Ауыл шаруашылық ғылымдары Агрономия ауыл шаруашылық Ғылымдары

2 кестеден көріп отырғандай, тәжірибенің барлық варианттарында гумус мөлшерінің көбеюі байқалды. Гумустың ең көп мөлшері жоңышқа + еркекшөп, жоңышқа + арапбас + еркекшөп шөп қоспаларының 7 және 9 варианттарында болғаны анықталды. Басқа шөптер астындағы топырақтардағы гумус мөлшері 3,28-3,47 %. Екі жыл ішінде тәжірибе учаскесінің топырағындағы органикалық заттың көбеюі варианттар бойынша 0,84 %-дан 1,13 %-ға дейін ауытқиды. Жалпы азот мөлшері де 0,064 %-0,072 % аралығында жоғарлады.

Негізінен органикалық зат мөлшерінің жоғарлауы жоңышқа және астық тұқымдас шөптер тіршілігінің екінші жылы байқалады. Ал, ол өз ретінде топырақтың агрегаттық құрамына жағымды әсер етеді.

Осы зерттеулер нәтижесінде көпжылдық шөптердің маңыздылығы бойынша келесі қорытындылар жасауға болады:

Почки глазков на клубнях после периода покоя пробуждаются в среднем при + 4 ... + 6 °С (у некоторых сортов – при + 2 °С). Корни картофеля образуются при температуре не ниже + 7 °С. При температуре + 3 ... + 5 и + 35 ... + 40 °С рост почек приостанавливается. Клубни картофеля, как правило, не выносят даже небольших заморозков (в период уборки - 0,5; весной - 1 ... - 2 °С), что связано, прежде всего, с высоким (до 75 % и более) содержанием в них воды и малым количеством растворимых углеводов. Однако в отдельные годы они могут перезимовать в почве даже в средней полосе России. Это возможно благодаря постепенному охлажде­нию клубней в осеннее время и накоплению в них значительного, иногда до 8 %, количества сахара. В этом случае они сохраняют свою жизнедеятельность при охлаждении даже до - 7 °С.

Клубни, подвергшиеся низким положительным температурам (близким к 0 °С), при хранении приобретают сладкий вкус вследствие перехода части крахмала в сахар. Однако при комнатной температуре сладковатый вкус может исчез­нуть из-за обратного процесса – перехода сахара в крахмал.

Побеги картофеля начинают расти при температуре + 5 ... + 6 °С, максимальный прирост – при + 17 ... + 22 °С, а при + 42...+ 45 °С он прекращается, поскольку при этом на дыхание тратится больше углеводов, чем их образуется в процессе фотосинтеза.

При весенних заморозках - 1 ... - 1,5 °С ботва картофеля чернеет и отмирает, но при наступлении положительной температуры она может восстанавливаться за счёт прорастания запасных почек, однако продуктивность растений при этом сильно снижается.

Для активной ассимиляции и роста картофеля оптимальная среднесуточная температура воздуха – около + 20 °С (днём + 25 °С, ночью + 16 °С). При температуре выше + 30 °С растения сильно угнетаются, клубни становятся вялыми или не образуются вовсе.

В фазу цветения картофеля для фотосинтеза наиболее благоприятна температура воздуха + 18 ... + 21 °С, для клубнеобразования оптимальная температура почвы + 17 °С (днём + 20 °С, ночью + 12 ... + 14 °С), в жаркую засушливую погоду рост молодых клубней приостанавливается, на них могут прорасти верхушечные глазки или образоваться клубешки на стебле в пазухах листьев. Такое израстание обычно снижает урожай и качество клубней.

Температура сильно влияет на все показатели роста, урожай и качество клубней картофеля. Как правило, по мере увеличения температуры во время роста от низкой до высокой период вегетации картофеля сокращается, уменьшается число клубней в гнезде, снижается содержание протеина в них, но увеличивается содержание витамина С, соединений фосфора, калия и нитратов. Средняя масса клубней, их крахмалистость и урожайность картофеля при повышении температуры от низкой к оптимальной увеличиваются, а при дальнейшем её повышении – уменьшаются.

Для полного развития ранних сортов картофеля нужна сумма температур более + 10 °С около 1000-1200 °С, для среднеранних – 1100-1400, среднепоздних – 1400-1500 и для поздних – 1500-2000 °С, т.е. теплообеспеченность региона позволяет возделывать сорта картофеля всех групп спелости [1].

Транспирационный коэффициент – 360-450, но может колебаться от 200 до 650. На плодородных участках при высокой культуре земледелия транспирационный коэффициент уменьшается, на малоплодородных – значительно увеличи­вается. Чем выше урожайность картофеля, тем экономнее он расходует влагу.

В лесостепной зоне в районах с неустойчивым увлажнением картофель, возделываемый без орошения, хорошо отзывается на увеличение основного запаса влаги в почве (глубокая зяблевая вспашка, задержание снега и талых вод, боро­нование зяби весной и др.) и экономное расходование её в процессе вегетации (удобрение, правильный подбор сортов, оптимальная густота насаждения, раннее смыкание рядков, борьба с сорняками, болезнями, вредителями и др.).

Однако переувлажнённые почвы, особенно глинистые, с близким стоянием грунтовых вод, картофель тоже не выносит. В этом случае он сильно страдает от недостатка кислорода воздуха в почве.

В разные периоды вегетации потребность картофеля в воде различна. Меньше он нуждается в почвенной влаге в фазе прорастания клубней. При раннем сроке посадки для него более благоприятна сухая тёплая весна. Мало он потреб­ляет влаги и в период от всходов до бутонизации или клубнеобразования. В пери­од же от бутонизации до конца цветения расход влаги картофелем максимальный, и он требует хорошего увлажнения почвы. В конце роста, в фазах созревания пло­дов и семян и отмирания ботвы, потребность во влаге снижается. Избыток влаги в конце вегетации картофеля нежелателен, он ведёт к снижению крахмалистости и других показателей качества, ухудшает лёжкость клубней.

Улучшение влагообеспеченности картофеля удлиняет его вегетацию, увеличивает урожайность за счёт числа клубней в кусте и средней массы каждого клубня. При этом уменьшается содержание углеводов, протеина и нитратов, витамина С и соединений калия (а содержание фосфора увеличивается). Для разных по скороспелости сортов максимальный расход влаги в период клубнеобразования приходится на разное время: для ранних – с середины мая до конца июня, среднеранних – с июня до конца июля, а для более поздних – с июля до конца ав­густа – первой половины сентября. Поэтому использование сортов разной скоро­спелости - важный способ повышения устойчивости урожаев картофеля.

Высокие урожаи картофеля (30-35 т/га) получают в годы, когда за его вегетацию выпадает около 300 мм осадков с преобладанием их в июле-первой половине августа [2].

Световой режим и фотопериодизм. Картофель – светолюбивое растение. Урожай клубней и всей биомассы картофеля – это, как известно, законсервированная энергия солнечного света, связанная в органических веществах, созданных в основном из диоксида углерода и воды в процессе фотосинтеза в хлоропластах зелёных листьев.

Процесс фотосинтеза, а значит, и урожайность зависят от условий освещения растений. Световой режим растений складывается из интенсивности освеще­ния, спектрального состава света и длины дня. Оптимальная освещённость для растений картофеля составляет 40-60 тыс. люкс.

Для фотосинтеза используется не вся попадающая на растение световая энергия, а только та видимая её часть, которая имеет длину волн от 380 до 720 нм (нанометр, или миллимикрон) и поглощается хлорофиллом, зелёным пигментом листа. Её называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Энергия ФАР составляет около половины общей энергии солнечной радиации. Другая половина лучистой энергии Солнца представлена тепловым излучением, которое не участвует в процессах фотосинтеза, а нагревает почву, воздух и растения, обеспечивая тепловой режим.

Интенсивность освещения (мощность лучистого потока, измеряемая в ваттах на 1 м²) для нормального прохождения фотосинтеза достаточна в пределах 450-600 Вт/м². Это примерно равно половине мощности прямого солнечного излучения в полуденные часы. Нормальная интенсивность освещения наблюдается при рассеянном солнечном свете, когда полуденное солнце просвечивает сквозь перистые облака, или при солнечном сиянии в утренние и вечерние часы. Наибо­лее оптимально объёмное освещение рассеянным светом со всех сторон.

Недостаток, а также избыток освещения неблагоприятны для формирования урожая. При слабом освещении (например, в междурядьях сада) уменьшается содержание хлорофилла в листьях, снижаются продуктивность фотосинтеза и урожайность. При этом растения этиолируются (вытягиваются), раньше полега­ют, ухудшая тем самым и без того слабое освещение листьев. Необъёмный (одно­сторонний) свет обусловливает изгибание и вытягивание растений в сторону све­та, а затенение с боков приводит к вытягиванию растений вверх (фототропизм). Нормальное освещение подавляет вытягивание основных стеблей и боковых раз­ветвлений в длину, кусты картофеля формируются компактными, высокопродук­тивными. Однако при избыточно интенсивном освещении сильно увеличивается приток тепла (за счёт инфакрасной части спектра), повышая температуру воздуха до 30 °С и обусловливая перегрев растений, большой расход воды на транспирацию и др. Это может вызвать увядание растений, увеличить расход веществ на интенсивное дыхание и снизить или вовсе прекратить накопление органических веществ в нежаростойких растениях картофеля. Такое явление случается при жаркой ясной погоде летом пополудни, особенно в южных районах. Если же по­вышение интенсивности освещения сопровождается снижением температуры до + 17 ...+ 20 °С, оно благотворно влияем на урожайность картофеля.

Фотопериодизм – реакция растений на соотношение в сутках длины дня и ночи. Одна из основных фотопериодических реакций – это ускорение или замедление зацветания растений. Ускорение зацветания сокращает период вегетации, обеспечивая получение ранней продукции, но обычно снижает урожайность. По фотопериодизму, вызывающему цветение, растения делятся на длиннодневные (озимые и яровые хлеба и др.), короткодневные (кукуруза, просо, бахчевые и др.) и нейтральные (гречиха, горох и др.). Картофель относится к короткодневным растениям, но он вполне мирится с длинным днём (в северных районах картофе­леводства). Короткий день ускоряет начало клубнеобразования и созревание рас­тений. Для выгонки раннего картофеля это хорошо. Длинный день способствует усилению роста ботвы (вследствие более позднего цветения) и, как следствие, увеличению урожая клубней.

Световой режим фотопериодизма растений в естественной обстановке контролировать можно лишь отчасти, используя косвенные методы. Например, для получения раннего картофеля лучше использовать ранние сроки посадки на хо­рошо прогреваемых почвах (склонах южной экспозиции). Интенсивность освеще­ния можно в определённой мере улучшить, оптимизируя густоту стеблестоя и ориентируя рядки посадки в северо-южном направлении. Тогда при высоком солнцестоянии в полуденные часы растения в рядках, затеняя друг друга, умень­шают интенсивность освещения, а в утреннее и вечернее время они бывают осве­щены, что увеличивает продуктивность фотосинтеза, особенно в начале фазы рос­та (до смыкания рядков).

До смыкания ботвы много световой энергии тратится впустую, попадая на почву. Для максимального использования солнечного света требуется, чтобы на 1 м² плантации общая поверхность листьев составляла 4-5 м².

Интенсивность фотосинтеза зависит от температуры, интенсивности светового потока, возраста листьев и состояния устьиц листа.

Оптимальная температура для фотосинтеза картофеля – + 18...+ 22 ° С. При этом происходит наиболее быстрое накопление сухого вещества (фотосинтез с менее интенсивным дыханием). При температуре более + 25 °С интенсивность фотосинтеза значительно уменьшается (интенсивность транспирации и дыхания увеличивается).

При высокой интенсивности солнечного света листья нижнего яруса бывают хорошо освещены и в полной мере участвуют в создании урожая.

В старых листьях (более 6-8 недель) скорость фотосинтеза значительно уменьшается. Лист стареет быстрее при высокой температуре, в засуху, при поражениях болезнями и пр.

При открытых устьицах СО₂ воздуха проникает в листья, а вода из листьев испаряется. Если корневая система не в состоянии обеспечить растение водой, устьица закрываются, чтобы уменьшить транспирацию, что ведёт к снижению поглощения СО₂ и соответственно темпов фотосинтеза. Частичное закрытие устьиц в основном происходит в послеобеденное время в жаркие дни. Клетки теряют тургор, происходит завядание. Чтобы избежать этого, требуются орошение и хо­рошо развитая корневая система.

В результате фотосинтеза образуется органическое вещество, которое используется растением для роста надземной массы корней и клубней. В течение первого периода вегетации все ассимиляты направляются на рост надземной массы и корней. Во второй и третий периоды вегетации ассимиляты поступают на формирование урожая клубней и запаса крахмала в них. При оптимальных условиях роста при смыкании ботвы в рядках прирост урожая может достигать 1 т/га клубней в день [3].

Содержание и состав почвенного воздуха зависят от скважности и влажности почвы, а скважность – от её плотности (рыхлости). Чем рыхлее почва, тем больше её некапиллярная скважность и воздухоёмкость, а с увеличением плотно­сти почвы объём её некапиллярных промежутков и аэрация уменьшаются. При использовании органи-ческих удобрений общая скважность на хорошо обработан­ной почве достигает 65 % её объёма. В рыхлой почве в результате разницы темпе­ратуры и давления газов в почвенном и атмосферном воздухе легко проходит га­зообмен: в почву поступает кислород, а из неё уходит диоксид углерода. Этот процесс усиливается при гребневой посадке, рыхлении почвы, выпадении дождей. Дождевая вода вытесняет из почвенных промежутков почвенный воздух, а по ме­ре просачивания вниз она, как насос, засасывает в почву атмосферный воздух, бо­гатый кислородом. Гребни и разрыхлённый слой почвы легко продуваются вет­ром, обогащая почву кислородом. В этом отношении велико значение дождевых червей, проделывающих в почве систему ходов («воздуховодов») на всю глубину корнеобитаемого слоя. Их численность в почве возрастает по мере увеличения доз органических удобрений, улучшающих воздушный режим почвы, несмотря на увеличение выделения СО₂ в почву при гниении навоза.

Воздушный режим почвы зависит от гранулометрического состава, органических удобрений и обработки почвы. Рыхлая почва в зоне клубнеобразования улучшает доступ кислорода к корням, не препятствует росту столонов и клубней, повышает урожайность. В народе говорят: «Картофель – культура рыхлых почв, его нужно сажать на "перину" и укрывать "пуховым одеялом"». На плотных почвах получают деформированные мелкие клубни, урожайность снижается. Рых­лость почвы нужно поддерживать в течение всего периода вегетации. Оптималь­ная плотность среднесуглинистой чернозёмной почвы для картофеля – около 0,9 (не менее 0,85 и не более 1,1 г/см³).

Почвы. Картофель не очень требователен к почвам, если он достаточно обеспечен влагой, питанием и воздухом. Основное требование картофеля к почвам – рыхлость, т.е. небольшая плотность. По данным ВНИИКХ, для картофеля более подходящие условия создаются на средних и тяжёлых суглинках при плот­ности почвы 1,1-1,2 г/см, на среднесуглинистых чернозёмах – 0,9-1,0 г/см³. Плотность лёгких песчаных почв может быть более значительной (до 1,4 г/см³). Повышенная требовательность картофеля к рыхлости почвы связана не только с его большой потребностью в кислороде для дыхания корней, но и с формирова­нием столонов и разрастанием клубней. Столоны, в отличие от корней, имеют крупноклеточное строение и лишены механической ткани. Поэтому в процессе роста они могут раздвигать частицы только рыхлой почвы. На переуплотнённой (или переувлажнённой) почве не только столоны, но и корни картофеля размеща­ются в поверхностном, лучше аэруемом слое. При этом столоны ветвятся, истон­чаются, клубни образуются почти на поверхности почвы. Они получаются мел­кими, урожай их резко уменьшается.

Картофель лучше удаётся на рыхлых, хорошо удобренных супесча­ных и суглинистых влажных, слабокислых (рН 5,6-6,5) чернозёмных, тёмно-серых лесных, торфяных и пойменных почвах. Он мирится с кислыми и песчаными (удобренными) почвами. Не подходят для него переувлажнённые плохо аэрируемые тяжёлые глинистые, заплывающие, щелочные и засоленные почвы.

Однако хорошо увлажнённые оструктуренные и глубоко разрыхлённые глинистые почвы тоже могут обеспечить высокую урожайность картофеля, тем более что они потенциально плодороднее супесей. На хорошо увлажнённых суглинистых и глинистых почвах (в сравнении с песчаными) урожайность картофе­ля, крахмалистость клубней и содержание в них сухих веществ бывают более вы­сокими, при этом улучшаются семенные и технологические (чипсы, картофель фри) качества клубней, а вкусовые достоинства их снижаются (некрозы сердце­вины, ржавость клубней, поражение их паршой, чёрной ножкой и ризоктонией), но увеличиваются глубина глазков, заболевания мокрой и бурой гнилями, фитофторозом.

Картофель высокотребователен к наличию элементов питания в почве. Азотное питание усиливает рост ботвы и клубней, сильно влияет на величину и качество урожая. Фосфор улучшает корнеобеспеченность, ускоряет созревание, повышает крахмалистость картофеля.

Картофель – калиелюбивая (но чувствительная к хлору) культура. На чернозёмах, богатых калием, картофель лучше отзывается на азотно-фосфорное (и навозное) удобрение, а на супесях, бедных калием, он высокоотзывчив и на калийные (безхлоровые) туки.

Органические удобрения (навоз, компост, солома, сидерат, торф и др.), улучшая рыхлость и биологическую активность почвы, снабжают растения элементами питания и углекислым газом, который выделяется при перегнивании ор­ганического вещества [4].