Картофель – одна из самых интенсивных и эффективных сельскохозяйственных культур, роль которой в питании человечества будет только повышаться в будущем. Клубни картофеля содержат не только большой запас энергии, но и полноценный белок, а также витамины, микроэлементы и аминокислоты, жизненно важные для обеспечения энергией и здоровья человека. По индексу сытости (это официально утвержденный, расчетный показатель, тема отдельного рассмотрения) порция вареного картофеля существенно превосходит большинство других видов пищи. Питательные, вкусовые и полезные качества клубней при этом сильно варьируют и определяются, прежде всего, генетическими особенностями сортов. Внесение удобрений, орошение, почвенно-климатические условия выращивания, контроль патогенов также существенно влияют на концентрацию и доступность всех важных ингредиентов картофеля.
Удобрения содержат необходимые элементы питания, которые напрямую влияют на рост и развитие любых сельскохозяйственных растений. Например, азот имеет решающее значение для синтеза белка, тогда как фосфор важен для передачи энергии и развития корней. Калий играет ключевую роль в формировании качества картофельных клубней. Сорта картофеля различаются по потенциалу продуктивности и накопления питательных веществ. Это основная причина необходимости адаптации системы удобрений к сортовым особенностям.
Выбор сорта считается ключевым фактором получения желаемого биохимического состава продукции. В основательном исследовании последних лет сорт Clearwater Russet продемонстрировал более высокое содержание аскорбиновой кислоты, а сорт Russet Burbank накапливал почти в пять раз больше тирозина (рис.1).
Влияние калийного удобрения на содержание хлорогеновой кислоты, триптофана, фенилаланина и белка в данном исследовании оказалось менее значительным, чем влияние сортовых особенностей и почвенно-климатических условий (табл.2).
Уважаемые читатели! Статья содержит ряд таблиц. Чтобы увеличить текст, вы можете открыть таблицу в новом окне. Для этого необходимо нажать на картинку с таблицей правой кнопкой мыши и открыть ее в новой вкладке.
Генетические отличия сортов обусловливают различную эффективность использования удобрений. При одном и том же уровне питания разные сорта показывают разную урожайность. В наибольшей степени это касается удобрения азотом. Так, в серии многолетних канадских опытов сорта существенно отличались по общему урожаю во все годы и на всех видах почв (табл.3). Sangre и Dark Red Norland в среднем приносили на 15% больше, чем Russet Burbank, а сорт Clearwater Russet показывал стабильно низкие урожаи во всех случаях. Плодородие почвы и погодные условия также оказывают существенное влияние.
Приведенные результаты и многие другие исследования показывают, что сорта картофеля существенно отличаются по эффективности использования азотных удобрений, что обусловлено генетическим кодом морфотипа, развития листовой и корневой поверхности, продолжительности вегетирования. В Германии выделены сорта с низкой потребностью в азоте (табл.4).
Канадские рекомендации по удобрению сортов азотом (кгN/га) также учитывают сортовые особенности: Russet Burbank 208, Shepody 175, Russet Norkotah 200, Superior 190, Snowden200, Goldrush 190, ранний столовый картофель 135, среднеспелые сорта 160-180, позднеспелые сорта 180-200.
Английские нормы азотных удобрений картофеля рассчитаны по сортам и целевому назначению урожая (табл.5) с поправками на остатки растворимого азота в почве после предшествующих культур севооборота. Наличие азота в почве ориентировочно определяются категорией предшествующей культуры и мехсоставом почвы.
- Меньше всего оставляют после себя азота (группа 1) зерновые злаковые, крестоцветные на семена, морковь, лук, лен, спаржа. Группа 2 – это кукуруза на силос, картофель, сидераты, кабачки, свекла, ягодники.
- Больше всего азота в почве содержится после листовых овощей, разных капуст (группа 5) и многолетних бобовых на кормовые цели или семена (группа 6).
Это довольно упрощенная градация, заменяющая проведение анализа почвы. Поскольку количество азота после одной и той же предшествующей культуры может сильно измениться под влиянием погоды (осадков в первую очередь) осеннего и зимнего периода, то имеет все-таки смысл их оценивать точно, на основании анализа содержания в почве весной растворимого азота.
Сорта первой группы: короткий период функционирования листовой поверхности, детерминантные: Accord, Estima, Innovator, MarisBard, Rocket, Premiere.
Сорта второй группы: средний период функционирования листовой поверхности, преимущественно детерминантные: Atlantic, Lady Claire, Lady Rosetta, Marfona, Maris Peer, Nadine, Saxon, Shepody, VR808, Wilja.
Сорта третьей группы: длинный период функционирования листовой поверхности, индетерминантные: Agria, Desiree, Fianna, Hermes, Jelly, King Edward, Maris Piper, Rooster, Russet Burbank, Pentland Dell, Pentland Squire, Picasso, Saturna.
Сорта четвертой группы: очень длинный период функционирования листовой поверхности, индетерминантные: Asterix, Brooke, Cara, Markies.
Н/в - не встречается.
Вторая важная особенность этих официальных рекомендаций состоит в фиксации продолжительности вегетации растений: чем длиннее период, тем больше потребность в азоте. И наоборот, при коротком периоде выращивания потребность в азоте почти в три раза меньше, чем при вегетации более 120 дней. Это нужно оперативно учитывать в процессе выращивания. Если посадка существенно задерживается по различным причинам, то также существенно необходимо уменьшать норму внесения азота. Поскольку это тот случай, когда излишний азот не будет полезен, а приведет к ухудшению качества и лежкости продукции. При короткой вегетации 2025 года во многих регионах именно фактор нескорректированного азотного удобрения оказался первоначальной (но не единственной) причиной неожиданных, казалось бы, проблем с хранением картофеля.
Обращаем внимание, что обоснованная потребность в азоте сортов картофеля различных морфобиотипов на формирование высокого (40-50 т/га) урожая, при прочих равных условиях, может отличаться в два раза (табл.5). Различия между сортами по эффективности использования питательных веществ не обязательно свидетельствуют о генетической природе непосредственно этой способности, а могут быть следствием проявления других особенностей (эффективность фотосинтеза, использования воды, устойчивость к болезням и стрессовым условиям внешней среды). Поглощение питательных веществ из почвы зависит не только от длины, площади поверхности и массы корневой системы, но и от активности взаимодействия конкретного генотипа с микробиотой ризосферы.
В связи с повышением стоимости минеральных удобрений сорта с низкой потребностью в азоте стали позиционироваться селекционными фирмами как низкозатратные. Создание таких сортов выделено в отдельное и значимое направление селекционной работы. Обоснована возможность снижения норм азота на 25 и даже на 50% относительно сложившегося на практике уровня, что является значимым конкурентным преимуществом таких экономных сортов.
Потребность сортов картофеля в калии зависит от способности накопления сухого вещества в клубнях (табл.6). Сорта с высоким содержанием сухих веществ нуждаются в значительно большем количестве этого элемента.
В отношении других важнейших элементов питания различия между сортами картофеля изучены в меньшей степени. Информация есть, но она получена, как правило, на основе сравнения отдельных сортов, что не позволяет обобщить результаты применительно ко всему сортименту. Так, в большинстве открытых публикаций нет утверждений об устойчивых связях потребности в фосфоре и сортовых особенностей. Вместе с тем в ряде картофелеводческих регионов мира используют сортовые регламенты фосфорного удобрения (табл.7), вкоторых наблюдается корреляция со скороспелостью, развитием корневой системы и даже цветом кожуры. И при использовании орошения рекомендуют применять более высокие нормы фосфорных удобрений, хотя, казалось бы, этот элемент прочно удерживается почвенно-поглощающим комплексом и от орошения его усвоение должно только улучшаться.
Выявить сортовые особенности потребности в удобрениях можно только в конкретных почвенно-климатических условиях. Некоторые сорта более эффективно используют запасы питательных веществ почвы, обладают уникальной особенностью формирования высоких урожаев при меньших нормах удобрения. Нами проводится такая оценка всех районированных сортов селекции «Дока – Генные Технологии» и перспективных селекционных сортообразцов. Например, в условиях 2024 года наблюдалось классическое влияние возрастающих норм удобрений на урожайность картофеля (табл.8). Сложились оптимальные условия для полного растворения гранул в почве. С последовательным повышением нормы азота также последовательно повышалась и общая урожайность, но с разной динамикой по сортам. На неудобренном фоне самая высокая урожайность отмечена у сортов Прайм, Реал, самая низкая – у сортов Агронавт, Грацио, Индиго.
На среднем фоне N50P50K100 высокой урожайностью характеризовались сорта Прайм, Реал, Сармат, Калинка. Максимальная норма удобрений лучше окупается урожаем сортов Реал, Сармат, Прайм, Калинка. С увеличением нормы внесения наиболее сильно повышается урожайность сортов Агронавт, Грацио, Калинка. Повышения количества клубней, товарности урожая и содержания семенной фракции, чувствительности к брузингу с повышением уровня минерального питания не отмечалось. При этом по всем сортам снижалось накопление сухого вещества.
Установлено, что эффективность использования питательных элементов сортами картофеля коррелирует с продолжительностью функционирования листовой поверхности, типом роста (ограниченный или неограниченный), мощностью надземной массы и корневой системы, устойчивостью к болезням и стрессовым факторам внешней среды. В результате, из-за различий по этим показателям и по накоплению сухого вещества в урожае, сорта ДГТ имеют разную потребность в питательных элементах на формирование одинакового урожая (табл. 9).
На основе потребности в питательных элементах следует рассчитывать количество макро- и мезоэлементов для получения планируемой урожайности конкретных сортов. При этом подразумевается и соответствующая продолжительность активной вегетации растений (табл. 10,11).
Суммарная потребность сортов картофеля в удобрении частично удовлетворяется извлечением питательных веществ из воздуха и почвы, органических удобрений животного (навоз, помет, перегной, компосты) и растительного (гумус, солома, корни, сидераты) происхождения. Учитывать количество поступающих из этих источников элементов питания желательно максимально точно, чтобы не расходовать излишние средства на минеральные удобрения. Но установить размер этого кредита питания (достаточно правильный зарубежный термин, потому что использование плодородия почвы рано или поздно следует или придется восполнять) распространенными расчетными методами достаточно сложно.
Во-первых, содержание доступных питательных веществ в почве определяется многочисленными неунифицированными методиками. Так, для выявления фосфора и калия применяют различные реагенты: соляная кислота (метод Кирсанова), уксусная кислота (метод Чирикова), углекислый аммоний (метод Мачигина), бикарбонат натрия (метод Ольсена). В результате одинаковые цифры не означают одинаковую доступность (табл.12). А в балансовом методе расчета удобрений эти нюансы никак не учитываются.
Во-вторых, обозначаемые в справочниках по агрохимии коэффициенты пересчета почвенных запасов питательных веществ в гарантированно усвоенные растениями, как правило, весьма различны и расплывчаты, поскольку установлены неизвестно когда и кем, неизвестно на каких почвах и на каких сортах. Главная ошибка применения таких обезличенных цифр для расчета удобрений в любом конкретном случае будет состоять в отсутствии привязки к уникальному сочетанию особенностей почвы и особенностей сортов на месте выращивания. И в первую очередь это касается особенностей сортов. Они существенно отличаются по использованию природных элементов питания на формирование урожая.
Есть примеры такой конкретизации в практике мирового картофелеводства. Критерии оценки почвенного плодородия применительно к выращиванию картофеля определены не только по основным элементам питания, но и по микроэлементам (табл. 13).
Основные сорта культуры, выращиваемые очень длительное время (многие десятилетия) в определенных почвенно-климатических регионах, изучены тамошней прикладной наукой очень обстоятельно и обеспечиваются детальными технологическими рекомендациями. В качестве примера можно привести сорт Рассет Бёрбанк, для которого во всех основных штатах (Айдахо, Вашингтон, Северная Дакота) разработаны и периодически актуализируются персональные рекомендации по удобрению (табл.14,15,16). Все картофелеводы регионов их уверенно применяют, с уточнением к своим показателям агрохимических характеристик.
При отсутствии региональной научной поддержки сами картофелеводческие предприятия могут, при желании, достаточно точно определить способность выращиваемых сортов получать питательные вещества почвы. Для этого необходимо типичные участки достаточной площади (не меньше одной сотки) не удобрять минеральными удобрениями. Полученная на таких участках урожайность и означает фактический кредит почвенного плодородия. Без удобрений урожайность может быть как 10 т/га, так и 30 т/га, много факторов влияет на это (проанализировано в предшествующей публикации). На делянках без удобрений все другие технологические факторы должны быть типичными: севооборот, качество семенного материала, сроки посадки и уборки, обработка почвы, защита от вредителей, болезней и сорняков. Понятно, что сразу, в течение этого же сезона, полученные результаты невозможно задействовать. Но накопление архива цифр по полям и сортам превращается в ценный актив, потому что позволяет рассчитывать и закупать минеральные удобрения не на всю урожайность, а только на прибавку к уровню, обеспечиваемому природой.
Альтернативным методом расчета норм удобрений для конкретных сортов картофеля является, по существу, игнорирование почвенного кредита и внесение норм, полностью компенсирующих вынос питательных веществ с запланированным урожаем. Такой подход используется достаточно широко в практике крупнотоварного картофелеводства, поскольку, в общем-то, избавляет от необходимости углубляться в изучение почвенного плодородия и эффективности процессов его использования растениями. Разумеется, что почвенные запасы так или иначе используются растениями. С другой стороны, и питательные вещества минеральных удобрений не полностью усваиваются растениями, а частично закрепляются в почве.
В таком случае можно рассуждать о взаимной компенсации, т.е. о быстром погашении почвенного кредита питательных веществ питательными веществами минеральных удобрений. Кстати, коэффициенты усвоения элементов питания из минеральных удобрений также неоднозначны и могут значительно варьировать в зависимости от качества удобрений, характера выпадения осадков и тех же сортовых особенностей. Актуальной зарубежной научной информации по этой теме очень много, выявление более эффективных по использованию питательных веществ сортов картофеля сейчас находится в центре внимания исследователей во всем мире. Было бы интересно сравнить и новейшие российские сорта. Есть что взять за основу. В справочнике по картофелеводству 1990 года на стр. 58 сообщается, что картофель использует из минеральных удобрений 40-95% азота, 15-25% фосфора и 50-85% калия. Но там же на стр.59: 45-65%, 15-27% и 72-100%, соответственно, азота, фосфора и калия, в зависимости от региона.
Резюме. Сорта картофеля существенно отличаются по потребности в минеральных элементах, что обусловлено уникальностью генетических кодов развития и обмена веществ, функционирования листовой поверхности и корневой системы, различным уровнем накопления в клубнях сухого вещества. Учет и использование сортовых особенностей лежит в основе профессионального дифференцированного применения удобрений на картофеле. Низкозатратные по удобрениям сорта обеспечивают существенные конкурентные преимущества в отрасли. В конкретных почвенно-климатических условиях целесообразно выявлять фактические возможности сортов по извлечению питательных веществ из почвы и учитывать это для уменьшения потребности в минеральных удобрениях.
БАНАДЫСЕВ С.А., руководитель селекционной программы ООО «Дока-Генные Технологии»