Картофель — одна из важнейших продовольственных, технических и кормовых культур.
В качестве источника энергии в питании людей он занимает 5 место после пшеницы, кукурузы, риса и ячменя. Выращивают его почти во всех странах мира и регионах России, однако наибольшие площади картофель занимает в зоне достаточного увлажнения. В пищевой промышленности клубни используют для производства крахмала, спирта, чипсов, глюкозы, а отходы — брага и мезга — служат кормом для животных. В зависимости от особенностей сорта, почвенноклиматических условий, уровня минерального питания и других факторов содержание сухого вещества в клубнях может колебаться от 12 до 30%, в котором на долю крахмала приходится 80-85%.
Возделываемые в настоящее время в РФ сорта картофеля содержат (% к сырой массе) в среднем около 20-25% сухого вещества, 16-20 крахмала, 2 сырого протеина, 1,0-1,4 золы и 0,3-0,6% растворимых углеводов.
На содержание сахаров в клубнях картофеля и кулинарные качества большое влияние оказывают погодные условия и применение удобрений. В связи с ростом цен на продукцию животноводства в России в последние годы заметно повысилось потребление картофеля населением не только как источника углеводов (энергии), но и белка, минеральных веществ и витаминов.
Аминокислотный состав белков клубней картофеля примерно такой же, как и белков зернобобовых культур, и их биологическая ценность близка белку яиц, молока и мяса. Особенно богат белок картофеля аминокислотами лейцином (около 7%) и лизином (5%).
Содержание сухого вещества в клубнях раннеспелых сортов, как правило, значительно ниже, чем средне — и позднеспелых сортах. Поэтому позднеспелые сорта с высоким содержанием сухого вещества больше пригодны для производства крахмала, спирта и изготовления различных пищевых продуктов готовых к употреблению (чипсы, сушенный или хрустящий картофель и т. д.).
В зависимости от скроспелости сорта, различие в содержании крахмала может достигать 5-8%. Ранние сорта отличаются меньшей крахмалистостью, нежели позднеспелые. Содержание сухого вещества и крахмала в клубнях одного и того же сорта также может значительно варьировать в зависимости от погодных и агротехнических условий выращивания. По данным Власенко Н. Е. (1997) наибольшее содержание крахмала у позднеспелых (18-20%), среднеспелых (16-18%) и ранних (1215%) сортов наблюдается в тех случаях, когда в период формирования клубней (от цветения до начала отмирания ботвы) температура воздуха составляют 18-20°С, а гидротермический коэффициент близок к 1,0. Во влажные годы содержание крахмала в клубнях обычно на 3-5% ниже, чем в нормальных условиях.
При разработке системы удобрения картофеля необходимо учитывать его сортовые особенности. Ранние сорта, как правило, более отзывчивы на минеральные удобрения, они потребляют элементы питания интенсивнее и в короткий период. Поэтому под ранний картофель удобрения необходимо вносить в достаточном количестве и в легкоусвояемой форме. У поздних сортов период потребление растениями того же количества питательных веществ значительно растянут, и имеется возможность удовлетворять потребность в них при меньшей их концентрации в почвенном растворе, за счет медленно идущих процессов перехода труднодоступных элементов питания в доступные. В силу этого позднеспелые сорта лучше усваивают питательные вещества навоза и почвы.
Картофель очень требовательный к условиям минерального питания, плодородию и физическому состоянию почвы, что обусловливается слаборазвитой корневой системой и высокой чувствительностью к плотности почвы, особенно в период интенсивного клубнеобразования. Оптимизация минерального питания картофеля путем применения удобрений должна способствовать не только получению высоких устойчивых урожаев, но и требуемого качества клубней.
Наиболее высокие урожаи картофеля при минимальных затратах получают на хорошоокультуренных почвах легкого или среднего гранулометрического состава с благоприятным водным, воздушным и тепловым режимами. Оптимальная плотность для произрастания картофеля на супесчаных почвах -1,3-1,4 г/см3, легкосуглинистых — 1,2-1,3 среднесуглинистых — 1,1-1,2 г/см3. Поскольку при росте клубней в плотной почве картофель затрачивается большое количество энергии фотосинтеза на механическую работу по смещению почвенных агрегатов, то увеличение плотности среднесуглинистой почвы до 1,4 г/см3 приводит к снижению урожая клубней на 40-50% и более. От плотности почвы зависит не только урожайность и эффективность удобрений, но и товарный вид картофеля — размер, форма и сохранность клубней.
Наряду с сортовыми особенностями, большое влияние на качественные показатели клубней оказывают минеральные удобрения. В зависимости от целевого назначения картофеля требования к размеру и качеству клубней, а, следовательно, и к условиям минерального питания значительно отличаются. До недавнего времени эффективность удобрений определялась в основном по величине урожая клубней и содержанию крахмала, однако в нынешних рыночных условиях качество картофеля все в большей мере определяться его пригодностью для целевого использования.
Среди элементов питания в клубнях картофеля наиболее высокое содержание калия, однако в реальных полевых условиях элементом лимитирующим урожайность картофеля является азот, а затем фосфор и калий.
Потребление элементов питания у картофеля происходит в течение всего периода вегетации. В начальный период использование питательных веществ растениями существенно опережает образование сухого вещества. Наиболее интенсивное поступление питательных веществ в растения наблюдается в период усиленного роста ботвы — в фазы бутонизации и цветения. К началу цветения картофель использует примерно 45-50% N, 35-40 Р2О5 и 55-60% К2О от максимального потребления их растениями. К фазе полного цветения, когда начинается формирование клубней, картофель потребляют 70-75% N, 50-55 Р2О5, 60-65% К2О и примерно 80% Са от максимального выноса их урожаем.
Картофель отличается высокими требованиями к условиям минерального питания. В зависимости от сортовых особенностей, урожайности, почвенно-климатических условий и уровня минерального питания, вынос элементов питания картофелем может варьировать в широких пределах. Наиболее высокие затраты элементов питания на создание единицы урожая у ранних сортов картофеля, значительно ниже у поздних сортов. На формирование 100 ц клубней и соответствующее количество ботвы ранние сорта картофеля затрачивают 50-60 кг N, 16-20 кг Р2О5 и 70 -90 кг К2О, поздние сорта, соответственно — 40-45 кг N, 13-15 кг Р2О5 и 60 -70 кг К2 О; средние сорта занимают промежуточное положение. Соотношение N: Р2О5 : K2О в урожае равно 1: 0,3-0,5: 1,5-2. В среднем хозяйственный вынос со 100 ц клубней и соответствующим количеством ботвы составляет 45 кг N, 16 кг Р2О 5, 75 кг К2О, 12-14 кг Mg и 25-30 Са.
Поскольку для синтеза углеводов более важное значение имеют фосфор и калий, чем азот, то оптимизация фосфорно — калийного питания картофеля имеет ключевое значение. Поэтому в системе удобрения картофеля необходимо предусматривать повышение дозы фосфорных и калийных удобрений по сравнению с азотными.
Известкование. Картофель может произрастать в широком диапазоне реакции почвенного раствора (рН 4-8), относится к кальциефобным культурам, хорошо переносит повышенную кислотность почвы. Благоприятной для него является слабокислая среда в интервале рНКСl от 5,0 до 5,6. Оптимальная реакция среды в значительной мере зависит от содержания органического вещества и гранулометрического состава почвы. На торфяных почвах картофель дает более высокие урожаи при рНКСl 4,8-5,0, на высокогумусированых минеральных почвах — при рНКСl 5,2-5,4, слабогумусированных почвах — при рНКСl 5,6. Урожайность картофеля значительно снижаются на сильнокислых почвах, поскольку здесь одновременно оказывают негативное влияние на растения избыток ионов водорода, алюминия и дефицит магния, особенно на легких почвах. Поддержание на разных почвах соответствующей агрофизическим свойствам оптимальной реакции позитивно сказывается на фотосинтетической деятельности растений и тем самым обусловливает высокую продуктивность картофеля и образования крупных зерен крахмала — важного качественного показателя для крахмальной промышленности.
В связи с тем, что отдельные поля севооборота могут значительно отличаться по кислотности и гранулометрическому составу, картофель следует возделывать в специализированных севооборотах на почвах с оптимальными для картофеля агрохимическими и агрофизическими свойствами. При отсутствии таких севооборотов в хозяйстве необходимо улучшить физические и агрохимические свойства почвы путем внесения извести и повышенных доз органических удобрений. При размещении картофеля в севообороте важно учитывать сроки проведения известкования. Избыточное известкование приводит к образованию парши на клубнях, снижает содержание в них крахмала. В первый год после внесения известь недостаточно хорошо перемешивается с пахотным горизонтом, поэтому поражение паршой практически не бывает.
Максимальный сдвиг рН почвы происходит через 2 года после внесения извести, поэтому для снижения поражаемости клубней паршой известь следует вносить непосредственно под картофель или размещать его на полях спустя 3-4 года после внесения извести.
На суглинистых почвах равноценны все виды известковых удобрений, а на легких почвах лучше использовать доломитовую муку или магнийсодержащий мергель.
Органические удобрения имеют важное значение для повышения урожайности картофеля не только как полноценный источник минерального питания, но и в значительной мере, как средство улучшения агрофизического состояния почвы: повышения связности и буферности легких почв и снижения плотности суглинистых и глинистых почв. Еще Д. Н. Прянишников в свое время писал, что на высокогумусированных черноземах органические удобрения (навоз) не имеют какого — либо преимущества пред минеральными удобрениями, в то время как на дерновоподзолистых и серых лесных почвах урожайность картофеля при внесении навоза почти всегда выше, чем при внесении эквивалентного количества элементов питания с минеральными удобрениями.
При выборе вида органических удобрений следует учитывать различное соотношение в них элементов питания и скорость минерализации. Сидераты, в качестве которых используется преимущественно зеленая масса бобовых культур (люпина, донника, сераделлы и др.), обогащает почву в основном азотом. Подстилочный навоз содержит больше калия и азота, чем фосфора. Еще выше доля калия в бесподстилочном жидком навозе.
Эффективность органических удобрений в год внесения зависит от вида, условий хранения и скорости их минерализации. Птичий помет и бесподстилочный навоз минерализуются в почве довольно быстро, торф и компосты на торфяной основе медленно и в первоначальный период слабо обеспечивают растения фосфором и азотом. Для обеспечения растений необходимым количеством элементов питания в ранний период роста дополнительно к органическим вносят минеральные удобрения.
Максимальное потребление элементов питания поздним картофелем наблюдается в июле-августе. К этому времени значительная часть азота и фосфора органических удобрений становятся доступными растениям.
Ранние сорта картофеля, вследствие короткого периода вегетации используют элементы питания органических удобрений менее продуктивно, чем поздние. В год внесения подстилочного навоза картофель поздний использует примерно 30% содержащегося в нем азота и фосфора и 60% калия, а из жидкого навоза использование картофелем азота достигает 40-50%, фосфора — 30-35% и 60% калия, что сопоставимо с действием минеральных удобрений.
Наиболее высокие прибавки урожая картофеля органические удобрения обеспечивают на легких дерново-подзолистых почвах. Для получения стабильно высоких урожаев картофеля на дерново-подзолистых песчаных почвах необходимо вносить — 60-70 т/га органических удобрений, супесчаных и суглинистых почвах 5060 т/га. На аналогичных по гранулометрическому составу почвах лесостепной и степной зоны дозы навоза примерно в 1,5 ниже. Дозы внесения бесподстилочного жидкого навоза рассчитывают по содержанию в нем азота, при этом доля азота, вносимого с бесподстилочным навозом, не должна превышать 70% от общего выноса его картофелем.
По мере увеличения доз органических удобрений окупаемость 1 тонны прибавкой урожая снижается, хотя урожайность может расти. Одна тонна органических удобрений, внесенных под картофель в Нечерноземной зоне, дает прибавку урожайности клубней 1,5-2,0 ц, в степных районах — 0,5-1,0 ц. Использование под картофель торфа без предварительного компостирования малоэффективно, т. к. доступного фосфора и калия в нем практически нет, а азотсодержащие органические вещества разлагается в почве очень медленно.
Органическое удобрение, улучшая физические свойства почвы, повышают действие минеральных удобрений. В результате поступления в почву питательных веществ с органическими удобрениями снижается потребность в минеральных удобрений. Значительно раньше достигается предел экономически оправданных доз минеральных удобрений, чем без органических удобрений.
Органические удобрения под картофель необходимо вносить осенью (кроме пойменных и песчаных почв) под зяблевую вспашку. Весеннее внесение органических удобрений на суглинистых почвах приводит к потере влаги, особенно в зоне недостаточного увлажнения, задержке сроков посадки картофеля и существенному уплотнению почвы при проходах техники по влажной почве, что приводит к значительному недобору урожая. На легких и пойменных почвах органические удобрения вносят весной из-за опасности вымывания питательных веществ и загрязнения окружающей среды в осенний и весенний (паводковый) период. Легкие почвы довольно быстро подсыхают и раньше готовы для обработки. Если навоз вносят на песчаных и супесчаных почвах осенью (особенно жидкий), то потери азота и калия необходимо учитывать при расчете минеральных удобрений.
Важно отметить, что лучшими органическими удобрениями для увеличения запасов гумуса в почвах и улучшения их физического состояния являются торфонавозные компосты и навоз на торфяной или соломенной подстилке. Для предотвращения потерь аммиачного азота из навоза, его после разбрасывания необходимо быстро (в течение 3-5 ч) заделать в почву. Из подсохшего навоза или компостов на поверхности почвы большая часть аммиачного азота будет потеряна.
Минеральные удобрения. Оптимальной системой удобрения картофеля является органо-минеральная. Дозы минеральных удобрений под картофель устанавливаются исходя из рекомендаций близлежащих научных учреждений или расчетными методами, в зависимости от уровня планируемой урожайности, дозы и химического состава органических удобрений и эффективного плодородия почвы.
Удобрение азотом. Удовлетворение потребности растений в азотном питании на ранних этапах развития картофеля способствует быстрому формированию вегетативных органов, интенсивному фотосинтезу и дает возможность продуктивнее использовать запасы почвенной влаги на формирование урожая. Повышение уровня азотного питания растений приводит к непропорциональному усиленному росту ботвы по сравнению с формированием клубней.
При повышении в начальный период роста содержания минерального азота почвы и удобрений в корнеобитаемом слое (0-60 см) от низкого (50-60 кг/га) до умеренного (80-90 кг/га) наблюдается пропорциональный рост массы ботвы и клубней в урожае. Дальнейшее повышение уровня азотного питания увеличивает продуктивность картофеля при опережающем развитии ботвы по сравнению с формированием клубней, что связано с более значительными затратами азота на единицу товарной продукции. Поэтому, исходя из физиологии развития картофеля, в начальный период его роста (от всходов до начала бутонизации) необходимо поддерживать усиленное азотно-фосфорное и достаточное калийное питание, а после цветения следует обеспечивать довольно умеренное азотное и достаточное фосфорное и калийное питание. Подкормки картофеля азотом в фазу цветения и позже, лишь на бедных почвах могут несколько повысить продуктивность; на средне — и хорошоокультуренных почвах, напротив, урожайность и качество клубней снижаются.
Эффективность азотных удобрений в значительной мере зависит от погодных условий, плодородия почвы и ее гранулометрического состава. При достаточной влагообеспеченности легких почв оплата азота удобрений урожаем значительно выше, чем на плодородных суглинистых почвах. После мягкой зимы эффективность азотных удобрений, чем после холодной, поскольку определенная часть минерального азота почвы может теряться в результате вымывания и денитрификации.
Важно учитывать, что для картофеля в равной мере вреден как избыток, так и недостаток азота в почве. Избыток минерального азота в почве вызывает чрезмерный рост ботвы в ущерб формированию клубней, а также задерживает их созревание, приводит к снижению содержания в них крахмала и увеличению нитратов, особенно при дефиците фосфора и калия.
Действие азотных удобрений на урожай и качество клубней зависит от погодных условий. В большинстве районов России наиболее эффективно разовое внесение азота удобрений перед посадкой картофеля в дозах N60-120 на фоне основного внесения оптимальных доз органических, фосфорных и калийных удобрений.
Оптимальные дозы азота удобрений зависят от многих факторов, среди которых определяющую роль играют погодные условия, плодородие почвы, уровень предшествующей удорбенности поля органическими и минеральными удобрениями и целевое назначение (технический, столовый или семенной) картофеля.
Умеренные дозы азота удобрений (60-90 кг/га) под картофель на суглинистых почвах необходимо вносить весной в один прием. Наибольшие прибавки урожая от азотных удобрений получают при внесении их перед посадкой картофеля, до всходов или появлении всходов. Внесение полной дозы азота удобрений в эти сроки и обеспечивает интенсивный рост растений в начальный период вегетации и, как правило, одинаковые прибавки урожая. При отсутствии азотных удобрений в этот период их нужно внести при первой же междурядной обработки картофеля. Дробное внесение средних доз азота под картофель, когда нет опасности потерь от вымывания, нецелесообразно поскольку не имеет преимущества перед основным. Высокие дозы азота (100-140 кг/га) на дерново-подзолистых и серых лесных суглинистых почвах часто вносят в 2 — приема (во избежания потерь от вымывания и денитрификации) — большую часть азота вносят до посева и 30-40% дозы переносят в подкормку под первую или вторую междурядную обработку при высоте куста 20-25 см. Дробное внесение умеренных доз азота в три срока (перед посадкой и в подкормки по всходам и до бутонизации при высоте растений 20-25 см) на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, кроме песчаных, не имеет существенных преимуществ перед допосевным применением. Дробное внесение азота (часть азота до посадки и часть его в 1-2 подкорки) оправдано на легких почвах в зоне достаточного и избыточного увлажнения. Однако если азотные удобрения внесены после цветения, то прибавки урожая незначительны.
На песчаных и супесчаных почвах при планировании высокой продуктивности картофеля, азотные удобрения следует вносить в 2-3 приема — N30-40 до посева или до всходов, N30-35 при междурядной обработке растений при высоте 15-20 см и N30-35 в подкормку перед бутонизацией.
Многочисленными исследованиями установлено, что минеральные и органические удобрения оказывают менее значительное влияние на содержание крахмала к клубнях, нежели погодные условия и особенности сорта.
На качество клубней картофеля оказывает влияние содержания нитратов, количество которых зависит в основном от дозы азотсодержащих удобрений и в меньшей степени от формы азота в них. При повышении доз азотных удобрений содержание нитратов в клубнях заметно возрастает лишь в том случае, когда удобрения перестают повышать урожайность картофеля. В Нечерноземной зоне применение под картофель 120 кг/га азота на фоне 40-50 т/га навоза при густоте стояния растений (кустов) 60 тыс./га и рекомендованных доз фосфорных и калийных удобрений содержание нитратов в клубнях даже в пасмурную погоду редко превышает 120-140 мг/кг сырой массы.
Динамика роста надземных органов и интенсивность формирования клубней картофеля сильно зависит от погодных условий и особенностей минеральные питания. Прибавки урожая от азота обычно выше во влажные годы. Повышенная влажность почвы, пасмурная погода и одностороннее позднее удобрение азотом способствуют развитию ботвы. Высокий уровень азотного питания картофеля после цветения существенно задерживает формирование клубней, что приводит к снижению урожая в 1,5-3 раза. Другие элементы питания и, прежде всего, фосфор, напротив, ускоряют клубнеобразование. При разработке системы удобрения картофеля необходимо учитывать, что удобрения должны первоначально способствовать интенсивному росту массы надземных вегетативных органов (стеблей и листьев) обусловливающей в дальнейшем интенсивное продолжительное формирование клубней и их физиологическое созревание к осени.
Окупаемость 1 кг азота удобрений в Нечерноземной зоне при дозах 90-100 кг/га составляет на суглинистых почвах 50-60 кг, песчаных и супесчаных — 70-80 кг клубней. Однако на песчаных почвах картофель в засушливые годы не может реализовать свои потенциальные возможности из-за дефицита влаги. Эффективность внесение высоких доз азота для получения плановых урожаев на супесчаных почвах обычно ниже, чем на суглинистых. Наиболее благоприятны для получения высоких урожаев картофеля хорошогумусированные легкосуглинистые и супесчаные почвы.
Поскольку мобилизация природного азота растениями на легких почвах значительно ниже, чем на суглинистых почвах с высоким содержанием органического азота, то на этих почвах наблюдается тесная пропорциональная зависимость урожайности картофеля от дозы азота удобрений в довольно широком диапазоне.
Предварительное проращивание и ранняя посадка картофеля способствует интенсивному формированию ассимиляционной поверхности после всходов и повышению фотосинтетического потенциала листьев, что позволяет увеличить дозы азота удобрений и урожайность картофеля.
Качество картофеля зависит от содержания крахмала, размера и структуры крахмальных зерен. Внесение умеренных доз азота (60-80 кг/га) не оказывает негативного влияния на размер зерен крахмала, в то время как при дозах азота 140 кг/га образуются более мелкие крахмальные зерна, повышается в них доля низкомолекулярной амилозы, а доля амилопектина снижается.
С увеличением доз азота удобрений заметно увеличивается содержание сырого белка в клубнях. Азотные удобрения не влияют на аминокислотный состав белков. При повышенных дозах азота изменяется соотношение между белковым и небелковым азотом, представленным олигопептидами, свободными аминокислотами и амидами. При этом содержание небелковых азотистых соединений увеличивается более высокими темпами, нежели белка.
Кулинарное качество столового картофеля — развариваемость, консистенция, изменение окраски при варке, в значительной мере зависит от условий питания. Усиленное азотное питание картофеля во второй половине вегетации при недостатке калия увеличивает содержание свободных аминокислот, в том числе тирозина, вызывающего потемнение клубней при очистке и варке.
Большие дозы азота удобрений могут затруднять междурядную обработку (прополку) из-за сильного разрастания побегов картофеля.
Поскольку под ранние сорта картофеля органические удобрения обычно не вносят, а текущая минерализация азота почвы за период вегетации менее значительна, нежели под поздними сортами картофеля, оптимальные дозы азота удобрений для ранних сортов составляют 110-120 кг/га. Важным условием получения высоких урожаев раннего картофеля является ранняя посадка и внесение всей дозы азота до посадки. Для поздних сортов картофеля дозы азота, в зависимости от целевого назначения, количества вносимых органических удобрений, почвенно-климатических и погодных условий могут варьировать в пределах 80-140 кг/га.
Формы азотных удобрений для картофеля не имеют какого-либо существенного значения, кроме хлористого аммония. Мочевина (если ее заделывают в почву) аммиачная селитра или сульфат аммония действуют примерно одинаково.
Удобрение фосфором и калием. Вследствие слабо развитой корневой системы картофель, в отличие от злаковых и других культур, довольно чувствительный к недостаточному обеспечению фосфором или калием. Фосфор играет ключевую роль в углеводном и белковом обмене, поэтому улучшение фосфорного питание ускоряет рост и развитии растений, повышает активность корневой системы, способствует более раннему клубнеобразованию и накоплению в них крахмала. Оптимальный уровень фосфорного питания картофеля повышает его засухоустойчивость, плотность кожуры клубней и их лежкость, снижает травмируемость клубней при механизированной уборке и транспортировке, улучшает вкусовые и кулинарные качества, сокращает сроки созревания. Поэтому положительное действие фосфора удобрений заметно проявляется даже в тех случаях, они уже не оказывают влияние на прибавку урожая картофеля.
Дозы фосфорных удобрений зависят от планируемой урожайности, обеспеченности почвы подвижным фосфором, доз вносимых сопутствующих удобрений. Фосфорные удобрения под картофель на суглинистых почвах необходимо вносить осенью под зяблевую вспашку, поскольку фосфор химически закрепляется коллоидными частицами и в связи с этим практически не перемещается в нижележащие горизонты. На песчаных почвах фосфат-ионы слабо сорбируются почвой, поэтому фосфорные удобрения следует вносить весной под предпосадочную культивацию или перепашку.
Важным приемом повышения урожайности картофеля является внесение 15-20 кг/га Р2О5 в рядки при его посадке. Этот прием обеспечивает оптимальные условия фосфорного питания на ранних стадиях развития растений, быстрый рост корневой системы и листовой поверхности.
При внесении 60-80 кг/га Р2О5 на слабоокультуренных почвах окупаемость 1 кг фосфора составляет 30-40 кг клубней, на хорошоокультуренных — 15-20 кг. Усиленное фосфорное питание картофеля значительно ускоряет начало клубне — образования и созревание клубней, что имеет особенно важное значение для районов с относительно коротким вегетационным периодом (северные и северозападные районы России), а также при возделывании раннего картофеля во всех зонах. Благодаря хорошему вызреванию клубней они меньше травмируются при транспортировке, улучшается их товарность и лежкость при хранении. Семенной картофель, выращенный при высокой обеспечении растений фосфором, дает более ранние, дружные всходы, что способствует повышению урожайности.
Большое влияние на содержание, выход и качество крахмала картофеля оказывает обеспеченность растений фосфором. Повышение уровня фосфорного питания заметно увеличивает содержание фосфора в крахмале и вязкость крахмального клейстера, обусловливаемую соотношением амилозы и амилопектина в крахмале.
Исходя из размера использования растениями азота и фосфора из удобрений, оптимальное соотношение N : Р2О5 при среднем и повышенном содержании фосфора в почве должно соответствовать N : P = 1 : 1. На почвах с низким содержанием подвижных фосфатов долю фосфора в удобрениях увеличивают.
При посадке картофеля необходимо вносить растворимые фосфорные (суперфосфат, суперфос) из расчета 15-20 кг/га Р2О5 или по 15-20 кг/га NPK в виде комплексных удобрений. Для основного применения, форма фосфорных удобрений на слабокислых почвах с высоким содержанием подвижных фосфатов не играет существенной роли. Однако под ранний картофель следует вносить водорастворимые фосфорсодержащие удобрения, чтобы своевременно удовлетворить потребность в фосфоре быстро растущие растения. Для позднего картофеля на кислых почвах можно использовать фосфоритную муку, термофосфаты и фосфатшлаки. Длительный период вегетации поздних сортов картофеля позволяют им хорошо использовать фосфор труднорастворимых фосфорных удобрений после перехода их в более растворимые фосфаты на кислых почвах. Поскольку фосфат-ионы прочно удерживаются почвой в зоне внесения удобрений, благодаря чему потери фосфора в результате вымывания не происходят, фосфорные удобрения вносят совместно с калийными осенью под вспашку плугом с предплужником.
Важным незаменимым элементом питания картофеля является калий. Он способствует повышению интенсивности фотосинтеза, ускоряет транспорт растворимых сахаров из листьев в корни и клубни, регулирует степень оводненности растений, чем обусловливается и объясняются относительно повышение морозо — и засухоустойчивости растений при применении калийных удобрений. Поэтому при засухе действие калийных удобрений довольно хорошо ощутимо.
Потребление калия картофелем при формировании урожая происходит более интенсивно, чем азота и фосфора в течение всего периода вегетации и превосходит примерно в 2 раза потребление азота и 4-5 раз фосфора (Р2О5). Дозы калия под картофель, в зависимости от планируемой урожайности, содержания отменного калия в почве, доз органических удобрений, для дерново-подзолистых и серых лесных почв, колеблются в пределах 80-150 кг/га К2О, черноземов — 60-90 кг/га. Уровень калийного питания оказывают большое влияние на урожайность, сохранность и кулинарные качества картофеля. При хорошей обеспеченности растений калием ускоряется созревание клубней, повышается прочность их кожуры, заметно повышается устойчивость к повреждению картофеля при уборке, уменьшается содержание растворимых сахаров и свободных аминокислот в клубнях, что существенно снижают вероятность потемнения и черной пятнистости их мякоти. Важно отметить, что при содержании растворимых сахаров в клубнях более 0,20,3% их мякоть при производстве чипсов и картофеля фри, сильно темнеет и приобретает неприятный цвет, запах и вкус. Потемнение сырой мякоти происходит также и при варке такого картофеля. Картофель, выращенный при применении высоких доз калийных удобрений, содержит значительно меньше сахаров и свободных аминокислот и практически не окрашивается при его переработке.
Эффективность калийных удобрений зависит от содержания в почве обменного калия. На почвах с низким содержанием в почве доступного калия окупаемость 1 кг К2О при внесении средних доз удобрений (80-100 кг/га К2О) составляет 20-25 кг клубней, а по мере повышения содержания калия в почве и/или доз калийных удобрений окупаемость закономерно снижается.
Уровень калийного питания картофеля оказывает существенное влияние на качество и лежкость клубней. Повышение содержания калия в клубнях смещает динамическое равновесие между синтезом крахмала и гидролизом его до глюкозы в сторону синтеза полимера (крахмала), вследствие чего снижается содержание в них редуцирующих сахаров.
При повышенном фоне калийного питания картофеля заметно увеличивается содержание крахмала в клубнях, зерна образуются более крупные и плотные, крахмал меньше клейстеризуются, клубни хорошо развариваются, снижается также содержание растворимого тирозина (аминокислоты) в клубнях и активность фенолоксидазы, благодаря чему после очистки, варки или приготовлении жареного картофеля он не темнеют. Поэтому под картофель, идущий на приготовление жареной соломки, стружки, чипсов и т. п. необходимы более высокие дозы калийных удобрений. Высокое содержание калия в клубнях снижает интенсивность, дыхания, а следовательно, и потери при хранении
Внесение хлорсодержащих калийных удобрений весной перед посадкой картофеля снижает содержание крахмала, размер его зерен и выход крахмала при промышленном его получении.
Дозы калийных удобрений определяют исходя из содержания обменного калия в почве и целевого назначения картофеля. При среднем содержании калия в почве для производства крахмалистого столового картофеля следует придерживаться соотношения N: К2О = 1:1,3-1,5. На почвах с высоким запасом доступного калия, дозы азотных удобрений должны быть выше, нежели калийных, особенно если под картофель вносится много навоза. Высокие дозы калия для картофеля редко бывают избыточными, если они не лимитируется экономическими соображениями.
Лучшими формами калийных удобрений являются бесхлорные: сульфат калия, калимагнезия и калимаг. Однако в большинстве случаев (>95%) качестве калийного удобрения применяется более дешевый хлористый калий.
Калийные удобрения, особенно хлорсодержащие, на суглинистых почвах необходимо вносить под картофель осенью под зябь, на легких почвах — весной, поскольку К+ слабо сорбируется в песчаных почвах, что может приводить к значительным его потерям за осенне-зимний период. При внесении хлорсодержащих калийных удобрений на суглинистых почвах осенью, а на песчаных весной за 2-3 недели до посадки хлорид-ион вымывается и не оказывает какого-либо негативного влияния на урожайность и качество картофеля. Однако для подкормки картофеля лучше использовать сульфат калия или калиймагнезиальные удобрения.
По данным лизиметрических исследований ВИУА при осеннем применении калийных удобрений на легких почвах потери калия в результате вымывания могут достигать 20-40% от внесенного количества.
Следует отметить, несмотря на то, что при возделывании картофеля отдается предпочтение бесхлорным формам калийный удобрений, в производственных условиях хлористый калий и сульфат калия на фоне навоза по влиянию на урожай практически равноценны. Применение бесхлорных калийных удобрений по сравнению KCl способствует повышению содержания крахмала в клубнях на 0,30,6%, однако широкое использование их в сельском хозяйстве ограничивается более высокой стоимостью.
При использовании комплексных удобрений их дозы и сроки внесения определяют по содержанию в них азота, а поскольку из-за потерь азота в осеннее-весенний период их вносят весной, то следует использовать бесхлорные удобрения.
Необходимо отметить, что в большинстве случаев отрицательное влияние хлорсодержащих удобрений на урожайность картофеля значительно преувеличено. Незначительное улучшение качества картофеля при внесении сульфата калия далеко не соответствует его высокой стоимости по сравнению с хлористым калием.
Калийные удобрения на всех почвах, за исключением песчаных и пойменных, всегда следует вносить осенью перед вспашкой.
Удобрение магнием и микроэлементами. Картофель очень чувствительный к дефициту магния в почве. Поскольку содержание подвижного магния в почве в значительной мере обусловлено её гранулометрическим составом, то при разработке системы удобрения необходимо предусматривать внесение магния с удобрениями, в особенности на песчаных почвах.
Антагонизм за места адсорбции на поверхности корневой системы между Mg2+ и K+, а также другими катионами (Са2+, NH4+), может препятствовать поступлению магния в растения и тем самым усугублять его недостаток. Магний, входя в состав хлорофилла, оказывает непосредственное влияние на фотосинтез. При недостатке магния тормозится синтез сахарозы и ее отток в клубни, что снижает урожайность и содержание крахмала в клубнях.
Установлено, что при содержании обменного магния в легких почвах меньше 10 мг/кг недобор урожая картофеля может составлять 20-30% и более.
При внесении высоких доз калия на почвах бедных обменным магнием следует использовать магнийсодержащие калийные удобрения, однако более целесообразно проводить известкование доломитом или доломитизированной известняковой мукой, нежели вносить магний с дорогостоящими калимагом и калимагнезией.
Из микроэлементов картофель наиболее требователен к содержанию в почве бора и меди. При органо-минеральной системе удобрения значительную часть микроэлементов картофель усваивает из навоза или компостов. Недостаток микроэлементов у картофеля при его возделывании на фоне навоза проявляется довольно редко. С органическими удобрениями, внесенными под картофель или предшественник, растениям поставляется вполне достаточное количество микроэлементов. Кроме того, поскольку картофель выращивают преимущественно на слабокислых почвах, где подвижность бора, марганца, меди и железа довольно высокая, то недостаток этих микроэлементов встречается редко, и может проявляться лишь после известкования.
Дефицит бора вызывает растрескивание кожуры клубней, а очищенные клубни быстро темнеют. Повышенное содержание меди в почве, напротив, негативно влияет на окраску очищенных клубней, поскольку она входит в состав полифенолоксидазы и обусловливает активность фермента.