Vuonna 2022 perunat kärsivät monilla Venäjän federaation alueilla merkittävästi pitkittyneestä kuivuudesta, mikä johti satojen huomattavaan laskuun viime vuosien keskimääräiseen tasoon verrattuna. Esimerkiksi kolmen kesäkuukauden aikana Moskovan alueella satoi vain 47 % pitkän ajan keskiarvoihin verrattuna (katso taulukko).
Samaan aikaan kuivuuteen liittyi korkea ilman lämpötila varsinkin elokuussa sekä maaperän ylitiivistyminen. Näiden tekijöiden tuottavuuteen vaikuttavat tekijät ovat eriarvoisia. Maan tiivistyminen rajoittaa vaakasuoraa ja pystysuoraa juurikasvua, mikä viime kädessä vähentää mukuloiden määrää ja satoa. Pienemmät juurijärjestelmät pääsevät pienempään määrään maaperää, mikä rajoittaa veden ja ravinteiden ottoa, mikä johtaa pienempiin kasveihin, joilla on vähemmän lehtiä.
Kasvukauden 2016-2022 sääolosuhteet Dmitrovskin alueella Moskovan alueella
Kuukausi | Päivittäinen keskilämpötila, оС | |||||||
Keskim. monet L. | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
Huhtikuu | 5,7 | 6,5 | 3,7 | 6,5 | 6,9 | 3,8 | 6,6 | 4,6 |
Saattaa | 13,4 | 13,7 | 8,5 | 14,4 | 15,3 | 10,6 | 13,5 | 9,7 |
Kesäkuu | 16,3 | 16,6 | 13,7 | 15,7 | 18,2 | 18,3 | 19,4 | 17,7 |
heinäkuu | 18,7 | 19,7 | 17,1 | 19,2 | 15,6 | 17,7 | 21,2 | 19,5 |
Elokuu | 17,0 | 17,9 | 17,8 | 18,4 | 15,2 | 16,5 | 18,4 | 20,7 |
Syyskuu | 11,6 | 10,3 | 12,1 | 13,5 | 11,3 | 13,3 | 9,1 | |
Lokakuu | 4,8 | 3,8 | 4,4 | 6,4 | 7,6 | 6,7 | 5,2 | |
Keskiarvo/summa | 12,5 | 12,6 | 11,0 | 13,4 | 12,9 | 12,4 | 13,3 |
Kuukausi | Sademäärä, mm | |||||||
Keskim. monet L. | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
Huhtikuu | 52,5 | 28,0 | 99 | 28 | 9 | 34 | 85 | 68 |
Saattaa | 72,5 | 69,6 | 36 | 73 | 55 | 160 | 57 | 58 |
Kesäkuu | 76,3 | 99,8 | 127 | 54 | 87 | 110 | 63 | 29 |
heinäkuu | 87,7 | 76,4 | 161 | 104 | 107 | 186 | 30 | 61 |
Elokuu | 50,3 | 126,0 | 42 | 19 | 61 | 52 | 102 | 10 |
Syyskuu | 62,4 | 55,6 | 48 | 79 | 33 | 44 | 72 | |
Lokakuu | 58 | 38 | 92 | 46 | 65 | 26 | 40 | |
Keskiarvo/summa | 460 | 493 | 605 | 403 | 417 | 612 | 449 |
Samaan aikaan viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että maaperän tiivistyminen ei vähennä fotosynteesin intensiteettiä. Perunaa pidetään yleisesti myös viileän ilmaston kasvina. Aikoinaan uskottiin, että perunakasvien fotosynteesi vaimeni lähes kokonaan yli 30 asteen lämpötiloissa.оC. Odmutta nyt tiedetään, että tämä vaikutus aiheuttaa pääasiassa puutetta vettä. Itse asiassa perunat voivat sopeutua korkeisiin lämpötiloihin (~40оC) ja jatkaa fotosynteesiä, mutta vain jos sitä riittää kosteus, jonka vahvistaa onnistunut perunoiden viljely kasteluun Venäjän federaation eteläisillä alueilla. Esimerkiksi vuonna 2021 Moskovan alueella saatiin korkeampi perunasato, vaikka koko kesän ajan havaittiin myös kohonnutta ilman lämpötilaa, heinäkuussa havaittiin kuivuus, mutta elokuussa satoi rankkasade (taulukko). Merkittävin tekijä listatuista on siksi itse kuivuus, joka tulee olemaan tämän viimeisen jakson julkaisujen pohjalta laaditun artikkelin (1-7) painopiste.
Kuivuus tunnustetaan yhdeksi tärkeimmistä abioottisista stressitekijöistä, koska se vaikuttaa kasvien morfologiaan, fysiologiaan, ekologisiin, biokemiallisiin ja molekyyliominaisuuksiin. Maataloudessa kuivuus viittaa veden niukkuuden jaksoon, joka johtaa maaperän kosteuden puutteeseen, mikä vaikuttaa viime kädessä negatiivisesti viljelykasvien satoihin. Kuivuus ei ole ihmiskunnalle uusi asia: viime vuosisadan 20-luvun alussa se aiheutti nälänhätää Venäjällä ja Kiinassa, 30-luvulla USA:ssa; poikkeavan vuoden 1976 seuraukset muistetaan edelleen Euroopassa. 2003-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä Australian manner kärsi pitkäaikaisesta kuivuudesta. Euroopan maat kohtasivat tämän ilmiön vuosina 2006 ja 2005, vuosina 2010 ja 2008 sateen puute johti Amazonin sademetsän kasvillisuuden massiiviseen vähenemiseen. Vuodesta 2010 lähtien Iberian niemimaalla on ollut monivuotinen kuivuus. Erittäin kuuma vuosi XNUMX jäi historiaan Venäjällä.
Useat ilmastomallit ennustavat vuotuisen sademäärän vähenemistä ja lämpötilan nousua toistuvien kuivuuden myötä, mikä vaikuttaa negatiivisesti viljelykasvien satoihin ympäri maailmaa. Kuivuusstressijaksojen odotetaan lisääntyvän seuraavien 30–90 vuoden aikana sademäärän vähenemisen ja lisääntyneen haihtumisen vuoksi monilla alueilla maailmassa, mukaan lukien Euroopassa. Jatkuvasti lisääntyvän kuivuuden uhan vuoksi on tärkeää tutkia ja ottaa huomioon perunoiden, yhtenä tärkeimmistä viljelykasveista, vasteet kuivuusstressiin.
Perunoita pidetään vettä säästävinä viljelykasveina (eli ne, jotka tuottavat enemmän kaloreita käytettyä vesiyksikköä kohti). Perunakilon tuotanto vaatii 105 litraa vettä, mikä on huomattavasti vähemmän kuin riisin (1408 litraa) ja vehnän (1159 litraa) tuotanto.
Toinen visuaalinen vertailu: yhden suuren mukulan tuottamiseen tarvitaan 25 litraa vettä, yhden leivän tai lasillisen maitoa tuottamiseen 40 litraa, yhden omenan tuottamiseen 70 litraa, yhden kananmunan tuottamiseen 135 litraa ja yhden munan tuottamiseen 2400 litraa. hampurilainen, vesi. Korkeasta vedenkäytön tehokkuudestaan huolimatta perunat ovat erittäin herkkiä kuivuusstressille, koska ne voivat tuottaa erittäin korkeita satoja ja sadon juuristo on enimmäkseen matala.
Lehdistä tuleva kosteus haihtuu avoimien aukkojen kautta. Tämä jäähdyttää kuomua pitäen lämpötilan ympäristön lämpötilan alapuolella, mutta johtaa myös kosteuden menetykseen. Ensimmäinen fysiologinen reaktio vesistressiin on stomaatien sulkeutuminen lehtiin. Kun kasvi sulkee stomatansa kosteushäviön vähentämiseksi, myös hiilidioksidin saanti lehtiin vähenee. Tämä estää fotosynteesiä rajoittamalla tärkkelyksen ja sokereiden kertymistä. Perunan sato ja laatu (esim. ominaispaino) riippuvat fotosynteesistä, joka ylittää kasvin päivittäisen energiatarpeen, jolloin ylimääräiset hiilihydraatit kerääntyvät kehittyviin mukuloihin. Veden puute vähentää myös sisäistä painetta, joka tarvitaan solujen laajentumiseen ja kasvuun. Lehtien latvoksen ja juurien kasvua voidaan vähentää huomattavasti. Vaikka mukuloiden kehitys jatkuu, kun vettä tulee saataville, häiriö voi johtaa epämuodostuneisiin mukuloihin, joissa on kapeita täpliä tai teräviä päitä. Kosteuden puute lisää myös mukulan halkeilun todennäköisyyttä. On hyvin tunnettua, että riittämätön vesi missä tahansa vaiheessa johtaa saannon vähenemiseen. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että perunoiden kuivuusalttius riippuu myös tyypistä, kehitysvaiheesta ja genotyypin morfologiasta sekä kuivuusstressin kestosta ja vakavuudesta.
Perunakasvien fysiologinen kehitys jaetaan yleensä viiteen vaiheeseen: 1 - juurtuminen, istutus ja itäminen (20 - 35 päivää); 2 - stolonin alkaminen, varhainen vegetatiivinen kasvu ja stolonien kehitys (15-25 päivää); 3 - mukuloiden muodostuminen, mukuloiden muodostuminen stolonien lopussa (10-15 päivää); 4 - mukuloiden kasvu tai turpoaminen, mukulat täyttyvät ja lisääntyvät (30 - 60 päivää); 5 - kypsyys, mukuloiden kypsyminen ja toppien kuolema (vähintään 15 päivää). Veden puutteella ensimmäisessä vaiheessa ei ole merkittävää roolia, itäminen tapahtuu emomukulan vesivarantojen vuoksi.
Toisen vaiheen kuivuus voi vähentää tuotettujen stolonien määrää sekä vaikuttaa negatiivisesti kasvien kasvuun ja kypsymiseen. Mukulavaiheen vesistressi voi viivästyttää mukuloiden kehitystä useilla viikkoilla (kuva 1). Vaikutukset ovat usein merkittävimmät epämääräisille (jatkuvasti kasvaville) lajikkeille, jotka pidentävät kasvukautta ja voivat aiheuttaa kypsymis- ja kiinteä ihoongelmia.
Sitä vastoin määrätyt (kasvin kasvu pysähtyy kukinnan jälkeen) lajikkeet ovat suhteellisen herkkiä vesistressille tänä aikana ja kypsyvät normaalisti. Vaikka vesipula mukuloiden alkaessa voi vaikuttaa satoon, vaikutus laatuun on merkittävin. Rupi asettuu mukuloihin juuri tänä aikana; käsipainon muoto, halkeamat ja muut muodonmuutokset ovat kaikki seurausta maaperän epätasaisesta kosteudesta mukuloiden alkaessa ja varhaisessa kehityksessä. Toinen vesistressin mahdollinen vaikutus, erityisesti yhdistettynä korkeisiin lämpötiloihin, mukuloiden alkamisen ja varhaisen turpoamisen aikana on "läpinäkyvän pään" tai "sokeripään" kehittyminen. Kuivat olosuhteet tarkoittavat, että fotosynteesin tuottamat sokerit eivät muutu täysin tärkkelykseksi.
Veden puute mukuloiden kasvun aikana vaikuttaa yleensä enemmän satoon kuin laatuun. Tänä aikana kuivuuden vaikutusta ei voida kompensoida millään, kasvien tuottavuus laskee.
Kuivuus vähentää perunan satoa vaikuttamalla vegetatiiviseen kasvuun, kasvien korkeuteen, lehtien lukumäärään ja kokoon sekä lehtien fotosynteesiin vähentämällä klorofylliä, vähentämällä lehtien pinta-alaindeksiä tai lehtien pinta-alan kestoa. Vegetatiivisen kasvun lisäksi kuivuus voi vaikuttaa perunoiden lisääntymisvaiheeseen lyhentämällä kasvusykliä tai vähentämällä kasvien tuottamien mukuloiden kokoa ja määrää. Lisäksi kuivuus vaikuttaa myös syntyvien mukuloiden laatuun.
Kuivuuden vaikutus maanpäällisen perunan kasvuun. Lehtipuun kehitys on yksi kuivuudelle herkimmistä kasvien kehityksen vaiheista. Katoksen kehitys tarkoittaa lehtien, varsien muodostumista sekä yksittäisten lehtien pinta-alan ja kasvin korkeuden kasvua. Kuivuus estää varren korkeutta, uusien lehtien muodostumista, varsien määrää ja yksittäisten perunoiden lehtien pinta-alaa. Lehtipinta-alaindeksiä (LAI) ja lehtialueen kestoa (LAD) pidetään tärkeimpänä mukulasadon varmistamisessa. Kuivuusstressi vähentää merkittävästi LAI:ta ja LAD:ta perunasadoissa.
Kasvien kasvu riippuu korkeasta turgoripaineesta, joka edistää solujen laajenemista. Kasvit tarvitsevat jatkuvan vedensyötön ylläpitääkseen korkean turgoripaineen. Kuivuusstressissä veden saatavuus kasveille heikkenee, mikä vaikuttaa latvojen kasvuun. Useimmissa kasvilajeissa lehtien kasvu pysähtyy, jos käytettävissä olevaa maavettä on alle 40-50 %. Ja lehtien kasvu perunoissa pysähtyy, kun käytettävissä oleva maavettä on alle 60%, mikä osoittaa perunakasvien lisääntynyttä herkkyyttä veden puutteelle. Siten lehtien ja varren kasvun hidastuminen on ensimmäinen havaittu vesipulan vaikutus perunoissa. Vaikka vaikutukset riippuvat suurelta osin kuivuusstressin ajoituksesta, kestosta ja intensiteetistä, niin varhaisella kuin myöhäisellä kuivuudella on estävä vaikutus latvojen kasvuun. Varhainen kuivuus hidastaa sitä, mikä lisää aikaa, joka tarvitaan optimaalisen lehtialueen saavuttamiseen, kun taas myöhäinen kuivuus aiheuttaa kypsien lehtien kuolemista ja uusien muodostumista (kuva 2).
Varhaisen kuivuuden kärsimien perunakasvien varren pituus on raportoitu lyhentyneen 75-78 %. Kuivuuden vaikutus on myös erilainen lajikkeissa, joiden varhaisaste on erilainen. Kattava tutkimus on osoittanut, että myöhään kypsyviin lajikkeisiin voi vaikuttaa vähemmän varhaisesta kuivuudesta, koska niillä on pidempi kasvujakso. Ne voivat viivästyttää latvoksen täyden peiton saavuttamista myöhäisen kuivuuden aiheuttaman stressin aikana, mikä minimoi sen vaikutukset.
Toisaalta perunoiden varsien määrään voi vaikuttaa vähemmän, sillä kasvit tuottavat optimaalisen varren jo ennen myöhäisen kuivuuden alkamista.
Kasvit tarvitsevat vettä, hiilidioksidia ja valoa normaalin fotosynteesiprosessin loppuunsaattamiseksi. Kuivuusstressi vaikuttaa kasvien fotosynteesin määrään ja nopeuteen. Lehtien lukumäärän ja yksittäisten lehtien alueiden väheneminen vaikuttaa fotosynteesin määrään. Toisaalta veden ja CO:n puute2 vähentää fotosynteesin nopeutta. Kuivuusstressi vähentää perunanlehtien suhteellista vesipitoisuutta lisäämällä solujen välistä ionipitoisuutta. Korkea solujen välinen ionien pitoisuus estää ATP-synteesiä, mikä vaikuttaa ribuloosibisfosfaatin (RuBP) tuotantoon, joka on tärkein hiilidioksidin vastaanottaja fotosynteesin aikana. Siksi RuBP-tuotannon väheneminen vaikuttaa suoraan fotosynteesiin.
Kuivuuden vaikutus maanalaiseen perunan kasvuun. Perunan maanalaisia osia ovat juuret, stolonit ja mukulat. Perunoilla on matala ja heikko juuristo, mikä tekee perunakasveista herkkiä kuivuusstressille. Perunan juuriston arkkitehtuuria, juurien pituutta ja massaa on tutkittu hyvin, mutta kuivuusstressin mistään konkreettisesta vaikutuksesta maanalaisten elinten kehitykseen on vaikea puhua luotettavasti, koska aihetta koskevien tutkimusten tulokset ovat ristiriitainen. Useat asiantuntijat raportoivat juurten pituuden pienenemisestä kuivuusstressin alaisena, kun taas toiset päinvastoin tekivät johtopäätökset kasvusta tai muutoksen puuttumisesta (kuva 2).
Yhtä ristiriitaista tietoa saatiin tutkimuksista kuivuusstressin vaikutuksesta perunan juurien kuivamassaan ja stolonien määrään.
Eri lajikkeet reagoivat eri tavalla kuivuuden ominaisvoimakkuuteen ja kestoon. Jotkut tutkijat ovat sitä mieltä, että myöhemmät lajikkeet tuottavat syvemmän ja suuremman juurimassan kuin aikaisin kypsyvät lajikkeet samassa stressissä. Juurijärjestelmään vaikuttavat merkittävästi maaperän tyyppi, koepaikka, mukuloiden fysiologinen ikä ja siemenmateriaalin käsittely istutuksen aikana. Kaikkien näiden tekijöiden suuri vaihtelu vaikeuttaa kuivuusstressin vaikutuksen tutkimista perunan maanalaisiin osiin.
Kuivuuden vaikutus satoon perunoita. Mukuloiden korkeiden satojen saavuttaminen on perunan viljelyn päätehtävä ja ongelma, joten tätä asiaa tutkitaan yksityiskohtaisesti. Perunoiden reaktio vesipulaan riippuu suuresti lajikkeesta. Kenttätutkimusten aikana lajikkeet Remarque ja Desiree olivat samanlaisissa kuivuusstressissä. Tulokset osoittivat, että saanto pieneni 44 % ja 11 %. Samaan aikaan kuivuusstressin kesto ja vakavuus vaikuttavat tuoreiden mukuloiden painoon. Varhainen stressi (itävyydestä mukuloiden alkamisvaiheeseen) johtaa sekä aikaisin että myöhään kypsyvien lajikkeiden tuoreiden mukuloiden massan vähenemiseen. Pitkittynyt kuivuus, joka kestää itämisestä mukuloiden kasvuvaiheeseen, vaikuttaa kuitenkin aikaisin kypsyviin lajikkeisiin vakavammin kuin myöhään kypsyviin.
Kuivuus vaikuttaa myös perunakasvien mukuloiden määrään, ja suurimmat vahingot tapahtuvat kasvin kehityksen alkuvaiheessa, erityisesti mukuloiden alkamisvaiheessa. Mutta myöhäisellä lyhytaikaisella stressillä on havaittavampi vaikutus mukuloiden kuiva-aineen muodostumiseen kuin niiden lukumäärään.
Kuivastressi vaikuttaa suoraan mukuloiden kuivapainoon vähentäen lehtien kasvua ja niiden fotosynteettistä aktiivisuutta. Se muuttaa myös lehtien suhteellista vesipitoisuutta, mikä vaikuttaa kasvien aineenvaihduntaan. Suvanteen johtokyky heikkenee, mikä vähentää hiilidioksidin ottoa ja fotosynteesin nettonopeutta. Lisäksi vesistressi aiheuttaa myös klorofyllipitoisuuden laskua sekä lehtien pinta-alaindeksin ja lehtien kasvun keston laskua. Kaikki nämä tekijät vaikuttavat suoraan fotosynteesiin, joka puolestaan vaikuttaa kuiva-aineeseen. Mukuloiden kuiva-aineen väheneminen on yhtä suuri kuivuutta herkissä ja kuivuutta sietävissä lajikkeissa. Samanaikaisesti kuivuutta kestävät lajikkeet tuottavat pienempiä, mutta suurempia mukuloita (>40 mm), mikä tekee niiden sadosta markkinoitavampaa kuin kuivuudelle herkillä. Mukuloiden määrän väheneminen riippuu rasitusasteesta ja lajikkeen ominaisuuksista. Mukulan keskimääräinen kuivapaino hyvässä kastelussa, kohtalaisessa kuivuusstressissä (50 % käytettävissä olevasta maavedestä) ja vakavassa kuivuusstressissä (25 % käytettävissä olevasta maavedestä) on 30,6 g per 1 kasvi, 10,8 g per 1 kasvi ja 1,6, 1 g yhtä kasvia kohti. Kaikki lajikkeet erosivat mukuloiden kuiva-aineen tuotannosta eri vesiolosuhteissa.
Kohtalaisen kuivuusstressin aikana kuivien mukuloiden massan lasku lajikkeissa vaihteli 49,3 %:sta 85,2 %:iin ja äärimmäisissä olosuhteissa 93,2 %:sta 98,2 prosenttiin. Lajikkeiden väliset erot mukuloiden kuiva-ainetuotannossa voivat johtua eroista niiden varhaisessa kypsymisessä, sillä varhain kypsyvät lajikkeet tuottavat korkeamman keskimääräisen mukulamassan kuin myöhään kypsyvät lajikkeet.
Mahdollisuudet kuivuuden lieventämiseen. Olisi loogista rajoittua tässä osassa ehdotukseen erilaisten kastelumenetelmien hallitsemisesta radikaalina ratkaisuna kuivuusongelmaan. Kastelujärjestelmien jyrkästi kohonneet kustannukset, jopa 400 XNUMX ruplaa/ha, pakottavat kuitenkin muiden kastelujärjestelmien määrätietoisempaan ja laajempaan käyttöön. vedetön, keinoja lieventää kuivuuden aiheuttamia vahinkoja. Nämä sisältävät:
Kuivuutta kestävämpien perunalajikkeiden käyttö. Viime vuosina on tunnistettu monia kuivuusstressiin liittyviä geenejä, mutta kuivuutta kestäviä perunan genotyyppejä ei ole vielä kehitetty genomin muokkaustekniikan avulla. Varsityypin määrittelemättömät lajikkeet kestävät paremmin kuivuutta, mutta erittäin pitkällä kuivuudella niillä on ongelmia mukuloiden kypsymisessä sadonkorjuuhetkeen mennessä (tilanne 2021). Varhainen kuivuus vähentää aikaisin kypsyvien lajikkeiden satoa enemmän kuin myöhään kypsyvien. Myöhäinen kuivuus on vähemmän tärkeä varhaisille lajikkeille, ja myöhään kypsyvien lajikkeiden mukuloilla ei tässä tapauksessa ole aikaa kypsyä. Ennalta arvaamattoman kuivuuden olosuhteissa kuivuusstressin vaikutuksia voidaan lieventää kasvattamalla samanaikaisesti useita eri varhaiskypsiä ja -tyyppisiä perunalajikkeita.
Tehokas maanmuokkaus. Mukautuvat maanmuokkauskäytännöt lisäävät veden tunkeutumista ja vähentävät maaperän kosteuden haihtumista ja sateiden valumista. Maanmuokkaus vaikuttaa veden saatavuuteen muuttamalla maaperän pinnan karheutta ja huokoisuutta, mutta harjujen käyttö perunan kasvattamisessa rajoittaa jonkin verran maanmuokkausmahdollisuuksia perunan tuotannossa. Siitä huolimatta on selvää Verrattuna monilla tiloilla kohtuuttomasti käytettyyn jyrsinnän malliteknologiaan ennen istutusta ja harjunmuodostuksessa passiivisten työkappaleiden käyttö viljelyyn, maan syventämiseen, rivivälien löysäämiseen, kuoppiin antaa konkreettisen eroosion, veden ja maaperän huuhtoutuminen ja veden kertymisen parantaminen (katso kuva 1-3, 3 - näkymä perunapellosta 100 mm sateen jälkeen päivässä).
Toistuvan kuivuuden taustalla ja ilmastonmuutoksen mahdollisuus huomioon ottaen perunanistutuskoneet on suositeltavaa varustaa kuoppilla, erityisesti rinteillä pelloilla ja istutuksen yhteydessä täysimittaisten harjujen muodostuminen (kuva 4) .
maaperän orgaanista ainesta lieventää kuivuuden vaikutuksia säätelemällä haihtumista, imemällä vesihöyryä multaaviin kankaisiin ja lisäämällä tunkeutumista. Hiilipitoinen eläinlanta, olki, viherlanta voivat myös parantaa maaperän ravitsemustilaa ja vedenpidätyskykyä. Erittäin vakuuttavia tuloksia saatiin vertaamalla viittä erilaista (mutta lyhyttä) perunoiden kiertojärjestelmää kastelun kanssa ja ilman (5). Tavallinen kaksivuotinen eli "status quo" (SQ) -kierto koostui ohrasta, johon oli kylvetty puna-apila peittokasvina, jota seurasi jälleen peruna seuraavana vuonna, ja siihen sisältyi säännöllinen kevät- ja syysmuokkaus joka vuosi.
Soil Conservation (SC) -kierto koostui timotein kanssa kylvetyn ohran kolmivuotiskierrosta, joka jatkaa kasvuaan koko seuraavan vuoden. Tässä järjestelmässä maanmuokkaus vähenee merkittävästi, mutta lisähoitoa ja sadonkorjuuta ei tarvita ympäri vuoden, mikä paransi merkittävästi maaperän suojelua. Lisäksi perunankorjuun jälkeen levitettiin olkikattoa (2 t/ha) maaperän säästämiseksi. Soil Improvement (SI) -kierto koostuu samasta perusmuokkauksesta (3 vuotta, ohra/timotei-timotei-peruna, rajoitettu maanmuokkaus, olkikatto), mutta vuotuisilla kompostilisäyksillä (45 t/ha), jotta saadaan ylimääräistä orgaanista ainesta maaperän parantamiseen. laatu. Taudin torjunta (DS) viljelykierto suunniteltiin torjumaan maaperän leviämiä infektioita, ja siihen sisältyi tauteja hillitsevien viljelykasvien käyttö, kiertojakso, viljelykasvien monimuotoisuus ja viherlanta. Järjestelmä oli kolmivuotinen kierto, jossa oli viherlantaksi kasvatettu tauteja ehkäisevä sinappilajike, jota seurasi ensimmäisen vuoden sinapinsiemensato. Toisena vuonna kylvettiin viherlantaksi durra-sudaniruohoa ja kolmantena vuonna talviruis perunoiden kera. Näitä viljelykiertoja verrattiin pysyvään perunan viljelyyn (PP).
Kaikki vuorottelut lisäsivät mukuloiden satoa verrattuna PP-kontrolliin ilman kiertoa, ja SI-järjestelmä, joka sisälsi vuotuisen kompostoinnin, tuotti suuremman sadonlisäyksen ja suuremman prosenttiosuuden suuria mukuloita (kuvat 3,4) kuin kaikki muut kastelemattomat järjestelmät (lisäys). 14 - 90 %). DS, joka sisälsi tauteja hillitsevää viherlantaa ja peittokasveja, tuotti korkeimman sadon kasteltuna (lisäys 11-35 %). Kastelu vaikutti mukulasadon kasvuun kaikissa viljelyjärjestelmissä (kuva 3,4), paitsi SI:ssä (keskimääräinen kasvu 27-37 %). Se johti myös lehtien kasvuaikaan ja klorofyllipitoisuuteen (fotosynteesipotentiaalin indikaattoreina) sekä juurien ja versojen biomassaan verrattuna muihin viljelyjärjestelmiin, erityisesti kastelemattomissa olosuhteissa. SI-kierto lisäsi myös N-, P- ja K-pitoisuuksia verso- ja mukulakudoksessa, mutta ei useimmissa hivenravinteissa.
Näiden viljelyjärjestelmien tutkimukset ovat paljastaneet muutoksia maaperän fysikaalisissa, kemiallisissa ja biologisissa ominaisuuksissa, ja näillä vaikutuksilla on ollut taipumus kasvaa ajan myötä. Kaikki kierrokset lisäsivät maaperän aggregaatin vakautta, veden saatavuutta, mikrobien biomassaa verrattuna täyskiertoon (PP), ja kolmen vuoden järjestelmät (SI, SC, DS) lisäsivät aggregaatin vakautta verrattuna kahteen vuoteen (SQ). Lisäksi kolmen vuoden alennetut maanmuokkauskierrot (SI ja SC) lisäsivät veden saatavuutta ja pienensivät maaperän tiheyttä muihin järjestelmiin verrattuna. SI-järjestelmä johti enemmän kokonais- ja hiukkasmaisen orgaanisen aineksen, aktiivihiilen, mikrobibiomassan, veden saatavuuden, ravinnepitoisuuksien ja pienempään bulkkitiheyteen kuin kaikissa muissa viljelyjärjestelmissä. SI:n on myös osoitettu lisäävän mikrobiaktiivisuutta ja vaikuttavan merkittävästi maaperän mikrobiyhteisön ominaisuuksiin, kun taas PP:llä on alhaisin mikrobiaktiivisuus muiden välillä. Kaikki nämä muutokset ovat maaperän parantamisen parametreja.
Tässä tutkimuksessa kaikki vuorottelut lisäsivät mukuloiden kokonaissatoa ja kaupallista satoa ilman kastelua verrattuna ei-kiertoon (PP), mutta SI-variantti tuotti kaikista järjestelmistä korkeimman mukulasadon (sekä kokonais- että kaupallinen): keskimäärin 30-40 % korkeampi kuin SQ- ja PP-järjestelmät kaikille vuosille (kuva 3,4). Satoerot olivat suurimmat kuivina vuosina (2007 ja 2010), jolloin SI-sadot olivat 40-90 % korkeammat kuin SQ:n ja PP:n. Lisäksi SI-kaaviossa saatiin suurin pitoisuus suuria ja erittäin suuria mukuloita.
On huomattava, että kastelussa kaikki viljelykierrot SI:tä lukuun ottamatta antoivat merkittävästi korkeammat sadot verrattuna kastelemattomaan teknologiaan, kun taas kokonaissato ja myyntikelpoinen sato olivat keskimäärin 27 % ja 37 % korkeammat. Vain SI-variantti tuotti vertailukelpoisia (ja korkeita) satoja sekä kastetuissa että kastelemattomissa olosuhteissa. Saadut tiedot viittaavat vahvasti siihen, että SI:ssä havaittu sadon kasvu liittyy parantuneisiin maaperän olosuhteisiin, lisääntyneeseen vedenpidätyskykyyn ja kasvien saatavilla olevaan veteen. orochenenie lisää merkittävästi kasvua ja tuottoa normaaleissa kenttäolosuhteissa но viljelykiertojärjestelmäettä SI, jossa on suuria orgaanisia lisäaineita, korvaa olennaisesti kastelun ja tarjoaa vertailukelpoisia tuloksia ilman kastelua.
Ravinteiden järkevä käyttö aineet lisää myös perunoiden kuivuuden kestävyyttä, koska se vaikuttaa maaperän ja kasvisolujen vedenpidätyskykyyn. Jotkut epäorgaaniset ravinteet, kuten Zn, N, P, K ja Seleeni, lievittävät kuivuusstressiä. Piin levitys lehtiin ja maaperään parantaa perunoiden kuivuuden kestävyyttä. Maksimaalinen kaliumin käyttö indusoi kuivuuden kestävyyttä parantamalla kasvua, kaasunvaihtoa, ravitsemuksellisia ja antioksidanttisia ominaisuuksia. Stressiä lievittävänä kalium lievittää kuivuuden negatiivisia vaikutuksia säätelemällä tai parantamalla stomatalin johtavuutta ja fotosynteesiä, CO2 ja ATP-synteesi. Kaliumin käyttö, myös suoraan kuivuusprosessissa (lehtien ruokinta), vähentää stressiä lajikkeista riippumatta (1). Kaliumin lisääminen on tehokas tapa lisätä perunasatojen kuivuudenkestävyyttä.
Luonnollisten ja synteettisten kasvunsäätelyaineiden levitys lehtien avulla kasvit voivat myös lieventää kuivuuden haitallisia vaikutuksia. Vaikka tämä on uusi tekniikka agronomiassa, josta on vasta tulossa osa tehokasta kuivuuden hallintastrategiaa. Kansainvälisessä käytännössä laajamittainen perunanviljely neutralointia vartenLämmön ja kuivuuden vaikutuksia käyttävät aktiivisimmin merileväuutteet, proteiinihydrolysaatit, humushapot ja mikrobiologiset valmisteet. Käytännön päätökset biostimulanttien käytöstä poikkeavat jonkin verran teoreettisista väitteistä (2). Kaikkia hyvän vastaanoton saaneita kaupallisia tuotteita kuumuutta ja kuivuutta vastaan hallitsee aminohappo glysiini puhtaassa muodossaan ja yhdessä betaiinin (glysiinin johdannainen) kanssa.
Levä- ja humaattiuutteissa orgaanisen aineksen pitoisuus on ensisijainen. Tiivistetyt tuotteet ovat tehokkaampia. Humiinihapot ovat parempia kuin fulvohappoja. Mikrobiologisissa valmisteissa on täsmennettävä kantakoostumus, tehokkuus tällä alueella varmistetaan vain perustutkimuslaitosten kehityksellä, eikä hyödyllisten mikro-organismien kantojen auktoriteetti muodostu heti, vaan useiden vuosien kuluessa. Ei ole järkevää käyttää valmisteita, joilla on epäspesifinen, käsittämätön koostumus ja tuntematon sisältö tai pitoisuuden nimitys epästandardeissa mittayksiköissä. Valitettavasti tällaisia ei-ammattimaisia tuotteita on edelleen riittävästi markkinoilla.
Työtapojen säätö siemenmateriaalilla. Kuivuusstressi, erityisesti yhdistettynä ylimääräiseen lämpöön, pahentaa siemenmukuloiden fysiologista tilaa. Syvän lepotilan aika lyhenee, varhaisen, kirjaimellisesti syksyn, mukuloiden itämisen riski kasvaa sellaisten lajikkeiden mukuloiden, joilla on lyhyt geneettinen lepotila varastoinnissa. Kuivuuden vaikutus on otettava huomioon valmistettaessa siemeniä tiettyyn perunanviljelyyn. Erityisesti on punnittava kunkin lajikkeen siemenmukuloiden käyttötarvetta ja pitkäaikaisen itämisen seurauksia korkeissa lämpötiloissa.
neuvosto о liikkuva tuotanto peruna alueille, joilla on paljon sadetta ja alhaisempi kuivuuden todennäköisyys laajan Venäjän federaation mittakaavassa on täysin perusteltua. Kyllä, tällä ei ole merkitystä suurimmalle osalle olemassa olevista yrityksistä, mutta startup-yritysten on suositeltavaa käsitellä tällaisia mahdollisuuksia tietoisesti ja ajoissa, ts. projektin suunnitteluvaiheessa. Käytännössä tehokasta on useimmissa tapauksissa perunapeltojen alueellinen poistaminen yhden suuren yrityksen sisällä. Usein jopa 5-10-20 km:n etäisyydellä sateen määrä ja ajoitus vaihtelevat merkittävästi. Kokonaispinta-alan jako mahdollistaa perunan bruttosadon vakauden lisäämisen.
Maatalouden ankaraa kuivuutta on aina pidetty ylivoimaisena esteenä, nuo. merkittävä seikka, joka vaikuttaa negatiivisesti kykyyn täyttää sopimusvelvoitteet asiakkaita, pankkeja jne. kohtaan. Todellisen alan kumppanuussuhteen ja valtion politiikan toteuttamisen elintarviketuotannon vakauden tukemiseksi tällaisessa tilanteessa on tapana soveltaa taloudellisia toimenpiteitä kuivuuden aiheuttamien vahinkojen korvaamiseksi maataloustuottajille.
Joten vuonna 2022 havaittiin pitkä kuivuus ja korkeat lämpötilat Euroopan tärkeimmissä perunantuottajamaissa: Saksassa, Belgiassa, Ranskassa ja Englannissa. On jo laskettu, että EU:n bruttoperunasato on alhaisin viimeiseen 20 vuoteen. Vastaustoimenpiteet sielläotetaan ripeästi: taatun vakuutuskorvauksen lisäksi sopimushintoja tarkistetaan - tietysti ylöspäin vähittäiskaupan ruokaperunoiden kokotoleranssit tarkentuvat tietysti alaspäin. Kauppaketjut tiedottavat kuluttajille syistä kalibroinnin muuttamiseen, koko yhteiskunnalla on ymmärrys, että tässä tilanteessa vähittäiskauppiaiden tulojen osuus kokonaistuloksesta hintaa pitäisi alentaa eduksi maanviljelijät. Tämä Venäjän federaatiossa aktiivisesti rahaa ansaitsevien ulkomaisten vähittäiskauppaketjujen työtyyli ei koske venäläisiä perunanviljelijöitä. Perunan ostohinnat ovat tällä hetkellä huomattavasti alhaisemmat kuin viime vuonna, jolloin myös kuivuus oli (koska kuivuus 2022 ei kattanut kaikkia alueita), ja valtionhallinnon ja valvontaelinten, toimialaliittojen on aika kiinnittää tähän huomiota. Ja on realistista tukea perunantuottajia kuivissa olosuhteissa, mikä osoittaa itse asiassa huolta elintarviketurvasta ja tuonnin korvaamisesta.
Näin ollen kuivuudesta tulee tärkein luonnonilmiö, joka rajoittaa perunoiden satoa. Kasvin herkkyys kuivuudelle johtuu ensisijaisesti sen matalasta juurijärjestelmästä. Vesistressin vaikutukset vaihtelevat eri kasvuvaiheissa. Mukuloiden alkaminen ja kasvu ovat kriittisimmät vaiheet. Veden puute mukuloiden ilmaantumisen aikana voi vaikuttaa vakavasti muodon vääristymisen, rupin leviämisen, halkeamien ja onttoisuuden laatuun. Veden puute mukuloiden turpoamisen aikana vaikuttaa eniten satoon. Lehden pinnan muodostumisen dynamiikka, lajikkeen kehitystapa määräävät kuivuuden kestävyyden tason. Kuivuusstressin vaikutuksia voidaan lieventää valitsemalla ja kasvattamalla samanaikaisesti useita perunalajikkeita, joilla on erilaiset varhaiskypsymis- ja kasvutavat. Maaperän syvennysten, passiivisten työkappaleiden käyttö, rivivälien ja kuoppien löysääminen varmistavat maaperän kosteusvarantojen ja sateiden säilymisen kasvukauden aikana. Viljelykierron keston pidentäminen, peittokasvien, viherlannan käyttö, maanmuokkauksen vähentäminen ja orgaanisten lannoitteiden käyttö parantavat merkittävästi perunoiden kasvua ja satoa kuivissa olosuhteissa. Tehokas keino vähentää kuivuuden aiheuttamia vahinkoja ovat pätevä siemenmateriaalin käsittely, erityiset stressintorjuntavalmisteet ja lehtiruokinta kohdistetuilla ravintoaineilla.
Suositukset: Bahar, A.A.; Faried, HN; Razzaq, K.; Ullah, S. et ai. Kaliumin aiheuttama perunan kuivuuden sietokyky parantamalla morfofysiologisia ja biokemiallisia ominaisuuksia. Agronomy 2021, 11, 2573. https://doi.org/10.3390/agronomy11122573 Banadysev S.A. Vastusta stressiä / maatalousliiketoimintaa. - 2022. Nro 3. - s. 18-23. Dahal K, Li XQ, Tai H, Creelman A ja Bizimungu B (2019) Perunan stressinsietokyvyn ja mukulasadon parantaminen ilmastonmuutosskenaariossa – nykyinen katsaus. edessä. Plant Sci. 10:563. doi:10.3389/ fpls.2019.00563 Huntenburg K, Dodd IC, Stalham M. Maaperän tiivistymiselle ja/tai kuivaukselle altistetun perunan agronomiset ja fysiologiset vasteet. Ann Apple Biol. 2021; 178: 328–340. https://doi.org/10.1111/aab.12675 Larkin, R.P.; Honeycutt, CW; Griffin, T.S.; Olanya, OM; He, Z. Perunan kasvun ja sadon ominaisuudet eri viljelyjärjestelmän hallintastrategioissa Northeastern US Agronomy 2021, 11, 165. https://doi.org/10.3390/agronomy11010165 Nasir, M.W.; Toth, Z. Kuivuusstressin vaikutus perunantuotantoon: Katsaus. Agronomy 2022, 12, 635. https://doi.org/10.3390/agronomy12030635 Obidiegwu JE, Bryan GJ, Jones HG ja Prashar A (2015) Kuivuuden selviytyminen: stressi ja mukautuvat reaktiot perunassa ja parannusnäkymiä. edessä. Plant Sci. 6:542. doi:10.3389/fpls.2015.00542 |