Научно-практическая работа по биологии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №8»

Елабужского муниципального района Республики Татарстан

Научно-исследовательская работа

«Влияние агротехнических способов на повышение урожайности картофеля при экологически чистом способе его выращивания»

Автор:

Файзуллин Булат Айдарович

учащийся 9 «Б» класса МБОУ

«Средняя общеобразовательная школа №8» ЕМР РТ

Руководитель:

учитель биологии

высшей квалификационной категории

МБОУ «СОШ №8» ЕМР РТ

Саетгалеева Р.Р.

Елабуга, 2016

Оглавление

Введение

Цель: выявить влияние агротехнических приемов на повышение урожайности картофеля при экологически чистом способе выращивания.

Задачи:

1. Изучить литературу по выращиванию картофеля.

2. Изучить агротехнические приемы, способствующие повышению урожайности картофеля (окучивание, мульчирование).

3. Выполнить практическую часть работы на садовом опытном участке.

4. Провести необходимые наблюдения и измерения растений картофеля.

5. Провести анализ наблюдений и сделать выводы.

6. Изучить и дать рекомендации по повышению урожайности картофеля на индивидуальных садовых участках.

Актуальность:

Литературный обзор

Краткая характеристика предмета исследования.

Карто́фель, или Паслён клубнено́сный (лат. Solánum tuberósum), — вид многолетних клубненосных травянистых растений из рода Паслён (Solanum) семейства Паслёновые (Solanaceae). Клубни картофеля являются важным пищевым продуктом, в отличие от ядовитых плодов, содержащих гликоалкалоид соланин.

Современное научное название картофеля в 1596 году ввёл Каспар Баугин в работе «Theatri botanici», позже этим названием воспользовался Линней в своей работе «Species Plantarum» (1753).

Русское слово «картофель» произошло от нем. Kartoffel, которое, в свою очередь, произошло от итал. tartufo, tartufolo — трюфель.

Ботаническая и морфологическая характеристика

Травянистое растение, достигающее в высоту более 1 метра.

Стебель голый, ребристый. Часть стебля, погружённая в почву, выпускает длинные побеги (длиной 15—20, у некоторых сортов 40—50 см).

Лист картофеля тёмно-зелёный, прерывисто-непарноперисторассечённый, состоит из конечной доли, нескольких пар (3—7) боковых долей, размещённых одна против другой, и промежуточных долек между ними. Непарная доля называется конечной, парные доли имеют порядковые названия — первая пара, вторая пара и т. д. (счёт ведётся от конечной доли). Доли и дольки сидят на стерженьках, прикреплённых к стержню, нижняя часть которого переходит в черешок. Около долей пар размещаются ещё более мелкие дольки.

Цветки белые, розовые и фиолетовые, собраны щитком на верхушке стебля, чашечка и венчик пятираздельные.

Из пазух зачаточных листьев в подземной части стебля отрастают подземные побеги — столоны, которые, утолщаясь на вершинах, дают начало новым клубням (видоизменённым побегам). На концах столонов развиваются клубни, которые, в сущности, не что иное, как вздувшиеся почки, вся масса которых состоит из тонкостенных гранёных клеток, наполненных крахмалом, а наружная часть состоит из тонкослойной пробковой ткани. Клубни созревают в августе — сентябре.

Плод — многосемянная, тёмно-зелёная, ядовитая ягода диаметром 2 см, по форме напоминающая маленький помидор.

В зелёных вегетативных частях растения содержится алкалоид соланин, который служит для защиты растения от поражения бактериями и некоторыми видами насекомых. В связи с этим позеленевшие клубни картофеля несъедобны.

Биологические особенности

Картофель размножают вегетативно — небольшими клубнями или частями клубней (и для целей селекции — семенами). Они высаживаются на глубину от 5 до 10 см.

Прорастание почек клубней в почве начинается при 5-8 °C (оптимальная температура для прорастания картофеля 15-20 °C). Для фотосинтеза, роста стеблей, листьев и цветения — 16-22 °C. Наиболее интенсивно клубни образуются при ночной температуре воздуха 10-13 °C. Высокая температура (ночная около 20 °C и выше) вызывает тепловое вырождение. Из семенных клубней развиваются растения с резко пониженной продуктивностью. Всходы и молодые растения повреждаются при заморозках в −2 °C.

Наибольшее количество воды растение потребляет во время цветения и клубнеобразования. Избыток влаги вреден для картофеля.

На формирование надземной части и клубней расходуется много питательных веществ, особенно в период максимальных приростов вегетативной массы и начала клубнеобразования. При урожае 200—250 ц с 1 га растения извлекают из почвы 100—175 кг азота, 40-50 кг фосфора и 140—230 кг калия.

Лучшие для картофеля почвы — чернозёмы, дерново-подзолистые, серые лесные, осушенные торфяники; по механическому составу — супеси, лёгкие и средние суглинки. Почва для картофеля должна быть рыхлой: в уплотнённой почве формируются мелкие и деформированные клубни.

Лучшими удобрениями служат калийные соли, затем костяная мука, известь, навоз. Избыток азотных удобрений в почве нежелателен, так как это способствует разрастанию ботвы в ущерб образованию клубней.

При возделывании картофеля используют следующие агротехнические приемы:

Окучивание — это присыпание влажной почвы к стеблям горкой. Такой прием позволяет придать растениям устойчивость, вызывает рост корней, а у картофеля появляются столоны, на которых вырастают клубни.

Картофель в процессе выращивания окучивают не менее двух раз. Это повышает урожайность и качество, в том числе товарный вид картофеля. Особенно необходимо окучивание картофелю при тяжелой почве. Лучше выполнять эту работу при пасмурной погоде в утренние или вечерние часы.

При избыточном увлажнении почвы окучивание способствует хорошему дренажу, а также аэрации (обогащению кислородом) и прогреванию солнечными лучами.

Помимо этого, окучивание применяют для того, чтобы защитить растения от зимних холодов и заморозков осенью и ранней весной, для защиты растений от ветровалов, борьбы с вредителями и болезнями, при размножении отводками и пр.

Количество окучиваний, а также сроки их проведения зависят от особенностей растений, почвенно-климатических условий, возраста растения и влажности.

Окучивание можно проводить после полива или дождя, чтобы присыпать к стеблю растения влажную почву.

На небольших дачных участках окучивание рекомендуется проводить в сухую погоду. От стебля надо отгрести верхний слой почвы, а из более глубокого слоя окучивать растения. В глубоких слоях почвы содержится больше влаги.

Плюсы окучивания:

• обеспечение защиты стебля растения от различных климатических явлений, стимуляция роста растений и развития корнеплодов,

• дренаж

• борьба с насекомыми, вредителями, болезнями и сорняками.

Минусы окучивания:

• иссушение участков почвы,

• ухудшение развития побегов, если их слишком высоко привалили землей,

• ухудшение развития корневой системы при глубокой посадке растений.

Мульчирование — это покрытие почвы под плодовыми деревьями или овощными растениями защитным слоем. Мульчировать можно также почву между грядками или рядами овощей. В качестве мульчи используют различные материалы.

В природе под деревьями и кустарниками всегда находится слой опавшей листвы, хвои, отмершие остатки растений. Этот органический слой защищает почву от размывания, пересыхания, выветривания. Мульчирование оказывает аналогичные эффекты. Одновременно оно обогащает почву органическими веществами и способствует развитию корневой системы растений.

Мульчирование предотвращает образование на поверхности почвы корки, уменьшает рост сорняков. Соответственно сокращается число поливов и отсутствует необходимость заниматься регулярной прополкой. Под слоем мульчи земля легче дышит. Особенно это относится к глинистым почвам, так как мульча не пропускает солнечных лучей и не допускает затвердевания земли.

Под слоем мульчи активно размножаются почвенные бактерии. Мульча является для многих из них дополнительным источником питательных (веществ. Под мульчей хорошо размножаются дождевые черви и мелкие животные, которые способствуют улучшению структуры почвы. Летом слой зеленой мульчи легко и быстро перерабатывают микроорганизмы. В связи с этим, мульчу необходимо периодически подсыпать.

Под слоем мульчи поддерживаются оптимальные для растений температура и влажность почвы. Перепады температуры почвы происходят менее резко. Это положительно сказывается на обмене веществ  в растениях. Наибольший эффект от мульчирования наблюдается в районах с засушливой погодой, так как мульча предотвращает испарение влаги из почвы. Под мульчей погибают сорняки, так как они испытывают дефицит солнечного света

Распространение и история культуры

Родина картофеля — Южная Америка, где до сих пор можно встретить дикорастущий картофель. Введение картофеля в культуру (сначала путём эксплуатации диких зарослей) было начато примерно 9—7 тысяч лет тому назад на территории современной Боливии. Индейцы не только употребляли картофель в пищу, но и поклонялись ему, считая одушевлённым существом.

Утверждается, что в календаре инков существовал следующий способ определения дневного времени: мерилом служило время, затрачиваемое на варку картофеля, что приблизительно равнялось одному часу. То есть, в Перу говорили: прошло столько времени, сколько ушло бы на приготовление блюда из картофеля.

В Европу (Испанию) картофель впервые был завезён, вероятно, Сьеса де Леоном в 1551 году, при его возвращении из Перу. Первое свидетельство употребления картофеля в пищу относится также к Испании: в 1573 году картофель значится среди продуктов, закупленных для госпиталя Крови Иисусовой в Севилье. В дальнейшем культура распространилась в Италии, Бельгии, Германии, Нидерландах, Франции, Великобритании и других европейских странах. Сначала картофель был принят в Европе за декоративное растение, причём ядовитое.

Антуан Огюст Пармантье окончательно доказал, что картофель обладает высокими вкусовыми и питательными качествами. С его подачи началось проникновение картофеля в провинции Франции, а затем и других стран. Ещё при жизни Пармантье это позволило победить во Франции частый прежде голод и вывести цингу. В честь Пармантье названо несколько блюд, основным ингредиентом которых является картофель.

Неурожай картофеля, спровоцированный влиянием патогенного микроорганизма Phytophthora infestans, вызывающего фитофтороз, стал одной из причин массового голода, поразившего Ирландию в середине XIX века и подстегнувшего эмиграцию населения в Америку.

Появление в России картофеля Императорское Вольное экономическое общество связывало с именем Петра I, который в конце XVII века прислал в столицу мешок клубней из Голландии якобы для рассылки по губерниям для выращивания. Тем не менее, на протяжении всего XVIII века картофель в основном подавали только в аристократических домах. Первым, кто начал выращивать картофель на огороде, а не на клумбах был Андрей Болотов. Из-за довольно частых случаев отравления плодами «чёртова яблока» крестьянское население картофель не принимало.

В 1840—1842 годах по инициативе графа Павла Киселёва стали быстро увеличиваться площади, выделенные под картофель. Согласно распоряжению от 24 февраля 1841 года «О мерах к распространению разведения картофеля» губернаторы должны были регулярно отчитываться правительству о темпах увеличения посевов новой культуры. По всей империи разослали тридцать тысяч бесплатных наставлений по правильной посадке и выращиванию картофеля.

В результате по стране прокатилась волна «картофельных бунтов». Страх народа перед нововведениями разделяли и некоторые просвещённые славянофилы. Например, княгиня Авдотья Голицына «с упорством и страстью отстаивала свой протест, которым довольно забавлялись в обществе». Она заявляла, что картошка «есть посягательство на русскую национальность, что картофель испортит и желудки, и благочестивые нравы наших искони и богохранимых хлебо- и кашеедов».

Тем не менее «картофельная революция» времён Николая I увенчалась успехом. К концу XIX века в России было занято под картофель более 1,5 млн га. К началу XX века этот овощ уже считался в России «вторым хлебом», то есть одним из основных продуктов питания.

Картофель культивируется в умеренной климатической зоне по всему земному шару; клубни картофеля составляют значительную часть пищевого рациона народов Северного полушария (русских, белорусов, поляков, канадцев). Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН объявила 2008 год «Международным годом картофеля». В 1995 году картофель стал первым овощем, выращенным в космосе.

Химический состав клубней зависит от сорта, условий выращивания (климатических, погодных, типа почвы, применяемых удобрений, агротехники возделывания), зрелости клубней, сроков и условий хранения и др.

Клубни содержат в среднем

воды — 76,3 %

сухого вещества — 23,7 %, в том числе

крахмала — 17,5 %

сахаров — 0,5 %

белка — 1-2 %

минеральных солей — около 1 %

Максимальное содержание сухого вещества в клубнях 36,8 %, крахмала 29,4 %, белка 4,6 %, витаминов С, B1, B2, B6, PP, К и каротиноидов.

Первым в России приступил к выращиванию картофеля на огороде (а не на клумбах) Андрей Тимофеевич Болотов, положив тем самым начало массовому распространению на Руси «второго хлеба». Андрей Тимофеевич писал, что даже в самые «худые» годы получал от каждого четверика по 3—4 четверти (в четверти 8 четвериков), другими словами коэффициент размножения был приблизительно 24—32.

Он писал: «Количество урожая бывает не равное. По большей части на кусте яблок по 20, по 30 и по 40, а на некоторых и гораздо больше. В четвёртом году назад насчитал я на одном кусту слишком сто яблок и таких кустов было много». Подражая прусским картофелеводам Болотов употреблял на посадку клубни около 50 г, и урожай наверно составлял около 1,5 кг на растение. То есть урожай уже даже в XVIII веке измерялся сотнями центнеров с гектара.

В настоящее время при выращивании картофеля плотность посадки составляет примерно 55 тыс. растений на гектар. Масса товарного клубня 50-150 г.

В умеренных широтах и в субтропиках картофель созревает за 4 месяца и дает от 250—350 ц/га. При правильной подборке сортов в средней полосе возможно получение двух урожаев в год. В тропиках он может созреть за 3 месяца и дать 150—250 ц/га. Максимальная урожайность современных сортов картофеля составляет 400—800 ц/га. Урожайность зависит от двух основных факторов. Первый это использование качественного семенного материала. Таким являются семенные клубни, выращенные в специализированных семеноводческих хозяйствах или научных учреждениях, и при этом не ниже второй-третьей репродукции. Вторым фактором является правильный уход за клубнями и растениями до и после высадки.

Сорта

Существует огромное количество сортов картофеля — около 5 тысяч. Они отличаются по срокам созревания, урожайности, устойчивости к болезням. В Российский Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2009 г., включено более 260 сортов картофеля.

В зависимости от использования различают четыре основные группы сортов: столовые, технические, кормовые и универсальные.

Самые распространённые в культуре столовые сорта имеют нежную мякоть, не темнеют, содержат 12—16 % крахмала, богаты витамином С. Их клубни по большей части округлые или овальные, с поверхностным размещением глазков.

Клубни технических сортов характеризуются высоким содержанием крахмала — свыше 18 %.

В кормовом картофеле, по сравнению с другими группами, более высокое содержание белков (до 2—3 %) и сухих веществ.

Универсальные сорта по содержанию крахмала и белков и вкусовым качествам клубней занимают промежуточное место между столовыми и техническими сортами.

Синие клубни сорта 'Vitelotte' остаются такими даже после варки

Популярные сорта картофеля

Адретта, Беллароза, Берегиня, Бородянска розовая, Велокс, Витязь, Винета, Витара, Водопад, Воловецка, Гатчинский, Голдика, Древлянка, Джелли, Ертиштольц, Житомирянка, Зарево, Зов, Икар, Кобза, Колетте, Ласунак, Лорх, Луговска, Нимфа, Нева, Незабудка, Нора, Панда, Петланд Дел, Полесская розовая, Посвит, Пост-86, Подснежник, Радомишльска, Розалинд, Розара, Сантана, Сатину, Сатурна, Синеглазка, Рассвет киевский, Слава, Солара, Темп, Украинская розовая, Фельсина.

Классификация сортов картофеля идет следующим образом

Сверхранние (34 — 36 дней)

Ранние (40 — 50 дней)

Среднеранние (50 — 65 дней)

Среднеспелые (65 — 80 дней)

Среднепоздние (80 — 100 дней)

При этом полный срок созревания +15...20 дней. Урожайность достигает максимума в конце вегетации, но и при минимальном сроке возделывания картофель приносит в среднем около половины максимального урожая. Поэтому картофель пригоден для выращивания даже на дальнем севере где вегетационный период составляет менее 60 дней в году.

Один из самых распространённых сортов с синеватой кожурой, выращиваемых на российских огородах — «синеглазка». Научное название этого сорта «Ганнибал», в честь Абрама Ганнибала, который якобы первым провёл опыты по селекции и хранению картофеля в России.

Самый дорогой в мире картофель называется «La Bonnotte». Предприимчивые крестьяне, которые живут на островке Нуармутье, собирают не более 100 тонн этого сорта в год. Так как клубень этого сорта исключительно нежен, собирать его можно только вручную. Картофель «La Bonnotte» обойдется самым изысканным гурманам примерно в 500 евро за килограмм.

В 1997 году специалистами компании «Монсанто» выведен генетически изменённый картофель с геном ВТ, который не съедобен для ряда видов вредителей.

Материалы и методы исследования

Исследование проводилось на личном участке семьи Файзуллиных на территории поселка «Радужный» в период с мая по сентябрь 2016 года.

Опытный участок состоял из 15 рядов:

- 5 рядов не окучивались,

- 5 рядов окучивались,

- 5 рядов мульчировались скошенной травой и сеном.

Для исследования был взят сорт картофеля «Невский».

Условия погоды при проведении исследования:

Измерение растений

Был изучен гранулометрический состав почвы. Гранулометрическим составом определяются почти все физические свойства почвы – адсорбционная, структурообразующая способность, плотность, влагоемкость, тепловые и физико-механические свойства. Глинистые и суглинистые почвы, например, содержат больше гумуса и питательных веществ, чем почвы супесчаные и песчаные. Почвы легкого гранулометрического состава весной раньше прогреваются, и обработку их можно начинать в более ранние сроки. Все почвенные исследования, проводимые в целях решения разных задач, обязательно сопровождают определением гранулометрического состава. При полевом морфологическом описании используются визуальные методы, а в лабораторных условиях дается точное определение гранулометрического состава исследуемых почв принятыми методами анализа. Визуально гранулометрический состав определяется "сухим" и "мокрым" методами.

"Мокрый" метод

Отсутствие возможности получения в полевых условиях данных по абсолютным значениям содержания гранулометрических фракций вынуждает проводить полуколичественную и качественную оценку гранулометрического состава почв. Среди подобных методов для оценки гранулометрического состава почв используются следующие методы:

А. Метод скатывания в шнур;

Б. Оценка гранулометрического состава по числу пластичности.

А. Метод скатывания в шнур.

Берут 3 – 4 г почвы и увлажняют до состояния густой пасты (вода при этом из почвы не отжимается). Хорошо размятую и перемешанную в руках почву раскатывают на ладонях в шнур толщиной около 3 мм и затем сворачивают в кольцо диаметром примерно 3 см. В зависимости от механического состава почвы шнур при скатывании принимает различный вид.

Результаты исследования

В результате исследования мы выявили, что на грядках, которые мульчировались дали больше урожая. Клубни были здоровые, ровные, крепкие на вид, весом 200-250 грамм, не поврежденные вредителями.

Убор и учет урожая

Выводы

На основании проведенного исследования мы сделали следующие выводы:

1. Изучение литературы по выращиванию картофеля показало, что многие садоводы используют различные приемы для повышения его урожайности (окучивание, мульчирование, разокучивание).

2. Высокие параметры при измерении вегетативных частей являются показателями хорошего развития растений картофеля.

3. Мульчирование травой и соломой благоприятно влияет на развитие клубней картофеля и на их урожайность.

Заключение

В результате проведенного исследования, мы убедились в том, что на урожайность картофеля и на хорошее развитие клубней благотворно влияет такой способ обработки, как мульчирование соломой и травой. Тем более такой вид обработки не требует больших физических усилий. Результаты проведённого исследования хорошо соотносятся с предварительной гипотезой, подтверждают данные литературных источников. Однако проведенное исследование ни в коем случае не претендует на полноту и не является исчерпывающим. Для полноты картины и большей достоверности результатов требуется продолжение работы. В 2017 году, опытно-экспериментальным путем мы предполагаем, выяснить эффективность технологии выращивания озимого картофеля и посадки картофеля под черный нетканый материал.

Список использованной литературы

1. Учебно-опытная работа на пришкольном участке. М. А. Папорков, Н. И. Клинковская, Е. С. Милованова. – М.: «Просвещение», 1974.

2. Полевые исследования свойств почв: учеб. пособие к полевой практике для студентов, обучающихся по направлению подготовки 021900 – почвоведение / М.А. Мазиров [и др.] ; Владим. гос. ун-т имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых. – Владимир : Изд-во ВлГУ, 2012. – 72 с. ISBN 978-5-9984-0192-3

3. Всё о лекарственных растениях на ваших грядках / Под ред. Раделова С. Ю.. — СПб: ООО «СЗКЭО», 2010.

4. Мамонов Е. В. Сортовой каталог. Овощные культуры. — Москва: ЭКСМО-ПРЕСС, Лик Пресс, 2001.

5. Журнал «Приусадебное хозяйство», №6 2016 год.

Интернет-источники:

http://ru.wikipedia.org/wiki/ – Википедия – свободная энциклопедия

Приложения

Закладка опыта

Окучивание картофеля Мульчирование картофеля

25