Вплив мінерального живлення на якість і врожайність картоплі

239
Вплив мінерального живлення на якість і врожайність картоплі

Вся технологія вирощування культури, починаючи від вибору сорту, схеми посадки, системи захисту та добрива й закінчуючи сушінням і зберіганням, має бути націлена на високу врожайність при мінімальних витратах, але найголовніше – відповідати вимогам ринку щодо якості.

Мінеральному живленню відводиться особлива роль у досягненні цієї  мети. Знаючи всі вимоги культури до елементів живлення, агроном може підібрати свій індивідуальний набір добрив з урахуванням особливостей сорту та ґрунту таким чином, що рослини будуть отримувати поживні речовини в потрібний час і в оптимальних кількостях для максимального ефекту та з меншими втратами, не завдаючи шкоди довкіллю.

ВИМОГИ РИНКУ

Рання картопля. Така картопля має короткий період росту, тому бульби не повністю дозрівають. Їх розмір менший і шкірка погано розвинена. Зовнішній вигляд дуже важливий, тому особлива увага приділяється контролю та захисту від захворювань, а також бережливому поводженню. Також слід звести до мінімуму пошкодження шкідниками, фізичні недоліки, забиття і зовсім незрілі ділянки.

Більш пізня й основна картопля для зберігання. Якість бульб є пріоритетом для покупця. Багато залежить від вибору сорту, а також від умов вирощування та агрономії (наприклад, пестициди та зрошення). Вибір і час внесення добрив також можуть бути критичними.

Бульби мають бути однорідними за формою і розміром (45–85 мм), із хорошою шкіркою без ознак хвороб і механічних пошкоджень.

Вміст сухої речовини також важливий, оскільки бульби із вмістом сухої речовини нижче ніж 18–20% більш чутливі до хвороб, вони можуть розварюються у процесі варіння.

Насіннєва картопля. Урожайність і якість культури значною мірою залежить від здоров’я насіння.

Виділяють 3 класи основного насіння – суперсупереліта, супереліта, еліта, – які можна використовувати при подальшому виробництві насіннєвої картоплі.

Насіння картоплі повинно мати однакову невелику форму бульб – зазвичай діаметром 30–55 мм.

Картопля для переробки. Картопля для переробки повинна мати правильну форму, стандартні розмір і якість по всій поверхні бульби. Також необхідний великий відсоток сухої речовини для виробництва смаженої картоплі високої якості зі хрусткою скоринкою. У більшості контрактів вміст сухої речовини 18% – це мінімум, перевага ж віддається картоплі, вміст сухої речовини в якій становить понад 20% (див. табл.).

Загальні вимоги ринку до картоплі для переробкиВміст редукуючих цукрів також має бути низьким, щоб картопля не набула темного кольору в процесі приготування. У контрактах зазвичай вказується їх прийнятний рівень.

Різні сліди хвороб, шкідників, незрілі ділянки або розтріскування має бути зведено до мінімуму, щоб уникнути псування продукції та штрафів за контрактами. Стандартний контракт обумовлює максимальний обсяг зіпсованої картоплі як 5% від загальної ваги, тобто 1,25 кг від 25 кг.

АГРОНОМІЧНІ ПРИНЦИПИ

Метою виробника є отримання високого і якісного врожаю картоплі, який відповідатиме вимогам певного сегмента ринку. Виробництво такого продукту залежить від багатьох чинників. Деякі з них виробник не може контролювати (наприклад, температуру і сонячне світло), але на інші може вплинути, щоб картопля відповідала певним вимогам ринку.

РОЗМІР КАРТОПЛИН

Розмір бульб дуже важливий для будь-якого ринку, чи то буде картопля для запікання, насіннєва або ж призначена для переробки, – однорідність картоплин має визначальне значення. Все, що виробник може зробити для збільшення поверхні зеленого листка для збору сонячного світла, яке потім перетвориться в цукор, збільшує середній розмір бульби.

Отже, виробник може маніпулювати розміром картоплини за допомогою:

  • ранніх посадок з метою збільшення термінів вегетації;
  • посадки фізіологічно зрілої картоплі;
  • посадки у ґрунт оптимальної температури, що сприяє швидкому росту рослини;
  • використання зрошення, збалансованого живлення і захисту рослин для поглинання максимальної кількості сонячного світла та необмеженого росту бульб;
  • десикації на правильній стадії.

Необхідні елементи живлення рослини:

  • азот і фосфор забезпечують сильний листковий апарат і ріст бульб;
  • калій покращує поглинання води й утворення сухої речовини;
  • магній посилює фотосинтез;
  • марганець і бор активізують утворення сухої речовини.

Вплив елементів на характеристики бульб картопліКІЛЬКІСТЬ БУЛЬБ

Вирощування картоплин стандартного розміру для певного сегмента ринку завжди пов’язане з кількістю бульб, закладених рослиною. На це впливає агрономія та потенціал сорту. При великій кількості бульб на гектар більшість із них будуть невеликого розміру і згодяться для консервування, салатів і для виробництва насіння. Відносно мала кількість бульб на гектар дає можливість рослині утворити картоплини більшого розміру, які будуть придатними для смаження або переробки.

Отже, виробник може маніпулювати кількістю бульб за допомогою:

  • вибору правильного сорту;
  • мінімізації зупинок у рості на початку утворення бульб (посуха, ущільнення тощо);
  • іригації для створення хороших умови росту;
  • висаджування фізіологічно зрілого насіння для виробництва потрібної кількості пагонів на бульбу;
  • оптимальної схеми посадки;
  • використання засобів захисту рослин.

Необхідні елементи живлення рослини:

  • фосфор, доступний в період утворення бульб, забезпечує максимальне закладення бульб;
  • калій може збільшити кількість закладених бульб.

ЯКІСТЬ БУЛЬБ

Якість бульб має дуже важливе значення. У специфікації за конт­рактами необхідно брати до уваги, чи впливатиме вміст сухої речовини, внутрішні порушення, зниження цукру на картоплю, призначену для нарізання чи здатності до варіння для фасувального сектору.

Виробник може поліпшити якість картоплі за допомогою:

  • вибору правильного сорту для задоволення вимог щодо вмісту сухої речовини;
  • більш раннього збору врожаю, домагаючись гарного росту за допомогою іригації;
  • ефективності гербіцидних програм;
  • обережного збору врожаю для мінімізації внутрішніх порушень.

Необхідні елементи живлення рослини:

  • азот посилює ріст листя і бульб та максимізує виробництво крохмалю;
  • фосфор покращує ріст листя і бульб та впливає на якість і кількість крохмалю;
  • калій максимізує споживання води та виробництво сухої речовини;
  • калій також впливає на рівень пошкодження бульб;
  • магній забезпечує сильний фотосинтез і хороший ріст;
  • кальцій мінімізує захворюваність бурою, некротичною плямистістю м’якоті бульб;
  • бор потрібен для утворення крохмалю та стабілізації клітинних оболонок.

ШКІРКА

Картопля, що продається в упаковці чи без неї кінцевому покупцеві, повинна мати чисту, здорову шкірку, що робить її більш привабливою для споживача. Картопля з зовнішніми хворобами менше зберігається через великі втрати (дихання, втрата вологи). Стандарти для картоплі на переробку не такі суворі, як для ринку свіжих овочів, але все ж і вони передбачають певний мінімум для зменшення втрат.

Чинники, що впливають на розвиток захворювань бульб, неправильний розвиток коренів або пошкодження поверхні шкірки, також впливатимуть на зовнішній вигляд шкірки зібраної картоплі.

Виробник може вплинути на якість шкірки за допомогою:

  • вибору відповідних полів, де такі чинники, як поганий дренаж або низька водоутримуюча здатність, не знизять якість шкірки;
  • вибору правильного сорту насіння, більш стійкого до захворювань;
  • дезинфекції насіннєвих сховищ для зниження ризику виносу інфекції за їх межі;
  • іригації з метою зниження таких хвороб як парша звичайна;
  • збору раннього врожаю в більш сухих умовах, що зменшує втрати та проблеми пізніх захворювань.

Необхідні елементи живлення рослини:

  • кальцій зміцнює шкірку бульб і опірність захворюванням (наприклад, ризоктоніозу);
  • бор, магній і марганець зменшують захворюваність паршею звичайною;
  • цинк може знизити захворюваність паршею порохнистою на ранніх стадіях;
  • сірка знижує рівень захворюваності паршею.

Винесення поживних речовин із ґрунту при врожайності картоплі 30 т/га при відповідній кількості гичкиЯКІСТЬ ЛЕЖКОСТІ ТА ПРИГОТУВАННЯ

Збором врожаю історія не закінчується. Картопля має зберігатися для забезпечення безперервності поставок.

Низька якість зібраної картоплі, пошкодження шкірки або захворювання бульб (такі як чорний наліт і гниль) призводять до втрат під час зберігання. Якщо бульби не відповідають вимогам до приготування, це зумовлює відмову від поставок і прибутковість знижується.

Виробник може вплинути на якість зберігання та приготування шляхом:

  • вибору правильного сорту з потрібними якостями для приготування картоплі відповідно до вимог ринку;
  • визначення плану зрошення для поліпшення якісних характеристик;
  • зменшення втрат при збиранні;
  • використання обробки при зберіганні для зниження захворюваності.

Необхідні елементи живлення рослини:

  • калій впливає на захворюваність ензимним почорнінням і почорнінням після приготування;
  • кальцій допомагає знизити гниль при зберіганні, а також захворювання шкірки;
  • бор може зменшити ферментативне потемніння.

АЗОТ (N)

Дозування. Оптимальний загальний рівень азоту варіюється залежно від типу ґрунту і попередньої вирощуваної культури, але також пов’язаний із урожайністю культури і його винесенням.

Рівень азоту і його вплив на розмір бульб
Рівень азоту і його вплив на розмір бульб

Потреба в азоті на ранній стадії дуже велика, до утворення бульб споживається близько 60% від загального обсягу азоту. Баланс азоту необхідний в період збільшення об’єму бульб до їх інтенсивного росту та збору врожаю.

Дозування і час внесення азоту вкрай важливі. Внесення NPK при посадці забезпечує хороший старт і дає достатню кількість азоту для швидкого розвитку.

Надлишок азоту на ранніх стадіях викликає інтенсивний вегетативний ріст за рахунок формування бульб.

Надлишок азоту на більш пізніх стадіях призводить до продовження росту рослини, а не визрівання.

Це уповільнює дозрівання шкірки, сприяє можливості вторинного росту (знижуючи якість і накопичення сухої речовини) та підвищує вартість висушування. До того ж, пізній надмірний ріст збільшує кількість дуже великих бульб і ризик захворювань.

Дробове внесення азоту
Дробове внесення азоту

Потреби культури. Азот для картоплі, як і для більшості сільськогосподарських культур, є найважливішим елементом, що забезпечує розвиток і дає високі врожаї. Він необхідний рослині в період формування листкового апарату й надалі, в період росту бульб, для оптимального синтезу крохмалю в листках і акумуляції його в бульбах, збільшуючи тим самим розміри бульб і загальну врожайність.

Дробове внесення. За необхідності внесення високої кількості азоту – понад 100 кг/га вигідніше вносити його частинами.

Стандартна програма передбачає внесення 2/3 від усієї кількості при посадці й решту – перед підгортанням у вигляді кальцієвої селітри або проведення кількох листкових підживлень разом із засобами захисту.

ФОСФОР (P)

Ефективність внесення фосфорних добрив у ґрунт
Ефективність внесення фосфорних добрив у ґрунт

Фосфор необхідний для раннього розвитку коренів і пагонів. Він дає рослині енергію для різних процесів (як-от поглинання іонів і транспортування), а також для розвитку оптимальної кількості бульб. З моменту утворення бульб фосфор необхідний рослині для механізму синтезу крохмалю, його транспортування та зберігання.

Відтак не викликає сумнівів, що фосфор впливає на врожайність шляхом впливу на формування бульб і їх врожайність (велика акумуляція крохмалю).

Вплив листкових підживлень фосфором на врожайність, т/га
Вплив листкових підживлень фосфором на врожайність, т/га

Дозування. Хоча картопля дуже добре реагує на фосфор у ґрунті, економічно оптимальний рівень його внесення дуже важко визначити. Мінімальний рівень – 100 кг Р2О5/га зазвичай рекомендується під час посадки навесні для забезпечення гарного раннього розвитку, що залежить від умов росту та від вмісту фосфору в ґрунті.

Фосфор і якість бульб. Внесення фосфорного добрива може вплинути на якість крохмалю. Досліди показали, що збільшення вмісту фосфору в бульбах збільшує вихід крохмалю, а це може знизити додаткові витрати і вартість переробки у процесі його отримання.

Фосфор в листовому підживленні та кількість бульб. Важливо, щоб фосфор був доступний у період утворення бульб, особливо якщо необхідно збільшити їх кількість у сортах, які виробляють мало картоплин або якщо ринок потребує великої кількості маленьких бульб (наприклад, виробництво насіння).

Основний ефект листкового внесення фосфору полягає у збільшенні загальної кількості бульб. В одному з дослідів листкові підживлення картоплі фосфоровмісним добривом Нутрівант Плюс збільшили кількість бульб з 526 000 шт/га до 686 000 шт/га, тобто збільшення становило 30%. Листкове внесення фосфору після утворення бульб також позитивно вплинуло на врожайність, зокрема, зумовило збільшення розміру бульб – важливий показник для смаження картоплі та її переробки.

Слід пам’ятати, що листкові підживлення фосфорними добривами не замінюють їх основного внесення у ґрунт. Без оптимального вмісту фосфору в ґрунті решта процесів росту рослини будуть нижчими від оптимальних.

КАЛІЙ (К)

Пошкодження бульб залежно від сорту, %
Пошкодження бульб залежно від сорту, %

Потреби культури. Картопля споживає велику кількість калію впродовж усього періоду росту. При хорошому рості рослина має містити від 3 до 7% калію в сухій речовині.

Надалі, коли рослина досягає зрілості, рівень калію падає до 2,5%. Калій відіграє роль контролю вмісту води та іонної концентрації у тканинах рослини.

Він також впливає на транспортування асимілятів з листового апарату в бульби.

Пошкодження бульб залежно від дози калію, %
Пошкодження бульб залежно від дози калію, %

Якісні характеристики. Калій відповідає за синтез сухої речовини в бульбах. Сульфат калію виробляє більше сухої речовини, ніж хлористий калій. Калій також впливає на рівень пошкодження бульб. Внесення К2О в кількості до 350 кг/га зменшує пошкодження бульб. Однак при внесенні сульфату калію ушкоджень більше, ніж при внесенні хлористого калію.

Сульфат калію як джерело калію показав збільшення кількості бульб і вмісту сухої речовини в бульбах.

Калій і його вплив на вміст сухої речовини в бульбах
Калій і його вплив на вміст сухої речовини в бульбах

Калій впливає на концентрацію органічних аніонів, таких як лимонна або аскорбінова кислота (вітамін С) в бульбах.

Крім того, що вітамін С є необхідним компонентом харчування ссавців, він має антиоксидантну функцію, що знижує ферментативне знебарвлення. Низький рівень калію також може збільшити ризик потемніння продукту після приготування.

КАЛЬЦІЙ (Ca)

Вплив кальцію на урожайність
Вплив кальцію на урожайність

Потреби культури. Кальцій – елемент, який часто не помічають, хоча він має важливий вплив на кулінарні властивості та якість зберігання картоплі.

Гарне підживлення кальцієм позитивно впливає на засвоєння та розподіл інших поживних речовин рослиною.

Кальцій є визначальним компонентом стінок клітин, допомагає побудувати сильну структуру і забезпечує стабільність клітин.

Посилені кальцієм клітини краще протистоять бактеріальній і грибній інфекціям.

Вплив кальцію на стан шкірки
Вплив кальцію на стан шкірки

Цей елемент також необхідний для розподілу та збільшення клітин, і тому він дуже важливий у період активного росту бульб. Кальцій також необхідний як ключовий чинник адаптації рослини до стресових ситуацій, оскільки він посилює реакцію сигнального ланцюга при появі стресової ситуації.

Дослідження з вивчення ефективності кальцію в посиленні реакції рослини у стресових ситуаціях засвідчили, що внесення нітрату кальцію впродовж 4 тижнів підвищених температур поліпшило врожайність порівняно із внесенням тільки азоту, внесеного або перед, або під час тієї ж самої стресової ситуації.

Кальцій в основному транспортується в бульби через волоски на бульбах і столонові корені. На відміну від інших елементів живлення, таких як азот, фосфор і калій, значна частина кальцію переноситься разом із потоком води від коренів до листя рослини. Потрапивши  в листя, кальцій більше нікуди не переміщається – ні в інше листя, ні вниз до бульб. Листкові обробки кальцієм наповнюють тільки саме листя; немає жодних даних про те, що збільшення концентрації кальцію в листі призводить до транспортування кальцію з основних коренів до бульб рослини перед підгортанням.

Звідси випливає, що кальцій має бути доступним у ґрунті, міститися недалеко від бульбоутворюючих коренів. Цього можна досягти за допомогою прямого внесення нітрату кальцію у ґрунт.

Вплив на якість. Порушення, такі як бактеріальна гниль, можна зменшити шляхом внесення кальцію в формі нітрату кальцію перед підгортанням або під час утворення бульб.

Посилення стінок клітин кальцієм у бульбі допомагає уникнути сильного ступеня захворювання бактеріальною гниллю.

Кальцій також скорочує рівень захворювань шкірки бульб сріблястою і чорною паршею. Водночас високий рівень кальцію у ґрунті може збільшити рівень захворюваності паршею звичайною.

МАГНІЙ (Mg)

Потреби культури. Магній відіграє визначальну роль у фотосинтезі, оскільки міститься в центрі кожної молекули хлорофілу. Він також бере участь у різних етапах виробництва цукру і білка, а також залучений у процес транспортування цукру в вигляді сахарози від листя у бульби. Суттєвий дефіцит магнію може знизити врожайність до 15%.

Вплив магнію на ферментативне знебарвлення бульб
Вплив магнію на ферментативне знебарвлення бульб

Споживання магнію найбільш важливе під час росту бульб. При обмеженні споживання магнію в умовах сухого ґрунту необхідно проводити листкові підживлення.

Споживання магнію залежить від можливості катіонного обміну ґрунту та інших чинників, таких як присутність калію, який у великих концентраціях може викликати дефіцит магнію. В таких випадках ефективними можуть бути листкові підживлення магнієм.

Якість бульб. Будь-який дефіцит магнію, крім зниження врожайності та вмісту крохмалю, впливає на такі важливі якісні характеристики:

  • зниження рівня білка, що погіршує смакові якості;
  • низький рівень магнію може знизити опірність ферментативному знебарвленню.

Високий рівень магнію в бульбах зменшує почорніння і знебарвлення при контакті серцевини з повітрям.

СІРКА (S)

Потреби культури. Картопля потребує сірки так само, як і магнію.

Однак наявність сірки в доступній формі при посадці показала зниження рівня захворюваності паршею. Такий ефект міг бути зумовлений зниженням рівня рН ґрунту або доступного кальцію в ньому. Сірка також спричиняє ефект стерилізації при анаеробних умовах ґрунту.

Дозування. При внесенні 50 кг/га сірки в формі доступних сульфатів (наприклад, сульфат магнію, сульфат калію) досягається еквівалент сірки, достатній для споживання рослинами.

БОР (B)

Потреби культури. Бор тісно пов’язаний з ростом рослини – коренів і пагонів, а також із розвитком і запиленням. Він також впливає на засвоєння кальцію, тому дуже важливо, щоб цей елемент був у достатній кількості.

Бор і знебарвлення бульб
Бор і знебарвлення бульб

Бор також, після кальцію і магнію, впливає на якість зберігання бульб і є одним із найважливіших катіонів у стінках клітин. Тут він діє як цемент для пектинів, забезпечуючи силу зчеплення клітинних тканин.

Вплив на якість. Бор стабілізує кальцій у стінках клітин і діє спільно з ним для поліпшення опірності рослини хворобам, шкідникам і стресам навколишнього середовища.

Також бор залучений у метаболізм фенолу, що відповідає за ферментативне знебарвлення, і знижує його окислення. Отже, достатня доза бору знижує ризик ферментативного знебарвлення бульб картоплі.

ЦИНК (Zn)

Потреби культури. Цинк схожий на магній та марганець і діє в якості агента змішування у ферментативних реакціях. В цьому випадку він захищає білки від денатурації.

Цинк і парша порошиста
Цинк і парша порошиста

Також він відіграє головну роль у метаболізмі азоту, культури з дефіцитом цинку міститимуть нижчий рівень білків.

Цинк також впливає на вміст крохмалю.

Вплив на якість. Найбільш поширений спосіб застосування цинку – зменшення захворювання паршею при низькому рівні посадкового матеріалу.

Тільки при внесенні в ґрунт можна домогтися достатнього його рівня для боротьби з цим захворюванням.

Щоправда, точний механізм придушення парші в повному обсязі не вивчений і не зрозумілий, однак можливо, що він є частиною підкислювального ефекту сульфату цинку в навколобульбовому просторі ґрунту.

Водночас цинк має бути частиною стратегії інтегрованого контролю за підтримки інших агрономічних заходів для обмеження ґрунтової інфекції, а також вибору більш стійких сортів.

МАРГАНЕЦ (Mn)

Потреби культури. Марганець поводиться в рослині картоплі на кшталт магнію, підтримуючи низку біохімічних процесів. Однак, на відміну від магнію, марганець вкрай немобільний в рослині й рухається тільки вгору через ксилему в листі. Як тільки він потрапляє в листя, то залишається в ньому і не рухається більше в жодні частини рослини.

Вплив на якість. Проведені дослідження показали, що дефіцит марганцю може суттєво знизити врожайність, вміст крохмалю та цукру.

На нейтральному типі ґрунту збільшення концентрації розчинного марганцю може підвищити опірність до парші звичайної. Це відбувається внаслідок фунгіцидного ефекту марганцю на паршу звичайну до навали інших захворювань або через вплив марганцю на систему синтезу лігнинів, які є фізичним бар’єром на шляху хвороб. Наявність достатньої кількості марганцю також поліпшує опірність рослин до відмирання.

А. В. Позднєв, Ю. А. Ткаченко, за матеріалами компанії «АгроПлюс»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2019