Изучение действия удобрений (виды и дозы) на урожайность и качество картофеля

Курсовая работа

«Изучение действия удобрений (виды и дозы) на урожайность и качество картофеля»

Введение

Сельскохозяйственное производство всегда опиралось на опыт и навыки, полученные из поколений в поколения, а так же неразрывно связывалось с научными знаниями. Со временем изменялись потребности, задачи, а все накопленные научные знания требовали систематизации, а многие и доказательства своей достоверности. Все большую необходимость приобретали и развивались методы исследования почвы, растений и удобрений, а так же их взаимодействие.

На данный момент главной целью сельскохозяйственного производства является получение максимальных урожаев надлежащего качества. Много составляющих затрагивается для достижения этого. Это селекция более продуктивных сортов культур, разработка новых систем применения удобрений, усовершенствование сельскохозяйственной техники, использование пестицидов, а так же хранение и переработка полученной продукции. Все это задачи, которые стоят в настоящее время перед агрономическими науками.

Учитывая огромную площадь нашей страны, а, следовательно, большое разнообразие почвенных и климатических условий, внедрение новых удобрений, систем обработки почвы и т.д. необходимо сопоставлять с условиями окружающей среды. Более детальное изучение роста растения и его отношения к условиям среды помогают произвести агрохимические исследования.

Одним из важнейших методов определения плодородия почв, количественной оценки агротехнической эффективности удобрений является полевой опыт.

Полевой опыт – исследования в полевой обстановке для установления действия удобрений на рост, развитие и урожайность культур, качество получаемой продукции и показатели плодородия почв. Это биологический метод изучения реакции возделываемых культур на испытываемые виды, дозы, сроки и способы применения удобрений в различных почвенно-климатических и агротехнических условиях, без точной характеристики которых результаты опыта не могут быть распространены на другие, аналогичные по указанным признакам территории. Эти обстоятельства обусловливают целесообразность и необходимость различного и обязательного сочетания в полевых опытах метеорологических, почвенных, биологических, химических, физико-химических и других методов исследований. Все это необходимо для определения типичности, точности, достоверности полученных результатов, возможности их распространения на другие территории, а также для квалифицированной трактовки результатов и выводов о потреблении растениями питательных элементов из почв и удобрений и баланса их, об изменении качества получаемой продукции и пищевого режима почв, агрономической, экономической и энергетической эффективности изучаемых факторов и т.д.

Результаты полевых опытов используют не только в науке, но и в практике для внедрения в сельскохозяйственное производство и определения объемов, видов и форм минеральных удобрений, мелиорантов и других химических средств, применяемых в сельском хозяйстве, а также машин и механизмов для качественного применения удобрений и мелиорантов.

Широкий круг вопросов питания растений был разрешен с помощью вегетационного метода.

Выращивание растений в различных сосудах в искусственных условиях в специальных сооружениях (фитотрон, вегетационный домик, теплица, огражденные сеткой или прозрачной пленкой стеллажи) называют вегетационным методом исследований или вегетационным опытом. Этот метод позволяет детально расчленить и выявить роль и значение отдельных факторов в жизни растений при регулируемых (в разной степени в зависимости от сооружений) условиях влажности, освещенности, температуры и питательного режима в сочетании с детальными химическими, физиологическими и другими исследованиями, возможности которых трудно переоценить. Д.Н. Прянишников подчеркивал, что «задачей вегетационного метода является вскрытие существа процессов и уяснение значения отдельных факторов, прежде всего роли растения, почвы и удобрения в условиях, наиболее благоприятных для выявления этой роли».

Вегетационный опыт позволяет при необходимости изменить основные факторы жизни растений и тем самым быстрее и точнее, чем в полевом опыте, установить искомые закономерности взаимодействия растений, почвы и удобрений. Вместе с тем вегетационный метод не может заменить полевых опытов, так как условия возделывания растений в вегетационном сосуде существенно отличаются от полевых. Ценность вегетационных опытов заключается не в замене ими полевых, а в том, что полученные в них результаты позволяют понять причины тех явлений, которые наблюдаются в полевых опытах.

В зависимости от целей и задач исследований используют разные модификации вегетационного метода: почвенные, песчаные, водные культуры и гидропонику. Для решения специфических вопросов применяют и другие модификации: сменных или текучих растворов, изолированного питания, стерильных культур и др.

При изучении передвижения и баланса питательных веществ и влаги в естественных условиях применяют лизиметрический метод. По условиям выращивания растений этот метод занимает промежуточное положение между полевым и вегетационным методами.

Все перечисленные выше методы агрохимических исследований относятся к группе биологических. В них главным объектом изучения служит растение. По выражению Буссенго, эти методы позволяют «спращивать мнение самого растения».

Важное значение для оценки данных полевых и вегетационных опытов имеет внедрение в экспериментальную работу статистических методу установления точности опыта и достоверности полученных результатов.

Наряду с биологическими методами исследования агрохимия широко использует лабораторные методы анализа растений, почв и удобрений. Эти методы делят на химические, физические, физико-химические, микробиологические и др. Среди них особое место принадлежит методу меченых атомов с использованием радиоактивных и стабильных изотопов.

1. Планирование и разработка методики закладки и проведения полевого опыта

Проблема исследования

В настоящее время перед человечеством стоит очень важная задача получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур надлежащего качества. В частности при возделывании картофеля, применяя удобрения, необходимо повышать урожайность клубней и содержание крахмала в них. Картофель – одна из главных технических культур, используемых для получения крахмала, а это очень важное сырье, которое используется во многих отраслях промышленности. А также картофель очень важная пищевая культура, и его по праву называют «вторым хлебом».

В настоящее время большая часть картофеля возделывается на приусадебных участках, при этом бессменно много лет. Для реализации в продуктовых магазинах картофель в основном закупается за рубежом. Поэтому необходимо наладить производство отечественного высококачественного картофеля, чтобы он был доступен для городского населения, не имеющего дачные участки. И первый вопрос, который стоит перед земледелами – изучение влияния азота, фосфора и калия на продуктивность картофеля и его качество, чтобы в дальнейшем дать рекомендации при применении удобрений.

В связи с этим темой нашего курсового проекта является влияние различных видов и доз на урожайность и качество картофеля в условиях Смоленской области.

2. Обзор литературы

Картофель принадлежит к числу важнейших сельскохозяйственных культур. В мировом производстве продукции растениеводства он занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей и кукурузой. Клубни картофеля содержат около 25% сухих веществ, в том числе 14…22% крахмала, 1,4…3,0% белков, около 1% клетчатки, 0,2…0,3% жира и 0,8…1,0% зольных веществ. Картофель богат витаминами С, B₁, B₂, B₆, PP и минеральными веществами. Особенно богаты витаминами молодые клубни.

Картофель культура разностороннего использования. Благодаря содержанию в клубнях крахмала, белка высокого качества и витаминов он является исключительно важным продуктом питания человека. Его по праву называют вторым хлебом.

Клубни картофеля служат сырьем для спиртовой, крахмало-паточной, декстриновой, глюкозной, каучуковой и других отраслей промышленности. Крахмал, получаемый их картофеля, – незаменимый продукт в пищевой, текстильной и бумажной промышленности. Из 1т клубней картофеля с крахмалистостью 17,6% можно получить 112 л спирта, 55 кг жидкой углекислоты, 0,39 л сивушного масла и 1500 л барды или 170 кг крахмала и 1000 кг мезги.

Благодаря высокой приспособленности к различным условиям произрастания картофель – широко распространенная культура. Посадки картофеля за последние годы продвинулись далеко на север (до 71^о с. ш.) и на юг (до 46^о ю. ш.). Его с успехом возделывают также в горных районах. Картофель выращивают на всех континентах, в большинстве стран мира. Общая площадь его в мировом земледелии достигает 18 млн. га, а валовой сбор – более 300 млн. т. (8)

Влияние удобрений на урожай и качество картофеля.

Картофель – культура, высоко требовательная к органическим и минеральным удобрениям. Высокие урожаи картофеля получают при внесении органических и минеральных удобрений, а также известковании.

При разработке системы удобрений под картофель необходимо учитывать скороспелость сорта. Ранние сорта более отзывчивы на минеральные удобрения, они используют питательные вещества интенсивнее в короткий период. Позднеспелые сорта лучше усвают питательные вещества почвы и навоза.

При установленной норме минеральных удобрений для конкретных условий возделывания картофеля необходимо учитывать запасы питательных веществ почвы и элементов питания, вносимых с органическими удобрениями. В опытах Г.М. Ночайкиной, большой чистый доход, рентабельность и окупаемость затрат продукции были получены при совместном внесении 40 т/га торфонавозного компоста и ЫРК на планируемый урожай на уровне 30 т/га.

О высокой эффективности совместного применения органических и минеральных удобрений также свидетельствует опыты Н.М. Белоуса. (3)

На прибавку урожая от минеральных удобрений влияет окультуренность почвы. По данным Авдонина НС. и Соловьева ГА прибавка урожая клубней картофеля от полного минерального удобрения на слабоокультуренной почве в 2 раза ниже чем на средне и хорошо окультуренных почвах. Одностороннее внесение азотных удобрений снижало содержание крахмала в клубнях картофеля.

Эффективность минеральных удобрений при совместном применениис органическими удобрениями зависит как от доз применяемых органических удобрений, так и от их вида. На дерново-подзолистой песчаной почве под картофель целесообразно применение высоких доз бесподстилочного навоза без дополнительного внесения полного минерального удобрения. (3)

Влияние азотных удобрений и их дозы

Оптимальные дозы азота для среднеспелых и позднеспелых сортов картофеля колеблются от 120 до 150 кг/га при условии сбалансированности с другими элементами питания. При внесении с удобрениями 120 кг азота на 1 га в среднем на 1 кг азота получают 50–60 кг клубней. На легких супесчанных почвах при достаточном количестве влаги эффективность может быть и выше. Если азотные удобрения применяют на фоне подстилочного навоза (40–50 т/га), то доза азота необходимо снизить до 80 -90 кг/ га. Азотные удобрения при дозе внесения №120 на фоне навоза заметно снижают содержание крахмала в клубнях. (1)

Применение повышенных доз азотных удобрений также приводит к мощному развитию надземной массы, ассимиляционного аппарата растений. В связи с этим отток пластических веществ из листьев в аккумулирующие органы ослабевает, интенсивность накопления крахмала снижается. Азотные удобрения усиливают рост ботвы, что удлиняет вегетативный период, и происходит задержка созревания.

Однако, у ранних сортов картофеля, как правило, снижение крахмалистости не наблюдается, так как к уборке растения успевают закончить вегетацию. Применять под картофель повышенные дозы азотных удобрений нужно обязательно с учетом сортовых особенностей и погодных условий.

Повышение дозы азота отрицательно влияет на кулинарное качество картофеля. По данным Н.П. Кукреш, внесение под картофель более 120 кг/га азота приводило во влажные годы к потемнению клубней и ухудшению вкусовых качеств. (6)

Влияние фосфорных и калийных удобрений

Картофель отрицательно реагирует на недостаточное фосфорное и калийное питание. Фосфор способствует более быстрому формированию клубней и улучшению их качества. Под его влиянием в клубнях возрастает содержание крахмала.

Дозы фосфорсодержащих удобрений, а также отношение между элементами питания в удобрениях зависит от уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором.

Дозы калийных удобрений под картофель зависят не только от содержания подвижного калия в почве, но и от того, для каких целей предназначены клубни. Если клубни планируется использовать для получения крахмала, то дозы калийных удобрений могут быть увеличены.

Лучше применять под картофель бесхлорные калийные удобрения. Если применяются хлорсодержащие удобрения; то их рекомендуется вносить по осени. Это обеспечит вымывание хлора из почвы за осеннее – весенний период (6).

Недостаток фосфора и калия уже в первый период роста нарушает нормальный обмен веществ, угнетает растения и резко снижает урожай и его качество.

Крахмал в картофеле основное питательное вещество, поэтому изучению влияния удобрений на содержание крахмала посвящено много исследований. Крахмалистость клубней в значительной степени зависит от снабжения растений фосфором, который принимает участие в фотосинтезе. При недостатке фосфорного питания содержание крахмала в картофеле резко падает. А в оптимальных дозах фосфорные удобрения повышают содержание крахмала в клубнях картофеля или не изменяют его. (1)

Фосфорные удобрения способствуют максимальной утилизации моносахаридов, низкому уровню их содержания, что также является показателем высокого качества картофеля. Потемнение мякоти клубней картофеля под действием фосфорных удобрений, как правило, не наблюдается кулинарные качества улучшаются и снижается содержание нитратов. (3)

Действия калийных удобрений на Крахмалистость картофеля во многом определяется формой примененного калийного удобрения. При использовании под картофель хлорсодержащего калийного удобрения хлор неблагоприятно влияет на рост и развитие картофеля, что сказывается на урожае и его качестве. Содержание крахмала при этом снижается. (1)

Применение калийных удобрений, не содержащих хлора приводит к повышению крахмалистости клубней. По данным опытов, для повышения содержания крахмалистости в клубнях следует применять сернокислый калий или хлористый калий внесенный в почву с осени; что обеспечивает вымывание хлора из почвы. (5)

Под действием калийных удобрений содержание белка в клубнях картофеля снижается или существенно не меняется. Причем калийные удобрения улучшают биологическую ценностьбелков картофеля» т. к. снижают содержание редуцирующих сахаров. (6)

На основании вышеизложенного в связи с неизученностью выноса азота, фосфора и калия цель нашего курсового проекта – получение максимального урожая картофеля надлежащего качества.

При достижении данной цели перед нами поставлены следующие задачи:

– выявление оптимальных доз удобрений;

– выявление оптимального соотношения доз азота, фосфора и калия;

– влияние различных доз азота, фосфора и калия на содержание крахмала;

– влияние различных доз азота, фосфора и калия на содержание витамина С.

Рабочая гипотеза: на основании содержания элементов питания и рекомендаций при возделывании картофеля в условиях Смоленской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве наибольшую урожайность картофель должен дать при соотношении азота, фосфора и калия 1:1:1,5. (7)

3. Программа полевого опыта

Характеристика условий проведения опыта

Климат Смоленской области умеренно-континентальный, характеризующийся сравнительно теплым летом и умеренно-холодной зимой. Среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах от 3,5 ° до 5,0 °.

Самый холодный месяц – январь, средняя температура его колеблется от – 10 ° с северо-восточной его части до -8 ° в юго-западной. Самый теплый месяц – июль, средняя температура которого 17–18 °.

Вегетационный период (считая от весеннего до осеннего перехода среднесуточной температуры через 5 °С) длится 170–180 дней.

Сумма положительных температур за этот период вполне достаточна для созревания различных с.-х. культур умеренной зоны.

Количество осадков за год значительное и колеблется от 530 до 650 мм.

Наиболее влажный – летний период (выпадает 40% годовой нормы осадков), наиболее сухое время года – весна (14% этой нормы). В особо влажные годы количество осадков может достигать 850–950 мм и более, а в сухие снижается до 350–400 мм.

Устойчивый снежный покров образуется в конце ноября и разрушается в 1-й декаде апреля. Высота снежного покрова в условиях открытого поля к концу зимы достигает в среднем 30–50 см.

Почвенный покров области довольно пестрый, но преобладают в нем дерново-подзолистые пылевато-суглинистые средне и сильнооподзоленные почвы.

Таблица 1. Среднемесячная температура воздуха