Картофель (Solanum tuberósum L.) – высокопродуктивная полевая клубненосная культура, обладающая большим сорторазнообразием [1]. Относится к короткодневным растениям, но в условиях средних широт его выращивают и при большей продолжительности фотопериода [2].
Благодаря способности формировать высокие урожаи клубней (более 30 т/га) картофель имеет большое экономическое значение [2].
Клубни картофеля обладают ценным химическим составом. Они содержат около 25 % сухих веществ, в том числе от 10 до 23 % крахмала, 1,4–3,0 % белков, витамины С, В1, В2, В6, РР и К [1; 2].
Многочисленными исследованиями подтверждено высокое кормовое значение картофеля. В 100 кг клубней содержится 25–30 кормовых единиц и 2,1 кг переваримого протеина, в 100 кг ботвы – 8,5–12 корм. ед. и 1,6 кг переваримого протеина. По выходу кормовых единиц с одного гектара в 3 раза превышает зерновые культуры. По переваримости органического вещества (83–97 %) среди растительных кормов делит первое место с кормовыми корнеплодами [2].
Клубни картофеля используются в различных целях, но главным образом – в продовольственных. Их применяют для приготовления широкого спектра продуктов питания человека: вареного картофеля, картофеля фри, чипсов и др. [2].
В настоящее время в мире насчитывается более 4 тысяч сортов картофеля, из которых в Государственном реестре селекционных достижений представлено более 400 сортов [3]. При разработке технологических схем возделывания правильный выбор сорта имеет большое значение для повышения урожайности картофеля, поскольку без существенных дополнительных затрат повышает продуктивность растений и общую рентабельность производства не менее чем на 30–70 % в зависимости от различных агроклиматических факторов [4; 5].
Кроме того, правильный выбор сорта влияет на устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, в частности – к болезням и вредителям. В частности, выделены образцы видов картофеля, устойчивые к таким заболеваниям, как фитофтороз, парша обыкновенная, ризоктониоз и др. [2].
От выбора сорта зависит интенсивность роста органов растения, особенности его развития, урожайность, а также качество полученной продукции. Так, только за счет возделывания высокопродуктивных сортов можно повысить урожайность более чем на 20 % [2]. В ряде исследований в условиях Верхневолжья разница в урожайности сортов в зависимости от технологий колебалась от 11,3 до 67,0 % [2].
В России большим спросом пользуются сорта зарубежной селекции [6], в связи с чем возникает потребность более детального изучения возможностей повышения урожайности и качества продукции этих сортов.
Цель исследований – провести оценку новых сортов картофеля по урожайности и качеству клубней в условиях Центрального района Нечерноземной зоны Российской Федерации.
Материалы и методы исследования
Исследования проведены в 2018–2019 гг. в полевом опыте в севообороте ООО «Агрофорвард» («Агрико-Евразия»), расположенного в Шатурском районе Московской области, на дерново-подзолистой легкосуглинистой хорошо окультуренной почве с содержанием гумуса 3,1 % (по Тюрину), P2O5 – 201 мг/кг и K2O – 152 мг/кг (по Кирсанову), pHсол. – 6,1.
В опыте изучали 6 сортов разной скороспелости: 1) Импала, раннеспелый (контроль), 2) Аризона, среднеранний, 3) Экселенс, среднеранний, 4) Эволюшен, среднеранний, 5) Фонтане, среднеспелый, 6) Алуэт, среднеспелый. Сорт Импала был выбран в качестве контроля как более распространенный и известный. Все сорта столового назначения.
Оригинатором сорта Импала является ООО «Агрофорвард» («Агрико-Евразия») (AGRICO U.A.) и ряд других фирм; сортов Аризона, Экселенс, Эволюшен, Алуэт – AGRICO U.A.; сорта Фонтане – компания LANTMANNEN SW SEED BV.
Повторность в опыте четырехкратная, площадь учетной делянки – 100 м2, размещение вариантов – рандомизированное.
В опыте отмечали фазы развития растений (фенологические наблюдения), определяли показатели фотосинтетической деятельности растений и хода продукционного процесса, учитывали урожайность, а также качество урожая по современным методикам [7].
Возделывание проводили по голландской технологии с междурядьями 75 см. Формировали густоту стояния 43,3 тыс./га. При возделывании использовали комплекс современных машин и оборудования, рекомендованных для данной технологии.
Посадку проводили картофелесажалкой «Мидема Структурал» (Miedema Structural) в 2018 г. 18 мая, в 2019 г. – 14 мая. Обработку клубней перед посадкой проводили комплексным препаратом Эместо Квантум, КС (0,35 л/т клубней). В течение вегетации проводили 6-кратную обработку растений от фитофтороза различными препаратами: Абига Пик, ВС (3,8 л/га), Танос, ВДГ (0,6 кг/га), Инфинито, КС (1,6 л/га), Ридомил Голд, ВДГ (2,5 кг/га), Акробат, ВДГ (2,0 кг/га). Учет урожая проводили: в 2018 г. – 7 сентября, в 2019 г. – 2 сентября.
Погодные условия в годы исследований были не одинаковые и отличались от среднемноголетних. 2018 год характеризовался повышенным увлажнением во время посадки картофеля, недостатком влаги в период от всходов до бутонизации и во время созревания при сравнительно ровном ходе среднесуточных температур. 2019 год отличался дефицитом влаги в первой половине вегетации картофеля в сочетании с повышенными температурами и достаточным увлажнением с умеренными температурами воздуха в период «цветение – созревание», что оказало положительное влияние на накопление урожая картофеля. Протравливание клубней перед посадкой и комплексная химическая защита растений предотвратили поражение сортов картофеля фитофторозом.
Результаты исследования и их обсуждение
Нами выявлены различия сортов в прохождении фаз развития, которые в основном соответствовали группе их спелости (табл. 1).
Таблица 1
Даты наступления фаз развития растений сортов картофеля в 2018–2019 гг.
Сорт |
Группа спелости |
Посадка |
Всходы |
Бутонизация |
Цветение |
Созревание |
Импала(к) |
раннеспелый |
18 – 14.май |
01.июн – 03.июн |
09.июл – 30.июн |
16.июл – 07.июл |
10.авг – 01.авг |
Аризона |
среднеранний |
18 – 14.май |
01.июн – 03.июн |
09.июл – 30.июн |
16.июл – 07.июл |
12.авг – 3.авг |
Экселенс |
среднеранний |
18 – 14.май |
02.июн – 03.июн |
11.июл – 02.июл |
19.июл – 10.июл |
19.авг – 10.авг |
Эволюшен |
среднеранний |
18 – 14.май |
01.июн – 03.июн |
13.июл – 03.июл |
19.июл – 10.июл |
19.авг – 10.авг |
Фонтане |
среднеспелый |
18 – 14.май |
01.июн – 03.июн |
09.июл – 30.июн |
16.июл – 07.июл |
15.авг – 6.авг |
Алуэт |
среднеспелый |
18 – 14.май |
01.июн – 03.июн |
11.июл – 02.июл |
19.июл – 10.июл |
12.авг – 03.авг |
Общий вегетационный период (посадка – полное созревание) составлял: в 2018 г. у раннеспелого сорта 84 дня, среднеранних – 86–93, среднеспелых – 86–89; в 2019 г. соответственно 79, 81–88 и 81–84 дня. Из этой закономерности исключён среднеспелый сорт Алуэт, развитие которого проходило по типу раннеспелого сорта. Более продолжительным вегетационным периодом отличались среднеранние сорта, что объясняется их биологическими особенностями, а также все сорта в 2019 г. в связи с более ранним цветением (на 9–10 дней раньше, чем 2018 г.) в результате повышенной температуры воздуха в первый период вегетации (всходы – цветение).
Сорта отличались ходом продукционного процесса (табл. 2).
Таблица 2
Накопление массы клубней в течение вегетации, г/раст., в среднем за 2018–2019 гг.
Сорт |
Группа спелости |
Даты определения, 2018-2019 гг. |
||||
21.06–25.06 |
06.07–09.07 |
22.07–25.07 |
09.08–11.08 |
02.09–2.09 |
||
Импала(к) |
раннеспелый |
0,43 |
214,5 |
481,0 |
796,8 |
1072,0 |
Аризона |
среднеранний |
0,13 |
173,3 |
377,5 |
706,5 |
947,0 |
Экселенс |
среднеранний |
0,13 |
150,3 |
323,0 |
689,5 |
867,5 |
Эволюшен |
среднеранний |
0,13 |
186,5 |
381,0 |
756,0 |
1008,5 |
Фонтане |
среднеспелый |
0,13 |
139,8 |
315,5 |
695,0 |
817,0 |
Алуэт |
среднеспелый |
0,12 |
129,0 |
361,3 |
661,5 |
671,5 |
Сорта Импала, Эволюшен, Аризона характеризовались более интенсивным ростом массы клубней в начальный период. Отставали в ходе продукционного процесса среднеспелые сорта Алуэт и Фонтане (табл. 3).
Таблица 3
Суточные приросты массы клубней с одного растения, г/сутки, в среднем за 2018-2019 гг.
Сорт |
Группа спелости |
Период |
|||
бутонизация – цветение |
цветение |
цветение – начало созревания |
созревание – уборка |
||
Импала(к) |
раннеспелый |
14,81 |
16,66 |
19,15 |
12,11 |
Аризона |
среднеранний |
11,97 |
12,77 |
19,94 |
10,53 |
Экселенс |
среднеранний |
10,38 |
10,8 |
22,3 |
7,89 |
Эволюшен |
среднеранний |
12,9 |
12,16 |
22,78 |
11,08 |
Фонтане |
среднеспелый |
9,66 |
10,98 |
23,06 |
5,34 |
Алуэт |
среднеспелый |
8,92 |
14,52 |
18,22 |
0,48 |
Сорт Импала характеризовался более интенсивным ростом клубней в течение всего периода формирования урожайности. Наибольшие показатели суточных приростов массы клубней картофеля приходились на период цветение – начало созревания, максимальными они были у сортов Фонтане, Экселенс, Эволюшен (22,30–23,06 г/сутки).
Конечная продуктивность агроценоза оценивается по урожайности хозяйственно более ценной продукции, в данном случае – клубней. У сортов с разной скороспелостью этот показатель будет различаться и определяется особенностями региона возделывания [2; 7].
Урожайность картофеля в большей степени зависела от сорта и в меньшей – от изменения погодных условий в годы исследований. Устойчивой урожайностью по годам отличались сорта: среднеранний Экселенс и среднеспелый Фонтане, которые накопили одинаковые урожаи в оба года (табл. 4).
Таблица 4
Урожайность клубней сортов картофеля, т/га
Сорт |
Группа спелости |
2018 г. |
2019 г. |
В среднем |
± |
± к контр. |
||
т/га |
% |
т/га |
% |
|||||
Импала(к) |
раннеспелый |
41,85 |
35,83 |
38,84 |
0,0 |
0,0 |
- |
- |
Аризона |
среднеранний |
36,13 |
30,93 |
33,53 |
-5,31 |
-13,7 |
- |
- |
Экселенс |
среднеранний |
31,00 |
31,53 |
31,27 |
-7,57 |
19,5 |
- |
- |
Эволюшен |
среднеранний |
39,14 |
34,31 |
36,72 |
-2,12 |
-5,5 |
- |
- |
Фонтане |
среднеспелый |
29,69 |
29,73 |
29,71 |
-9,13 |
-23,5 |
- |
- |
Алуэт |
среднеспелый |
21,45 |
24,30 |
22,88 |
-16,0 |
-41,1 |
- |
- |
HCP05 |
1,6 |
0,6 |
1,1 |
Наиболее продуктивным в эти годы оказался сорт Импала (контроль), у которого, в среднем за 2 года, накоплено на 2,12 (Эволюшен) – 16,0 (Алуэт) т/га клубней больше, чем у других сортов, что математически доказано (HCP05-1,1).
Самым низкоурожайным оказался сорт Алуэт, который уступил контролю на 16 т/га, или 41,1 %. Выявлена закономерность: снижение урожайности от раннеспелого сорта к среднеранним и среднеспелым. Особенно значительно уступают раннеспелому среднеспелые сорта (на 9,13-16,0 т/га, или 23,5-41,1 %). По группам сортов лучшими являются: из раннеспелых – Импала, среднеранних – Эволюшен, среднеспелых – Фонтане.
Сорта существенно различаются по качеству урожая (табл. 5).
Таблица 5
Содержание питательных веществ и нитратов в клубнях сортов картофеля, 2019 г.
Сорт |
Группа спелости |
Сухое вещество, % |
Сырой протеин, % на а.с.в. |
Крахмал, % |
Нитраты, мг/кг |
Импала(к) |
раннеспелый |
13,22 ± 1,27 |
9,21 ± 0,31 |
10,19 ± 1,92 |
137 ± 20 |
Аризона |
среднеранний |
15,26 ± 1,35 |
9,54 ± 0,32 |
7,57 ± 1,53 |
94 ± 15 |
Экселенс |
среднеранний |
18,32 ± 1,47 |
7,97 ± 0,27 |
14,18 ± 2,52 |
68 ± 14 |
Эволюшен |
среднеранний |
18,41 ± 1,47 |
9,94 ± 0,33 |
11,06 ± 2,05 |
74 ± 12 |
Фонтане |
среднеспелый |
19,27 ± 1,52 |
8,38 ± 0,29 |
15,41 ± 2,70 |
74 ± 12 |
Алуэт |
среднеспелый |
23,65 ± 1,64 |
8,44 ± 0,29 |
15,71 ± 2,75 |
89 ± 14 |
Более высоким содержанием сухого вещества отличались сорта Алуэт и Фонтане, у которых оно выше, чем в контроле, на 6,05–10,43 %. Эти же сорта имеют более высокое количество крахмала в клубнях, которое превышает контроль на 5,22–5,52 %. По содержанию сырого протеина в клубнях преимущество имеют сорта Эволюшен и Аризона, которые накопили его (9,94–9,54 %), практически столько же, сколько контрольный сорт Импала (9,21 %). Ошибка определения 0,31–0,33 %. Все сорта отличались невысоким количеством нитратов в клубнях, больше всего (137 ± 20 мг/кг) их накопил сорт Импала, но оно значительно ниже ВДУ (250 мг/кг).
Для повышения продовольственной ценности картофеля, а также развития промышленного производства крахмала необходим выбор сорта не только с высокой урожайностью и качеством урожая, но и выходом питательных веществ с гектара посадок. Выявлено, что данный показатель зависел как от содержания элементов питания их в клубне, так и от продуктивности растений разных сортов (табл. 6).
Таблица 6
Выход питательных веществ с урожаем сортов картофеля, 2019 г.
Сорт |
Группа спелости |
Выход в ц/га |
Выход в % |
||||
сухое вещество |
сырой протеин |
крахмал |
сухое вещество |
сырой протеин |
крахмал |
||
Импала(к) |
раннеспелый |
47,37 |
4,36 |
36,51 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
Аризона |
среднеранний |
47,20 |
4,50 |
23,41 |
99,6 |
103,2 |
64,1 |
Экселенс |
среднеранний |
57,76 |
4,60 |
44,71 |
121,9 |
105,5 |
122,5 |
Эволюшен |
среднеранний |
63,16 |
6,28 |
37,95 |
133,3 |
144,0 |
103,9 |
Фонтане |
среднеспелый |
57,29 |
4,80 |
45,81 |
120,9 |
110,1 |
125,5 |
Алуэт |
среднеспелый |
57,47 |
4,85 |
38,18 |
121,3 |
111,2 |
104,6 |
Высоким выходом сухого вещества отличались сорта среднеспелой (57,38 ц/га) и среднеранней (60,46 ц/га) групп. Эти же группы имели преимущество по выходу крахмала (42,0 и 41,33 ц/га). Сбор сырого протеина с гектара наибольшим был у сорта Эволюшен (6,28 ц/га), который превосходил контроль на 44,0 %.
Заключение
Таким образом, из исследованных сортов фирмы AGRICO U.A. и LANTMANNEN SW SEED BV в условиях Центрального Нечерноземья в 2018-2019 гг. более урожайными являлись: раннеспелый сорт Импала и среднеранний сорт Эволюшен, которые в среднем за 2 года накопили 38,84 и 36,72 т клубней на гектаре соответственно. Данные сорта отличались более интенсивными суточными приростами массы клубней в большинстве периодов вегетации.
Более высоким содержанием сырого протеина в абсолютно сухом веществе отличались сорта Импала, Аризона, Эволюшен (9,21–9,94 %). Наибольший выход сухого вещества и сырого протеина обеспечил сорт Эволюшен (133,3 и 144,0 % к контролю), а крахмала – Экселенс и Фонтане (122,5–125,5 % контролю).