Топинамбур сорта Скороспелка имеет высокую питательную ценность надземной массы и клубней и является одной из перспективных и высокопродуктивных культур [5]. Получение экологически чистой продукции обеспечивается за счет отсутствия в технологии возделывания средств химической защиты. При этом максимальная урожайность топинамбура достигается путем применения интенсивных и высоких технологий производства, включающих в себя применение эффективных и ресурсосберегающих почвообрабатывающих машин и использование запрограммированной нормы внесения удобрений.

Цель исследования

В настоящее время при возделывании топинамбура применяются значительное количество машин и агрегатов, не обеспечивающих качественного выполнения заданных технологических операций в зависимости от агроландшафтных условий и физико-механических и технологических свойств (ФМТС) почвы [4]. Вместе с тем отсутствует разумное управление формированием урожая за счет вовлечения рациональной нормы внесения удобрений в зависимости от комплексного использования приемов обработки почвы и потенциала топинамбура сорта Скороспелка [1]. В связи с этим целью исследований являлось определение влияния различных приемов обработки почвы с использованием соответствующих почвообрабатывающих машин и уровня минерального питания при возделывании топинамбура сорта Скороспелка на фотосинтетическую деятельность растений и достижение максимального урожая.

На основании поставленной цели в 2010-2011 гг. проводились полевые исследования классическим методом планирования эксперимента по методике Б. А. Доспехова [2]. Четырехфакторный полевой опыт реализовывался на выводном поле кафедры общего земледелия и растениеводства Тверской ГСХА. Объектом исследования является сорт топинамбура - Скороспелка. Авторы сорта: Г. В. Устименко-Бакумовский, З. И. Усанова.

Материал и методы исследования

Почва участка - дерново-среднеподзолистая остаточно карбонатная глееватая на морене, супесчаная по гранулометрическому составу. Мощность пахотного горизонта 20-22 см. Перед закладкой опыта в почве содержалось в среднем за 2 года Р₂О₅ - 172 мг, К₂О - 51 мг в 1 кг почвы (по Кирсанову), N _л.г. - 81,2 (по Корнфилду), рН_сол. - 6,6.

В полевом опыте изучали четыре фактора с двумя уровнями варьирования:
А - основная обработка почвы (1 - отвальная, 2 - безотвальная); В - дополнительная обработка почвы (1 - культиватором для сплошной обработки почвы КПС - 4Г, 2 - комбинированным почвообрабатывающим агрегатом РВК - 3,6); С - уровень минерального питания на запрограммированный урожай (1 - N₇₀P₅₀K₂₅, 2 - N₁₁₀P₇₀K₅₀); D - послевсходовое окучивание (1 - однократное, 2 - двукратное). В опыте проводили исследования ФМТС почвы, фотосинтетической деятельности посадок, определение структуры урожая. Основным откликом полевого опыта являлся урожай клубней и зеленой массы топинамбура сорта Скороспелка.

При посадке использовались свежевыкопанные клубни средней фракции (50-80 г). Высадка проводилась вручную в гребни с расстоянием между клубнями 30 см. Глубина посадки 8-10 см от поверхности поля. Схема посадки 70х30 см. Повторность в опыте - пятикратная, учетная площадь делянки - 10,08 м². Количество делянок на одном повторении - 16.

Результаты исследования и их обсуждение

Методом многофакторного дисперсионного анализа с использованием программы Stadia [3] установлено, что значительную роль в формировании урожайности топинамбура играют дополнительная обработка почвы и уровень минерального питания. При этом комплексным показателем, характеризующим дополнительную обработку почвы, является коэффициент структурности на глубине 5-15 см. Данный показатель определяли с использованием набора сит диаметром 0,25...10 мм (ГОСТ 20915-75). В ходе проведения полевого опыта установлено, что при дополнительной обработке почвы культиватором КПС - 4Г наблюдался коэффициент структурности в пределах 1,6...2,1, а при обработке комбинированным почвообрабатывающим агрегатом
РВК-3,6 данный показатель составил 2,3...2,8 %.

При комплексной оценке влияния дополнительной обработки почвы и уровня минерального питания с фиксированными значениями остальных факторов (основная обработка почвы - плуг с отвалом; двукратное окучивание) на формирование урожайности топинамбура выявили нелинейные зависимости, описываемые адекватными регрессионными уравнениями второго порядка:

для клубней - ;

для зеленой массы - ,

где ,  - урожай клубней и зеленой массы топинамбура, ц/га; N - уровень минерального питания, кг д.в./га; K - коэффициент структурности почвы после проведения дополнительной обработки почвы.

На основании полученных регрессионных уравнений графически построены, с использованием компьютерной программы Mathcad 13, закономерности формирования урожая клубней (рис. 1) и зеленой массы (рис. 2) топинамбура сорта Скороспелка от дополнительной обработки почвы и уровня минерального питания при основной обработки почвы с использованием плуга с отвалом и двукратном послевсходовом окучивании растений. При этом множественный коэффициент корреляции данных зависимостей составляет 0,92 и 0,91 соответственно, все компоненты уравнения значимы на уровне р=0,05, что свидетельствует о существенном воздействии управляемых факторов на продукционные параметры агроценоза топинамбура.

Рисунок 1. Закономерность формирования урожая клубней топинамбура в зависимости от дополнительной (коэффициент структурности почвы) обработки почвы и уровня минерального питания

Рисунок 2. Закономерность формирования урожая зеленой массы топинамбура в зависимости от дополнительной обработки почвы и уровня минерального питания

Полученные закономерности позволяют, в зависимости от сочетания уровней изучаемых факторов, т.е. дополнительной обработки почвы и уровня минерального питания, в определенной степени управлять урожаем клубней и зеленой массой топинамбура сорта Скороспелка.

Использование комбинированного почвообрабатывающего агрегата РВК - 3,6 при дополнительной обработке почвы и уровня минерального питания N₁₁₀P₇₀K₅₀ на делянках, обработанных плугом с отвалом с двукратным окучиванием растений, позволяет получать урожай клубней 215...231 ц/га, зеленой массы - 251...266 ц/га. Вместе с тем на делянках, где производили основную обработку почвы с использованием плуга без отвала и однократном окучивании растений, показатели урожайности топинамбура отличались не значительно.

Исследования показали, что максимальный урожай клубней и зеленой массы топинамбура обеспечивается при формировании не менее 1806 тыс. м²∙сут/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посадок 6,5...6,8 г/м²∙сут, которые позволяют посадкам накапливать на 1 га в среднем 76,3...77,1 кг абсолютно сухого вещества в сутки в течение вегетационного периода (см. таблицу). При этом высота растений должна быть в среднем 1,6 м, сформировано на одном растении не менее 3 стеблей при обеспечении формирования не менее 6 клубней на каждом.

Таблица 1. Влияние исследуемых факторов на урожайность и фотосинтетическую деятельность посадок топинамбура сорта Скороспелка

Выводы или заключение

На основании проведенного в 2010-2011 гг. четырехфакторного полевого опыта установлено, что применение в технологии возделывания топинамбура сорта Скороспелка при основной обработке почвы плугом с отвалом, при дополнительной обработке комбинированным почвообрабатывающим агрегатом РВК - 3,6,   и использование запрограммированной нормы внесения удобрений N₁₁₀P₇₀K₅₀, а также двукратное послевсходовое окучивание растений способствуют увеличению урожая клубней и зеленой массы в полтора-два раза по сравнению с традиционными способами возделывания. При этом определено, что максимальное влияние на урожайность топинамбура оказывают дополнительная обработка почвы и уровень минерального питания.

Рецензенты:

• Черников Виктор Григорьевич,  доктор технических наук, профессор, заведующий отделом приготовления и реализации первичной переработки льнотресты, ГНУ ВНИИМЛ,  г. Тверь.
• Иванов Дмитрий Анатольевич,  доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий отделом мониторинга состояния и использования осушаемых земель, ГНИУ ВНИИМЗ Россельхозакадемии,  Тверская обл., Калининский район, п/о Эммаус.