Как получить два урожая картофеля?
Текст: И. Н. Гаспарян, главный научный сотрудник ФГБНУ ВНИИ агрохимии имени Д. Н. Прянишникова, доктор сельскохозяйственных наук
Возделывание двух урожаев картофеля практикуется в южных районах России, в странах Средней Азии и Китае. В СССР получением двух урожаев в условиях Средней Азии занималась команда ученых под руководством Сергея Михайловича Букасова. Они выводили двухурожайные сорта, которые позволяли высаживать вторым урожаем свежеубранные клубни.
Как известно, клубни картофеля имеют период покоя, и посаженные сразу свежевскопанные клубни только через определенное время дадут всходы, так как у картофеля должен пройти этот период. Ученые занимались снижением периода покоя и использовали для этого апериодические дикие виды картофеля, у которых периода покоя нет. Картофель — это многолетнее растение, но в культуре земледелия однолетнее.
В Московской области, которая относится к третьей световой зоне, таких работ не было, и выращивание двух урожаев картофеля ранних сортов стало возможным только в связи с изменением климата. Это изменение мы наблюдаем воочию: погода стала неустойчивой по температуре, осадкам и ветрам в связи с перестройкой климатической системы.
Дискуссия вокруг проблемы глобального потепления разгорелась еще в 1988 году. Тогда была создана Межправительственная группа экспертов (МГЭИК), куда вошли сотни ученых из 130 стран. Они занимались оценкой этих изменений. На текущий момент межправительственная группа экспертов утверждает, что произошло увеличение среднегодовой температуры для земного шара на 0,75 °C. По данным Росгидромета, за последнее столетие потепление для территории России в целом составило около 1 °C. По данным ученых, потепление происходит более интенсивно в северных регионах и к востоку от Урала. Более заметно оно зимой и весной, и менее заметно осенью.
Мы также проанализировали 30-летние данные обсерватории имени Михельсона. Минимальная сумма активных температур за последние 30 лет составила 2055 °C в 1993 году, максимальная — 2964 °C в 2010 году. Разница между ними составила 909 °C, что говорит о больших скачках температур. Конечно, нарастание температуры не происходит линейно, бывают и снижения, но отмечается тренд повышения. Увеличивается и продолжительность вегетационного периода, его начало сдвигается на более ранние сроки. Окончание также сдвигается, но на более поздние сроки. За счет этого увеличивается вегетационный период в среднем на 170 дней.
Картофель является пластичной культурой. Родиной его является Чили, где в основном умеренный климат. В России картофель возделывается практически повсеместно, кроме Крайнего Севера, и можно сделать вывод об его адаптации к условиям произрастания. Для возделывания картофеля необходимо иметь определенный вегетационный период и определенную сумму активных температур. Минимальная сумма активных температур для роста и развития картофеля составляет от 1000 до 1600 °C, для ранних сортов 1000–1100 °C. В годы исследований фактическая сумма активных температур не снижалась меньше, чем до 2423,4 °C (2021 год). Чем раньше произойдет устойчивый переход температуры через 10 °C весной, тем больше накопится сумма температур. Сумма активных температур — это сумма средних суточных температур воздуха или почвы, превышающих определенный порог: 0, 5, 10 градусов, или биологический минимум температуры, необходимой для развития определенного растения. В нашем случае — 10 °C.
Исследования возделывания двух урожаев картофеля проводятся с 2017 года, вначале на участке УНПЦ «Овощная опытная станция» ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, а затем на Центральной опытной станции ВНИИ агрохимии Барыбино. Почвы там схожи по агрохимическим и физическим параметрам. Изучались различные ранние и среднеранние сорта: Удача, Жуковский ранний, Снегирь, Метеор, Ред Скарлет. Некоторые сорта были отбракованы, например, сорт Леди Клер — из-за сильной восприимчивости к фитофторозу.
Выбор сорта очень важен, так как картофель является короткодневным по клубнеобразованию растением, его разные подвиды и сорта различаются по степени зависимости формирования клубней от длины дня. Необходимо найти сорта, подходящие для первой (длинный день) и второй посадки (короткий день). Для первой посадки необходимо использовать ультраранние и ранние сорта, в генетике которых максимально раннее клубнеобразование. На второй урожай можно использовать средние и среднеспелые сорта. Они как раз попадают на короткий день.
Технология возделывания стандартная, состоит из тех же технологических операций, но отличалась подготовка почвы и посадочного материала. Для первой посадки почва готовится осенью, вплоть до нарезки гребней. Нарезка гребней важна, поскольку весной они быстрее прогреваются и высыхают, а также обеспечивают более раннюю посадку картофеля, несмотря на то, что за зиму гребни могут осесть. Для второй посадки проводится только культивация с нарезкой гребней или без, в связи с тем, что почва уже взрыхленная и дополнительное проведение перепашки не требуется. Нарезка гребней зависит от погодных условий. Если очень сухо и жарко, то при нарезке почва еще больше иссушается и сильнее нагревается, в этом случае нарезку не стоит проводить. Если влажность почвы высокая, то нарезается.
Обязательной является подготовка посадочного материала, который должен проращиваться на рассеянном свете. При проращивании на ярком солнечном свете ростки будут более зелеными, но жесткими, и всходы появятся позже. Перед посадкой можно провести обработку химическим или биологическим протравителем (например, «Престиж», Фитоспорин), они защитят растение в первый период роста.
Вариантами для первой посадки были крупная и средняя фракции. Выбор фракций осуществлялся исходя из того, что средняя дает высокие приросты урожая, в основном во второй и третьей декадах июля, а крупная — раньше третьей декады июня. Поэтому для получения наиболее раннего урожая (в данном случае в конце июня) предпочтительнее использовать посадочный материал крупной фракции. Крупный клубень имеет больше питательных веществ, при возвращающихся заморозках более устойчив, но при этом является физиологически старым, то есть зрелым, он быстрее поражается болезнями и быстрее вырождается. Поэтому необходимо использовать посадочный материал высокой репродукции.
На текущий момент вторая посадка осуществляется после уборки первой. В дальнейшем можно встроить их в севооборот, например, после занятых паров или сидератов, или укоса однолетних трав на корм и т. д.
Одним из важнейших факторов жизни растений является вода. К сожалению, осадки поступают неравномерно. Интенсивное поступление влаги, как и ее недостаток, является стрессом для растений. Для нормального роста и развития растений картофеля необходимо постоянное поступление влаги в оптимальных количествах.
Во второй половине вегетации количество осадков уменьшается. Для обеспечения влагой в этот период при второй посадке мы сделали варианты с глауконитовыми песками и гидрогелем в сухом виде. У нас были опыты отдельно в этими веществами, поэтому в данной статье предложены варианты с наилучшими результатами.
Глауконитовые пески, как известно, обладают высокими адсорбционными и катионообменными свойствами, что позволяет снабжать растение влагой постепенно. Гидрогели представляют собой трехмерную полимерную сетку, которая является гидрофильной и способна удерживать большое количество воды, а также постепенно снабжать растение влагой, как и глауконитовые пески. В зависимости от источника, гидрогели могут быть натуральные, синтетические и гибридные. Гидрогели из природных полимеров могут быть получены из различных растений, грибов и микроорганизмов. Они обладают хорошей способностью к биологическому разложению и биосовместимостью, что очень важно с экологической точки зрения. Их использование в мире находит все большее распространение — в США, Японии, Китае и других странах. Это позволяет снизить количество поливов (на богаре), сберечь и использовать влагу в период снижения влажности или засухи. В гидрогель можно добавлять любые вещества, например, удобрение, биологический препарат.
В последние годы после посадки картофеля погодные условия меняются постоянно, отмечаются температурные скачки, что плохо сказывается на прорастании клубней. В наших исследованиях крупный посадочный материал взошел раньше, и, несмотря на понижения температуры до минус 1 градуса в один из годов (заморозки бывают в нашей зоне вплоть до конца первой декады июня), растения не повредились заморозками и продолжили свою вегетацию (рис. 1).
Для получения высоких урожаев важно создать максимально высокую ассимилирующую поверхность растения. Это возможно за счет увеличения побегов на растении. Как известно, чем больше побегов, тем больше образуется клубней. Как показали наши исследования, при световом проращивании крупных фракций возрастает количество побегов независимо от сорта. Количество побегов увеличилось на 43%: на сорте Метеор в контрольном варианте было в среднем 2,3 побега, при световом проращивании в среднем 3,3 побега. Тенденция сохранилась и на других сортах, таких, как Удача, Ред Скарлет, Жуковский.
Второй урожай был высажен также пророщенным посадочным материалом. Клубни к моменту посадки уже прошли период покоя. Сохранение клубней картофеля осуществлялось в холодильных камерах. Вынужденное хранение при низко положительных температурах сдерживало рост проростков, и, как только они были вынесены для светового проращивания, побеги тронулись в рост. Межфазные периоды прошли быстрее, клубнеобразование началось раньше фазы бутонизации.
Можно сказать, что при посадке второго урожая ростков было больше, так как проросли не только верхушечные побеги, но и боковые. Во втором урожае отличались варианты с добавлением глауконитовых песков в посадочное ложе и с гидрогелем. Надо также отметить, что растения при применении глауконитовых песков и гидрогеля имели в сравнении с другими вариантами не только большее количество побегов, но и большее количество клубней. Повышение количества побегов сказалось на увеличении площади листьев, в дальнейшем на урожайности.
Надо отметить, что возбудители болезней при возделывании двух урожаев перераспределяются по времени. Первый урожай может пострадать от альтернариоза, тут достаточно одной обработки системным препаратом. Второй урожай может поразиться фитофторозом. Нужно также провести обработку, как только появятся пятна на чувствительных сортах картофеля. При этом снижается химическая нагрузка по полю, вместо 6–8 и более химических обработок достаточно 1–3. Это большой плюс для получения качественного продукта с меньшей химической нагрузкой. Количество обработок уменьшается, но увеличиваются другие затраты: количество посадок, уборки и т. д.
Более высокая урожайность получена при первой посадке ранними сортами, а при второй посадке — среднеранними сортами. Второй урожай был более ровный, больше мелкой фракции. При использовании глауконитовых песков при второй посадке (норма — 20 г на куст) и гидрогеля (норма — 4 г на куст) были более высокие показатели в сравнении с контролем.
Первый урожай убирается на две недели раньше обычного срока, причем отечественного картофеля в это время нет, реализуется импортный. Возделывание картофеля по нашей технологии должно снизить зависимость от импорта, а также повысить продовольственную безопасность. Это выгодно и для производителя, так как в это время молодой картофель реализуется по более высоким ценам.
Второй урожай убирается в период, когда картофеля на рынке много. В основном это среднепоздние и поздние сорта, универсальные или технические. Ранних сортов в это время мало, но ранние сорта имеют столовое значение и отличаются хорошими вкусовыми и пищевыми качествами, не темнеют при варке. Мелкий картофель в одной из сетей магазинов продается по более высокой цене, интерес к мелкому картофелю есть и у ресторанного бизнеса, из него готовится много блюд. В последние годы все больше возрастает интерес к органической продукции, а она отказывается от использования минеральных удобрений, стимуляторов и других химических соединений. Благодаря данной технологии можно получить более высокие показатели урожаев органической продукции. Такое возделывание будет интересно крестьянско-фермерским предприятиям, которые смогут убирать картофель по мере реализации и высаживать на освободившееся место новый урожай.
В технологии возделывания двух урожаев еще много нерешенных вопросов. Работы в основном ведутся над снижением стресса, что особенно проявляется при возделывании второго урожая. Интересным является продолжение работ С. Букасова — выведение двухурожайных сортов. В борьбе с возвращающимися заморозками можно использовать временный укрывной материал. Но для раскладки его по полю необходимы механизмы и устройства. Они есть, но зарубежные, отечественных машин нет. Временный укрывной материал нужно не только разложить, но и убрать с поля, а в дальнейшем утилизировать. Соответственно, это направление работ сейчас также актуально.
В заключение важно сказать, что потепление климата остановить невозможно. Но мы можем и должны адаптировать наши технологии к этим изменениям. В условиях дальнейшего изменения климата технология возделывания двух урожаев может найти применение и в крупных хозяйствах.