УДК 633.491:631.524.85:58.02

РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ У РАЙОНИРОВАННЫХ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ В СЕВЕРНОМ РЕГИОНЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ

З.П. КОТОВА

В условиях Республики Карелия изучали развитие районированных сортов картофеля разных групп спелости по фазам в зависимости от погодных условий периода вегетации. Показано, что продолжительность вегетации значительно варьирует и зависит от сорта и года наблюдения, а потенциальная урожайность — от общей продолжительности вегетационного периода и в наибольшей степени — его начальной фазы.

Ключевые слова: рост, развитие, фазы вегетации, сорта, продуктивность.

 

Картофель обладает высокой потенциальной продуктивностью (у новых районированных сортов — до 400-600 ц/га), однако в производственных условиях из-за низкой окультуренности почвы, нарушений сортовой агротехники, географического и внутрихозяйственного размещения сортов без учета их экофизиологических характеристик и микроклиматических особенностей поля урожайность редко превышает 120-150 ц/га (1). Исследование фенологии растений картофеля показало, что фактическая продолжительность его вегетации и отдельных межфазных периодов лимитируется температурой и влажностью, особенно весенними и осенними заморозками (2-4). В этой связи очень актуален рациональный подбор возделываемых сортов, наиболее адаптированных к местным условиям и обеспечивающих максимальную эффективность производства (5). В экологической системе как целостной структуре компоненты имеют детерминированную реакцию на комплекс внешних факторов. Поэтому определенные фенологические этапы развития растения (всходы, цветение, бутонизация) могут характеризовать функционирование экофитосистемы, в частности формирование биологической продуктивности (6, 7).

В задачу настоящего исследования входило изучение развития районированных в Карелии сортов картофеля разных групп спелости по фазам онтогенеза, а также расчет потенциальной урожайности в зависимости от погодных условий.

Потенциальную урожайность определяли методом регрессионного анализа (9), составляя уравнения, отражающие связь средней урожайности с генотипом (сорт), длительностью фенофаз и гидротермическими условиями года наблюдения. Влияние изучаемых факторов или их взаимодействие было значимо на 5 % уровне вероятности (критерий Фишера больше критерия Стьюдента).

Результаты. Анализ связи между продолжительностью периодов развития растений картофеля и метеорологическими условиями в течение вегетации выявил прямую зависимость процессов роста и развития от комплекса факторов среды, которая послужила причиной отклонения в прохождении отдельных фаз вегетации. В условиях Республики Карелия при посадке клубней в III декаде мая—I декаде июня всходы появлялись в III декаде июня, или через 21-25 сут после посадки. Различия более четко проявились на неодинаковых по скороспелости сортах: у ранних (Пушкинец и Латона) этот период составил в среднем 21, у среднеранних (Детскосельский и Невский) — 23, у среднеспелого сорта Нида и среднераннего сорта Елизавета — 25 сут. Быстрое формирование всходов ускоряло наступление следующего периода — роста ботвы и начала клубнеобразования, а продолжительность этой фенологической фазы (I фаза) влияла на прохождение последующих межфазных периодов и определяла весь дальнейший процесс вегетации. Нарастание биомассы ботвы происходило интенсивно и к 10-15 августа в основном завершалось. В онтогенезе картофеля эти сроки совпадали с окончанием фазы цветения. Нами показано, что продолжительность клубнеобразования и его интенсивность зависели от ряда причин: биологии сорта, почвенно-климатических условий, степени распространенности заболеваний, наступления заморозков и т.д. Естественное отмирание ботвы на завершающих этапах роста и развития практически не отмечали. В конце вегетационного периода (III декада августа—I декада сентября) низкие осенние температуры ограничивали темпы прироста урожая, в результате чего продуктивность картофеля не достигала потенциальных значений для генотипов (10)

Метеорологические условия вегетационных периодов 1997-2000 годов были представлены всеми возможными сочетаниями — от прохладно-влажных до засушливо-жарких, что позволило изучить адаптивность и пластичность ряда физиологических процессов. Регрессионный анализ блока агроклиматических условий и фактической урожайности с учетом влияния каждого фактора (компонента) показал, что для получения максимальной продуктивности изученным сортам требуются несколько иные условия (табл. 1). Сравнение оптимальных расчетных и фактических значений температуры выявило наибольшие различия в период I фазы (посадка—всходы). Он наиболее важен, поскольку в этот начальный период интенсивно формируется корневая система, обеспечивающая в дальнейшем активный рост растений. То, что более низким температурам, рассчитанным по модели, соответствует более длительный период прохождения I фазы, указывает на наличие связи между его продолжительностью и температурой, которая в итоге влияет и на вегетационный период в целом.

1. Фактические и расчетные гидротермические показатели по фенологическим фазам развития картофеля в условиях Республики Карелия (1997-2000 годы)

Фаза

Фактический показатель, среднее за 4 года

Расчетный показатель, пределы значений

Тср., °С

Тмин., °С

количество осадков, мм

Тср., °С

Тмин., °С

количество осадков, мм

I

14,6

5,6

61,4

11,0-12,0

1,7-1,9

19,0-65,0

II

17,0

8,7

57,0

16,5-19,1

3,2-7,3

15,0-77,0

III

17,3

7,7

33,3

18,1

4,3

71,8

IV

12,8

2,9

150,7

12,8

1,4

146,0

П р и м е ч а н и е. Описание фенологических фаз приведено в разделе «Методика».

Поскольку все анализируемые сорта картофеля выращивали в одной агроклиматической зоне, мы обобщили имеющиеся данные 4-летних наблюдений по различным хозяйственно ценным признакам.

Сорта Пушкинец и Латона относятся к группе ранних. Для них характерно более быстрое прохождение фаз от посадки до начала цветения и, следовательно, накопление урожая. Известно, что ранние сорта картофеля уже в фазу полных всходов образуют хорошо развитую корневую систему (2, 3). В нашем опыте доля сухой массы корней от общей сухой массы одного растения колебалась от 23 (сорт Латона) до 45 % (сорт Пушкинец). Благодаря хорошему развитию корневой системы на начальном этапе онтогенеза растения ранних сортов быстрее накапливают урожай и, как следствие, формируют небольшое число клубней в кусте. В.П. Кокшаров (11) отмечает, что при ранних посадках картофеля его корневая система больше по объему, с короткими корнями 1-го порядка, но увеличенной массой и длиной корней 2-го и 3-го порядков, что способствует эффективному поглощению питательных веществ из почвы и росту всего растения. Сорта с мощной корневой системой более урожайны. Е.В. Карпов (12) выявил положительную корреляцию (r = +0,59…0,78) между величиной урожая и числом клубней в кусте у сортов разных групп спелости. Д.В. Богданова (13) показала, что у картофеля скороспелость зависит от того, насколько быстро растения сорта в начале вегетации формируют вегетативную массу, которая относительно невелика, но обладает высокой синтетической способностью. У скороспелых сортов к началу клубнеобразования активность синтеза метаболитов в листьях снижается при преобладании катаболизма белков, что создает благоприятные условия для лучшего формирования клубней. Поэтому скороспелые сорта потребляют сравнительно небольшое количество питательных веществ и рациональнее их используют. Среднеранние и среднеспелые сорта, развивая мощную вегетативную массу, требуют большого количества питательных веществ, которые расходуются менее эффективно: в условиях короткого вегетационного периода листья растений у таких сортов продолжительное время обеспечивают накопление собственной биомассы, а не массы клубней.

Сравнение расчетных и фактических показателей продуктивности у разных сортов картофеля в зависимости от фенофаз показало, что для достижения расчетной продуктивности сортам необходим более длительный период вегетации, особенно на начальных фазах. При увеличении вегетационного периода растений картофеля в среднем на 17 сут урожайность клубней возрастала в 1,8-3,1 раза (табл. 2).

2. Урожайность сортов картофеля разных групп спелости в зависимости от длительности фенологических фаз развития в условиях Республики Карелия (1997-2000 годы)

Сорт

Продолжительность, сут

Урожайность, ц/га

фенологической фазы

периода
вегетации

I

II

III

IV

фактическая

расчетная

Ранний:

 

 

 

 

 

 

 

Пушкинец

20
28

21
26

 9
13

50
54

77
93

170,0

424,5

Латона

22
28

18
28

 8
12

54
57

76
95

150,0

417,0

Среднеранний:

 

 

 

 

 

 

 

Невский

23
28

16
26

 9
13

56
58

78
97

230,0

409,6

Детскосельский

23
28

12
26

10
13

58
57

78
96

128,0

402,2

Елизавета

25
28

18
26

 9
13

52
52

77
91

201,0

394,7

Среднеспелый:

 

 

 

 

 

 

 

Нида

26
27

16
25

 8
12

57
57

77
94

174,0

387,3

П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1. Над чертой — фактические, под чертой — расчетные значения.

Таким образом, в условиях Республики Карелия, относящейся к Северному региону, растения изученных сортов картофеля не успевают завершить развитие (редко отмирание ботвы происходит естественным образом) и сформировать потенциально возможный урожай. Для региона наиболее перспективны сорта ранней и среднеранней группы спелости, характеризующиеся более быстрым формированием корневой системы и ранним накоплением массы клубней в условиях пониженных температур. Для достижения наибольшей продуктивности районированным сортам требуется более длительный период вегетации. Необходимо использовать приемы, ускоряющие рост и развитие растений картофеля, такие как световое проращивание клубней, опрыскивание их перед посадкой фиторегуляторами, применение оптимальных доз удобрений, особенно  фосфорных.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Д р а г а в ц е в  В.А.,  Г о н ч а р о в а  Э.А. Проблема взаимодействия генотип—среда и возможные пути ее решения в интенсификации растениеводства и земледелия. В сб. науч. тр.: Биологизация интенсификационных процессов — перспективное направление в земледелии и растениеводстве на Северо-Западе РФ. СПб—Пушкин, 2001: 39-42.
2. Л о р х  А.Г. Динамика накопления урожая картофеля. М., 1948.
3. В е с е л о в с к и й  И.А. Анатомия и развитие столонов и клубня. Картофель и овощи, 1974, 12: 12-13.
4. М а р к а р о в  А.М.,  С в е р д л о в а  Е.Л. Этапы образования столонов и клубней картофеля в условиях оптимального увлажнения почвы. В сб.: Влияние разной влажности почвы на физиологию культурных растений. Л., 1977: 57-59.
5. Ж у ч е н к о  А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства. Кишинев, 1988.
6. М а л о ф е е в  Ю.М.,  К р я ж и м с к и й  Ф.В.,  П р я м о н о с о в  С.А. Фенологические даты как индикаторы биологической продуктивности. Экология, 1994, 1: 80.
7. З а у р а л о в  О.А. Стратегия адаптации высших растений к неблагоприятным условиям среды. С.-х. биол., 2000, 5: 39-45.
8. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., вып. 4, 1975.
9. Д о с п е х о в  Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1979.
10. К о т о в а  З.П. Эколого-физиологическая характеристика районированных в Карелии сортов картофеля. Автореф. канд. дис. Петрозаводск, 2003.
11. К о к ш а р о в  В.П. Научные основы картофелеводства Среднего Урала. Свердловск, 1989: 96-97.
12. К а р п о в  Е.В. Морфофизиологические особенности сортов и гибридов, различающихся по скороспелости. В сб.: Фотосинтез и продукционный процесс. Свердловск, 1988: 104-117.
13. Б о г д а н о в а  Д.В. Физиологическая характеристика районированных и новых для Карелии сортов картофеля. Автореф. канд. дис. Петрозаводск, 1968.

 

DEVELOPMENT AND POTENTIAL PRODUCTIVITY OF REGIONALIZING SORTS OF POTATOES DEPENDING ON THE WEATHER CONDITIONS OF THE NORTH REGION

Z.P. Kotova

The study of growth and development of regionalizing sorts of potatoes, the analysis during the phases of development depending on weather conditions showed that the duration of vegetation varies greatly and depends on the sort and the year of observation. The potential harvest of potatoes depended on the whole duration of the vegetation period and to a bigger extent on the initial stage.

 

ГНУ Карельская государственная сельскохозяйственная опытная станция Россельхозакадемии,
185506 Республика Карелия, Прионежский р-н,
пос. Новая Вилга, ул. Центральная, 12,
e-mail: zinaida_kotova@mail.ru

Поступила в редакцию
14 февраля 2008 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало