In 2022 werden aardappelen in veel regio's van de Russische Federatie aanzienlijk getroffen door een langdurige droogte, wat leidde tot een merkbare daling van de opbrengsten ten opzichte van het gemiddelde niveau van de afgelopen jaren. In de loop van drie zomermaanden viel bijvoorbeeld slechts 47% van de neerslag in de regio Moskou in vergelijking met de langjarige gemiddelde waarden (zie tabel).
Tegelijkertijd ging de droogte gepaard met hoge luchttemperaturen, vooral in augustus, en met oververdichting van de bodem. In termen van hun impact op de productiviteit zijn deze factoren ongelijk. Bodemverdichting beperkt de horizontale en verticale wortelgroei, wat uiteindelijk het aantal knolgewassen en de opbrengst vermindert. Kleinere wortelsystemen krijgen toegang tot een kleiner volume grond, waardoor de opname van water en voedingsstoffen wordt beperkt, wat resulteert in kleinere planten met minder bladoppervlak.
Weersomstandigheden van de groeiseizoenen 2016-2022 in het Dmitrovsky-district van de regio Moskou
Maand | Gemiddelde dagelijkse luchttemperatuur, оС | |||||||
Gem. veel l. | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
april | 5,7 | 6,5 | 3,7 | 6,5 | 6,9 | 3,8 | 6,6 | 4,6 |
mei | 13,4 | 13,7 | 8,5 | 14,4 | 15,3 | 10,6 | 13,5 | 9,7 |
juni | 16,3 | 16,6 | 13,7 | 15,7 | 18,2 | 18,3 | 19,4 | 17,7 |
juli | 18,7 | 19,7 | 17,1 | 19,2 | 15,6 | 17,7 | 21,2 | 19,5 |
Augustus | 17,0 | 17,9 | 17,8 | 18,4 | 15,2 | 16,5 | 18,4 | 20,7 |
September | 11,6 | 10,3 | 12,1 | 13,5 | 11,3 | 13,3 | 9,1 | |
Oktober | 4,8 | 3,8 | 4,4 | 6,4 | 7,6 | 6,7 | 5,2 | |
Gemiddelde / som | 12,5 | 12,6 | 11,0 | 13,4 | 12,9 | 12,4 | 13,3 |
Maand | Neerslag, mm | |||||||
Gem. veel l. | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
april | 52,5 | 28,0 | 99 | 28 | 9 | 34 | 85 | 68 |
mei | 72,5 | 69,6 | 36 | 73 | 55 | 160 | 57 | 58 |
juni | 76,3 | 99,8 | 127 | 54 | 87 | 110 | 63 | 29 |
juli | 87,7 | 76,4 | 161 | 104 | 107 | 186 | 30 | 61 |
Augustus | 50,3 | 126,0 | 42 | 19 | 61 | 52 | 102 | 10 |
September | 62,4 | 55,6 | 48 | 79 | 33 | 44 | 72 | |
Oktober | 58 | 38 | 92 | 46 | 65 | 26 | 40 | |
Gemiddelde / som | 460 | 493 | 605 | 403 | 417 | 612 | 449 |
Tegelijkertijd hebben recente studies aangetoond dat bodemverdichting de intensiteit van fotosynthese niet vermindert. Aardappel wordt ook algemeen beschouwd als een koele klimaatplant. Men geloofde ooit dat de fotosynthese van aardappelplanten bijna volledig onderdrukt werd bij temperaturen boven de 30оC. Odmaar het is nu bekend dat dit effect vooral een tekort veroorzaakt water. Aardappelen kunnen zich zelfs aanpassen aan hoge temperaturen (~40оC) en doorgaan met fotosynthese, maar alleen als er voldoende is vocht, wat wordt bevestigd door de praktijk van het succesvol telen van aardappelen voor irrigatie in de zuidelijke regio's van de Russische Federatie. Zo werd in 2021 een hogere aardappelopbrengst behaald in de regio Moskou, hoewel gedurende de zomer ook een verhoogde luchttemperatuur werd vastgesteld, werd in juli een droogte opgetekend, maar viel er in augustus hevige regenval (tabel). Daarom is de belangrijkste factor onder de genoemde factoren de droogte zelf, die de focus zal zijn van dit artikel, opgesteld op basis van publicaties van de laatste periode (1-7).
Droogte wordt erkend als een van de belangrijkste abiotische stressfactoren, omdat het de morfologie, fysiologie, ecologische, biochemische en moleculaire kenmerken van planten beïnvloedt. In de landbouw verwijst droogte naar een periode van waterschaarste die leidt tot een gebrek aan vocht in de bodem, wat uiteindelijk de gewasopbrengst negatief beïnvloedt. Droogte is niet iets nieuws voor de mensheid: in de vroege jaren '20 van de vorige eeuw veroorzaakte het hongersnood in Rusland en China, in de jaren '30 in de VS; de gevolgen van het abnormale 1976 worden nog steeds herinnerd in Europa. In het eerste decennium van de 2003e eeuw leed het Australische continent aan een langdurige droogte. Europese landen werden in 2006 en 2005 met dit fenomeen geconfronteerd, in 2010 en 2008 leidde het gebrek aan regen tot een enorme vermindering van de vegetatie in het Amazone-regenwoud. Sinds 2010 wordt het Iberisch schiereiland door een meerjarige droogte geteisterd. Een zeer warm jaar XNUMX ging de geschiedenis in in Rusland.
Verschillende klimaatmodellen voorspellen een afname van de jaarlijkse regenval en een stijging van de temperatuur met frequente droogtes, wat een negatief effect heeft op de gewasopbrengsten over de hele wereld. Verwacht wordt dat perioden van droogtestress de komende 30-90 jaar zullen toenemen als gevolg van verminderde neerslag en toegenomen verdamping in veel regio's van de wereld, waaronder Europa. Met de steeds toenemende dreiging van droogte is het belangrijk om de reactie van aardappelen, als een van de belangrijkste landbouwgewassen, op droogtestress te bestuderen en er rekening mee te houden.
Aardappelen worden beschouwd als waterbesparende gewassen (d.w.z. gewassen die meer calorieën produceren per gebruikte eenheid water). Voor de productie van een kilo aardappelen is 105 liter water nodig, beduidend minder dan voor rijst (1408 liter) en tarwe (1159 liter).
Nog een visuele vergelijking: er is 25 liter water nodig om één grote knol te produceren, 40 liter om één sneetje brood of een glas melk te produceren, 70 liter om één appel te produceren, 135 liter om één ei te produceren en 2400 liter om één te produceren hamburger water. Ondanks hun hoge waterverbruik zijn aardappelen erg vatbaar voor droogtestress omdat ze zeer hoge opbrengsten kunnen produceren en het gewas meestal ondiepe wortelstelsels heeft.
Vocht uit de bladeren verdampt via open huidmondjes. Hierdoor koelt de overkapping af, blijft de temperatuur onder de omgevingstemperatuur, maar treedt ook vochtverlies op. De eerste fysiologische reactie op waterstress is het sluiten van huidmondjes op bladeren. Wanneer de plant zijn huidmondjes sluit om vochtverlies te verminderen, wordt ook de opname van kooldioxide in het blad verminderd. Dit remt de fotosynthese door de ophoping van zetmeel en suikers te beperken. Aardappelopbrengst en -kwaliteit (bijv. soortelijk gewicht) zijn afhankelijk van fotosynthese om de dagelijkse energiebehoefte van de plant te overschrijden, waardoor overtollige koolhydraten zich kunnen ophopen in de zich ontwikkelende knollen. Watertekort vermindert ook de interne druk die nodig is voor celexpansie en groei. Het bladerdak en de wortelgroei kunnen sterk worden verminderd. Hoewel de knolontwikkeling hervat wanneer er water beschikbaar komt, kan verstoring resulteren in misvormde knollen met smalle plekken of puntige uiteinden. Gebrek aan vocht verhoogt ook de kans op knolscheuren. Het is algemeen bekend dat onvoldoende water in elk stadium leidt tot verminderde opbrengsten. Recente studies hebben aangetoond dat de gevoeligheid van aardappelen voor droogte ook afhangt van het type, het ontwikkelingsstadium en de morfologie van het genotype, evenals van de duur en ernst van droogtestress.
De fysiologische ontwikkeling van aardappelplanten wordt meestal verdeeld in vijf fasen: 1 - wortelen, planten en ontkiemen (van 20 tot 35 dagen); 2 - stoloninitiatie, vroege vegetatieve groei en stolonontwikkeling (van 15 tot 25 dagen); 3 - knolvorming, de vorming van knollen aan het einde van uitlopers (10-15 dagen); 4 - groei of zwelling van knollen, knollen vullen zich en nemen toe (van 30 tot 60 dagen); 5 - rijpheid, rijping van knollen en dood van toppen (15 dagen of meer). Watertekort in de eerste fase speelt geen significante rol, kieming vindt plaats vanwege waterreserves in de moederknol.
Droogte in de tweede fase kan het aantal geproduceerde uitlopers verminderen en de groei en rijping van planten negatief beïnvloeden. Waterstress in het knolstadium kan de ontwikkeling van de knol enkele weken vertragen (Figuur 1). De effecten zijn vaak het grootst voor onbepaalde (continu groeiende) variëteiten, waardoor het groeiseizoen wordt verlengd en mogelijk rijping en stevige huidproblemen ontstaan.
Bepaalde (plantengroei stopt na de bloei) daarentegen zijn in deze periode relatief ongevoelig voor waterstress en zullen normaal rijpen. Hoewel watertekorten tijdens het begin van de knol de opbrengst kunnen beïnvloeden, is de impact op de kwaliteit het grootst. De korst nestelt zich op dit moment op knollen; haltervorm, scheuren en andere vervormingen zijn allemaal het gevolg van ongelijkmatig bodemvocht tijdens het begin van de knol en vroege ontwikkeling. Een ander potentieel effect van waterstress, vooral in combinatie met hoge temperaturen, tijdens het begin van de knol en vroege zwelling is de ontwikkeling van een "translucent end" of "sugar end". Door droge omstandigheden worden de door fotosynthese geproduceerde suikers niet volledig omgezet in zetmeel.
Gebrek aan water tijdens de knolgroei heeft meestal meer invloed op de opbrengst dan op de kwaliteit. In deze periode kan het effect van droogte door niets worden gecompenseerd, de productiviteit van planten neemt af.
Droogte vermindert de aardappelopbrengst door de vegetatieve groei, planthoogte, aantal en grootte van bladeren en bladfotosynthese te beïnvloeden door chlorofyl te verminderen, bladoppervlakte-index of bladoppervlakduur te verminderen. Naast de vegetatieve groei kan droogte de reproductieve fase van aardappelen beïnvloeden door de groeicyclus te verkorten of de grootte en het aantal door planten geproduceerde knollen te verminderen. Daarnaast tast droogte ook de kwaliteit van de resulterende knollen aan.
Effect van droogte op bovengrondse aardappelgroei. De ontwikkeling van het bladerdak is een van de meest droogtegevoelige stadia van de ontwikkeling van planten. De ontwikkeling van de luifel betekent de vorming van bladeren, stengels, evenals een toename van het gebied van individuele bladeren en de hoogte van de plant. Droogte heeft een remmend effect op stengelhoogte, nieuwe bladvorming, aantal stengels en oppervlakte van individuele aardappelbladeren. Leaf area index (LAI) en leaf area duration (LAD) worden beschouwd als de belangrijkste factoren om de knolopbrengst te garanderen. Droogtestress vermindert LAI en LAD in aardappelgewassen aanzienlijk.
Plantengroei is afhankelijk van hoge turgordruk, die celexpansie bevordert. Planten hebben een constante toevoer van water nodig om een hoge turgordruk te handhaven. Bij droogtestress neemt de beschikbaarheid van water voor planten af, wat de groei van het bladerdak beïnvloedt. Bij de meeste plantensoorten stopt de bladgroei als het beschikbare bodemwater minder is dan 40-50%. En de bladgroei bij aardappelen stopt wanneer het beschikbare grondwater minder dan 60% is, wat wijst op een verhoogde gevoeligheid van aardappelplanten voor watertekorten. Verminderde blad- en stengelgroei is dus het eerste waargenomen effect van watertekort bij aardappelen. Hoewel de effecten grotendeels afhangen van de timing, duur en intensiteit van droogtestress, hebben zowel vroege als late droogtes een remmend effect op de groei van het bladerdak. Vroege droogte vertraagt het, waardoor er meer tijd nodig is om het optimale bladoppervlak te bereiken, terwijl late droogte ervoor zorgt dat volwassen bladeren afsterven en nieuwe vormen (Fig. 2).
Er zijn meldingen van een vermindering van de lengte van de stengels van aardappelplanten die zijn aangetast door vroege droogte met 75-78%. Het effect van droogte verschilt ook in variëteiten met verschillende vroegrijpheid. Een uitgebreide studie heeft aangetoond dat laatrijpe rassen mogelijk minder last hebben van vroege droogte, omdat ze een langere vegetatieve groeiperiode hebben. Ze kunnen het bereiken van volledige dekking van het bladerdak onder late droogtestress vertragen, waardoor de effecten ervan worden geminimaliseerd.
Aan de andere kant kan het aantal stengels van aardappelen in mindere mate worden beïnvloed, omdat de planten al het optimale aantal stengels produceren vóór het begin van de late droogte.
Planten hebben water, koolstofdioxide en licht nodig om het normale proces van fotosynthese te voltooien. Droogtestress beïnvloedt de hoeveelheid en snelheid van fotosynthese in planten. De vermindering van het aantal bladeren en individuele bladoppervlakken beïnvloedt de hoeveelheid fotosynthese. Aan de andere kant gebrek aan water en CO2 vermindert de snelheid van fotosynthese. Droogtestress vermindert het relatieve watergehalte van aardappelbladeren door de intercellulaire concentratie van ionen te verhogen. Een hoge intercellulaire concentratie van ionen remt de ATP-synthese, wat de productie van ribulosebifosfaat (RuBP) beïnvloedt, de belangrijkste kooldioxide-acceptor tijdens fotosynthese. Daarom heeft een afname van de RuBP-productie direct invloed op de fotosynthese.
Effect van droogte op ondergrondse aardappelgroei. De ondergrondse delen van aardappelen zijn wortels, uitlopers en knollen. Aardappelen hebben een ondiep en zwak wortelgestel, waardoor aardappelplanten gevoelig zijn voor droogtestress. De architectuur van het aardappelwortelsysteem, de lengte en massa van de wortels zijn goed bestudeerd, maar het is moeilijk om met zekerheid te spreken over een definitief effect van droogtestress op de ontwikkeling van ondergrondse organen, aangezien de resultaten van studies over dit onderwerp tegenstrijdig. Een aantal specialisten rapporteerde een afname van de wortellengte onder droogtestress, terwijl anderen juist conclusies trokken over een toename of geen verandering (Fig. 2).
Evenzo tegenstrijdige gegevens werden verkregen uit studies over het effect van droogtestress op de droge massa van aardappelwortels en het aantal uitlopers.
Verschillende rassen reageren verschillend op de specifieke intensiteit en duur van droogte. Sommige onderzoekers zijn van mening dat latere rassen onder dezelfde stress een diepere en grotere wortelmassa produceren dan vroegrijpe rassen. Het wortelstelsel wordt sterk beïnvloed door de grondsoort, de plaats van het experiment, de fysiologische leeftijd van de knollen en de verwerking van zaadmateriaal tijdens het planten. De grote variatie van al deze factoren bemoeilijkt het onderzoek naar het effect van droogtestress op de ondergrondse delen van de aardappel.
Effect van droogte op gewasopbrengsten aardappelen. Het behalen van hoge opbrengsten aan knollen is de belangrijkste taak en het probleem bij het telen van aardappelen, dus dit probleem wordt tot in detail bestudeerd. De reactie van aardappelen op watertekorten is sterk afhankelijk van het ras. Tijdens veldstudies waren de rassen Remarque en Desiree onder vergelijkbare omstandigheden van droogtestress. De resultaten toonden een vermindering van de opbrengst van 44% en 11%. Tegelijkertijd wordt het gewicht van verse knollen beïnvloed door de duur en ernst van droogtestress. Vroege stress (van kieming tot het stadium van knolinitiatie) leidt tot een afname van de massa verse knollen van zowel vroeg- als laatrijpende variëteiten. Langdurige droogte, die duurt van ontkieming tot het groeistadium van de knol, tast vroegrijpe variëteiten echter ernstiger aan dan laatrijpe variëteiten.
Droogte heeft ook invloed op het aantal knollen dat op aardappelplanten wordt geproduceerd, waarbij de grootste schade optreedt in de vroege stadia van plantontwikkeling, vooral in het stadium van het begin van de knol. Maar late kortdurende stress heeft een meer merkbaar effect op de vorming van droge stof van knollen dan op hun aantal.
Droge stress heeft een directe invloed op het drooggewicht van knollen, waardoor de bladgroei wordt verminderd en hun fotosynthetische activiteit wordt verminderd. Het verandert ook het relatieve watergehalte van de bladeren, wat de metabolische activiteit van de planten beïnvloedt. De stomatale geleiding neemt af, wat resulteert in een afname van de opname van kooldioxide en een netto snelheid van fotosynthese. Bovendien veroorzaakt waterstress ook een afname van het chlorofylgehalte, evenals een afname van de bladoppervlakte-index en de duur van de bladgroei. Al deze factoren hebben direct invloed op de fotosynthese, die op zijn beurt de droge stof beïnvloedt. De vermindering van de droge stof van knollen is hetzelfde bij droogtegevoelige en droogtetolerante rassen. Tegelijkertijd produceren droogteresistente rassen kleinere, maar grotere knollen (>40 mm), waardoor hun opbrengst beter verhandelbaar is dan droogtegevoelige. De vermindering van het aantal knollen hangt af van de mate van stress en raskenmerken. Het gemiddelde drooggewicht van de knol bij goede irrigatie, matige droogtestress (50% van het beschikbare grondwater) en ernstige droogtestress (25% van het beschikbare grondwater) is 30,6 g per 1 plant, 10,8 g per 1 plant en 1,6, 1 g per XNUMX plant, respectievelijk. Alle variëteiten verschilden in de productie van droge stof van knollen onder verschillende waterregimes.
Bij matige droogtestress varieerde de afname van de massa droge knollen in variëteiten van 49,3% tot 85,2%, en onder extreme omstandigheden - van 93,2% tot 98,2%. Verschillen tussen cultivars in drogestofproductie van knollen kunnen te wijten zijn aan verschillen in vroege rijpheid, aangezien vroegrijpende variëteiten een hogere gemiddelde knolmassa produceren dan laatrijpe.
Mogelijkheden om droogte te voorkomen. Het zou logisch zijn om ons in dit deel te beperken tot het voorstel om verschillende methoden van irrigatie onder de knie te krijgen, als een radicale oplossing voor het probleem van droogte. De sterk gestegen kosten van irrigatiesystemen, tot 400 duizend roebel/ha, dwingen echter tot een doelgerichter en grootschaliger gebruik van andere waterloos, middel om droogteschade te beperken. Waaronder:
Gebruik van meer droogteresistente aardappelrassen. In de afgelopen jaren zijn veel genen geïdentificeerd die verband houden met droogtestress, maar droogteresistente aardappelgenotypen zijn nog lang niet gecreëerd met behulp van genomische bewerkingstechnologie. Onbepaalde rassen van het stengeltype zijn beter bestand tegen droogte, maar bij een zeer lange droogte hebben ze problemen met het afrijpen van de knollen tegen het moment van oogsten (situatie in 2021). Vroege droogte vermindert de opbrengst van vroegrijpe variëteiten in grotere mate dan laatrijpe variëteiten. Late droogte is minder belangrijk voor vroege rassen en knollen van laatrijpe rassen hebben in dit geval geen tijd om te rijpen. In omstandigheden van onvoorspelbare droogte kunnen de effecten van droogtestress worden verzacht door verschillende aardappelrassen met verschillende vroege rijpheid en groeitype tegelijkertijd te telen.
Efficiënte grondbewerking. Adaptieve grondbewerkingspraktijken verhogen de waterinfiltratie en verminderen de verdamping van bodemvocht en regenafvoer. Grondbewerking beïnvloedt de waterbeschikbaarheid door de oppervlakteruwheid en porositeit van de grond te veranderen, maar het gebruik van ruggen voor het telen van aardappelen beperkt de mogelijkheden voor grondbewerking in de aardappelteelt enigszins. Toch is het duidelijk dat Vergeleken met de sjabloontechnologie van frezen voor het planten en tijdens rugvorming, die op veel boerderijen onredelijk wordt gebruikt, geeft het gebruik van passieve werklichamen voor cultivatie, bodemverdieping, losmaken van rijenafstand, kuiltjes een tastbaar effect van vermindering van erosie, water en bodemuitspoeling en verbetering van de waterophoping (zie foto 1-3, 3 - zicht op het aardappelveld na 100 mm neerslag per dag).
Tegen de achtergrond van frequentere droogtes en rekening houdend met de mogelijkheid van klimaatverandering, is het raadzaam om aardappelpootmachines uit te rusten met kuiltjes, vooral op hellende velden en tegelijkertijd met het planten, de vorming van volwaardige ruggen (foto 4) .
organische stof in de bodem verzacht de effecten van droogte door verdamping te beheersen, waterdamp in mulchweefsels te absorberen en de infiltratie te vergroten. Dierlijke mest, stro, groenbemester, rijk aan koolstof, kunnen ook de voedingstoestand van bodems en hun waterhoudend vermogen verbeteren. Uiterst overtuigende resultaten werden verkregen door vijf verschillende (maar korte) aardappelrotatieschema's met en zonder irrigatie te vergelijken (5). De standaard tweejarige of "status quo" (SQ) rotatie bestond uit gerst bezaaid met rode klaver als dekgewas, gevolgd door aardappelen het volgende jaar, en omvatte elk jaar regelmatige lente- en herfstbewerking.
De rotatie voor bodembehoud (SC) bestond uit een driejarige rotatie van gerst die met timothee is gezaaid, die het hele jaar door blijft groeien. In dit systeem wordt de grondbewerking aanzienlijk verminderd, terwijl er het hele jaar door geen extra verzorging en oogst nodig is, wat de bodembescherming aanzienlijk verbetert. Bovendien werd stro-mulch (2 t/ha) aangebracht na de aardappeloogst om de bodembronnen verder te sparen. De bodemverbetering (SI)-rotatie bestaat uit dezelfde basisbewerking (3 jaar, gerst/timothy-timothy-aardappel, beperkte grondbewerking, stromulch) maar met jaarlijkse composttoevoegingen (45 t/ha) om overtollig organisch materiaal te leveren om de bodem te verbeteren kwaliteit. Ziekteonderdrukking (DS) gewasrotatie is ontworpen om bodeminfecties te beheersen en omvatte het gebruik van ziekteonderdrukkende gewassen, rotatieperiode, gewasdiversiteit, groenbemester. Het systeem was een driejarige omloop met een ziekteonderdrukkend mosterdras voor groenbemester, gevolgd door een eerstejaars mosterdzaadgewas. In het tweede jaar werd sorghum-soedan gras gezaaid voor groenbemester, gevolgd door winterrogge, met aardappelen in het derde jaar. Deze vruchtwisselingen zijn vergeleken met de permanente aardappelteelt (PP).
Alle rotaties verhoogden de knolopbrengst in vergelijking met de PP-controle zonder rotatie, en het SI-schema, inclusief jaarlijkse compostering, produceerde een grotere opbrengstverhoging en een hoger percentage grote knollen (Figuur 3,4) dan alle andere niet-geïrrigeerde systemen. van 14 tot 90%). DS, dat ziekteonderdrukkende groenbemester en bodembedekkers bevatte, leverde de hoogste opbrengsten op bij irrigatie (11-35% toename). Irrigatie droeg bij aan de toename van de knolopbrengst in alle teeltsystemen (Fig. 3,4), behalve SI (een gemiddelde stijging van 27-37%). Het resulteerde ook in een significante toename van de bladvegetatieve tijd en het chlorofylgehalte (als indicatoren van het fotosynthetische potentieel) evenals de wortel- en scheutbiomassa in vergelijking met andere kweeksystemen, vooral onder niet-geïrrigeerde omstandigheden. De SI-rotatie verhoogde ook de N-, P- en K-concentraties in het scheut- en knolweefsel, maar niet in de meeste micronutriënten.
Studies van deze landbouwsystemen hebben veranderingen in de fysische, chemische en biologische eigenschappen van de bodem aan het licht gebracht, en deze effecten hebben de neiging om in de loop van de tijd toe te nemen. Alle rotaties verhoogden de stabiliteit van het bodemaggregaat, de beschikbaarheid van water, de microbiële biomassa in vergelijking met volledige rotatie (PP), en driejarige schema's (SI, SC, DS) verhoogden de aggregaatstabiliteit in vergelijking met twee jaar (SQ). Bovendien verhoogde drie jaar verminderde grondbewerkingsrotaties (SI en SC) de waterbeschikbaarheid en verminderde bodemdichtheid in vergelijking met andere systemen. Het SI-schema resulteerde in een grotere toename van de totale en deeltjesvormige organische stof, actieve koolstof, microbiële biomassa, waterbeschikbaarheid, nutriëntenconcentraties en een lagere bulkdichtheid dan in alle andere teeltsystemen. Van SI is ook aangetoond dat het de microbiële activiteit verhoogt en de kenmerken van de microbiële gemeenschap in de bodem aanzienlijk beïnvloedt, terwijl PP de laagste microbiële activiteit vertoont met de rest daartussenin. Al deze veranderingen zijn parameters voor bodemverbetering.
In deze studie verhoogden alle rotaties de totale en commerciële knolopbrengst zonder irrigatie in vergelijking met geen rotatie (PP), maar de SI-variant produceerde de hoogste knolopbrengst van alle systemen (zowel totaal als commercieel): gemiddeld 30-40% hoger dan de SQ- en PP-systemen voor alle jaren (Fig.3,4). Opbrengstverschillen waren het grootst in drogere jaren (2007 en 2010), toen de SI-opbrengsten 40-90% hoger waren dan SQ en PP. Bovendien werd in het SI-schema het hoogste gehalte aan grote en extra grote knollen verkregen.
Opgemerkt moet worden dat onder irrigatie alle vruchtwisselingen, met uitzondering van SI, significant hogere opbrengsten gaven in vergelijking met niet-geïrrigeerde technologie, terwijl de totale en verhandelbare opbrengsten gemiddeld respectievelijk 27 en 37% hoger waren. Alleen de SI-variant produceerde vergelijkbare (en hoge) opbrengsten in zowel geïrrigeerde als niet-geïrrigeerde omstandigheden. De verkregen gegevens suggereren sterk dat de toename van de opbrengst die in SI wordt waargenomen, verband houdt met verbeterde bodemgesteldheid, verhoogd waterhoudend vermogen en beschikbaar water voor planten. orochenenie verhoogt de groei en opbrengst aanzienlijk bij normale veldomstandigheden но vruchtwisselingsschemadat SI, met grote organische toevoegingen, in wezen irrigatie vervangt en vergelijkbare resultaten oplevert zonder irrigatie.
Rationeel gebruik van voedingsstoffen materie draagt ook bij aan het vergroten van de weerstand van aardappelen tegen droogte, omdat het het waterhoudend vermogen van de bodem en plantencellen aantast. Sommige anorganische voedingsstoffen zoals Zn, N, P, K en Se verlichten droogtestress. Blad- en bodemtoepassing van silicium verbetert de droogtetolerantie van aardappelen. De maximale toepassing van kalium induceert droogteresistentie door de groei, gasuitwisseling, voedingswaarde en antioxiderende eigenschappen te verbeteren. Als stressverlichter verlicht kalium de negatieve effecten van droogte door de stomatale geleiding en fotosynthesesnelheden te reguleren of te verbeteren, CO2 en ATP-synthese. Het gebruik van kalium, ook direct in het proces van droogte (bladvoeding), verminderde stress, ongeacht variëteiten (1). De introductie van kalium is een effectieve methode om de droogteresistentie van aardappelgewassen te vergroten.
Bladtoepassing van natuurlijke en synthetische groeiregulatoren planten kunnen ook de nadelige effecten van droogte verzachten. Hoewel dit een nieuwe technologie in de agronomie is, die pas onderdeel wordt van een effectieve strategie voor droogtebeheer. In de internationale praktijk grootschalige aardappelteelt voor neutralisatieDe effecten van hitte en droogte worden het meest actief gebruikt door zeewierextracten, eiwithydrolysaten, humuszuren en micro-biologische preparaten. Praktische beslissingen over het gebruik van biostimulanten wijken enigszins af van de theoretische postulaten (2). Alle goed ontvangen commerciële producten tegen hitte en droogte worden gedomineerd door het aminozuur glycine in zijn pure vorm en in combinatie met betaïne (een derivaat van glycine).
Voor extracten van algen en humaten is het gehalte aan organische stof primair. Meer geconcentreerde producten zullen effectiever zijn. Humuszuren hebben de voorkeur boven fulvinezuren. Microbiologische preparaten moeten de stamsamenstelling specificeren, efficiëntie op dit gebied wordt alleen gegarandeerd door de ontwikkeling van fundamentele onderzoeksinstituten, en de autoriteit van stammen van nuttige micro-organismen wordt niet onmiddellijk gevormd, maar gedurende vele jaren. Het heeft geen zin om medicijnen te gebruiken met een niet-specifieke, onbegrijpelijke samenstelling en onbekende inhoud of inhoudsaanduiding in niet-standaard meeteenheden. Helaas zijn er nog genoeg van dergelijke niet-professionele producten op de markt.
Aanpassing van werkwijzen met zaaigoed. Droogtestress, vooral in combinatie met overtollige hitte, verslechtert de fysiologische toestand van zaadknollen. De periode van diepe kiemrust wordt verminderd, het risico op vroege, letterlijk herfstkieming van knollen van rassen met een korte genetische kiemrust in bewaring neemt toe. Bij het voorbereiden van zaaigoed voor specifieke aardappelteeltdoeleinden moet rekening worden gehouden met het effect van droogte. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de noodzaak van gebruik en de gevolgen van langdurige ontkieming van zaadknollen van elk ras bij hoge temperaturen.
raad о in beweging productie aardappel naar regio's met veel regen en een lagere kans op droogte op de schaal van de uitgestrekte Russische Federatie is volkomen gerechtvaardigd. Ja, dit is niet relevant voor de meeste bestaande ondernemingen, maar het is raadzaam voor startups om dergelijke kansen bewust en tijdig te behandelen, d.w.z. in de projectplanningsfase. Praktisch effectief is in de meeste gevallen het ruimtelijk afvoeren van aardappelvelden binnen één grote onderneming. Vaak, zelfs op een afstand van 5-10-20 km, verschillen de hoeveelheid en timing van neerslag aanzienlijk. De verdeling van het totale areaal maakt het mogelijk om de stabiliteit van de bruto aardappeloogst te vergroten.
Een ernstige droogte in de landbouw is altijd beschouwd als een overmacht, die. een significante omstandigheid die een negatieve invloed heeft op het vermogen om contractuele verplichtingen jegens klanten, banken, enz. Met echte samenwerkingsverbanden in de industrie en de uitvoering van overheidsbeleid om de stabiliteit van de voedselproductie in een dergelijke situatie te ondersteunen, is het gebruikelijk om economische maatregelen te nemen om de schade door droogte aan landbouwproducenten te compenseren.
Zo werd in 2022 een langdurige droogte en hoge temperaturen waargenomen in de belangrijkste aardappelproducerende landen van Europa: Duitsland, België, Frankrijk en Engeland. Er is al berekend dat de bruto aardappeloogst in de EU de laagste van de afgelopen 20 jaar zal zijn. De respons maatregelen daarworden snel genomen: naast de gegarandeerde verzekeringsvergoeding worden de contractprijzen herzien - uiteraard naar boven, de toleranties voor de grootte van tafelaardappelen in de detailhandel worden natuurlijk naar beneden bijgesteld. Winkelketens informeren consumenten over de redenen voor het wijzigen van de kalibratie, de hele samenleving begrijpt dat in deze situatie het aandeel van de winst van retailers in het totaal prijs moet worden verlaagd ten gunste van boeren. Deze manier van werken van buitenlandse winkelketens, die actief geld verdienen in de Russische Federatie, is niet van toepassing op Russische aardappeltelers. De inkoopprijzen van aardappelen zijn momenteel beduidend lager dan vorig jaar, toen er ook een droogte was (aangezien de droogte van 2022 niet alle regio's bestreek), en het wordt tijd dat staatsbestuur en controle-instanties, brancheverenigingen hier aandacht aan besteden. En het is realistisch om aardappeltelers in droogteperiodes te ondersteunen en daarmee ook daadwerkelijk zorg te tonen voor voedselzekerheid en importsubstitutie.
Zo wordt droogte het belangrijkste natuurverschijnsel dat de opbrengst van aardappelen beperkt. De droogtegevoeligheid van het gewas is vooral te danken aan het ondiepe wortelstelsel. De effecten van waterstress variëren in verschillende groeistadia. Knolinitiatie en groei zijn de meest kritieke stadia. Gebrek aan water tijdens het verschijnen van knollen kan de kwaliteit van vormvervorming, korstverspreiding, scheuren, holheid ernstig beïnvloeden. Het gebrek aan water tijdens het opzwellen van de knollen heeft de grootste invloed op de opbrengst. De dynamiek van de vorming van het bladoppervlak, het type rasontwikkeling bepalen de mate van droogteresistentie. De effecten van droogtestress kunnen worden verzacht door meerdere aardappelrassen met verschillende vroege rijpings- en groeipatronen tegelijkertijd te selecteren en te telen. Het gebruik van bodemverdieping, passieve werklichamen, het losmaken van rijafstanden en kuiltjes zorgen voor het behoud van bodemvochtreserves en neerslag tijdens het groeiseizoen. Het verlengen van de duur van de vruchtwisseling, het gebruik van bodembedekkers, groenbemester, minder grondbewerking en de toepassing van organische meststoffen verbeteren de groei en opbrengst van aardappelen in droge omstandigheden aanzienlijk. Effectieve middelen om schade door droogte te verminderen zijn een deskundige omgang met zaadmateriaal, speciale antistresspreparaten en bladvoeding met gerichte voedingsstoffen.
REFERENTIES: Bahar, AA; Faried, HN; Razzaq, K.; Ullah, S. et al. Kalium-geïnduceerde droogtetolerantie van aardappel door verbetering van morfofysiologische en biochemische eigenschappen. Agronomie 2021, 11, 2573. https://doi.org/10.3390/agronomy11122573 Banadysev SA Weersta stress / Agribusiness. - 2022. Nr. 3. - blz. 18-23. Dahal K, Li XQ, Tai H, Creelman A en Bizimungu B (2019) Verbetering van de aardappelstresstolerantie en knolopbrengst onder een klimaatveranderingsscenario - een actueel overzicht. voorkant. Plant Sci. 10:563. doi:10.3389/ fpls.2019.00563 Huntenburg K, Dodd IC, Stalham M. Agronomische en fysiologische reacties van aardappel onderworpen aan bodemverdichting en/of drogen. Ann Apple Biol. 2021;178: 328-340. https://doi.org/10.1111/aab.12675 Larkin, R.P.; Honingcutt, CW; Griffin, TS; Olanya, OM; He, Z. Aardappelgroei- en opbrengstkenmerken onder verschillende strategieën voor het beheer van gewassystemen in de Noordoostelijke Amerikaanse agronomie 2021, 11, 165. https://doi.org/10.3390/agronomy11010165 Nasir, MW; Toth, Z. Effect van droogtestress op de aardappelproductie: een overzicht. Agronomie 2022, 12, 635. https://doi.org/10.3390/agronomy12030635 Obidiegwu JE, Bryan GJ, Jones HG en Prashar A (2015) Omgaan met droogte: stress en adaptieve reacties in aardappel en perspectieven voor verbetering. voorkant. Plant Sci. 6:542. doi:10.3389/fpls.2015.00542 |