Для своего роста и развития картофель использует азот из почвы в виде минеральных солей азотной кислоты и соли аммония.
Фосфор – один из важнейших элементов питания. Это составная часть крахмала. Хорошая обеспеченность картофеля фосфором ускоряет развитие растений, начиная с появления всходов. Быстрее наступают и другие фазы развития, повышаются темпы формирования корневой системы, раньше наступает период клубнеобразования, увеличиваются урожай и крахмалистость клубней, улучшаются лежкость и семенные качества.
При недостатке фосфора нарушается нормальное развитие растения: понижается ветвистость куста, задерживается бутанизация, цветение и клубнеобразование.
Вынос с 1 га единицей урожая составляет: азота 125 кг/га, фосфора 50 кг/га, калия 185 кг/га.
Фенологические фазы роста и развития картофеля и их продолжительность представлены на рисунке 1.
На основе приведенных сведений можно сделать вывод, что вегетационный период у картофеля в среднем длится 110 дней и что развитие картофеля имеет несколько фаз: всходы, бутонизация, цветение, увядание ботвы.
В период от посадки до появления всходов почки клубней трогаются в рост. Используя питательные вещества клубня, формируются подземные части стеблей и пристолонные корни.
В период от всходов до бутонизации растут стебли и листья, продолжает развиваться корневая система, образуются столоны. Рост столонов начинается с появлением всходов и прекращается во время бутонизации, когда на верхушке столонов начинают развиваться клубни.
Образование и начало роста клубней, совпадает с бутонизацией и цветением. Продолжает увеличиваться ассимиляционная поверхность.
В дальнейший период интенсивно растут клубни, а увеличение ботвы прекращается. Продукты фотосинтеза в основном используются на рост клубней. Среднесуточный прирост клубней при благоприятных условиях составляет 2 т/га.
Последний период - увядание ботвы и отток из нее в клубни питательных веществ. Среднесуточные приросты клубней сокращаются, однако в них накапливается крахмал. Грубеет кожура, клубни достигают физиологической спелости и вступают в период естественного покоя. [1],[2]
2. Природно-климатическая характеристика Колышлейского района в условиях Белинско-Сердобской зоны
Колышлейский район находится в умеренно влажной зоне. Гидротермический коэффициент 1,0 – 0,9. За год выпадает 440 – 460 мм осадков, в том числе за вегетацию 230 -240 мм.
Зона входит в теплый и умеренно теплый агроклиматические подрайоны. Сумма положительных температур выше + 100С – 23000С - 24000С. продолжительность периода с температурой выше +100С – 138 – 144 дня, безморозный период 127 – 139 дней.
Постоянный снежный покров образуется в III декаду ноября и сохраняется 128 – 137 дней. Средняя из наибольших его высот 30 – 40 см. разрушение устойчивого снежного покрова происходит в I декаде апреля, а полный сход 11 – 16 апреля. Средний абсолютный минимум температуры воздуха - 320С- 340С. В отдельный годы наблюдаются значительные отклонения по температурному режиму. Время возобновления весенней вегетации (ВВВВ) – 15 апреля.[3]
Преобладающим типом почв, на территории Колышлейского района, являются выщелоченные черноземы. Черноземы выщелоченные – это среднегумусные, тяжелосуглинистые почвы района. Содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 5,5 до 7,9%. Вниз по профилю почвы количество гумуса уменьшается постепенно. Реакция почвенного раствора в верхнем слое слабокислая. Эти почвы содержат довольно много общего азота, количество его колеблется от 0,36 до 0,54 %. Доступный растениям азот составляет от 11,6 до 14,1 мг на 100 г почвы. Подвижные формы азота переходят в доступные для растений соединения в результате микробиологических процессов.
Количество подвижных форм фосфора составляет в пахотном слое 7,3 мг на 100г почвы. Эта величина характеризует недостаточное количество доступного фосфора в выщелоченных черноземах.
Обеспеченность обменным калием составляет 11,3 мг на 100 г почвы.
На формирование климатических особенностей территории существенное влияние оказывает рельеф местности. Он носит, в основном, ярко выраженный эрозионный характер. Территорию района расчленяют долины рек на ряд возвышенностей, одна из них река Хопер. В приречных районах кроме глубокого их расчленения обращает внимание резко выраженная ассиметрия долин и склонов.
Данные по распределению осадков и температур воздуха по месяцам, на территории Колышлейского района, представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Распределение осадков и температур воздуха по месяцам (данные метеостанции г. Сердобск)
Года | Декады | Месяцы года | |||||||||||||||||||||||
I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | ||||||||||||||
2009 | 1 | -1,8 | -12,8 | -7,3 | 0,8 | 12,8 | 19,3 | 15,5 | 23,0 | 15,1 | 9,9 | 1,0 | -4,6 | ||||||||||||
2 | -2,8 | -6,6 | -7,2 | 9,5 | 18,7 | 18,8 | 21,2 | 20,2 | 14,3 | 9,2 | 0,5 | -1,8 | |||||||||||||
3 | -11,8 | -11,5 | -7,9 | 11,6 | 21,4 | 14,9 | 22,1 | 17,9 | 12,4 | 2,1 | -1,5 | -6,3 | |||||||||||||
Среднее | -5,4 | -10,3 | -7,4 | 7,3 | 17,6 | 17,6 | 19,6 | 20,3 | 13,9 | 7,0 | 0,10 | -4,2 | |||||||||||||
Осадки, мм | |||||||||||||||||||||||||
2009 | 1 | 10,7 | 0,6 | 16,6 | 0,6 | 5,3 | 40,1 | 15,4 | 6,5 | 17,2 | 7,6 | 0,7 | 22,9 | ||||||||||||
2 | 4,1 | 22,7 | 19,3 | 15,1 | 27,3 | 62,3 | 4,4 | 15,7 | 16,8 | 4,7 | 6,4 | 31,4 | |||||||||||||
3 | 0,0 | 11,3 | 44,9 | 11,8 | 7,1 | 22,4 | 24,4 | 0,0 | 0,0 | 19,0 | 30 | 60,0 | |||||||||||||
∑ | 14,8 | 34,6 | 80,8 | 27,5 | 39,7 | 124,8 | 44,2 | 22,5 | 34 | 31,3 | 37 | 114,3 |
Основными лимитирующими факторами по Пензенской области являются температура и осадки, из таблицы 1 видно, что их количество достаточно на территории Колышлейского района для возделывания картофеля на семена, и получить полноценный урожай.
Учитывая эрозионный характер местности, необходимо соблюдать правильные агротехнические приемы. Если брать во внимание минеральный состав почвы, то необходимо своевременное внесение минеральных удобрений. [6],[3]
3. Расчет потенциальной урожайности картофеля
Программирование урожая в связи с существующими отношениями в сельскохозяйственном производстве должно быть направлено на получение прибыльных урожаев с высокими качественными показателями.
Учитывая приобретенные навыки программирования урожая картофеля, необходимо общедоступными методами рассчитать потенциальную урожайность по приходу ФАР, определить уровень урожайности по влагообеспеченности посадок и наличию в почве основных элементов питания – азот, фосфор, калий.
3.1 Расчет потенциальной урожайности по приходу ФАР
Урожай, который может быть получен в идеальных условиях - потенциальный урожай. Зависит от прихода фотосинтетической активной радиации (ФАР), биологических свойств картофеля, сорта, а также от агрохимического фона.
Для расчета применяется формула:
Упу = QФАР×
: q, гдеУпу – потенциальная урожайность
QФАР - приход ФАР за период вегетации, ккал/га
Кф - коэффициент использования ФАР посадками (%)
Q - калорийность органического вещества единицы урожая, ккал/кг
Упу=96,7×1,2/100×16700=69,4 т/га
На основании многочисленных исследований потенциальный урожай картофеля при высоком агротехническом фоне рассчитывают с учетом КПД ФАР, равного 1,2.
Так как предполагаемый срок посадки картофеля по Пензенской области приходится на II декаду мая, а предполагаемый срок уборки II – III декада августа. Следовательно приход ФАР за период вегетации, согласно данным Е.П. Барашковой составил:
QФАР= 23,1 ккал/га
Q=16700 ккал/кг
Согласно табличным данным доля основной продукции в общей биомассе картофеля составляет 1:1, что в сумме равно 2.
Для перевода сухой биомассы на основную продукцию (клубни) применяется формула:
Кm=
, гдеЧm – доля товарной продукции в общей биомассе (как правило принимают равной единице).
∑а - сумма частей в соотношении основной продукции к побочной
Упу=104×1,2×0,500×96,7/16700 = 34,7 т/га
Урожайность картофеля по использованию ФАР за период вегетации представлена в таблице 2.
Таблица 2 – Урожайность картофеля по использованию ФАР за период вегетации
Культура | Суммарный приход ФАР, кДж/см2 | КПД ФАР,% | Коэффициент хозяйственной эффективности, Кm | Калорийность, кДж/см2 | Упу, т/га |
Картофель | 96,7 | 1,2 | 0,5 | 16700 | 34,7 |
Из таблицы следует, что при суммарном приходе ФАР равному 96,7 кДж/см2,КПД ФАР равный 1,2%, при коэффициенте хозяйственной эффективности 0,5 и при калорийности 16700 кДж/см2 потенциальная урожайность составляет 34,7 т/га.
Чтобы пересчитать урожай абсолютно сухой биомассы на урожай клубней при стандартной влажности (75%) следует применить формулу:
Ус= (100×Убиолог)/(100 - в)×а, где
Ус – урожай клубней стандартной влажности, т\га;
В – стандартная влажность по ГОСТу, %;
А – сумма частей в отношении основной продукции к побочной в общем урожае биомассы.