КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
НАВЧАЛЬНО – НАУКОВИЙ ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ТА ГРУНТОЗНАВСТВА
ФАКУЛЬТЕТ АГРОХІМСЕРВІСУ І ГРУНТОЗНАВСТВА
УДК 631. 8:635.21
БАКАЛАВРСЬКА ДИПЛОМНА РОБОТА
НА ТЕМУ:
“Вплив добрив на урожайність і якість картоплі столової”
Київ - 2007
˝Вирощувати картоплю на полях – це теж, що отримувати
три колоски там, де ріс один˝
Д.Н.Прянішніков [1]
ЗМІСТ
ВСТУП
РОЗДІЛ І
МІНЕРАЛЬНЕ ЖИВЛЕННЯ ТА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ ЗА ВИРОЩУВАННЯ КАРТОПЛІ СТОЛОВОЇ (огляд літератури)
1.1. Використання добрив в картоплярстві
1.3. Шляхи підвищення продуктивності картоплі столової
РОЗДІЛ 2
ПРОГРАМА, ОБ(ЄКТИ, МЕТОДИКА ТА УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Програма проведення досліджень
2.2. Методика проведення досліджень
2.3. Грунтово-кліматичні умови зони проведення досліджень
2.3.1. Метеорологічні умови
2.4. Характеристика ґрунтових умов
РОЗДІЛ 3
ВПЛИВ ДОБРИВ НА ВМІСТ ТА ДИНАМІКУ АЗОТУ, ФОСФОРУ І КАЛІЮ В ТЕМНО-СІРОМУ ОПІДЗОЛЕНОМУ ГРУНТІ ЗА ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ
3.1. Вміст та динаміка мінерального азоту в грунті під впливом добрив
3.2. Вміст та динаміка рухомого фосфору в грунті за удобрення картоплі столової
3.3. Вміст та динаміка обмінного калію в грунті за використання добрив під картоплю столову
РОЗДІЛ 4
ВПЛИВ УДОБРЕННЯ НА ФІЗІОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ В РОСЛИНАХ КАРТОПЛІ СТОЛОВОЇ
4.1. Вміст основних елементів живлення в рослинах картоплі столової
4.2. Винос елементів живлення урожаєм коефіцієнти їх використання з добрив
РОЗДІЛ 5
ВРОЖАЙНІСТЬ КАРТОПЛІ СТОЛОВОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД УДОБРЕННЯ
РОЗДІЛ 6
ЯКІСТЬ БУЛЬБ КАРТОПЛІ СТОЛОВОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД УДОБРЕННЯ
РОЗДІЛ 7
ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ДОБРИВ ЗА ВИРОЩУВАННЯ КАРТОПЛІ СТОЛОВОЇ
ВИСНОВКИ
РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТКИ
ВСТУП
Картопля - одна з найважливіших сільськогосподарських культур, широке розповсюдження якої обумовлене, перш за все, її високою потенційною урожайністю і вмістом в бульбах поживних компонентів: вуглеводів, білків, амінокислот, вітамінів, мінеральних солей та ін.
Успішне вирішення головного завдання сучасного землеробства – задоволення потреб людства в сільськогосподарських продуктах неможливе без застосування добрив.
Застосування добрив повинно забезпечувати отримання високих врожаїв найкращої якості для конкретних умов. Вирішенню цього завдання сприяє диференційоване застосування добрив та інших засобів хімізації в залежності від агрохімічних властивостей ґрунтів і фітосанітарного стану агроценозів. Диференційоване застосування добрив дозволяє не лише оптимізувати мінеральне живлення рослин, але і звести до мінімуму ризик суттєвого порушення рівноваги стану агроценозів.
За останні роки істотні зміни відбулися в технології вирощування картоплі. Збільшилась кількість сортів з різним рівнем стійкості щодо окремих видів шкідливих організмів. Змінилась номенклатура препаратів, які застосовують в картоплярстві. Урізноманітнився асортимент мінеральних та органо-мінеральних добрив, що вносяться під картоплю. Підвищилися вимоги щодо якості продукції та її екологічної чистоти, збереження довкілля. Це потребує диференційованого підходу, як до норм витрат пестицидів та добрив, так і до кратності обробітків.
Відповідно до цього виникає потреба у вивченні конкретних вимог до умов живлення кожного сорту картоплі для забезпечення оптимальної якості продукції та високої економічної ефективності вирощування в різних грунтово – кліматичних умовах України.
І. МІНЕРАЛЬНЕ ЖИВЛЕННЯ ТА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ ЗА ВИРОЩУВАННЯ КАРТОЛПІ СТОЛОВОЇ (огляд літератури)
1.2. Використання добрив в картоплярстві
Грунт - це основний засіб виробництва продуктів харчування і один із головних природних ресурсів Землі. Тому збереження і примноження його родючості - важливе завдання людства [1].
На думку Хамукова В.Б. [2], родючість ґрунту визначається біологічними, агрофізичними, фізико-хімічними і агрохімічними властивостями. Найвища продуктивність рослин досягається тільки за оптимального їх поєднання. Сучасні технології вирощування сільськогосподарських культур, з одного боку вимагають доведення родючості ґрунту до оптимального рівня, а з іншого можуть обумовлювати небажаний вплив. З огляду на біологічні потреби рослин, грунт має забезпечувати в доступній формі елементи живлення, повітряний, водний, тепловий та окисно-відновний режими.
Для збереження і збільшення запасів гумусу в грунті, дуже важливе значення має систематичне застосування мінеральних і органічних добрив. Так, внесення 1 т/га гною (з вмістом 4,5-5 кг азоту, 2,5 кг фосфору і близько 6 кг калію) забезпечує вміст гумусу, кг/га: на грунтах Полісся - 42, Лісостепу - 54 і Степу - 59 [3,4].
Мінєєв В.Г. та ін. [130] та Барабаш О.Ю. та ін. [5] відмічають, що органічні добрива є джерелом гумусу – основного фактору родючості ґрунтів, впливають на фізико-хімічні, агрофізичні властивості ґрунтів. Внесення органічних добрив посилює мікробіологічну діяльність. Як джерело макро- та мікроелементів, гній суттєво покращує баланс біогенних елементів в землеробстві, значно підвищує продуктивність вирощуваних культур, покращує якість врожаю.
Мінеєв В.Г. [6] в своїх дослідженнях відмічає, тісний зв’язок між вмістом гумусу в ґрунті та продуктивністю рослин. Органічна речовина є основним природним джерелом макро- і мікроелементів, а також диоксиду вуглецю, який оптимізує їх повітряне живлення. Як відмічає Носко Б.С. [7], коефіцієнт кореляції між вмістом гумусу та врожайністю цукрових буряків складає 0,77-0,83 %. Відомо, що цей показник має обмежений вплив на продуктивність культур. В роботі Ганжара Н.Ф. [8] та інших вчених [9], відмічено, що при збільшенні кількості гумусу підвищення ефективності добрив не спостерігається. При використанні середніх та високих доз добрив рівень гумусованості не впливає на урожайність.
Сумісне застосування органічних і мінеральних добрив є найбільш ефективним заходом для нагромадження гумусу в ґрунті. Цей захід забезпечує зростання нагромадження гумусу на 10-16 % в порівнянні із гноєм за рахунок оптимізації співвідношення С:N. За використання органічних і мінеральних добрив окремо воно звужується, що спричинює закріплення азоту або посилення денітрифікації і нітрифікації. Оптимізація цього показника важлива при інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур, які передбачають необхідність внесення азотних добрив переважно під основний обробіток ґрунту [10,11,12].
Для ґрунтів важливим є не тільки підвищення вмісту та запасів гумусу, скільки збільшення його сезонної зміни. Циклічність органічної речовини визначає напрямок всіх ґрунтових процесів і режимів, а також обумовлює стабільність системи та здатність до саморегуляції. Сезонна динаміка органічної речовини визначається особливостями розвитку фітоценозу. Ріст рослин у першій половині періоду вегетації супроводжується зростанням мікробіологічної активності ґрунту, що підвищує інтенсивність мінералізації гумусу. Відновлення його запасів відбувається переважно в осінньо-зимовий-весняний період, за умови поповнення ґрунту рослинними рештками і органічними добривами [13,14,15].
Використання органічних добрив покращує мікробіологічну діяльність ґрунту, при цьому в грунт потрапляють мікроорганізми та органічна речовина, необхідна для активізації їх життєдіяльності [16].
Як стверджує Жуков А.И. [17,18], що за використання органічних добрив, як джерела поживних елементів, їх норми повинні визначатись потребою на запланований урожай з урахуванням коефіцієнта їх мінералізації.
Високі дози мінеральних добрив погіршують фізико-хімічні властивості ґрунту, зумовлюють підкислення ґрунтового розчину. Поряд із підвищенням вмісту рухомих форм азоту, фосфору і калію порушуються процеси трансформації, рівновага між амонійною і нітратною формами азоту, що зумовлює нагромадження останньої в продукції [17,19].
Запобігти нагромадженню нітратів можна внесенням мікроелементів - Мо, Zn, Lі. Збагачення аміачної селітри бором, зумовило зменшення акумуляції нітратів у ґрунті на 23-35 %. Застосування вуглеамонійних солей у комплексі з бором сприяло зниженню його вмісту на 32-51 %, що зумовило зменшення концентрації їх у бульбах картполі столовї на 24 % [20].
На думку вчених [21] контроль за вмістом нітратів в овочевій продукції має особливе значення, так як вони часто містять підвищену їх кількість і споживаються людьми у великій кількості.
Для запобігання підвищеного накопичення нітратів слід дотримуватись строків і способів внесення добрив, враховуючи умови вирощування культури. Крім того, слід пам(ятати, що в цьому випадку суттєву роль відіграє форма добрива, яку використовуємо. При внесенні під картоплю столову однакових норм аміачної селітри і сульфату амонію в бульбах було відповідно 0,46 і 0,26 нітратів. Встановлено позитивну роль мікроелементів, зокрема Сu і Мо, які прискорюють включення мінеральних форм азоту в органічні сполуки і знижують вміст нітратів у бульбах [22].
Як стверджує Ярван М.Є. та ін. [23], значну роль для накопичення нітратів відіграє підживлення азотними добривами, строки їх проведення. Рекомендують закінчувати підживлення за 1,5-2 місяці до початку збору врожаю.
Одним із найбільш перспективних засобів усунення негативних наслідків застосування азотних добрив необхідно вважати використання гною, сидератів, які не тільки зменшують міграцію нітратів в нижні шари ґрунтового профілю, але й сприяють закріпленню їх в верхніх горизонтах [24].
На добре окультурених ґрунтах, за внесення мінеральних і органічних добрив закріплення азоту посилюється. З підвищенням еродованості ґрунтів іммобілізація азоту зростає. Це обумовлено тим, що в польових умовах в ґрунті більше залишається бідних азотом кореневих і поживних рештків попередніх культур, розпад яких супроводжується інтенсивною іммобілізацією внесеного азоту [25].
Внесення високих доз фосфорних добрив збільшує потребу рослин в цинку, калійних - в борі, азотних - в міді та марганцю. Вапнування ґрунтів підвищує потребу в борних і марганцевих добривах і знижує ефективність молібдену [26].
Дмитренко А.А. [74] відмічаює, що внесення фосфатів в грунт стимулює розвиток азотфіксуючих мікроорганізмів і збільшує нітрифікуючу здатність ґрунту.
Наприклад, до кінця 90-х років за рахунок переваги надходження фосфору над виносом, в орному шарі нагромаджено 3 – 3,5 мг Р2О5 на 100 г ґрунту, що в середньому становить 80 – 100 кг/га діючої речовини. Площі сильно- та середньокислих ґрунтів зменшились з 32 до 14 % [27].
Систематичне внесення калійних добрив на дерново-підзолистих ґрунтах (як легкі так і важкі за механічним складом) збагачує їх рухомим калієм краще, ніж чорноземи, в яких калій накопичується переважно в обмінній формі. Застосування калійних добрив порушує рівновагу між формами калію в ґрунті, активізує процеси взаємообміну між ними. Очевидно, що суть процесу фіксації іонів калію добрив ґрунтами заключається не тільки в заміщенні катіонів Са2+, Мg2+, Н+, але і інших, ґрунтових мінералів, які в кристалічній решітці займають необмінні позиції. Запаси калію в ґрунті пропорційні виносу цього елементу рослинами і його мобілізацію в процесі вегетації [28].
Отримання генетично обумовленого рівня врожайності культури, навіть на високоокультурених грунтах, можливе тільки за направленого регулювання умов живлення рослин на основі вимог самої культури та особливостей сорту [29].
Для оптимізації поживного режиму картоплі столової, велике значення мають мікроелементи: бор, марганець, мідь, цинк, молібден, залізо, кобальт та інші. На дерново-підзолистих і дерново-глеєвих ґрунтах рослинам картоплі не вистачає бору. Для цього в грунт вносять борно-дертолітове борошно, борний суперфосфат або борат магнію з розрахунку 1-2,5 кг/га [30].
Раціональне використання добрив базується на врахуванні комплексу факторів. Одним з найголовніших серед них є біологічні особливості культури, зміни у потребах рослин за фазами росту і розвитку. В картоплярстві важливим є дотримання норм і строків удобрення, так як продукція споживається протягом року і надмірне накопичення окремих сполук може викликати її токсичність. Поряд з тим, недостатнє забезпечення елементами живлення негативно відображається на врожайності та якості овочів [32].
Систематичне внесення гною і мінеральних добрив приводить до збільшення вмісту мінеральних форм азоту, валових і рухомих сполук фосфору і в незначній мірі - обмінного калію [33].
Ефективність азотних добрив у поліських, лісостепових районах та на зрошуваних землях досить висока. На кожний кілограм азоту можна одержати зерна до 15 кг, овочів - 100-150 кг. Підвищення вмісту білка в зерні, у кормових культур та овочевих від азотних добрив становить до 2-3,5 % [34].
Таким чином можна відмітити, що сучасні проблеми землеробства зводяться до фактичного забезпечення достатнього рівня родючості ґрунтів через комплекс агрохімічних, агротехнічних та технологічних заходів без негативного впливу на оточуюче середовище та якість продукції. Агрохімічні заходи займають одне з провідних місць за впливом на функціональні можливості виробника в регулюванні комплексу ґрунтових умов, що забезпечить цілеспрямоване зростання продуктивності рослин.
1.3. Особливості росту та живлення рослин картоплі
Для свого росту та розвитку картопля потребує підвищену кількість поживних речовин, що обумовлено її біологічними особливостями. Для цієї культури основними елементами живлення для нормального розвитку є азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка, залізо, бор, мідь, марганець, цинк, молібден, кобальт, хлор та інші. Кожні 10т урожаю бульб беруть з ґрунту 50кг азоту, 20 – фосфору, 100 – калію, 38 – кальцію, 16 – магнію і 5кг сірки. При цьому досить чітко проявляється роль окремих елементів у живленні картоплі.[35]
Азот є обов’язковою складовою частиною усіх білкових речовин, що складають хімічну основу клітини та її органоїдів, хлорофілу, нуклеїнових кислот, вітамінів групи В та ряду ферментів. При нестачі цього елементу затримується лінійний ріст рослини. Спостерігається потовщення і засихання нижніх листків, зміна кольору від інтенсивно зеленого до світло-зеленого, починаючи від верхівки і країв часток листка. Поступово листки світлішають, втрачаючи своє забарвлення до світло-жовтого.[36]
Висока забезпеченість азотним живленням у перших фазах росту картоплі зумовлює направленість фотосинтезу на ростові процеси: зростає об’єм клітин мезофілу і кількість хлоропластів у клітині, а також площа поверхні листкової пластинки та загальна площа листкової поверхні насаджень на одиницю площі поля.[37]
Для створення добре розвиненої вегетативної маси картоплі у період від появи сходів до бульбоутворення необхідне підсилене азотне живлення. Однак надлишкове живлення азотом після цвітіння зумовлює інтенсивний ріст бадилля, затримує відтік вуглеводів у бульби, гальмує їх ріст і нагромадження в них крохмалю. Низькі дози азотних добрив, навпаки, затримують розвиток бадилля та надходження в рослини фосфору та калію.[37,38]
Забезпечення рослин азотом повинно відповідати фазам розвитку картоплі:
- своєчасне внесення азотних добрив сприяє швидкому розвитку гички і ранньому змиканню в рядках стеблестою, але при цьому не треба допускати її надмірного розвитку, так як це гальмує утворення бульб;
- для росту бульб рослині потрібне рівномірне надходження достатньої кількості азоту. До цвітіння їй необхідно більше 80% загальної його потреби. В цьому випадку старіння листя наступає значно пізніше;
- пізніше слід зменшити надходження азоту в рослини для зупинки росту гички й одержання придатних для лежкості бульб високої якості.[39,40]
Азотніі добрива в нормі до 150 кг азоту на 1 га вносять повністю до посадки картоплі при очікуванні урожайності близько 300 ц/га. Для одержання вищих урожаїв на легких промивних ґрунтах доцільно вносити 2/3 азотного добрива при посадці і 1/3 на початку бульбоутворення. Але треба враховувати, що при внесенні другої дози азоту виникає небезпека більш пізнього достигання бульб і зниження в них вмісту крохмалю.[40,45]
В результаті досліджень на зрошувальних каштанових ґрунтах Західного Забайкалля встановлено, що кількість вегетаційної маси досліджуваної культури зростала із збільшенням дози азотного добрива з 14,2 ц/га в фоновому варіанті до 29,5 ц/га при внесенні в нормі N360. При застосуванні підвищених норм азотних добрив суттєво збільшується винос азоту рослинами картоплі: при N120 – 210 кг/га, N180 – 236,8 кг/га, N360 – 277,4 кг/га. Коли на контролі – 117,4 кг/га. Коефіцієнт використання азоту був найбільшим при внесенні N120 і становив 77% при використанні рослинами та 57% - бульбами.[48]
Посилене фосфорне живлення картоплі під час бульбоутворення сприяє утворенню вуглеводів і їх відтоку у бульби. Із зростанням норми добрив інтенсивність фотосинтезу на одиницю листкової поверхні послаблюється, хоча продуктивність рослин у цілому підвищується.[41]
При недостатньому фосфорному живленні затримується розвиток рослин: цвітіння і дозрівання, уповільнюється ріст пагонів і коренів, листя стає дрібним та вузьким. Нижнє листя набуває фіолетового забарвлення, черешки закручуються вгору. При цьому знижується інтенсивність бульбоутворення. У м”куші бульб з”являються окремі іржаво-бурі плями.[46]
Коефіцієнт використання фосфору найбільший при внесенні Р30 : 43% - бульбами і 50% - рослинами, що встановлено Убугуновим Л. Л. В результаті проведених досліджень.[47]
Калій, як поживна речовина, сприяє не тільки формуванню урожаю, але і одержанню стійкого збору бульб, покращує смакові якості, підвищує стійкість до механічних пошкоджень, покращує лежкість.[48]
Найбільшу потребу рослина картоплі відчуває в азоті і калії. Співвідношення азоту, фосфору та калію в бульбах складає 1: 0,4: 1,7.
Під час цвітіння поглинається 75% потрібного азоту, 66% калію і магнію і 50% фосфору.[47,48]
В початковий період дефіциту магнію листки здаються нормальними, хоч мають світло-зелений колір. Пізніше, вздовж головної жилки з’являються хлоротичні плями, які потім збільшуються, ф ділянки пластинками між жилками набувають блідо - чи яскраво-жовтого забарвлення. Хлороз може розпочинатись із верхівки листка. Листок стає крихким, краї закручуються вверх. На зворотній стороні листка з’являються ознаки жовтого хлорозу і бурого некрозу.[49]
При урожайності 300 – 400 ц/га картоплі необхідно 60 – 80 кг магнію на гектар. Якщо у гичці магнію менше 0,12% в сухий речовині, то забезпечення магнієм недостатнє. Дефіцит магнію негативно впливає на переміщення асимілянтів у бульби і знижує накопичення крохмалю. Рекомендовано вносити 60 – 90 кг магнію на гектар.[50,51].
Нестача кальцію призводить до появи уздовж країв молодих листків на верхівках стебел світло-зелених смуг, листя стає зморшкуватим, у деяких випадках молоді листки на верхівках стебел не розпускаються, а верхівкові бруньки відмирають.[52].
Картопля дуже вимоглива до елементів живлення. Для отримання високих врожаїв доброї якості бульб вони повинні бути доступні рослинам картоплі вчасно, в необхідній кількості і в потрібній формі. [53]
При дотриманні технології вирощування картопля нагромаджує високий врожай біологічної маси, для створення якої потрібна велика кількість мінеральних елементів живлення. Залежно від сорту та агрокліматичних умов, з урожаєм бульб 100 ц засвоюється, кг: азоту – 40-60; фосфору (Р2О5) – 10-18; калію (К2О) – 60-100; сірки – 20-40; магнію – 10-25; кальцію – 20-50. [54]
Стосовно насіннєвої картоплі, то швидкість і ступінь погіршення продуктивних якостей її внаслідок поширення вірусної інфекції значною мірою залежить від умов живлення.
Для зниження шкідливості вірусного і екологічного виродження має значення правильне мінеральне живлення рослин, що повинно забезпечити їх гармонійний розвиток, сприяти отриманню насіннєвого матеріалу з високопродуктивними якостями. [55,56]
Максимальна ефективність добрим проявляється лише тоді, коли їх вносять у відповідних дозах та співвідношеннях. Першочергове значення належить азоту, фосфору і калію у співвідношенні 1:1,0-1,2:1,3-1,5. [57]
Велику потребу рослин картоплі в фосфорі та азоті підтверджують дані досліду проведеного в Гюльцево (Земля Мекленбург - Форпотери), в 1992-1994 рр. При внесені 160 кг/га азоту рослинами поглинається 157 кг/га (0,37 кг/ц) його та 281 кг/га (0,66 кг/ц) фосфору і 23 кг/га (0,05 кг/ц) калію, при врожайності 424 ц/га. В той час на контролі отримали 297 ц/га бульб при такому поглинанні поживних речовин: 85 кг/га (0,27 кг/ц) азоту, 217 кг/га (0,73 кг/ц) фосфору та 19 кг/га (0,06 кг/ц) калію. [58]
За результатами досліджень О.Г. Тищенка та В.Є. Свертона по вивченню впливу добрив у поєднанні з гноєм і густоти садіння на продуктивність насінних бульб картоплі сорту Гатчанська на дерново-підзолистому грунті встановлено: при збільшенні густоти садіння (50-80 тис. кущів на 1 га) і рівнем мінерального живлення (40 т/га гною + N90P45K180) спостерігається підвищення врожаю. Крім того, при густоті садіння 60 і 80 тис. кущів на 1 га в структурі врожаю підвищується вихід насінної фракції, що сприяє прискореному розмноженню безвірусної картоплі. За даними досліджень підвищення рівня мінерального живлення не сприяє нагромадженню та прояву вірусної інфекції в рослинах картоплі. При збільшенні густоти садіння від 40 до 80 тис. кущів на 1 га спостерігається деяке зниження кількості рослин, вражених вірусами. [59]
При вивченні впливу доз мінеральних добрив на урожайність картоплі вірусними хворобами виявлено: при вирощуванні насіннєвої картоплі при незрівноваженому мінеральному живленні – підвищена доза азоту та недостатня калію (N180P108K90 + 30 т/га гною) спостерігається підвищення рівня враження картоплі вірусними хворобами. При вирощуванні картоплі з внесенням 30т/га гною + N90P90K180, тобто при співвідношенні між азотом, фосфором та калієм 1:1:2 ураженість рослин хворобами значно знижувалась і практично була на рівні контрольного варіанту (30т/га гною).[31]
При вивченні впливу маси садивних бульб, схем садіння та удобрення на урожайність картоплі найвищу врожайність всередньому за три роки досліджень по сортах Мавка і Луговська (354 і 412 ц/га відповідно) одержано при садінні бульб масою 81-150 г за схемою 70х20 см і внесені 50 т/га гною + N90P90K180. Дисперсійний аналіз результатів багатофакторного досліду вказує на те, що найбільшого впливу на приріст урожаю справляли добрива 42,2% по сорту Мавка та 54,7% по сорту Луговська, а маса садивних бульб – 14,5% і 19,6% і схеми садіння 17,7% і 10,5%відповідно. [60]
Важливий вплив на врожайність картоплі та якість бульб мають такі мікроелементи як: магній, кальцій, бор, марганець, мідь та інші. Бор впливає на вміст протеїну, дозрівання бульб, а також на здатність до за живлення ран; магній – на стійкість до утворення синьої плямистості та придатність бульб для зберігання; кальцій – підвищує врожайність бульб та негативно впливає на вміст в них крохмалю; марганець, як і бор, підвищує вміст протеїну. [58,60]
Азот – один з найважливіших елементів кореневого живлення необхідний для нормального росту і розвитку рослин, тому азотне удобрення відіграє першочергову роль у формуванні високих врожаїв картоплі. Доля азоту в цьому процесі складає 20%. Нестача азоту призводить до зниження врожаю через низький приріст та передчасне відмирання гички. Високе одностороннє живлення азотом сприяє росту та асиміляції рослин картоплі але одночасно гальмує розвиток бульб і знижує їх якість (зниження лежкості, вмісту крохмалю), це особливо важливо при вирощуванні насіннєвої картоплі, оскільки вона достигає не повністю. [35,36]
Часто із застосуванням високих доз азоту урожай бульб у першому поколінні зростав, але з часом при беззмінному вирощуванні на такому дюні продуктивність їх знижувалась.
Посилення вірусного виродження картоплі, зокрема враження її „готикою” при надлишковому азотному живленні підтверджено також дослідженнями колишньої Немишаївської дослідної станції (Терещенко, 1954; Будін, 1960; Фотюк, 1960; Дудар, 1963).[37]
Проте в певних межах підвищення доз азоту збільшує врожай картоплі, при цьому враження її вірусами не підвищується, про що свідчать дослідження. Проведені в Німеччині в 1992-1994 рр.: при внесенні 200 кг/га азоту отримали 419 ц/га бульб із вмістом крохмалю 7,1%, тоді як на контролі отримали 287 ц/га бульб із вмістом крохмалю 18,3%. Але вихід крохмалю за рахунок підвищення врожайності, збільшився з 54 ц/га на контролі до 73 ц/га при внесені N200. [38]
Постачання рослин азотом повинно відповідати фазам розвитку картоплі:
своєчасне внесення азотних добрив сприяє швидкому розвитку гички і ранньому змиканню в рядках стеблестою, але при цьому не слід допускати її надмірного розвитку оскільки це гальмує утворення бульб;
для росту бульб рослині необхідне рівномірне надходження достатньої кількості азоту: до цвітіння їй необхідно більше 80% від загальної його потреби. В такому випадку старіння листків розпочинається значно пізніше.
Пізніше слід зменшити надходження азоту в рослину для припинення росту гички і отримання придатних для зберігання бульб високої якості.
Чим більше доступного азоту в грунті, тим меншими повинні бути дози азотного удобрення для картоплі. Нормативні показники для азотних добрив коливаються в залежності від сорто-генетичних особливостей, типу ґрунту, погодних умов, заходів захисту рослин, використання бульб та інших факторів. [39] Так, Sturm та ін. [40] вважають, що в Німеччині цей нормативний показник – 150...180 кг/га азоту.
Бульби картоплі при правильному вирощуванні містять від 10 до 500 мг/кг сирої маси нітратів. Зазвичай їх вміст в бульбах не шкідливий для здоров’я людини. Шкідливість вмісту нітратів в бульбах наступає тоді, коли вносять підвищені дози азоту. [41,42]
Протягом 1988-1990 рр. в Інституті картоплярства вивчили, як змінюється якість бульб картоплі сорту Луговська при внесені різних доз гною сумісно з мінеральними добривами і без них.
Як показали дослідження, середньому за 3 роки вміст нітратів під впливом різних доз гною та мінеральних добрив зростав порівняно з контролем на 5-182 мг/кг сирої маси, тобто в 1,1-4,5 рази. При цьому найменше збільшення кількості нітратів у бульбах відмічено на дюні гною в одинарній дозі 40 т/га.
З підвищенням доз гною від 40 до 80 та 120 т/га без мінеральних добрив вміст нітратного азоту середньому за три роки збільшився відповідно від 45 до 55 та 79 мг/кг, а дюні N90P90K120 відповідно від 76 до 100 та132 мг/кг. [43]
Результати досліджень Г.В. Данька, О.С. Рогачова та О.Г. Меньковської свідчать, що вміст нітратів у бульбах залежить від сортових особливостей та від співвідношення мінеральних добрив. Фосфорно-калійні добрива без азотних на дюні 60 т/га гною практично не впливають на кількість нітратів, а повне мінеральне добриво та подвійні дози фосфорно-калійного живлення при підвищених дозах азоту (N120-N150) сприяють збільшенню вмісту нітратів у бульбах картоплі. [44]
Те що вміст нітратів у бульбах залежить від сортових особливостей підтверджують також дослідження Neubauer W із сортами картоплі: Адретта, Карлена, Менто. В ході досліджень було встановлено, що при внесені N80 вміст нітратів у бульбах усіх трьох сортів був однаковим – 145 мг/кг сирої маси, а підвищення дози азоту до 120 кг/га показало різке збільшення вмісту нітратів в бульбах сорту Кардена до 182 мг/кг, в той час як в бульбах сорту Менто спостерігалося зменшення їх вмісту до 137 мг/кг сирої маси. Подальші збільшення дози азоту до N200 вплинуло на вміст нітратів таким чином: Адретта – 269; Ментор – 224; Кардена 206 мг/кг сирої маси бульб. [45]
Фосфор стимулює процеси синтезу, ріст кореневої системи, позитивно впливає на початок цвітіння, прискорює утворення бульб і нагромадження крохмалю. [46]
Дефіцит фосфору визиває порушення нормального росту та розвитку рослин. Листя стають темно-зеленого чи бронзового кольору; знижується гілчастість куща; краї листків закручуються до верху. Бутонізація і цвітіння затримуються; на бульбах утворюються коричневі п’ятна. [47]
Надмірне фосфорне живлення викликає скорочення і так не тривалого вегетаційного періоду у картоплі. В наслідок чого зменшується не лише величина врожаю, а й вміст крохмалю в бульбах. [48]
Приріст врожаю картоплі відмічається лише тоді, коли забезпеченість ґрунту фосфором достатньо висока. Ефективність його внесення знижується тільки при дуже високій забезпеченості ґрунту фосфором, тому доцільно в сівозміні вносити його саме під картоплю.
Дослідженнями проведеними в ГДР (Fleschel) доведено, що підвищення врожаю під впливом фосфорних добрив обумовлюється не лише їх впливом на живлення рослин, але і покращенням структури ґрунту. Якщо без використання фосфорної кислоти порисність ґрунту прийняти за 100%, то після внесення фосфорних добрив (Р60) вона підвищилась на 48%, а кількість грудочок на 34%. При внесенні в ґрунт Р120 порисність його зростала на 78%, кількість грудочок на 42%. Для картоплі – культури, яка дуже чутлива до рихлості та аерації ґрунту – це має важливе значення. [49]
Калійне живлення картоплі має велике значення як у період формування бадилля, так і під час утворення та росту бульб. Нормальне калійне живлення збільшує вміст крохмалю в бульбах та їх стійкість проти пошкоджень, знижує вміст розчинних вуглеводів у бульбах і підвищує лежкість. Калій підвищує оводненість протоплазми, збільшує її проникність і водоутримуючу здатність, в результаті чого рослини легше переносять короткочасні посухи; активізує багато ферментів (кінази піровиноградної кислоти, рибофлавіну, тіаміну); підсилює синтез білків із амінокислот завдяки активізації утворення пепентидних зв’язків. [50,51,52]
Багаторічні досліди показують, що для отримання високих врожаїв картоплі вміст калію в ґрунті має бути не нижчим 6 мг/100г ґрунту [37]. У разі нестачі калію різко знижується продуктивність фотосинтезу, затримується відтік вуглеводів з листків у бульби і як наслідок зменшується вміст у них крохмалю та білка. [53,54]
Метою інших досліджень був пошук заходів, спрямованих на оптимізацію калійного режиму дерново-підзолистих ґрунтів, підвищення врожайності та якості картоплі, зменшення енергозатрат на її вирощування через поєднання різних форм і доз калійних та органічних добрив. Встановлено оптимальні дози внесення різних форм калійних добрив на фоні гною та сидерату. Визначено варіанти найбільш продуктивного використання мінеральних добрив, енергетичну ефективність та їхній вплив на якість продукції. При поєднанні мінеральних добрив із сидератами забезпечувалася вища їхня окупність порівняно з гноєм (40 т/га). Ефективність калію, внесеного по фону гною, не залежала від форми калійних добрив на фоні гною та сидерату. Визначено варіанти найбільш продуктивного використання мінеральних добрив, енергетичну ефективність та їхній вплив на якість продукції. При поєднанні мінеральних добрив із сидератами забезпечувалася вища їхня окупність порівняно з гноєм (40 т/га). Ефективність калію, внесеного по фону гною, не залежала від форми калійних добрив. Внесення калію у формі калімагнезії по фону сидеральних добрив сприяло зростанню врожайності бульб порівняно з використанням хлористого калію на 1,6–1,9 т/га. При внесенні калімагнезії підвищувався вміст крохмалю в бульбах незалежно від органічного фону та збільшувався вміст вітаміну С на сидеральному фоні. Основним за нинішніх технологій є збільшення віддачі від внесення органічних та мінеральних добрив, економія пально-мастильних матеріалів. Згідно з розрахунками вчених, застосування калійних добрив на фоні сидерату під картоплю дало змогу не тільки збільшити їхню віддачу, а й підвищити коефіцієнт енергетичної ефективності завдяки скороченню витрат на пальне [55].
Калійні добрива, як і фосфорні, в сівозміні доцільно вносити безпосередньо під картоплю. Краще за все це робити восени або ранньою весною, до посадки бульб.
Калійне удобрення має великий вплив на якість картоплі. Високі концентрації лимонної кислоти та вітаміну С при підвищенному вмісті калію в бульбах знижують вірогідність захворювання їх мякуша чорною плямистістю, зміни забарвлення сирого мякуша і потемніння його при варінні. Краще дозрівання бульб підвищує міцність їх шкірки, знижує чутливість до пошкоджень при механізованому зборі врожаю і покращує лежкість. При цьому знижується концентрація редукованих цукрів, що зменшує небезпеку того, що при виробництві чіпсів і картоплі фрі, в наслідок реакції Молларда, появляться продукти надто темного кольору, з поганим смаком.
Високий вміст в бульбах редукованих цукрів негативо впливає на якість чіпсів та картоплі фрі. Вміст їх при виробництві чіпсів восени не повинен перевищувати 0,15%, а безпосередньо при виробництві картоплі фрі – 0,25%. Їх рівень можна знизити завдяки внесенню калійних добрив. Так, при внесенні 100 кг/га калію вміст редукованих цукрів, в залежності від грунтово-кліматичних умов, коливався в межах від 0,07 до 0,22%, а при внесенні 300 кг/га калію – 0,08-0,18%, при вмісті на варіанті без внесення калійних добрив – 0,08-0,38%.
Правильний вибір доз калійних добрив має також важливе значення при вирощуванні картоплі для виробництва крохмалю. Завищені дози таких добрив знижують його вміст в бульбах. Найбільший вплив на вміст крохмалю має форма калійного добрива. Картопля відноситься до рослин, які надають перевагу сульфатам. Серед найпоширеніших фрм азотних добрив перевагу надають також аміачній селітрі та сечовині, які при основному їх внесенні забезпечують високу прибавку врожаю бульб без зниження смакових якостей та вмісту крохмалю.
Високий вміст хлоридів в ґрунтовому розчині і рослинах знижують пересування ассимілятів і вміст крохмалю в бульбах. При внесенні калійних добрив в хлоридній формі вміст крохмалю в бульбах знижується на 0,5-1,5%, в залежності від погодних умов[56].
Нідерландські вчені рекомендують вносити в залежності від вмісту в грунті калій в дозі від 60 до 300 кг/га, під насіннєву картоплю ці дози збільшують на 20-25 кг. Це необхідно для підвищення посухостійкості рослин, а також вчасного визрівання бульб на насіннєвих плащах.
Відомо, що кількість і якість урожаю сільськогосподарських культур формується в результаті обміну речовин, інтенсивність і направленість якого, в свою чергу, залежать як від природи і віку рослини, так і від умов її вирощування, в тому числі і від умов живлення.
Вивчення поживних речовин і їх вплив ні ріст, розвиток і продуктивність рослин приводить нас до регулювання процесів життєдіяльності рослин, що має вирішальне значення для рослинництва.
Літературні дані свідчать, що застосування карбофоски, збагаченої літієм, посилювало синтез дицукрів і крохмалю в бульбах в період інтенсивного крохмалоутворення, в результаті чого до кінця вегетаційного