Kалийные удобрения повышают урожайностькартофеля в провинции Юньнань (Китай)

Картофель – одна из самых распространенных сельскохозяйственных культур в Китае. В провинции Юньнань, расположенной на юго-западе Китая, посевные площади под картофель занимают третье место после кукурузы и риса (703 тыс. га в 2012 г.). Однако, даже в благоприятных климатических условиях средняя урожайность картофеля в этом регионе обычно низка. Применение низких и несбалансированных по составу доз минеральных удобрений, и особенно невнесение калийных удобрений, считаются основными причинами низкой урожайности и плохого качества картофеля (Duan et al., 2013). В связи с этим, в 2012 г. стартовал научный проект, основной целью которого стало изучение влияния различных доз калийных удобрений на урожайность картофеля и определения оптимальной дозы калийного удобрения для производства картофеля в регионах, где проводились исследования. Опыты были заложены на красноземах с различным уровнем плодородия (продуктивности) в двух регионах: районы Юежоу и Донгшан в округе Цюйцзин провинции Юньнань. В Юежоу краснозем с низким уровнем плодородия характеризовался низким содержаним органического вещества, а также недостаточным содержанием азота и обменного калия в почве. В Донгшане краснозем с относительно высоким уровнем плодородия характеризовался достаточным уровням содержания органического вещества, азота и обменного калия (табл. 1).



Исследование проводилось с использованием рандомизированной полноблочной схемы опыта, включающей 4 дозы калийных удобрений (0, 135, 270 и 405 кг K₂O/га) в трех повторностях. В каждом варианте в качестве фона вносили азотные и фосфорные удобрения в дозах 150 кг N/га и 90 кг P₂O₅/га. Размер опытной делянки составлял 20 м² (4×5 м). В качестве азотных удобрений использовали мочевину (46% N), фосфорных – простой суперфосфат (12% P₂O₅) и калийных – хлористый калий (60% K₂O). Азотные и калийные удобрения вносили в два приема: под основную обработку (50%) и в качестве подкормки в период интенсивного роста клубней. Фосфорные удобрения вносили в один прием под основную обработку. В качестве опытной культуры использовали сорт картофеля Hezuo 88, посев проводили в марте, а уборку – в середине августа 2012 г.
Картофель выращивали в условиях естественного увлажнения без дополнительного полива в течение всего вегетационного сезона. В каждой фазе развития картофеля отбирали растительные пробы для оценки накопления сухой биомассы, а также поглощения калия ботвой и клубнями. При уборке собирали отдельно ботву и клубни с каждого варианта и взвешивали. В растительных пробах определяли поглощение питательных элементов и ботвой, и клубнями. Далее вычисляли эффективный коэффициент использования калия из удобрений и окупаемость удобрений.

Влияние калийных удобрений на урожайность картофеля

Различия в уровне плодородия почвы оказывали существенное влияние на урожайность картофеля (табл. 2). В Донгшане на красноземе с относительно высоким уровнем плодородия урожайность картофеля превышала его урожайность на низкоплодородной почве в Юежоу вдвое и более, независимо от внесенных доз калийных удобрений. В Юежоу на низкоплодородном красноземе урожайность картофеля значительно возрастала с увеличением доз калийных удобрений, не достигая предела. При этом прибавка урожая от калия составляла от 12,70 до 21,33%. В Донгшане на высокоплодородном красноземе, урожайность картофеля также значительно возрастала с увеличением доз калийных удобрений, однако достигнув максимума при дозе 270 кг К₂О/га, она начала снижаться при дальнейшем росте дозы вносимого удобрения. При этом прибавка урожая от калия составляла от 28,81 до 54,79%, что значительно превышало результаты, полученные на низкоплодородной почве. На высокоплодородном красноземе при дозе К удобрения 270 кг К₂О/га урожайность картофеля достигла 32715 кг/га, что было в 2,6 раза больше, чем при этой же дозе на низкоплодородной почве. Кривая отзывчивости картофеля на возрастающие дозы калийных удобрений на высокоплодородной почве имела типичный вид (Karam et al., 2009); на низкоплодородной почве ее форма была менее обычна, однако аналогичные кривые отзывчивости были также получены другими исследователями и представлены в публикациях (Kelling et al., 2002; Singh and Lal, 2012). Полученные результаты показывают, что урожайность картофеля на низкоплодородной почве не может достичь аналогичного уровня на высокоплодородной почве при внесении только калийных удобрений. Очевидно, что существуют другие ограничивающие урожайность факторы, кроме недостатка калия, которые требуют дальнейшего исследования. Таким образом, для низкоплодородного краснозема оптимальная доза калийных удобрений под картофель составляет 135 кг К₂О/га, поскольку внесение более высоких доз дает малый или нулевой экономический эффект, несмотря на рост урожайности (табл. 3).

Накопление биомассы в разные фазы роста и развития картофеля

Данные, приведенные в табл. 3, показывают отчетливые тренды в накоплении биомассы ботвы и клубней в течение всего жизненного цикла картофеля в обоих районах исследований. Период максимального накопления биомассы надземной части растений включал фазы образования клубней и накопления крахмала, а у клубней - фазы активного роста клубней и уборку урожая. В периоды максимального накопления биомасса и ботвы, и клубней возрастала с ростом дозы калийных удобрений. Содержание сухого вещества в растениях, выращенных в Донгшане, существенно превышало (до двух раз) величины, полученные в Юежоу. Для лучшего удовлетворения потребности картофеля в питательных веществах, необходимых для быстрого роста и развития клубней, калийные удобрения следует применять с учетом периодов активного накопления биомассы - в фазы всходов и образования клубней (Guo et al., 2011).

Накопление калия в тканях в разные фазы роста и развития картофеля

Быстрое накопление калия происходило в период, включающий фазы образования клубней и накопления крахмала, достигая максимальных величин в фазе накопления крахмала, составлявших 26,15–45,50 и 100,67–168,62 кг/га в Юежоу и Донгшане соответственно (табл. 4). Эти значения были значительно выше полученных данных о накоплении азота и фосфора в фазу накопления крахмала (данные не приводятся), потому что потребность картофеля в калии выше, чем в других основных питательных элементах (Westermann, 2005). В фазу уборки урожая растения картофеля поглощали относительно мало калия. Эти результаты подтверждаются литературными данными (Gao et al., 2003; Lu et al., 2013). Полученные результаты показывают, что фазы быстрого накопления калия соответствуют периодам максимального поглощения калия, когда достаточное калийное питание растений картофеля необходимо как для получения высокого урожая, так и его качества (Guo et al., 2011). Внесение калийного удобрения под картофель после фазы накопления крахмала не дает значительного эффекта. Отсутствие отзывчивости на калийные удобрения, внесенные на более поздних фазах роста и развития картофеля, было описано Kelling et al. (2002).

Экономическая эффективность применения калийных удобрений

В Юежоу экономически выгодным оказалось внесение калийных удобрений только в дозе 135 кг К₂О/га,а применение более высоких доз давало незначительный или отрицательный экономический эффект по сравнению с вариантом без внесения калийных удобрений (табл. 5). Однако в Донгшане экономическая эффективность возрастала с ростом доз калийных удобрений, достигая максимума при внесении 270 кг К₂О/га. Дальнейшее увеличение дозы калийных удобрений приводило к снижению экономической эффективности. Чистый доход, обусловленный применением калийных удобрений в Донгшане, превышал аналогичную величину для Юежоу более, чем вдвое. Дальнейшие исследования показали, что для получения более высокой урожайности картофеля и экономической эффективности от внесенных удобрений на почвах с высоким уровнем плодородия следует применять повышенные дозы калийных удобрений.

Эффективный коэффициент использования калия из удобрений (К_эф)*

Эффективный коэффициент использования К из удобрений и агрономическая эффективность снижались с увеличением дозы калийных удобрений в обоих местах проведения опытов (табл. 6). В Донгшане были получены более высокие значения данных показателей, чем в Юежоу. Обычно эффективный коэффициент использования калия из удобрения на низкоплодородной почве выше, чем на высокоплодородной. Однако опыт в Юежоу дал противоположные результаты. Это значит, что кроме недостатка калия должны быть еще и другие ограничивающие урожайность факторы, негативно влияющие на рост и развитие картофеля, а также снижающие его отзывчивость на внесение калийных удобрений. Кроме того, как указывалось Келлингом с соавт. (Kelling et al. (2002)), погодные условия года выращивания также могут отчасти негативно влиять на отзывчивость картофеля на калийные удобрения на почвах с низким уровнем плодородия.

Д-р Мей Йин и д-р Лифанг Хонг – профессоры Института сельскохозяйственных ресурсов и окружающей среды, Юньнаньской академии сельскохозяйственных наук.

Д-р Ту – заместитель регионального директора МИПР по Китаю (программа на Ю-З Китая), профессор Института почв и удобрений, Сычуанской академии сельскохозяйственных наук, Китай; e-mail: stu@ipni.net

Литература

Duan, Y., Tuo, D.B., Zhao, P.Y., Li, H.C. and Li, S.T. 2013. Response of potato to fertiliser application and nutrient use efficiency in Inner Mongolia. Better Crops, 97(3):24-26.

Gao, J.L., Liu, K.L., Zhang, B.L. and Sheng, J.H. 2003. The patterns of phosphorus and potassium absorption, accumulation and distribution in dryland potato. Chinese Potato, 17(6):326-330.
Guo, Z.P., Sang, T.T., Zhu, H.T. and Pan, D. 2011. Effect of applying potassium fertiliser in different growth periods on the yield and the quality of potato. Hubei Agric. Sci., 50 (4):681-682.
Karam, F., Rouphael., Y, Lahoud, R., Breidi, J. and Colla, G. 2009. Influence of genotypes and potassium application rates on yield and potassium use efficiency of potato. Journal of Agronomy, 8(1): 27-32.
Kelling, K.A., Panique, E., Speth, P.E. and Stevenson, W.R. 2002. Effect of potassium rate, source and application timing on potato yield and quality. Potato Conference, Idaho, USA.
Lu, J.W., Qiu, H.Z., Zhang, W.M., Wang, D., Zhang, J.L., Zhang, C.H. and Hou, S.Y. 2013. Characteristics of dry matter and potassium accumulation and distribution in potato plant in semiarid rainfed areas. Chinese Journal of Applied Ecology, 24(2):423-430.
Singh, S.K. and Lal, S.S. 2012. Effect of potassium nutrition on potato yield, quality and nutrient use efficiency under varied levels of nitrogen application. Potato J., 39(2):155-165.
Westermann, D.T. 2005. Nutritional requirements of potatoes. Amer. J. Potato Res. 82:301-307.

Перевод статьи и адаптация – к.б.н. Иванова С.Е. – вице-президент МИПР по Восточной Европе, Центральной Азии и Ближнему Востоку.