В.И. Старовойтов, Ю.П. Бойко, Е.Я. Молчанова, О.А. Старовойтова,

А.А. Манохина2

1Всероссийский НИИ картофельного хозяйства им. А.Г.Лорха

E-mail: agronir1@mail.ru

2 РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева 127550,  Тимирязевская, д. 49

 

Резюме

 

Проведено агротехническое обоснование посадки клубней картофеля малых размеров (размером 10-30 мм и менее) в биоконтейнерах и доказана возможность возделывания картофеля класса мини- и микроклубни в полевых условиях открытого грунта.

Практическую ценность имеет технология для посадки клубней высоких репродукций, имеющих высокий биологический потенциал, размером 10-30 мм и менее. Использование биоконтейнеров содержащих строго нормированную дозу органических удобрений приводит к экономии удобрений и не создает реальной опасности загрязнения окружающей среды и клубней.

Экспериментальные исследования проводись в ГНУ ВНИИКХ Россельхозакадемии Московской области, а также в АПК «Редкинская» в Тверской области (суглинки) и в ООО «Агро-Профи» Костромской области (суглинки) в чистых фитосанитарных условиях выращивания семенного картофеля.

 

Ключевые слова: картофель, микроклубни и миниклубни, биоконтейнер, оригинальное семеноводство, технология ускоренного размножения семенного и товарного картофеля, открытый и закрытый грунт.

 

Цель работы– разработать новую эффективную технологию посадки микро-, миниклубней и элитного картофеля с использованием биоконтейнеров.

За прошедшие годы (с 2000 по 2009 гг.) значительные исследования ученых были направлены на изучение: новых видов органоминеральных удобрений; экологической оценки и разработке оптимальных доз; сочетания химической и биологической мелиорации в овощных и картофельных специализированных севооборотах; адаптации качества продукции, минерального питания и плодородия почвы к изменяющимся почвенно-климатическим условиям [2].

Биоконтейнер- это шарик спрессованных специально подобранных удобрительных компонентов, микроэлементов и средств защиты от вредителей и болезней 40 мм в диаметре с пустотой ложем, в которое закладывается семя (клубень) или полученный из меристемы оздоровленный материал. После поливов во влажной почве межмолекулярные связи биоконтейнера нарушаются, и он начинает распадаться, создавая вокруг заложенного в биоконтейнер семени (клубня) рыхлую, воздухопроницаемую питательную биомассу, превышающую первоначальный объем контейнера в 2,0-2,5 раза [3]. Правильно подобранный состав материала биоконтейнера (биогумус – 68%, торф – 27%, водный абсорбент – 1,9%, перлит — 2,8%, акварин-12 – 0,3%) обеспечивает наилучший влажностный режим и дыхание семени при его хранении, что способствует более высокой всхожести семян, подготовленных таким способом. Такие биоконтейнеры с семенами можно хранить на складе в условиях, соответствующих оптимальным условиям хранения материала.

 

Исследования на экспериментальной базе Коренево

 

Исследования по изысканию рациональных сочетаний агротехнических приемов проводились с использованием элитного материала сортов картофеля: Жуковский ранний — ранний, Юбилей Жукова — среднеранний, Голубизна — среднеспелый в 2009-2012 гг. на междурядьях 75 см. Густота посадки – 47,0 тыс. шт./га. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднеокультуренная, по механическому составу супесчаная. На глубине пахотного горизонта она характеризуется следующими агрохимическими показателями Апах: сумма обменных оснований – 1,5…2,4 мг–экв/100 г; содержание гумуса по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91) – 1,99%; подвижный фосфор по Кирсанову (ГОСТ 26207-91) – 380 –653мг/кг; обменный калий по Кирсанову (ГОСТ 26207-91) – 34 –193 мг/кг; рН КСI, по Алямовскому  (ГОСТ 26483-85) – 5,04; гидролитическая кислотность (ГОСТ 26412-91) — 3,46 мг-экв; предельно-полевая влагоёмкость почвы (ППВ) –13,3%.

Многофакторный опыт закладывали в условиях 2-х польного севооборота согласно схеме методом систематического размещения делянок. Предшественник картофеля – зерно-травяные. Повторность опыта – трёхкратная. Площадь учетной делянки составляла – (1,4 м ? 9,5 м) 13,3 м2. Посадка проводилась агрегатом МТЗ-82 + СН-4БК, непророщенными клубнями мелкой фракции размером 10…30 мм по наибольшему поперечному диаметру, в предварительно нарезанные гребни на глубину 12-14 см. Осенняя подготовка почвы состояла из вспашки на глубину 18-25 см. Весенняя предпосадочная подготовка почвы включала рыхление на глубину 12-16 см. Фон минерального удобрения азофоски, внесенной локально при нарезке гребней — N40P40K40. При борьбе с сорняками внесены «Лазурит» до всходов в дозе 1,5 кг/га и «Титус» по всходам в дозе 50 г/га. Против колорадского жука выполнено одноразовое опрыскивание средством «Актара» в дозе 60 г/га. В течение вегетации выполнены химические обработки против фитофтороза и альтернариоза: 1-3 раза (в зависимости от условий года) препаратом «Сектин Феномен» в дозе 1,0…1,2 кг/га. Первая в период цветения, последующие — через каждые 10-14 дней.

Закладка полевого опыта, учеты и наблюдения проведены в соответствии с требованиями методики полевого опыта (1985) и «Методики исследований по культуре картофеля» (1967).

Метеорологические условия в годы исследований были различными. Вегетационный период 2009 г. и 2012 г. характеризовался наилучшими условиями для роста и развития растений картофеля. Погода была прохладно-тёплая и дождливая с кратковременной засухой. Вегетационный период 2010 г. отличался острым дефицитом влаги в почве и чрезмерно повышенными температурами воздуха и отсутствием осадков уже с третьей декады июня вплоть до уборки. Условия роста и развития 2011 г. характеризовались тёплой и сухой, временами жаркой и засушливой погодой.

Картофель – растение требовательное к влажности почвы. Оптимальная влажность почвы для картофеля – 70 – 80 % от ППВ [1]. В 2009 г. значения влажности практически до фазы цветения были оптимальными для растений. Минимальные значения влажности 21,2%-46,5% отмечены в фазу клубнеобразования. Влажность почвы в 2010 г. в период роста надземной части растений до начала фазы бутонизации имела оптимальные значения. Но из-за высоких температур воздуха без выпадения дождей влажность снижалась и еще до наступления фазы полной бутонизации она достигла 9,9% от ППВ, а к началу августа – 2,2%-3,3% от ППВ. Влажность почвы в 2011 г. до начала фазы цветения имела нормальные значения. Далее снижалась и в фазы цветения и клубнеобразования она достигла значений 10,0%-26,6% ППВ. Влажность почвы в 2012 году до начала фазы цветения имела нормально-оптимальные значения. Затем влажность снижалась и в фазу цветения она достигла значений 9,2%-32,3% ППВ. Во время уборки, несмотря на осадки значения влажности почвы успели подняться лишь до 13,9-28,6% от ППВ.

Биологическая активность почвы.Достаточно точное представление о действии различных агроприёмов на интенсивность разрушения растительного материала и степень мобилизации азота в почве дают методы учёта биологической активности почвы по разложению естественных источников целлюлозы – соломы и льняного волокна. По результатам наших исследований в среднем за два года (2011 и 2012 гг.) при использовании биоконтейнеров разложилось ткани (% к исходному весу) на 15,22% больше, чем на вариантах без биоконтейнеров.

Урожайность – основной критерий оценки мероприятий по возделыванию культуры. Полученные данные (таблица 1) свидетельствуют о значительном влиянии метеоусловий года, сортовых особенностей и применения биоконтейнеров на урожайность картофеля. На всех трёх сортах отмечено повышение урожайности на вариантах с применением биоконтейнеров. В среднем за четыре года получена прибавка урожайности +2,7 т/га (+16%) при возделывании сорта Жуковский ранний; +2,4 т/га (+14%) — Юбилей Жукова; +3,4 т/га (+18%) — Голубизна.

 

Таблица 1 -Урожайность картофеля (2009-2012 гг.), т/га

Сорт Агротехнический приём 2009 год 2010 год 2011 год 2012 год Сред-нее % к конт.
Жуковский ранний контроль 19,9 7,6 11,0 28,6 16,8 100
с биоконтейнером 21,3 9,9 14,1 32,7 19,5 116
Юбилей Жукова контроль 24,5 11,8 15,3 24,5 19,0 100
с биоконтейнером 35,4 11,6 14,6 27,8 22,4 118
Голубизна контроль 24,5 11,0 11,7 20,0 16,8 100
с биоконтейнером 27,8 12,6 14,4 21,9 19,2 114

 

Также отмечено возрастание выхода клубней с 1 куста при использовании технологии возделывания клубней в биоконтейнерах (таблица 2): на сорте Жуковский ранний +2%, на сорте Юбилей Жукова +8%; на сорте Голубизна + 11%.

 

Таблица 2 — Выход клубней с 1 куста (2009-2012 гг.), шт.

Сорт Агротехнический приём 2009 2010 2011 2012 сред-нее % к конт-ролю
Жуковский ранний контроль 5,3 6,5 6,8 12,7 7,8 100
с биоконтейнером 5,3 6,7 6,9 13, 8,0 102
Юбилей Жукова контроль 11,3 6,8 7,8 12,4 9,6 100
с биоконтейнером 12,5 6,7 9,3 12,9 10,4 108
Голубизна контроль 10,9 10,0 6,3 15,3 10,6 100
с биоконтейнером 12,0 11,0 8,3 15,8 11,8 111

 

Общие потери при хранении картофеля тесно связаны не только с условиями хранения, но и с качеством заложенных клубней [1, 2]. Влияние различных сочетаний технологических приемов на показатели сохранности картофеля изучалось в течение 3-х осенне-зимних периодов. Наибольшие общие потери при хранении (таблица 3) в среднем за три года оказались на контрольном варианте сорта Жуковский ранний и составили 10,5%. Наименьшие общие потери при хранении оказались на вариантах с использованием технологии выращивания в биоконтейнерах сорта Голубизна и составили 6,0%.

 

Таблица 3 — Лежкость клубней картофеля

(среднее за периоды 2009-2010, 2010-2011, 2011-2012 гг.), %.

Сорт Агротехнический приём Общие потери В том числе
Естественная убыль Отходы
Жуковский ранний Контроль 10,5 9,47 0,97
С биоконтейнерами 7,4 6,23 1,13
Юбилей Жукова Контроль 8,6 7,33 1,2
С биоконтейнерами 7,97 6,93 1,03
Голубизна Контроль 7,6 6,6 1,0
С биоконтейнерами 6,0 5,17 0,87

 

Исследования в Тверской области

 

Исследования проводились на базе лаборатории первичного семеноводства закрытого (стационарная теплица) и открытого (питомник исходного материала) грунт ООО «Редкинская агропромышленная компания» (РАПК), расположенной в Тверской области.

Схема опыта 2009 года. Варианты: 1 (контр.) – посадка микроклубней в открытый грунт с соблюдением полива на глубину 2 см; 2 (контр.) – выращивание растений из микроклубней в условиях теплицы в горшечной культуре и дальнейшая посадка полученной рассады в открытый грунт; 3 – выращивание рассады картофеля в тепличных условиях из микроклубней с использованием биоконтейнеров с дальнейшей ее пересадкой в открытый грунт; 4 – посадка в открытом грунте биоконтейнеров, с помещенными в них микроклубнями.

Материалы исследований. Использовали микроклубни сортов: Жуковский ранний, Ильинский и Голубизна. Для проведения работ в стационарной теплице были взяты горшечные кассеты, частично заполненные смесью торфа и песка.

Методика проведения исследованийПроведение исследований по оценке схем производства исходного материала с использованием контейнеров осуществлялось в полном соответствии со стандартными методами и принятой программой. Для выполнения НИР по вышеуказанному заданию в процессе вегетации, уборки и хранения были проведены следующие учеты, наблюдения и другие работы: фенологические наблюдения; биометрические измерения; визуальная оценка растений и клубней картофеля на зараженность бактериальными, вирусными, грибными, вироидными болезнями и вредителями; оценка урожая, его структуры; послеуборочный клубневой анализ. Растения, выращиваемые в открытом грунте, в зимний период, полученные миниклубни оценены и будут оценены на скрытую зараженность вирусной инфекции методом ИФА.

Количество растений (микроклубней), испытываемых в каждом варианте опытов: 200 шт. (повторность 4-х кратная). Схема посадки в открытом грунте — 70 х 20 см. Статистическую обработку полученных результатов проводили методом дисперсного анализа по Б.А. Доспехову (1985).

Условия проведения опытов. 1 Уход за растениями в открытом и закрытом грунте – по общепринятой методике ВНИИКХ по ведению семеноводческих работ. 2 Обработка растений средствами защиты картофельных растений от болезней и вредителей – по методике принятой в РАПК. 3 Посадка и уборка урожая клубней картофеля – вручную.

Учеты всхожести микроклубней картофеля во всех вариантах опыта проводили в динамике: появление всходов – полные всходы. Посадка микроклубней по вариантам 1 и 4 – 03.06.2009 г. показали: Всхожесть микроклубней контрольного варианта 1 по всем сортам была самая низкая и поэтому сохранность растений к моменту учета была также самой низкой: у сорта Жуковский ранний – 60,0%, Ильинский – 61,0% и Голубизна – 64,0%.

Самая высокая приживаемость (сохранность микрорастений) в варианте 4 – посадка микроклубней в биоконтейнерах, к тому же это менее затратный вариант по сравнению с вариантами 2 и 3. В вариантах высадки рассадным методом (подращенные меристемные растения) выделился вариант 3, где биоконтейнеры оказали на рост растений свое благотворное влияние. Таким образом, применение биоконтейнеров в сравнительных вариантах оказало положительное влияние на всхожесть микроклубней. Всходы клубней при использовании биоконтейнеров при посадке клубней в открытом грунте появляются раньше, чем в контрольном варианте по всем испытанным сортам. При выращивании рассадной культуры наблюдалась подобная тенденция влияния содержимого биоконтейнера на рост и развитие растений, полученных из микроклубней в условиях закрытого грунта: Жуковский ранний – 20,0%; Ильинский – 11,2% и Голубизна – 8,4%.

В сложившихся условиях вегетационного периода 2009 года, выявлена эффективность биоконтейнеризации на рост куста, формирование основных (продуктивных) стеблей, массы ботвы и площади ассимиляционной поверхности по отношению к контрольному варианту) всех изучаемых сортов.

Поражение растений и клубней картофеля болезнями и вредителями.Сложившиеся погодные условия вегетационного периода 2009 г. в определенной степени способствовали развитию болезней картофеля. Развитие болезней существенно колебались по повторностям и сортам картофеля (особенно у сорта Ильинский). Однако в связи со своевременным применением средств борьбы с болезнями и вредителями картофеля на опытных посадках, соблюдением всех правил фитосанитарных законов закрытой зоны, болезни и вредители в питомнике исходного материала не были обнаружены, даже на таком не устойчивом к фитофторозу сорте как Ильинский. В результате проведенного послеуборочного анализа миниклубней симптомов болезней картофеля не обнаружено (таблица 4), так же как и следов повреждения вредителями.

 

Таблица 4 — Распространенность (Р) и развитие (R) болезней на ботве растений

 

Варианты Болезни, сроки учетов  
Ризоктониоз Фитофтороз Альтернариоз  
14.06 20.06 01.08 13.08 18.07 01.08 13.08  
P P P R P R R R P R P R  
Жуковский ранний 1-контроль 0 1,0 0 0 8,2 1,2 0 0 2,0 0,3 18,4 4,7  
2-контроль 0 0 0 0 4,3 0,6 0 0 2,2 0,3 15,2 2,6  
Вариант 3 0 0 0 0 2,0 0,3 0 0 0 0 14,0 2,5  
Вариант 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13,0 2,2  
среднее 0 0,25 0 0 3,6 0,5 0 0 1,1 0,1 15,2 3,0  
Ильинский 1-контроль 4,0 8,0 0 0 22,0 5,4 2,0 0,3 10,0 1,7 42,0 11,7  
2-контроль 0 6,9 0 0 16,7 3,9 2,0 0,3 10,4 2,1 39,6 10,4  
Вариант 3 0 6,0 0 0 16,6 3,3 0 0 8,7 1,5 32,0 8,3  
Вариант 4 0 4,0 0 0 14,0 2,9 0 0 6,0 0,9 29,2 7,4  
среднее 1,0 6,0 0 0 17,4 3,9 1,0 0,1 8,7 1,5 35,7 9,5  
Голубизна 1-контроль 0 0 0 0 8,2 1,2 0 0 4,2 0,6 24,5 5,2
2-контроль 0 2,0 0 0 10,4 2,1 0 0 2,1 0,3 21,3 4,3
Вариант 3 0 0 0 0 6,3 1,2 0 0 2,1 0,3 20,8 4,5
Вариант 4 0 0 0 0 4,0 0,6 0 0 2,0 0,3 16,7 3,6
среднее 0 0 0 0 7,2 1,3 0 0 2,6 0,4 20,8 4,4

 

Намечена тенденция на превышение продуктивности растений в вариантах опыта с использованием микроклубней в биоконтейнерах у всех испытуемых сортов (таблица 5) с учетом и сортовых особенностей и периода созревания над показателями выхода миниклубней из рассады меристемных растений.

Таблица 5 — Выход миниклубней при использовании биоконтейнеров

 

Сорт Способ получения миниклубней Количество клубнейс 1 куста Масса клубнейс 1 куста
шт. % к контр. г/куст % к контр.
Жуковский ранний 1. рассада из меристемных растений–контр. 9,4 379,1
2. рассада из микроклубн. в биоконтейн. 9,9 5,4 399,2 5,3
3. микроклубни в биоконтейнерах 11,2 19,1 415,3 9,6
Ильинский 1. рассада из меристемных растений-контр. 10,4 397,1
2. рассада из микроклубней в биоконтейн. 12,3 18,3 456,5 15,0
3. микроклубни в биоконтейнерах 12,9 24,0 478,4 20,5
Голубизна 1. рассада из меристемных растений-контр. 10,7 402,0
2. рассада из микроклубней в биоконтейн. 13,0 21,5 469,6 16,8
3. микроклубни в биоконтейнерах 13,7 28,0 497,1 23,7

 

Таким образом, результаты оценки различных способов выращивания миниклубней картофеля указывают на то, что при испытании методов производства миниклубней из рассады картофеля и из микроклубней в биоконтейнерах наиболее продуктивный и менее затратный последний.

Опыт 2010 года.В мае 2010 года, согласно принятой методике в питомнике 1 полевого поколения из миниклубней были высажены миниклубни в биоконтейнерах сортов: Импала, Любава, Удача, Жуковский ранний. Анализ результатов урожая (таблица 6) показал, что даже в неблагоприятных условиях 2010 года применение биоконтейнеров, как сбалансированного субстрата, оказало положительное влияние на урожайность испытуемых сортов от 5,3 до 11,1%. Особо значимое влияние ощутимо в период всходов: всходы появились раньше и были более дружными, чем на контроле.

 

Таблица 6 – Урожайность картофеля, т/га (30 сентября 2010 г.)

№ п/п Наименование сорта Контроль без биоконтейнера Вариант с биоконтейнером % к контролю
1 Импала 18,50 20,0 8,1
2 Любава 22,50 25,0 11,1
3 Удача 16,98 18,0 6,0
4 Жуковский ранний 14,25 15,0 5,3

 

Положительные результаты испытания биоконтейнеров имеют практический интерес для картофелеводческих хозяйств, занимающихся оригинальным семеноводством картофеля.

 

Исследования в Костромской области

 

Применяли технологию выращивания семенного картофеля в биоконтейнерах с прямой посадкой клубней в биоконтейнерах в грунт без предварительного проращивания. Биоконтейнер с помещенным в него микроклубнем высаживали в предварительно подготовленную борозду глубиной 3-4 см от уровня гладкой поверхности и присыпали слоем рыхлой почвы 5-6 см. В дальнейшем технология возделывания таких растений обычная для картофеля и заключалась в поливе, рыхлении почвы, борьбе с сорняками и вредителями, опрыскивании растений при необходимости препаратами от болезней и вредителей. В среднем на одно растение из микро- или миниклубня получают 8-16 клубней в зависимости от сортовых особенностей.

В Костромской области в 2009 г. на полях ООО «Агро-Профи» проведены рекогносцировочные опыты по изучению эффективности применения биоконтейнеров при выращивании первого полевого поколения и супер-суперэлитного картофеля из оздоровленных микро- и миниклубней. Получены следующие результаты: использование биоконтейнеров при посадке микро- и мини- клубней способствовало повышению всхожести в среднем на 10-15%; отмечено ускорение развития растений по сравнению с контролем. Отставание наступления фенофаз бутонизации и цветения на контрольных вариантах в среднем составляло 2-4 дня; высота растений картофеля, их развитие и облиственность на опытных делянках существенно превышали те же показатели на контроле; возрастание урожайности при применении биоконтейнеров в процессе выращивания супер-суперэлитного картофеля составляло 20-28% в зависимости от сорта. Наиболее значительное повышение урожая наблюдалось на сорте Жуковский ранний при выращивании первого полевого поколения.

Опыты, заложенные в 2011 г. микроклубнями на полях в Костромской области с использованием биоконтейнеров показали повышение приживаемости (всхожести) микроклубней в 2,0-2,5 раза по сравнению с контрольными вариантами без биоконтейнеров. Было отмечено ускорение развития растений, увеличение облиственности, высоты кустов, количества стеблей, за счет чего продуктивность семенного материала, выращенного с использованием биоконтейнеров, возросла на 20-26%.

 

Выводы

 

1. Разработаны технологии посадки картофеля в биоконтейнерах

2. Урожайность картофеля из мини-, микро- и элитных клубней при использовании биоконтейнеров повышается на 5-23%, что позволяет рекомендовать их как при возделывании на питание, так и для размножения семенного картофеля.

3. Использование биоконтейнеров оказывает позитивное влияние на всех этапах выращивания сортов Жуковский ранний, Ильинский и Голубизна; всхожесть микроклубней, биометрические показатели, продуктивность растений, полученных из микроклубней, посаженных в биоконтейнерах;

4. Выход миниклубней на 1 куст с использованием биоконтейнеров по сравнению с рассадной культурой был выше на 19,1% у сорта Жуковский ранний, на 12,9% — у сорта Ильинский и на 13,7% у сорта Голубизна;

5. Средняя масса клубней (в биоконтейнерах) в фазу полного цветения с 1-го растения сорта Жуковский ранний превышала на 9,6% массу клубней контрольного варианта, сорта Ильинский — на 20,5%, сорта Голубизна – на 23,7%.

Таким образом, усовершенствованная технология выращивания исходного семенного материала из оздоровленных микро- и миниклубней с использованием производимых СГУП «Моссельхоз» биоконтейнеров позволит получать достаточное количество высококачественного супер-суперэлитного и элитного картофеля для существенного увеличения урожайности в отрасли.

 

Литература

 

  1. Лорх А.Г. Динамика накопления урожая картофеля [текст] / А.Г. Лорх. — М.: Сельхозиздат. — 1948. — 191 с.
  2. Старовойтов В.И., Симаков Е.А., Анисимов Б.В., Старовойтова О.А. Индустрия картофеля (справочник). Изд. 2-е дополненное. М.: – ГУП Академцентр «Наука» РАН, ОП ПИК «ВИНИТИ» — «Наука». — 2013, 272 с.
  3. Фирсов И.П. Использование биоконтейнеров в оригинальном семеноводстве картофеля [текст] / И.П. Фирсов, Ю.П. Бойко, О.А. Старовойтова. – М.: Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. — № 4 (35) 2009 г. – с. 13-15.