г. составил 1,5, на протяжении периода вегетации картофеля наблюдались как засушливые периоды, так и периоды с нормальным и избыточным увлажнением. За 2022 г. средний ГТК за период вегетации картофеля составил 0,62, что характеризует год как острозасушливый.
|
|
Рис. 1. ГТК вегетационных периодов 2020 и 2022 гг.
HTC of the growing seasons 2020 and 2022
Результаты и их обсуждение. В условиях 2020 г. был сформирован более высокий, по сравнению с 2022 г., уровень урожайности картофеля (табл. 1). В 2020 г. урожайность клубней картофеля изменялась от 20,0 т/га при дозе N90 до 28,5 т/га при дозе N30P120K30, в 2022 г. от 14,4 т/га на контроле до 24,2 т/га при дозе N150P60K150. Данная закономерность связана прежде всего с более засушливыми погодными условиями во второй год исследований. В среднем за два года наименьшая урожайность получена в контрольном варианте – 17,8 т/га, наибольшая в варианте N150P60K150 – 25,0 т/га. В среднем по опыту при применении минеральных удобрений урожайность составила 21,9 т/га. Наибольшая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой урожая получена при внесении одних азотных удобрений в дозе 90 кг/га д.в. (45,6 кг/кг), наименьшая при внесении полного минерального удобрения в дозе 30 кг/га д.в. (7,8 кг/кг).
Таблица 1
Урожайность картофеля и окупаемость минеральных удобрений основной продукцией, 2020 и 2022 гг.
Potato yield and payback of mineral fertilizers by main products, 2020 and 2022
|
Вариант |
Урожайность, т/га |
Окупаемость, кг/кг |
|||
|
2020 |
2022 |
Среднее |
|||
|
т/га |
к контролю |
||||
|
Без удобрений |
21,1 |
14,4 |
17,8 |
|
– |
|
K90 |
22,8 |
14,5 |
18,6 |
0,8 |
8,9 |
|
P90 |
23,1 |
14,6 |
18,8 |
1,0 |
11,1 |
|
P90K90 |
21,8 |
18,6 |
20,2 |
2,4 |
13,3 |
|
N90 |
20,0 |
23,8 |
21,9 |
4,1 |
45,6 |
|
N90K90 |
22,7 |
21,4 |
22,0 |
4,2 |
23,3 |
|
N90P90 |
26,8 |
16,6 |
21,7 |
3,9 |
21,7 |
|
N90P90K90 |
23,5 |
18,9 |
21,2 |
3,4 |
12,6 |
|
N30P30K30 |
20,4 |
16,7 |
18,5 |
0,7 |
7,8 |
|
N30P30K120 |
25,4 |
19,5 |
22,5 |
4,7 |
26,1 |
|
N30P120K30 |
28,5 |
17,7 |
23,1 |
5,3 |
29,4 |
|
N30P120K120 |
20,8 |
22,4 |
21,6 |
3,8 |
14,1 |
|
N120P30K30 |
21,5 |
20,5 |
21,0 |
3,2 |
17,8 |
|
N120P30K120 |
27,6 |
16,1 |
21,9 |
4,1 |
15,2 |
|
N120P120K30 |
27,0 |
17,9 |
22,4 |
4,6 |
17,0 |
|
N120P120K120 |
28,1 |
21,4 |
24,7 |
6,9 |
19,2 |
|
N60P60K60 |
27,1 |
20,2 |
23,7 |
5,9 |
32,8 |
|
N60P60K150 |
25,4 |
20,6 |
23,0 |
5,2 |
19,3 |
|
N60P150K60 |
23,7 |
20,1 |
21,9 |
4,1 |
15,2 |
|
N60P150K150 |
25,3 |
21,3 |
23,3 |
5,5 |
15,3 |
|
N150P60K60 |
24,3 |
19,0 |
21,6 |
3,8 |
14,1 |
|
N150P60K150 |
25,8 |
24,2 |
25,0 |
7,2 |
20,0 |
|
N150P150K60 |
26,9 |
19,1 |
23,0 |
5,2 |
14,4 |
|
N150P150K150 |
26,9 |
18,5 |
22,7 |
4,9 |
10,9 |
По результатам корреляционно-регрессионного анализа получены регрессионные уравнения, описывающие действие изучаемых доз и соотношений минеральных удобрений на урожайность картофеля (формулы (1)–(3)). В условиях 2020 г. основная роль в увеличении урожайности принадлежала фосфорным удобрениям и в меньшей степени – калийным. C повышением доз эффективность удобрений снижалась. В условиях 2022 г. основная роль в увеличении урожайности принадлежала азотным удобрениям, эффективность которых также снижалась при возрастании доз. В среднем за два года проявилось действие азотных и калийных удобрений, которое не было взаимосвязано (рис. 2). Необходимо отметить, что полученные коэффициенты детерминации находились на относительно низком уровне: действием минеральных удобрений может быть объяснено только 58 % изменчивости урожайности в среднем за два года и 52–59 % изменчивости по годам
|
|
(1) |
|
|
(2) |
|
|
(3) |
где У20, У22, У20, 22 – урожайность картофеля в 2020, 2022 гг. и в среднем за 2020 и 2022 гг. т/га; N, P, К – дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений в кодированном виде – количество единичных доз; 20,56; 14,85; 18,67 – теоретическая урожайность в варианте без применения удобрений; 1,3299–0,3856 – коэффициенты регрессии, характеризующие действие удобрений.
|
|
Рис. 2. Влияние возрастающих доз N и K на урожайность картофеля (2020 и 2022 гг.) (расчетные данные)
The effect of increasing doses of N and K on potato yields (2020 and 2022) (estimated data)
Урожайность клубней картофеля определялась массой клубней с куста (r = 0,74), которая изменялась в среднем за два года исследований от 544,8 г на контроле до 794,0 г в варианте N150P60K150 (табл. 2). Наименьшее количество клубней в кусте было получено в варианте N60P60K150, в среднем при применении удобрений количество клубней составило 18 шт/куст. Средняя масса клубня изменялась в широком диапазоне от 29,8 до 50,9 г, максимальное значение получено в варианте N150P60K150, где количество клубней было минимальным среди всех вариантов опыта. Содержание в урожае товарной фракции, к которой относили клубни массой от 40 г и выше, изменялось по вариантам опыта от 48,5 до 79,3 %, семенной, к которой относили клубни массой от 20 до 80 г, от 47,8 до 75,5 %. Средняя масса клубня, содержание товарной фракции и семенной фракции в среднем по всем вариантам с применением минеральных удобрений установились на уровне контроля: 38,0 г, 65,3 и 65,5 % соответственно.
Регрессионные уравнения, описывающие влияние изучаемых минеральных удобрений на показатели структуры картофеля, в среднем за два года представлены в формулах (4)–(8). Для таких показателей, как масса и количество клубней, а также процент семенной фракции в урожае, были получены статистически доказуемые уравнения регрессии. Коэффициент детерминации в этих уравнениях находился при этом на относительно низком уровне – действием изучаемых минеральных удобрений можно объяснить только 25–37 % изменчивости данных показателей. Основной вклад в эту изменчивость оказывали азотные и фосфорные удобрения. Для средней массы клубня и содержания товарной фракции в урожае картофеля статистически значимых уравнений получено не было.
Таблица 2
Структура урожайности картофеля (2020 и 2022 гг.), т/га
Potato yield structure (2020 and 2022), t/ha
|
Вариант |
Масса клубней, г/куст |
Количество клубней, шт/куст |
Средняя масса клубня, г |
Содержание в урожае картофеля, % |
|
|
товарной фракции |
семенной фракции |
||||
|
Без удобрений |
544,8 |
13,5 |
39,1 |
65,0 |
64,4 |
|
K90 |
582,5 |
15,5 |
35,1 |
60,1 |
75,5 |
|
P90 |
624,2 |
17,0 |
36,3 |
65,3 |
70,6 |
|
P90K90 |
624,3 |
19,0 |
32,6 |
57,5 |
69,1 |
|
N90 |
683,8 |
18,5 |
36,6 |
65,6 |
70,1 |
|
N90K90 |
688,9 |
17,0 |
41,7 |
71,7 |
70,8 |
|
N90P90 |
649,2 |
18,5 |
34,9 |
66,1 |
65,4 |
|
N90P90K90 |
634,0 |
18,5 |
34,6 |
60,3 |
68,0 |
|
N30P30K30 |
570,9 |
17,0 |
33,9 |
58,0 |
66,3 |
|
N30P30K120 |
635,0 |
16,5 |
37,3 |
69,3 |
71,5 |
|
N30P120K30 |
673,3 |
17,0 |
39,4 |
67,5 |
53,5 |
|
N30P120K120 |
683,9 |
18,0 |
42,7 |
73,5 |
61,4 |
|
N120P30K30 |
696,8 |
18,0 |
39,8 |
65,3 |
70,0 |
|
N120P30K120 |
577,2 |
18,0 |
29,8 |
48,5 |
69,9 |
|
N120P120K30 |
751,1 |
20,0 |
37,0 |
62,4 |
67,2 |
|
N120P120K120 |
718,2 |
18,0 |
39,6 |
67,5 |
61,3 |
|
N60P60K60 |
752,5 |
19,0 |
39,6 |
67,7 |
68,5 |
|
N60P60K150 |
693,5 |
13,0 |
50,9 |
79,3 |
47,8 |
|
N60P150K60 |
657,9 |
16,0 |
40,8 |
69,6 |
66,6 |
|
N60P150K150 |
609,0 |
14,5 |
42,2 |
69,6 |
56,9 |
|
N150P60K60 |
698,5 |
21,0 |
33,6 |
57,3 |
68,0 |
|
N150P60K150 |
794,0 |
19,5 |
42,3 |
73,9 |
61,1 |
|
N150P150K60 |
691,6 |
16,0 |
40,9 |
69,6 |
64,9 |
|
N150P150K150 |
639,5 |
19,5 |
32,9 |
56,4 |
63,3 |
|
|
(4) |
|
|
(5) |
|
|
(6) |
|
|
(7) |
|
|
(8) |
где масса…, количество…, средняя..., товарная…, семенная… – показатели структуры урожайности картофеля в среднем за 2020 и 2022 гг.; N, P, К – дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений в кодированном виде – количество единичных доз; 595,34; 15,29; 69,82 – теоретические значения показателей в варианте без применения удобрений; const – постоянное значение; 47,3138–2,0456 – коэффициенты регрессии, характеризующие действие удобрений.
Содержание крахмала в клубнях картофеля в среднем за два года исследований составило 14,6 % на контроле и при применении удобрений снижалось: в среднем по всем вариантам с внесением минеральных удобрений оно составило 13,7 % и достигло минимума в варианте с максимальной дозой N150P150K150 (табл. 3). Данная закономерность была отмечена изначально в засушливом 2022 г., когда среднее содержание крахмала по всем вариантам с применением удобрений составило 15,6 при 17,4 % на контроле. В условиях 2020 г., когда в целом за период вегетации отмечено нормальное увлажнение (ГТК = 1,5) при содержании крахмала в контрольном варианте на уровне 11,7 %, содержание в среднем по всем вариантам с применением удобрений составило 11,9 %.
Таблица 3
Показатели качества картофеля сорта Гала (2020 и 2022 гг.)
Quality indicators of Gala potatoes (2020 and 2022)
|
Вариант |
Крахмал, % |
Сухое вещество, % |
Нитраты, мг/кг |
||||||
|
2020 |
2022 |
Среднее |
2020 |
2022 |
Среднее |
2020 |
2022 |
Среднее |
|
|
Без удобрений |
11,7 |
17,4 |
14,6 |
19,9 |
22,7 |
21,3 |
46 |
100 |
73 |
|
K90 |
11,9 |
16,5 |
14,2 |
18,8 |
23,4 |
21,1 |
61 |
81 |
71 |
|
P90 |
12,7 |
17,4 |
15,1 |
20,5 |
22,2 |
21,4 |
48 |
84 |
66 |
|
P90K90 |
13,5 |
15,9 |
14,7 |
18,9 |
21,4 |
20,2 |
46 |
110 |
78 |
|
N90 |
13,1 |
16,7 |
14,9 |
19,9 |
23,2 |
21,6 |
52 |
134 |
93 |
|
N90K90 |
11,1 |
15,3 |
13,2 |
18,5 |
20,8 |
19,7 |
53 |
172 |
113 |
|
N90P90 |
12,4 |
17,4 |
14,9 |
20,4 |
24,0 |
22,2 |
52 |
128 |
90 |
|
N90P90K90 |
14,0 |
14,1 |
14,1 |
18,0 |
20,4 |
19,2 |
51 |
146 |
98 |
|
N30P30K30 |
12,4 |
15,9 |
14,2 |
18,6 |
22,8 |
20,7 |
57 |
105 |
81 |
|
N30P30K120 |
12,1 |
15,0 |
13,6 |
19,4 |
21,7 |
20,6 |
62 |
126 |
94 |
|
N30P120K30 |
10,5 |
15,5 |
13,0 |
18,1 |
22,4 |
20,3 |
53 |
102 |
77 |
|
N30P120K120 |
11,0 |
14,4 |
12,7 |
18,3 |
20,7 |
19,5 |
49 |
90 |
70 |
|
N120P30K30 |
10,8 |
16,8 |
13,8 |
20,0 |
23,7 |
21,9 |
54 |
171 |
112 |
|
N120P30K120 |
11,3 |
16,4 |
13,9 |
17,9 |
21,7 |
19,8 |
71 |
148 |
109 |
|
N120P120K30 |
12,7 |
15,9 |
14,3 |
19,6 |
22,4 |
21,0 |
53 |
123 |
88 |
|
N120P120K120 |
12,3 |
14,3 |
13,3 |
19,1 |
20,9 |
20,0 |
58 |
139 |
98 |
|
N60P60K60 |
11,6 |
14,8 |
13,2 |
19,2 |
22,3 |
20,8 |
63 |
122 |
93 |
|
N60P60K150 |
10,9 |
15,4 |
13,2 |
18,4 |
19,8 |
19,1 |
69 |
95 |
82 |
|
N60P150K60 |
11,5 |
17,1 |
14,3 |
19,0 |
22,0 |
20,5 |
48 |
106 |
77 |
|
N60P150K150 |
11,3 |
14,2 |
12,8 |
17,6 |
20,6 |
19,1 |
42 |
122 |
82 |
|
N150P60K60 |
11,5 |
15,1 |
13,3 |
18,0 |
21,5 |
19,8 |
54 |
177 |
115 |
|
N150P60K150 |
12,5 |
14,6 |
13,6 |
16,9 |
19,7 |
18,3 |
66 |
144 |
105 |
|
N150P150K60 |
10,9 |
15,8 |
13,4 |
18,9 |
21,7 |
20,3 |
68 |
139 |
103 |
|
N150P150K150 |
11,2 |
14,1 |
12,7 |
15,7 |
19,6 |
17,7 |
57 |
146 |
101 |
Содержание сухого вещества изменялось в диапазоне от 15,7 до 20,5 % в 2020 г. и от 19,6 до 24,0 % в 2022 г. В оба года исследований минимальное значение показателя отмечено при применении максимальной в опыте дозе полного минерального удобрения N150P150K150.
Содержание нитратного азота в клубнях зависело от погодных условий периода вегетации: в более влажный 2020 г. оно варьировало в относительно узком диапазоне 42–71 мг/кг, в засушливом 2022 г. – в диапазоне 81–177 мг/кг. Наиболее высокие значения показателя отмечены в вариантах, где внесение азотных удобрений не сопровождалось внесением фосфорных и калийных. Превышения предельно допустимой концентрации нитратов в картофеле не выявлено ни в один из годов проведения исследования.
Отмеченные выше закономерности нашли свое выражение в регрессионных уравнениях (формулы (9)–(11)). Содержание крахмала достоверно снижалось под действием азотных и калийных удобрений, их действием можно объяснить 45 % изменчивости показателя по вариантам опыта. Связано это с тем, что при увеличении дозы азотных удобрений, особенно при низких дозах фосфорных, нарушается поступление углеводов из листьев в клубень. Стоит отметить, что в условиях достаточного увлажнения 2020 г. статистически значимого уравнения не было получено. В условиях засушливого 2022 г. статистически значимо было негативное влияние на содержание крахмала калийных удобрений (R2 = 0,57), что нашло свое выражение в уравнении по усредненным за два года данным. Общеизвестно, что ионы хлора, содержащиеся в большом количестве в хлористом калии, вызывают снижение содержание крахмала, тем не менее достоверно такой эффект получилось обнаружить только в условиях засухи.
|
|
(9) |
|
|
(10) |
|
|
(11) |
где крахмал, сухое вещество, нитраты – содержание крахмала (%), сухого вещества (%) и нитратного азота (мг/кг) в клубнях картофеля в среднем за 2020 и 2022 гг.; N, P, К – дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений в кодированном виде – количество единичных доз; 14,46; 20,89; 73,40 – теоретические значения показателей в варианте без применения удобрений; 0,3161; 0,1337; 1,1692 – коэффициенты регрессии, характеризующие действие удобрений.
Содержание сухого вещества и нитратного азота в клубнях картофеля повышалось при применении азотных удобрений и снижалось при применении фосфорных. Калийные удобрения в сочетании с другими снижали содержание сухого вещества и повышали содержание нитратного азота при применении их в низких дозах. Действием минеральных удобрений может быть объяснено 80 % изменчивости сухого вещества и 86 % изменчивости содержания нитратного азота по вариантам опыта. Отдельно по годам исследований получены схожие закономерности изменения данных показателей под действием изучаемых минеральных удобрений.
Оптимальное содержание в верхней части растения картофеля (4–5-й лист сверху) в фазу цветения составляет для азота 4,5–5,5 %, фосфора 0,4–0,5, калия 4,2–5,1 [16]. В среднем за два года исследований содержание азота в фазу цветения картофеля изменялось в диапазоне от 2,65 до 3,53 % и было ниже оптимального уровня (табл. 4). Содержание фосфора и калия в данную фазу находилось в диапазонах 0,53–0,67 и 3,79–6,06 % соответственно. Для содержания фосфора было характерно нахождение концентраций в группах оптимального и избыточного (> 0,6 %) содержания. Содержание калия, в свою очередь, ввиду широкого диапазона значений по вариантам, можно было отнести в группы низкого (3,8–4,2 %), оптимального и избыточного (> 5,5 %) уровней.
Таблица 4
Содержание основных элементов питания в зеленой массе и клубнях картофеля,
коэффициент использования элементов питания из удобрений (КИУ) (2020 и 2022 гг.), %
The content of basic nutrients in the green mass and tubers of potatoes, the coefficient
of utilization of nutrients from fertilizers (CIU) (2020 and 2022), %
|
Вариант |
Цветение |
Клубни |
КИУ |
||||||
|
N |
P |
K |
N |
P |
K |
N |
P |
K |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Без удобрений |
2,85 |
0,59 |
4,19 |
1,26 |
0,56 |
2,55 |
– |
– |
– |
|
K90 |
2,65 |
0,57 |
4,49 |
1,17 |
0,55 |
2,86 |
– |
– |
17,3 |
|
P90 |
2,98 |
0,64 |
4,53 |
1,25 |
0,55 |
2,48 |
– |
1,2 |
– |
|
P90K90 |
3,28 |
0,58 |
5,32 |
1,30 |
0,55 |
3,07 |
– |
1,3 |
31,5 |
|
N90 |
3,46 |
0,56 |
3,79 |
1,60 |
0,47 |
2,52 |
31,0 |
– |
– |
|
N90K90 |
3,08 |
0,54 |
5,04 |
1,42 |
0,41 |
2,94 |
15,5 |
– |
33,9 |
|
N90P90 |
3,46 |
0,63 |
3,96 |
1,60 |
0,52 |
2,34 |
32,8 |
4,5 |
– |
|
N90P90K90 |
3,43 |
0,58 |
6,06 |
1,61 |
0,52 |
3,14 |
19,9 |
– |
34,6 |
|
N30P30K30 |
2,93 |
0,53 |
4,14 |
1,51 |
0,48 |
2,43 |
33,5 |
– |
– |
|
N30P30K120 |
2,99 |
0,54 |
5,21 |
1,26 |
0,47 |
2,90 |
35,3 |
2,5 |
31,3 |
Окончание табл. 4
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N30P120K30 |
3,23 |
0,62 |
4,05 |
1,38 |
0,55 |
2,77 |
56,3 |
3,8 |
110,7 |
|
N30P120K120 |
3,20 |
0,65 |
5,53 |
1,29 |
0,55 |
3,16 |
21,8 |
1,8 |
30,3 |
|
N120P30K30 |
3,39 |
0,57 |
4,77 |
1,69 |
0,46 |
2,66 |
24,9 |
0,4 |
84,7 |
|
N120P30K120 |
3,32 |
0,57 |
5,74 |
1,57 |
0,45 |
2,97 |
16,9 |
– |
26,6 |
|
N120P120K30 |
3,46 |
0,66 |
4,13 |
1,57 |
0,54 |
2,56 |
21,7 |
3,6 |
78,4 |
|
N120P120K120 |
3,26 |
0,60 |
5,27 |
1,66 |
0,45 |
2,72 |
28,5 |
1,0 |
31,4 |
|
N60P60K60 |
3,32 |
0,56 |
5,02 |
1,50 |
0,50 |
3,04 |
43,5 |
5,6 |
88,6 |
|
N60P60K150 |
3,37 |
0,64 |
5,12 |
1,49 |
0,43 |
3,09 |
29,8 |
– |
26,0 |
|
N60P150K60 |
3,33 |
0,67 |
4,82 |
1,53 |
0,59 |
2,79 |
35,2 |
3,6 |
47,6 |
|
N60P150K150 |
3,35 |
0,66 |
5,24 |
1,75 |
0,61 |
3,21 |
50,1 |
3,9 |
30,8 |
|
N150P60K60 |
3,47 |
0,60 |
5,10 |
1,55 |
0,50 |
2,97 |
12,3 |
0,2 |
50,2 |
|
N150P60K150 |
3,07 |
0,56 |
5,59 |
1,80 |
0,51 |
3,32 |
23,0 |
3,4 |
36,7 |
|
N150P150K60 |
3,53 |
0,67 |
4,95 |
1,57 |
0,55 |
2,78 |
17,0 |
2,9 |
55,2 |
|
N150P150K150 |
3,26 |
0,62 |
5,66 |
1,95 |
0,65 |
3,46 |
20,4 |
3,4 |
28,2 |
Содержание элементов питания в клубнях изменялось в следующих диапазонах: азота – от 1,17 до 1,95 %, фосфора – от 0,41 до 0,65, калия – от 2,34 до 3,46 %. Максимальное содержание всех трех элементов питания к уборке сформировалось в варианте с максимальной дозой полного минерального удобрения N150P150K150. Наибольший коэффициент использования азота из удобрений получен в вариантах с применением N30P120K30 (56,3 %), N60P150K150 (50,1 %) и N60P60K60 (43,5 %), по остальным вариантам КИУ изменялся в диапазоне от 12,3 до 35,3 %. Для фосфора КИУ изменялся в относительно низких диапазонах – от 0,2 до 5,6 %, для калия – от 17,3 (K90) до 110,7 % (N30P120K30).
Был проведен анализ линейных корреляционных связей между изучаемыми показателями (табл. 5). Из заслуживающих внимание достоверных связей стоит выделить следующие.
1. Положительная связь средней силы урожайности картофеля с содержанием азота в фазу цветения и в клубнях (r = 0,53 и 0,59 соответственно).
2. Обратная связь средней силы между содержанием крахмала и содержанием калия как в зеленой массе, так и в клубнях (r = –0,51 и –0,68 соответственно).
3. Обратная связь средней силы между содержанием крахмала и урожайностью картофеля (r = –0,60).
4. Обратная связь высокой силы между содержанием сухого вещества в клубнях и содержанием калия, как в фазу цветения, так и в клубнях (r = –76 и –0,88 соответственно).
Таблица 5
Матрица линейной корреляции между изучаемыми показателями
The matrix of linear correlation between the studied indicators
|
Показатель |
Урожайность |
Масса клубней с куста |
Крахмал |
Сухое вещество |
Нитраты |
Nцвет |
Pцвет |
Kцвет |
Nклубни |
Pклубни |
Kклубни |
|
Урожайность |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Масса клубней с куста |
0,74* |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Крахмал |
–0,60 |
–0,32 |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Сухое вещество |
–0,48 |
–0,17 |
0,68 |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Нитраты |
0,47 |
0,40 |
–0,30 |
–0,25 |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Nцвет |
0,53 |
0,46 |
–0,14 |
–0,08 |
0,44 |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Pцвет |
0,18 |
0,12 |
–0,13 |
–0,09 |
–0,34 |
0,42 |
1,00 |
– |
– |
– |
– |
|
Kцвет |
0,38 |
0,11 |
–0,51 |
–0,76 |
0,37 |
0,13 |
–0,04 |
1,00 |
– |
– |
– |
|
Nклубни |
0,59 |
0,38 |
–0,31 |
–0,45 |
0,59 |
0,56 |
0,12 |
0,29 |
1,00 |
– |
– |
|
Pклубни |
–0,13 |
–0,24 |
–0,04 |
–0,20 |
–0,44 |
–0,03 |
0,57 |
0,01 |
0,11 |
1,00 |
– |
|
Kклубни |
0,46 |
0,20 |
–0,68 |
–0,88 |
0,23 |
0,07 |
0,01 |
0,83 |
0,32 |
0,23 |
1,00 |
Примечание: – 0,74* – достоверно при N = 24 и р < 0,05.
Заключение. Урожайность картофеля сорта Гала зависела как от погодных условий периода вегетации, так и от применения минеральных удобрений. При удовлетворительной обеспеченности влагой в 2020 г. был сформирован более высокий уровень урожайности. В среднем за два года исследований достоверное влияние оказали азотные и калийные удобрения, действием которых можно объяснить 58 % изменчивости показателя по вариантам опыта. Урожайность картофеля определялась массой клубней с куста.
В условиях засушливого 2022 г. был получен более высокий уровень содержания крахмала в клубнях картофеля, чем в 2020 г. При этом в условиях засушливого вегетационного периода отмечено снижение величины показателя при применении минеральных удобрений. В 2020 г. подобной закономерности не было установлено. Снижение содержания крахмала происходило при применении азотных и калийных удобрений, действием которых можно объяснить только 45 % изменчивости показателя по вариантам опыта. Содержание сухого вещества и нитратного азота увеличивалось в первую очередь при применении азотных удобрений.
Содержание азота в фазу цветения было ниже оптимального уровня и изменялось в диапазоне от 2,65 до 3,53 %. Содержание калия варьировало в широком диапазоне от низкого до избыточного уровня. Содержание фосфора было оптимальным и избыточным.
1. Korshunov AV, Fedotova LS, Shil`nikov IA, et al. E`kologicheskie aspekty` primeneniya udobrenij v kartofelevodstve Rossii Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2007;7:24-27. (In Russ.).
2. Kiryushin VI. Mineral Fertilizers as the Key Factor of Agriculture Development and Optimization of Nature Management. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016;30:19-25. (In Russ.).
3. Ivanov AI, Konashenkov AA. Reduce the dependency of the agriculture of the north-west of russia from weather and climate anomalies: problems and solutions. Melioration and Water Management. 2018;5:32-37. (In Russ.).
4. Strokov AS, Makarov OA, Marakhova NA, et al. Influence of soil and climatic factors on productivity of main agricultural crops in municipal districts of the Belgorod region. Zemledelie. 2019;6:21-24. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.24411/0044-3913-2019-10605.
5. Minin VB, Zakharov AM, Melnikov SP, et al. Peculiarities of productivity and quality of potatoes cultivated by biology-based technology in arid conditions of 2021. AgroEcoEngineering. 2022;2:126-137. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.24412/2713-2641-2022-2111-126-136.
6. Petrova LI, Mitrofanov YuI, Gulyaev MV, et al. Influence of various factors on crop formation and potato quality. Agrarian Bulletin of the Urals. 2021;4:34-42. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-207-04-34-42.
7. Lekomtseva EV, Ivanova TE, Ivanov IL, et al. Fertilizing of potato. Kartofel` i ovoshhi. 2015;4:34-35. (In Russ.).
8. Skriabin AA. The effect of doses of nitrogen fertilizer and rate of planting on weed infestation, yield and quality of early maturing potato varieties Rosalind in Preduralie. Tavricheskij nauchny`j obozrevatel`. 2017;6:132-137. (In Russ.).
9. Sergeeva AN, Skryabin AA, Eliseev SL. Yield of early ripe potato varieties depending on the dose of nitrogen fertilizer and norm of landing. Perm Agrarian Journal. 2019;1:69-75. (In Russ.).
10. Kazak AA, Loginov YuP, Gayzatulin AS. Environmental assessment potato varieties in growing according to various predecessors in the northern forest-steppe of the Tyumen Region. Bulletin of KSAU. 2021;1:85-93. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-1-85-93.
11. Demidenko GA. Potato tubers qualitative characteristics depending on the mineral fertilizers application. Bulletin og KSAU. 2021;10:209-215. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-10-209-215.
12. Vladimirov VP, Chekmarev PA, Vladimirov KV. Potato productivity depending on planting density and nutrition background on gray forest soils of the forest-steppe of the Middle Volga Region. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2017;31:40-43. (In Russ.).
13. Shlyk DP, Shapovalov VF, Korenev BV, et al. Efficiency of the integrated application of chemicals at the growing of potato under radioactive contamination. Plodorodie. 2015;3:37-40. (In Russ.).
14. Peregudov VN. Provedenie mnogofaktornyh opytov s udobreniyami i matematicheskij analiz ih rezultatov: metodicheskie ukazaniya. Moscow: VIUA; 1976. 112 p. (In Russ.).
15. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. V. 4: Kartofel`, ovoshhnye i bahchevye kultury. Moscow; 1975. 183 p. (In Russ.).
16. Cerling VV. Diagnostika pitaniya sel`skohozyajstvennykh kultur: spravochnik. Moscow: Agropromizdat; 1990. 235 p. (In Russ.).
