СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОЛОГИЗАЦИИ Российский патент 2022 года по МПК A01B79/02 A01G22/25 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при возделывании картофеля.

Картофелеводство - традиционная отрасль сельского хозяйств, прочно стоящая на втором месте после зерновых культур. Однако из основных причин низкоэффективного отечественного картофелеводства является существенное отставание России от мирового агротехнологического прогресса.

Современный прогресс в картофелеводстве возможен за счет внедрения высокоурожайных сортов и совершенствования технологии возделывания картофеля на основе биологизации, энергосбережения в условиях адаптивно -ландшафтной экономически оправданной системы земледелия.

Следует отметить, что приемы биологизации системы земледелия картофеля обеспечиваются за счет использования природных резервов (севооборота, сидерации естественных засорителей, пожнивных остатков, залежных и целинных земель, фиторегуляторов природного происхождения) и выявления их влияния на продуктивность и качество картофеля.

Известно, что в земледелии важнейшими и основными средствами производства являются почва, обладающая плодородием, и культурное растение, усиливающее земные факторы жизни только через почву. Под плодородием почвы понимают ее способность служить культурным растениям средой обитания, источником обеспечения земными факторами жизни.

Требования картофеля к почве и ее плодородию связаны с его биологическими особенностями: относительно слабо развитой корневой системой и формированием столонов и клубней в почве. Лучшими, для картофеля являются рыхлые почвы с хорошей воздухопроницаемостью, небольшой влажностью и водопроницаемыми подпочвенными горизонтами.

Одним из приемов повышения потребительских качеств картофеля на фоне исключения химических средств защиты растений, экономически безопасных методов и средств подавления сорняков, можно считать прием биологизации, который представляет собой введение в севообороты бобовых культур на сидеральное удобрение, заделку в почву соломы и других растительных остатков, т.е. замену навоза другими видами органических удобрений в условиях Рязанской области на темно-серых ленных почвах.

Известен способ безпестицидного возделывания картофеля, включающий размещение картофеля по лучшим предшественникам, лущение стерни, внесение органических удобрений (перепревший навоз), зяблевую вспашку почвы, боронование или культивацию с последующим безотвальным перепахиванием, нарезку гребней перед посадкой, предпосадочную обработку клубней, посадку в гребни, междурядные обработки, борьбу с сорняками, защиту от болезней и вредителей с использованием биопрепаратов, а также предуборочное удаление ботвы и уборку клубней, причем органические удобрения вносят в дозе 60-120 т/га.

Внесение удобрений проводят на фоне известкования известью или доломитовой мукой в дозе 130 кг/га. Боронование, рыхление, культивацию и междурядные обработки проводят при обнаружении сорняков на стадии «белой ниточки». Посадку проводят прогретыми семенными клубнями с наклюнувшимися глазками, устойчивыми к болезням картофеля, с постоянным наращиванием гребней слоем почвы 3-4 см с одновременным рыхлением дна борозды и откосов гребней Последующие 2-3 междурядные обработки проводят с интервалом 10-12 дней до смыкания ботвы картофеля. Для защиты растений от болезней и вредителей используют микробиологические и энтомопатогенные препараты (Патент RU №2041585, А01В 79/02, A01G 1/00, А01С 1/00, А01М 21/04 от 20.08.1995).

Однако приведенный способ оставляет открытым вопрос о более рациональном использовании земельных угодий, связанных с дальнейшим повышением урожайности картофеля. При этом для защиты растений от сорняков в известном способе используют гербициды, от вредителей - инсектициды.

Недостаток способа - использование лущения, которое провоцирует прорастание сорняков, уничтожает растущие сорняки, заделывает в почву пожнивные остатки. Отсутствуют данные о том, что при включении в севооборот промежуточной культуры, такой как горчица белая, выращиваемой после уборки озимой пшеницы, на зеленное удобрение, оказывает значительное влияние на снижение числа сорняков, а значит, создает условия для формирования продуктивности растений картофеля.

Известен способ выращивания картофеля, включающий использование в качестве предшественника зерновую культуру, посеянную по пласту многолетних трав, лущение стерни, вспашку, нарезку гребней осенью, предпосадочную обработку клубней путем прогревания и проращивание клубней на крытых площадках, посадку (Патент RU №2199197, А01В 79/02, A01G 1/00 от 27.02.2003).

В целях ускорения вегетации в технологическом регламенте возделывания картофеля предусматривают предпосевную обработку посадочного материала клубней биоиммуностимулятором СИМБИОНИТ-УНИВЕРСАЛ в соответствии с купоросом (CaSO₄) - 0,2 г (1 таблетка) и другие препараты. Затем проводят посадку пророщенного картофеля непосредственно пригодного к условиям средней полосы или в условиях ранней весны в первой декаде апреля. Ориентиром служит срок полного оттаивания почвы. А вместо минеральных удобрений и органических удобрений – навоза для получения стабильно высоких урожаев картофеля, рекомендуется комплексное бесхлорное экологически безопасное органоминеральное удобрение пролонгированного действия КОРНЕВАЯ СМЕСЬ и (или) аналогичного действия КОРНЕПИТАТЕЛЬ КП-100, биологические экологически безопасные иммуностимуляторы роста растений.

Однако в известном способе остается открытым вопрос о более рациональном использовании приемов биологизации земледелия, которые являются весьма актуальным направлением и не используются в достаточной степени. К приемам биологизации относятся: введение в севообороты бобовых культур, промежуточных культур на сидеральное удобрение, заделка в почву соломы и других растительных остатков, т.е. замена навоза другими видами, например, включение в севооборот промежуточной культуры горчицы белой, выращиваемой после уборки озимой пшеницы на зеленое удобрение, которое является действенным средством для снижения численности сорняков. В целом, известный способ не использует всех возможностей биологизации земледелия.

Технический результат – повышение плодородия почвы, урожайности картофеля и качества клубней путем создания экологически безопасных условий.

Технический результат достигается тем, что в способе выращивания картофеля, включающем обработку почвы после предшественника путем лущения стерни, вспашку, нарезку гребней, предпосевную обработку клубней, посадку и предуборочную обработку посадок картофеля, в качестве сидерального удобрения в севообороте используют промежуточную культуру – горчицу белую, полученную зеленую массу которой запахивают осенью в почву, внесение минеральных удобрений, согласно изобретения, после предшественника – озимой пшеницы, предварительно высевают горчицу белую в первой декаде сентября с нормой высева 20 кг/га на глубину 2-3 см, затем, весной, после достижения физической спелости почвы перед посадкой картофеля вносят минеральные удобрения из расчета три центнера нитрофоски на 1 га с последующей заделкой культивацией на глубину 12-14 см, а посадку картофеля проводят при нарезке гребней на глубину 6-8 см.

Кроме того, посадку картофеля осуществляют в первой декаде мая при достижении физической спелости почвы, а обработку почвы проводят до, и, после посадки картофеля для борьбы с сорняками и рыхления почвы.

Отличительными признаками заявленного способа является то, что при выращивании картофеля сорта Ред Скарлет в качестве предшественника используют сначала озимую пшеницу, в сентябре после ее уборки, в качестве сидерального удобрения используют горчицу белую с получением зеленой массы, проводят вспашку, а засевают ее в первой декаде сентября с нормой высева 20 кг/га, на глубину 2-3 см. Затем после получения зеленой массы горчицы белой, ее запахивают, а весной после физической спелости почвы перед посадкой картофеля, вносят минеральные удобрения из расчета три центнера нитрофоски на 1 га с последующей заделкой культивацией на глубину 12-14 см, а посадку картофеля проводят при нарезке гребней, в первой декаде мая с густотой 50 тысяч клубней на 1 га картофелесажалкой КСМ-4 на глубину 6-8 см.

Таким образом, это в целом влияет на агрохимические факторы плодородия, борьбу с сорняками и рыхление почвы. В конечном итоге, удобрения, особенно органические, существенным образом влияли на все почвенные режимы, изменяя среду обитания растений, что отражалось на росте и развитии картофеля и получении высоких урожаев. Происходило существенное подавление сорняков при включении в севооборот промежуточной культуры горчицы белой, выращиваемой после уборки озимой пшеницы и возделываемой на зеленое удобрение.

Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют, что представленное изобретение обладает заявленными свойствами, и совокупностью отличительных признаков описываемого способа, что обеспечивает достижение указанного результата.

В результате проведенного анализа уровня техники современного прогресса за счет внедрения высокоурожайного сорта и совершенствования технологии возделывания картофеля на основе биологизации земледелия в условиях Рязанской области на темно-серых лесных почвах, характеризующихся признаками тождественным всем существенным признакам заявляемого изобретения, не обнаружен, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не является для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобраны новые условия, обеспечивающие стимуляцию выращиваемых растений высокоурожайного сорта картофеля. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень»

Для подтверждения технических результатов проведены экспериментальные полевые работы по изучению плодородия почвы, что выражено в содержание гумуса и его состава по вариантам: контроль - естественное плодородие, без внесения удобрений; солома + азот (10 кг аммиачной селитры); сидеральное удобрение, т.е. за счет применения приемов биологизации земледелия, которое является весьма актуальным направлением. Таким образом, в технологическом аспекте - это факторы биологизации технологии возделывания картофеля -использования удобрений сидерации. Заявленный способ в большей степени учитывает и использует плодородие почвы, ее способность служить культурным растениям средой обитания, источником и посредником в обеспечении земными факторами жизни, т.е. биологические особенности культуры и почвы, новых элементов индустриализации.

В настоящее время для исследований принят сорт картофеля «Ред Скарлетт».

Сорт - «Ред Скарлетт» - ранний сорт называют шедевром мировой селекции и эталоном вкуса. Он выведен голландскими специалистами компании «HZPCHoltandB.V.» (Нидерланды).

Отличается интенсивным и быстрым накоплением урожая товарной продукции уже к 45-55-му дню вегетации. Растение низкое или средне-рослое, полу прямоточное. Стебли средней толщины с умеренной антоциановой окраской. Листья большие, темно-зеленые, матовые, открытые, слабо-волнистые по краям. Соцветия среднего размера.

Внешний вид клубней сорта «Ред Скорлетт» отличается выровненным, очень привлекательным внешним видом. Имеет продолговатую удлиненно-овальную форму с соотношением диаметра к длине 1/1,5-1,69 (индекс формы), средние или крупные размеры, массу 60-125 г. Окраска кожуры - красная (от англ. Red) щелушающаяся. Глазки мелкие, залегают на глубину 1,1-1,3 мм. Его мякоть не разваривается и не темнеет при термической обработке, мякоть плотная и слабомучнистая за счет небольшого количества крахмала (10,1-15,6%). Выход товарных клубней составляет 82-96% от общего урожая. Показатели урожайности нами будут конкретно показаны ниже по исследованиям на темно-серых лесных почвах Рязанской области за 2019-2020 годы.

Следует отметить, что сорт «Ред Скорлетт» устойчив к болезням: золотистая и бледная нематоды (R_o1, R_o4), рак, парша обыкновенная. Данный сорт хорошо подходит к южным и центральным районам России. В Рязанской области для нормального развития и роста - это ранне-спелый сорт.

Пример. Как уже отмечалось выше схема полевого опыта включала три варианта.

Для выращивания картофеля, предшественником была озимая пшеница с урожайностью зерна в 2019 году - 2,0 т/га; в 2020 году - 2,8 т/га, соломы - 4,0-5,6 т/га. На варианте: солома+азот вносили аммиачную селитру из расчета 10 кг азота на каждую тонну соломы. После чего проводили обработку почвы дисковыми боронами БДТ-3 на глубину 8-10 и 10-12 см.

В качестве сидерального удобрения использовали горчицу белую, с посевом в первой декаде сентября. Посев горчицы проводили из расчета нормы высева 20 кг/га на глубину 2-3 см. Урожайность зеленой массы горчицы белой на варианте с запашкой сидерата получили в 2019 году - 7,52 т/га; в 2020 году - 8,2 т/га.

Весной на опытном участке проводили боронование БЗТС-1,0 для закрытия влаги при физической спелости почвы. Перед посадкой картофеля по всем вариантам вносили минеральные удобрения из расчета три центнера нитрофоски на 1 га с последующей заделкой с помощью культивацией на глубину 12-14 см.

Посадку картофеля сорта «Ред Скарлетт» проводили в первой декаде мая с густотой 50 тысяч клубней на 1 га картофелесажалкой КСМ-4 на глубину 6-8 см. Перед посадкой проводили нарезку гребней культиватором-окучником КОН-2,8.

Довсходную и послевсходную междурядную обработку проводили КОН-2,8 ротационными боронами БРУ-0,7. На посадках картофеля проводили две довсходные обработки и одну послевсходную для борьбы с сорняками и рыхления, а так же два окучивания.

Агротехника соответствовала зональным рекомендациям, к которой относится и Рязанская область.

Повторность опытов трехкратная. Опыт поставлен методом рендомизированных повторений. Размещение делянок - в один ярус.Общая площадь делянки 108 м².

Метод учета урожая сплошной, со всей учетной площади делянки. Методом дробного учета определяли биологический урожай картофеля и его структуру.

Статическую обработку проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютера.

Расчет баланса гумуса в почве под картофелем проведен по методике предложенной A.M. Лыковым (Попов П.Д. и др, 1987).

В опыте внесение в почву минеральных и органических удобрений оказывает влияние не только на агрохимические факторы плодородия. Удобрения, особенно органические, существенным образом влияют на все почвенные режимы, изменяя среду обитания растений, что отражается на их росте и развитии, а в конечном итоге - на величине урожая.

Результаты проведенных биометрических учетов картофеля представлены на фиг. 1.

Существенное влияние на рост и развитие растений картофеля оказывают сорняки. Картофель относится к числу растений со слабой конкурентной способностью по отношению к сорным растениям, особенно в начале вегетационного периода. После смыкания рядков растения картофеля хорошо подавляют вновь появляющиеся сорняки, но если сорняки пробиваются в верхний ярус, то наносят большой вред урожаю, снижая его величину и ухудшая качество. Поэтому картофельное поле должно быть чистым от сорняков весь вегетационный период (фиг. 2).

Проведенные исследования показали, что включение в севооборот промежуточной культуры горчицы белой, выращиваемой после уборки озимой пшеницы на зленное удобрение, является действенным средством в снижении численности сорняков.

Если рассматривать каждый вариант опыта как отдельный агрофитоценоз, то в них складывались неодинаковые условия для формирования продуктивности растений картофеля (табл. 1).

Данные таблицы 1, свидетельствуют о том, что в проведенные годы исследований максимальная продуктивность растений картофеля сорта Ред Скарлетт получена от запашки на удобрение зеленой массы горчицы белой. На этом варианте масса клубней с одного куста в 2019 году составила 336 грамм, в 2020 году - 564 грамма, что соответственно на 6,6 и 18,5% больше, чем на контроле.

Итоговым показателем эффективности того или иного агроприема является величина урожая сельскохозяйственных культур. Уборка картофеля, проведенная методом сплошного учета выявила тесную зависимость в изменении по вариантам опыта в годы исследований (табл. 2).

Изучаемые варианты опыта оказали влияние на такие показатели качества урожая как содержание крахмала в клубнях и их товарность (фиг. 3).

Данные фиг. 3, свидетельствуют о том, что изучаемые показатели качества клубней зависят как от погодных условий вегетационного периода, так и от вариантов опыта. В благоприятных для картофеля условиях 2020 года товарность клубней была на 19,0-29,1% выше, чем в 2019 году. По содержанию крахмала в клубнях выявлено обратная зависимость. В 2019 году при низкой урожайности клубней картофеля содержание в них крахмала было на 1,6-2,0% выше, чем в 2020 году.

Важнейшим показателем плодородия почвы считается содержание в ней гумуса и его состав. Проведенный нами расчет гумуса под картофель по азоту представлен в таблице 3.

Для расчета оценочного баланса гумуса взяты: урожайность зерна озимой пшеницы 30 ц/га, соломы - 60 ц/га, урожайность зеленой массы горчицы белой - 120 ц/га, вынос азота 1 т урожая клубней - 5 кг и рекомендуемые нормативы и коэффициенты.

Результаты биометрических учетов, проведенных в посадках картофеля, показывают, что такие показатели как высота растений, количество стеблей в кусте, площадь листовой поверхности изменилась в зависимости от вариантов опыта в 2019 году. И были существенно ниже, чем в 2020 году. Количество стеблей в кусте и площадь листьев были больше в 2020 году, чем в 2019 году на 0,9 - 1,1 штук и на 8,0 - 2,3 тыс.м²/га соответственно.

В среднем, в опыте варианты с запашкой сидерата способствовали несколько лучшему росту и развитию растений картофеля по сравнению с контролем и вариантом с соломой. Растения картофеля были значительно выше, лучше облиственные и имели большую густоту стеблестоя. Вариант с запашкой сидерата имел несомненное преимущество перед другими вариантами. На этом варианте по сравнению с контролем растения были выше на 2,2-19,6%, количества стеблей в кусте и площадь листьев соответственно на 4,8-13,3% и 4,8-25,1% больше.

Наблюдения за засоренностью картофеля показали, что в результате достаточно тщательного ухода за посадками, уровень засоренности в оба года исследований довольно низкий (гербициды не применялись). Только к уборке в 2020 году численность сорняков по вариантам опыта увеличилась в 2,5-3,0 раза в основном за счет резкого увеличения растений звездчатки мокрицы (Stellaria media). В посадках картофеля преобладали малолетние яровые сорняки: марь белая (Chenopodium album), редька дикая (Rafanus rafanistrum), obhbwf запрокинутая (Amaranthus retroflexus), просо куриное (Ehinochloa crusgalli). Реже на опытном участке встречались: ромашка непахучая (matricaria perforata), якутка полевая (Thaspi arvensis). Из многолетних сорняков чаще других встречались: вьюнок полевой (Convolvulus arvense) и осот полевой (Sonshus arvensis).

Запашка соломы на фоне внесения удобрения в почву компенсирующих доз азота привела к некоторому увеличению засоренности посадок картофеля.

Выращивание пожнивного горчицы белой на зеленое удобрение явилось эффективным средством в подавлении сорняков. На этом варианте численность сорняков по сравнению с контролем на 33,3-43,4% ниже.

На варианте с заделкой соломы масса клубней в сравнении с контролем повысилась в оба года исследований: на 2,9% в 2019 году и на 8,1% в 2020 году.

Подсчет количества клубней с 1 куста показал сильную зависимость этого показателя от погодных условий вегетационного периода. В нормальном по погодным условиям 2020 году количество клубней по вариантам опыта составило 11,8-12,2 с одного куста. В 2019 клубней образовалось меньше (7,1-7,9 штук на одном кусте).

Фракционный анализ клубней картофеля показал, что клубней массой более 80 грамм в 2020 году было значительно больше, чем в 2019. На варианте с сидератом крупных клубней было почти до 2 раз больше, чем на контроле. На варианте с соломой данные ближе к контрольным показателям, как в 2019 году, так и в 2020.

Проведенная нами статистическая обработка урожайных данных позволяет сделать вывод о существенности влияния изучаемых вариантов на урожайность клубней картофеля. В 2019 году на вариантах достоверной прибавки урожайности картофеля не получено. В 2020 году, достоверная прибавка урожая получена по изучаемым вариантам.

Если оценивать действие изучаемых вариантов в среднем за два года, то следует признать, что от вспашки соломы и заделки сидерата урожайность картофеля повысилась на 10,8% и 11,4% соответственно.

Варианты солома + азот и сидерат обеспечивали наиболее высокую товарность клубней, которая оказалась в прямой зависимости от уровня урожайности.

Таким образом, проведенные расчеты показывают, что на контрольном варианте баланс гумуса отрицательный (-12,0 ц/га). На вариантах с применением солома + азот снижается дефицит баланса гумуса до -2,0 ц/га при более высоком уровне урожайности картофеля, по сравнению с контролем. На варианте с сидеральным удобрением складывается положительный баланс гумуса 0,4 ц/га.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

Заделка в почву зеленой массы горчицы белой, выращиваемой пожнивно после уборки озимой пшеницы, способствует лучшему росту и развитию растений картофеля, подавлению сорняков, повышению на 11,4% урожайности клубней и улучшению их качества.

Внесение компенсирующих доз азота на варианте с соломой обеспечивает увеличение урожайности картофеля на 10,8%).

Таким образом, для описанных трех вариантов опытов по возделыванию картофеля сорта «Ред Скарлетт» целесообразно использовать заделку в почву зеленой масс горчицы белой, выращиваемой пожнивно после уборки озимой пшеницы, при этом выбран показатель, как рост и развитие растений картофеля, подавление сорняков и повышение урожайности клубней, а также улучшение их качества.

Конкретные данные по обоснованию эффективности и результатам заявленного способа выращивания картофеля с использованием биологизации в земледелии (табл. 1 и 2).

Достоверная прибавка урожайности картофеля в оба года исследований получена только от применения сидерата.

Заделка в почву соломы + азот увеличивала уровень рентабельности на 2,8%, а запашка сидерата снижала на 7,7%.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологии выращивания продовольственного картофеля. Способ включает обработку почвы после предшественника путем лущения стерни, вспашку, нарезку гребней, предпосевную обработку клубней, посадку и предуборочную обработку посадок картофеля. В качестве сидерального удобрения в севообороте используют промежуточную культуру – горчицу белую, полученную зеленую массу которой запахивают осенью в почву, осуществляют внесение минеральных удобрений. После предшественника – озимой пшеницы, предварительно в первой декаде сентября высевают горчицу белую с нормой высева 20 кг/га на глубину 2-3 см. Весной после достижения физической спелости почвы перед посадкой картофеля вносят минеральные удобрения из расчета три центнера нитрофоски на 1 га с последующей заделкой культивацией на глубину 12-14 см, а посадку картофеля проводят при нарезке гребней на глубину 6-8 см в первой декаде мая при достижении физической спелости почвы, обработку почвы проводят до и после посадки картофеля. Способ обеспечивает повышение плодородия почвы, урожайности картофеля и качества клубней путем создания экологически безопасных условий. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 1 пр.

1. Способ выращивания картофеля, включающий обработку почвы после предшественника путем лущения стерни, вспашку, нарезку гребней, предпосевную обработку клубней, посадку и предуборочную обработку посадок картофеля, в качестве сидерального удобрения в севообороте используют промежуточную культуру – горчицу белую, полученную зеленую массу которой запахивают осенью в почву, внесение минеральных удобрений, отличающийся тем, что после предшественника – озимой пшеницы, предварительно высевают горчицу белую в первой декаде сентября с нормой высева 20 кг/га на глубину 2-3 см, затем весной после достижения физической спелости почвы перед посадкой картофеля вносят минеральные удобрения из расчета три центнера нитрофоски на 1 га с последующей заделкой культивацией на глубину 12-14 см, а посадку картофеля проводят при нарезке гребней на глубину 6-8 см.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посадку картофеля осуществляют в первой декаде мая при достижении физической спелости почвы, а обработку почвы проводят до и после посадки картофеля.