В статье приводятся результаты исследований урожайности, качества и экологической безопасности клубней картофеля сорта Гала на черноземе выщелоченном Республики Мордовия в зависимости от системы защиты растений. Различие в урожайности клубней при использовании биологической и химической системы защиты растений было несущественным. На варианте с традиционной химической системой защиты растений отмечалась тенденция к увеличению содержания сухого вещества и крахмала относительно варианта с органической системой защиты. Содержание остаточных количеств пестицидов дифеноконазола и хлорантранилипрола и нитратов не превышало максимально допустимого уровня, однако на варианте с органической системой защиты уровень нитратов в клубнях был выше на 20–27 мг/кг по сравнению с таковым на варианте с традиционной системой защиты. В более засушливый год возрастало содержание нитратов в клубнях на 50–57 мг/кг и снижалось — меди на 5,7–6,8 мг/кг по сравнению с влажным годом.
1. Введение
В последние годы появился запрос населения на высокое качество и экологическую безопасность продуктов питания
[1][2][3][1]
2. Методы и принципы исследования
Цель работы — изучить продуктивность, качество и экологическую безопасность урожая картофеля сорта Гала в зависимости от применения биологической и химической систем защиты растений.
Исследования проводили в модельном полевом опыте на черноземе выщелоченном в Мордовском НИИСХ — филиале ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока в 2023–2024 гг. Полевой опыт — однофакторный в четырехкратной повторности. Схема опыта включала следующие варианты:
1) органическая (биологическая) система защиты;
2) традиционная химическая система защиты (производственный контроль).
Система биологической защиты строилась на основе применения препаратов, разрешенных в органическом земледелии (хлорокись меди; споры
[4]
1) чистый пар;
2) озимая пшеница;
3) ячмень яровой;
4) картофель;
5) картофель.
В 2023 г предшественником являлся ячмень яровой, в 2024 г — картофель. Минеральные удобрения не вносились по причине высокого содержания фосфора (220 мг/кг) и калия (198 мг/кг). После уборки предшественника проводилась вспашка на глубину 25 см. Весной проводилось закрытие влаги, предпосадочная культивация, нарезка гребней картофелесажалкой
«»
Уборку урожая осуществляли 25.08.23 и 07.09.24 сплошным методом, с учетной части делянки. От общего урожая клубней по повторениям отбирали средние пробы массой по 5 кг не поврежденных вредителями и болезнями клубней
[5]
3. Основные результаты
За 2 года исследований урожайность клубней картофеля существенно не различалась по вариантам защиты растений (18,6–19,4 т/га). Большая урожайность ботвы естественной влажности была установлена на варианте с традиционной системой защиты (+2,3 т/га относительно варианта с органической), что можно объяснить лучшей эффективностью химических средств защиты в подавлении листовой инфекции
[4]
Для урожая картофеля главным показателем качества урожая является содержание крахмала и сухого вещества. Как видно из таблицы 1, прослеживается тенденция к повышению содержания как сухого вещества (на 1,2%), так и крахмала (на 0,7%) на варианте с традиционной системой химической защиты в сравнении с биологической. Видимо, это связано с лучшими условиями сохранения деятельности листового аппарата при системе химической защиты.
По годам наблюдалась тенденция к накоплению сухого вещества в более сухой 2024 год относительно 2023 года (на 3,2–3,7%). В публикациях встречается информация по возможному снижению удельного содержания крахмала с увеличением продуктивности
[7]
Качество и экологическая безопасность клубней картофеля в зависимости от системы защиты растений
| Вариант системы защиты растений | Массовая доля крахмала, % | Массовая доля сухого в-ва, % | Дифеноконазол, мг/кг | Хлорантранилипрол, мкг/кг | Нитраты, мг/кг | Cu, мг/кг | ||||
| 2023 | 2024 | 2023 | 2024 | 2023 | 2023 | 2023 | 2024 | 2023 | 2024 | |
| 1 Биологическая | 13,2±0,2 | 13,6±3,2 | 18,3±1,5 | 21,5±2,1 | Не опр. | Не опр. | 100±33 | 150±18 | 6,1±1,7 | 0,4±0,1 |
| 2 Химическая | 14,0±1,1 | 14,2±1,9 | 19,2±1,2 | 22,9±1,2 | <0,001 | <0,001 | 73±10 | 130±11 | 7,0±1,8 | 0,2±0,1 |
| МДУ | – | – | – | – | 0,02 | 0,1 | 250 | 250 | 5,0 | 5,0 |
Остаточные количества фунгицидов (дифеноконазола) и инсектицидов (хлорантранилипрол, кораген), внесенных в последнюю обработку, содержатся в количествах, не превышающих норм (согласно СанПиН 1.2.3685-21).
Содержание нитратов в клубнях картофеля было ниже установленного норматива в 250 мг/кг. Однако, наблюдалась дифференциация накопления нитратов в клубнях картофеля как по годам, так в зависимости от системы защиты растений. При использовании органической (биологической) системы защиты растений содержание нитратов в клубнях было больше на 20–27 мг/кг, чем на варианте с химической. Это, вероятно, обусловлено большим накоплением возбудителей болезней, из-за чего в растениях могут нарушаться процессы включения азота в биологический цикл и большим накоплением его в минеральной форме. Во влажный 2023 год содержание нитратов в клубнях картофеля по вариантам опыта было ниже на 50–57 мг/кг сырого веса, чем в 2024 год. Видимо, это может быть связано с большей вымываемостью нитратов из корнеобитаемого горизонта во влажный год и эффектом «биологического разбавления» при большей урожайности. Данные по большему накоплению нитратов в более сухой год согласуются данными Иванова Д. И. (2016) по корнеплодам.
Содержание меди незначительно варьировало по вариантам, в 2023 году происходило превышение МДУ на 1,1–2,0 мг/кг. В более сухой вегетационный период 2024 года меди накапливалось в клубнях существенно меньше. Вероятно, сказалась и большая подвижность почвенных соединений меди при более влажной погоде 2023 г. Согласно данным различных исследователей
[9][10][10]
4. Заключение
Различие в урожайности клубней при использовании биологической и химической системы защиты растений было несущественным.
На варианте с традиционной химической системой защиты растений отмечалась тенденция к увеличению содержания сухого вещества и крахмала относительно варианта с органической системой защиты. Содержание остаточных количеств пестицидов дифеноконазола и хлорантранилипрола, а также нитратов не превышало максимально допустимого уровня, однако на варианте с органической системой защиты уровень нитратов в клубнях был выше на 20–27 мг/кг по сравнению с таковым на варианте с традиционной системой защиты. В более засушливый год возрастало содержание нитратов в клубнях на 50–57 мг/кг и снижалось — меди на 5,7–6,8 мг/кг по сравнению с влажным годом. В целом, можно сделать вывод, что продукция картофеля, полученная на различных вариантах системы защиты растений, является экологически безопасной.
The additional file for this article can be found as follows:
Further description of analytic pipeline and patient demographic information. DOI: