The effect of organomineral fertilizer on the yield and quality of potato tubers in the non-chernozem zone

Full Text

В современном аграрном производстве большое значение отводится повышению урожайности сельскохозяйственных культур, а в частности отрасли картофелеводства. Эффективным в данном направлении является применение органических и органоминеральных удобрений [1, 2].

Органоминеральные удобрения способствуют улучшению биологических и биохимических свойств почвы, активизируют обменные и ростовые процессы растений картофеля на протяжении всего периода вегетации, что влияет на повышение не только урожайности, но и качества продукции [3, 4].

В последние годы наблюдается развитие отросли грибоводства в различных регионах Российской Федерации, в том числе и в Рязанской области. В связи с чем увеличивается доля отработанного грибного субстрата, который представляет большой интерес для использования в качестве полноценного органоминерального удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур, в том числе картофеля [5, 6].

Цель исследований – оценка эффективности применения компоста, получаемого при выращивании шампиньонов, на урожайность продовольственного картофеля, возделываемого в условиях Нечерноземной зоны.

Задачи исследований – определить влияние отработанного грибного компоста на урожайность картофеля; проанализировать качественные показатели клубней культуры, выращенных на различных уровнях питания.

Материалы и методы исследования. Закладка опыта осуществлялась в 2021-2023 гг. в условиях Рязанского района Рязанской области на темно-серых лесных тяжелосуглинистых почвах. Агрохимическая характеристика почвы: гумус 3,15-3,25%, фосфор 13,8-15,1 мг/100 г почвы, калий 13,2-14,9 мг/100 г почвы, рН 5,3-5,5.

Объект исследования – среднеспелый сорт продовольственного картофеля Вымпел.

Агротехника возделывания картофеля в опыте общепринятая для юга Нечерноземной зоны России. Предшественник – озимая пшеница. Под основную обработку почвы по всем вариантам вносили минеральные удобрения в дозе N₁₆P₁₆K₁₆ в виде азофоски – 2,1 ц/га (фон).

Компосты, которые получаются в процессе выращивания грибов, представляют собой отходы производства, состоящие из мицелия грибов (белковая структура), перерабатываемого в процессе перегнивания, торфа, золы, соломы. В опыте применялось два варианта грибного компоста. Использовался свежий компост, который имел 66,3% органического вещества: N – 0,5%, P – 0,63%, K – 0,44%; и перепревший (1 год выдержки), который имел, в среднем, на 40,4% меньше органического вещества чем свежий. Внесение удобрений в почву осуществлялось под весеннюю культивацию с заделкой на глубину 8-10 см. Компост свежий имел влажность 60-65% в количестве 84 т/га; компост годовалый имел влажность около 50 % в количестве 95 т/га (расчетные дозы).

Посадку культуры проводили в первой декаде мая. Посадка клубней в гребни осуществлялась на глубину 8-10 см с нормой 3,0 т/га. Схема посадки 75х25 см, общая площадь делянки – 56 м², учетной – 50 м², повторность четырехкратная. Все исследования проводились по стандартным общепринятым методикам. В период вегетации картофеля проводилась обработка пестицидами Матч, ВР, 50 мг/л, РидомилГолд МЦ, ВДГ, 5 кг/га. В целях повышения устойчивости растений к болезням картофель обрабатывали Иммуноцитофит, ТАБ.

Определение качественных показателей клубней картофеля проводили в лабораториях кафедры агрономии, агрохимии и защиты растений ФГБОУ ВО РГАТУ по стандартным общепринятым методикам.

Результаты исследований. В опыте, внесение в почву органоминерального удобрения на основе отработанного грибного компоста активировало обменные и ростовые процессы растений, способствовало ускорению темпов развития в течение всего периода вегетации, как следствие, создавало предпосылки повышения урожайности картофеля.

Внесение удобрения на основе отработанного грибного компоста в изучаемых дозах не повлияло на всхожесть картофеля и скорость наступления фенологических фаз развития. Полные всходы картофеля на всех вариантах опыта появились на 20-й день после посадки и были достаточно дружными.

Применение грибного компоста при выращивании картофеля оказывало влияние на биометрические показатели, структуру урожая и продуктивность культуры (табл. 1, 2).

 

Таблица 1. Влияние видов органоминерального удобрения на биометрические показатели растений картофелясорта Вымпел, среднее 2021-2023 гг.

№ п/п	Варианты	Высота растений, см	Кол-во стеблей, шт./раст.	Кол-во листьев, шт./раст.	Площадь листовой поверхности тыс.м² /га
1.	NPK	46,8	3,2	43,4	40,8
2.	NPK + свежий компост	55,9	3,9	54,1	51,8
3.	NPK + перепревший компост	53,8	3,8	52,3	50,6
НСР05		1,77	0,85	1,08

 

Внесение свежего компоста показало наиболее положительную динамику биометрических показателей по сравнению с перепревшим компостом. Так, средняя высота растений с применением свежего компоста превысила контрольные показатели на 9,1см, перепревшего на 7,0 см, что составляет 19,4 и 14,9% соответственно. Количество стеблей превысило контроль на 21,9%и 18,8% соответственно.

Применение видов компоста влияло на показатель облиственности растений, где наибольшая прибавка листьев картофеля была получена в варианте со свежим компостом - превышение контроля на +24,6%.

Показатель площади листовой поверхности у картофеля по вариантам опыта выявлялся в период активного цветения культуры. Площадь листовой поверхности на контроле составляла 40,8 тыс.м²/га, при внесении свежего компоста – 51,8 тыс. м²/га (к контролю +26,7%), перепревшего компоста –50,6 тыс. м²/га (к контролю+24,0%).

 

Таблица 2. Влияние видов органоминерального удобрения на показатели структуры урожая картофеля сорта Вымпел, среднее 2021-2023 гг.

№ п/п	Вариант	Густота стояния растений, тыс. шт./га	Количество клубней, шт..¤куст	Средняя масса одного клубня, г	Содержание фракций к общей массе, %			Товарность, %
					крупные (> 80г)	средние (50-80г)	мелкие (< 50г)
1.	NPK	44,10	5,4	73,4	44,9	26,7	28,4	71,6
2.	NPK + свежий компост	44,74	6,4	80,5	68,4	21,2	10,4	89,6
3.	NPK + перепревший компост	44,79	5,9	78,8	67,0	17,8	15,2	84,8
НСР05		1,26	0,61	11,94

 

Средняя густота стояния растений с внесением субстрата грибного компоста показывает положительную динамику по отношению к контролю – на 1,3%.

Внесение грибного компоста оказало влияние и на показатель количества клубней на одном кусте к моменту уборки. Наибольшее количество клубней на одном кусте было зафиксировано при применении свежего грибного компоста – 7,4 шт./куст, что на 15,6% превышает показатель контрольного варианта. Средняя масса одного клубня в опыте составила 74,4-81,5 грамм. Максимальный показатель средней массы одного клубня выявлен на делянках с внесенным свежим компостом (81,5 г), на 9,5% больше контрольного значения.

Показатель товарности клубней картофеля сорта Вымпел при внесении перепревшего компоста составил 84,8%, при внесении свежего компоста – 89,6%, что на 12,6% и 18,0% выше, чем в контрольном варианте соответственно (табл. 3).

 

Таблица 3. Влияние видов органоминерального удобрения на урожайность картофеля, среднее 2021-2023 гг.

№ п/п	Вариант	Средний урожай, ц/га				Прибавка к фону
		2021 г.	2022 г.	2023 г.	Среднее	ц/га	%
1.	NPK	250,8	245,4	253,2	249,8	-	-
2.	NPK + свежий компост	288,2	282,7	290,4	287,1	+37,3	+24,9
3.	NPK + перепревший компост	272,4	265,4	274,6	270,8	+21,0	+14,0
НСР05		3,61	8,89	5,12

 

В опытных вариантах с применением грибного компоста величина урожайности картофеля варьировала от 270,8 до 287,1 ц/га. Максимальная прибавка урожая получена в варианте с внесением свежего грибного компоста: +37,3 ц/га, что на 24,9 % превышает контроль.

Использование удобрений оказывало влияние не только на величину, но и на качество выращиваемой продукции. Важнейшими показателями качества картофеля являлись массовая доля сухих веществ, содержание крахмала, витамина С и белка (рис. 1).

 

Рис. 1. Влияние удобрений на основе отработанного грибного компоста на показатели качества клубней картофеля сорта Вымпел, среднее 2021-2023 гг.

 

Как видно из рисунка 1 содержание сухого вещества в клубнях, выращенных с внесением применяемого удобрения увеличивается, относительно контроля по варианту с свежим компостом на +22,22%, перепревшем на +21,80%, что указывает на хорошие технологические свойства клубней и положительное влияние компоста.

Оптимальное соотношение белка и крахмала наблюдается в клубнях с вариантов с внесением свежего компоста – 1:11 и перепревшего – 1:12, что свидетельствует о высоких кулинарных качествах. Применение органоминерального удобрения при выращивании картофеля оказало положительное влияние на содержание витамина С в сторону увеличения до 3,38%.

 

Рис. 2. Влияние применяемых удобрений на содержание нитратов в клубнях картофеля сорта Вымпел (после уборки), среднее 2021-2023 гг.

 

Данные проведенных (рис. 2) исследований свидетельствуют о том, что содержание нитратов в клубнях, выращенных со всех вариантах опыта, не превышало предельно допустимой концентрации в глазках, кожуре и сердцевине.

При изучении влияния органоминерального удобрения на основе отработанного грибного компоста на кулинарные качества клубней картофеля сорта Вымпел было установлено, что внесение удобрений не оказало значительного влияния на исследуемые показатели (табл. 4).

 

Таблица 4. Влияние видов удобрений на кулинарные качества клубней картофеля сорта Вымпел, среднее 2021-2023 гг.

№  п/п	Варианты	Потемнение мякоти, балл		Вкус, балл	Консистенция, балл	Развариваемость, балл	Водянистость, балл	Мучнистость, балл	Кулинарный тип
		сырой	сырой
1.	NPK	8	8	8	7	4	6	6	ВС
2.	NPK + свежий компост	9	8	9	8	4	6	7	ВС
3.	NPK + перепревший компост	8	8	8	7	4	6	7	ВС

 

Так, кулинарный тип на контрольном образце и экспериментальных вариантах, был одинаковый, и лишь по отдельным показателям наблюдалась разница не более чем в один балл.

Клубни картофеля сорта Вымпел по всем вариантам исследований отнесли к промежуточному кулинарному типу ВС. Внесение свежего грибного компоста оказало влияние в сторону увеличения балла на потемнение сырой мякоти (9 баллов), вкус (9 баллов), консистенцию (8 баллов) и мучнистость (7 баллов), а дозировка 1,5 кг/10 м². изменила показатель мучнистости (7 баллов).

Таким образом, влияние органоминерального удобрения на основе отработанного грибного компоста в свежем и перепревшем (1 год) виде оказало влияние не только на урожайность, но и на качество клубней картофеля в сторону увеличения.

Заключение. На основании результатов испытаний по оценке эффективности влияния органоминерального удобрения на основе отработанного грибного компоста шампиньонов на урожайность сортов продовольственного картофеля, выращиваемого  в условиях Рязанской области считаем возможным рекомендовать при производстве картофеля внесение в почву под весеннюю культивацию компоста свежего с влажностью 60-65% в количестве 84 т/га с заделкой на глубину 8-10 см. Вариант NPK + свежий компост обеспечивал увеличение урожайности картофеля на 37,3 ц/га, что на 24,9 % выше контроля. Содержание сухого вещества в клубнях, выращенных с внесением перепревшего отработанного грибного компоста, также увеличилось относительно контроля на 21,80%.

 

 

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

About the authors

Irina S. Pityurina

Academy of the Federal Penitentiary Service of Russia

Author for correspondence.
Email: piturina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4970-8953

Candidate of Agricultural Sciences

Russian Federation, Ryazan

Dmitry V. Vinogradov

Lomonosov Moscow State University; Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev

Email: vdvrzn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2017-1491

Doctor of Biological Sciences, Professor

Russian Federation, Ryazan; Moscow

References

Supplementary files