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), рНсол. - 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
|
Обработка почвы |
Уровень минерального питания, кг д.в./га |
Послевсходовое окучивание |
Урожай клубней, ц/га |
Урожай зел. массы, ц/га |
Фотосинтетический потенциал, тыс.м2∙сут/га |
Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сут |
Среднесуточный прирост сухого вещества, кг/га |
|
|
Основная |
Дополнительная |
|||||||
|
Плуг с отвалом |
КПС-4Г |
N70P50K25 |
1 - кр. |
178,9 |
213,1 |
1650 |
5,1 |
69,2 |
|
2 - кр. |
200,8 |
225,8 |
1748 |
6,0 |
73,7 |
|||
|
N110P70K50 |
1 - кр. |
216,7 |
238,2 |
1740 |
5,8 |
73,3 |
||
|
2 - кр. |
217,0 |
256,4 |
1806 |
6,5 |
76,3 |
|||
|
РВК-3,6 |
N70P50K25 |
1 - кр. |
199,4 |
251,9 |
1701 |
5,5 |
71,5 |
|
|
2 - кр. |
210,8 |
256,6 |
1758 |
6,1 |
74,2 |
|||
|
N110P70K50 |
1 - кр. |
215,3 |
247,7 |
1787 |
6,2 |
74,9 |
||
|
2 - кр. |
231,6 |
266,0 |
1857 |
6,8 |
77,1 |
|||
|
Плуг без отвала |
КПС-4Г |
N70P50K25 |
1 - кр. |
177,8 |
207,8 |
1615 |
4,9 |
67,9 |
|
2 - кр. |
179,3 |
211,8 |
1636 |
5,0 |
68,6 |
|||
|
N110P70K50 |
1 - кр. |
189,8 |
220,8 |
1682 |
5,4 |
70,8 |
||
|
2 - кр. |
214,0 |
252,7 |
1812 |
6,7 |
76,0 |
|||
|
РВК-3,6 |
N70P50K25 |
1 - кр. |
182,6 |
214,7 |
1657 |
5,2 |
69,6 |
|
|
2 - кр. |
180,7 |
216,8 |
1666 |
5,3 |
70,1 |
|||
|
N110P70K50 |
1 - кр. |
200,9 |
229,6 |
1713 |
5,6 |
72,2 |
||
|
2 - кр. |
217,4 |
249,8 |
1794 |
6,4 |
75,5 |
|||
|
НСР |
5,9 |
6,3 |
97 |
0,2 |
3,1 |
|||
|
Примечание. Данные в среднем за 2010...2011 гг. |
||||||||
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.