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.
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 хорошо окультуренных 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 ниже, 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.
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 избежании 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 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.
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. 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.
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.
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 0,3% 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.