Картофель: водные отношения и управление водными ресурсами

Описание культуры и климат

Картофель (Solanum tuberosum) родом из Анд, произрастает в тропических высокогорьях. Сегодня это важнейшая культура во всем мире, особенно в умеренном климате, с текущим производством около 308 миллионов тонн с 19 миллионов гектаров (FAOSTAT, 2001). Урожайность картофеля зависит от температуры, оптимальный рост происходит при среднесуточной температуре от 18 до 20 °C. Для закладки клубней требуются ночные температуры ниже 15 °C, а температура почвы от 15 до 18 °C идеальна для развития клубней. Экстремальные температуры — ниже 10 °C или выше 30 °C — могут значительно подавлять рост.

Картофель подразделяется на ранние (от 90 до 120 дней), средние (от 120 до 150 дней) и поздние сорта (от 150 до 180 дней). Ранним сортам требуется продолжительность светового дня от 15 до 17 часов, в то время как поздние сорта могут давать хороший урожай при различной продолжительности светового дня. В тропическом климате для адаптации необходимы сорта с коротким световым днем.

Картофель обычно чередуют с такими культурами, как кукуруза, фасоль и люцерна, чтобы поддерживать плодородие почвы, контролировать сорняки и минимизировать потери от вредителей и болезней. Для него требуется хорошо дренированная, аэрированная и пористая почва с pH от 5 до 6. Требования к удобрениям существенны, рекомендуемые дозы для орошаемых культур составляют 80–120 кг/га азота (N), 50–80 кг/га фосфора (P) и 125–160 кг/га калия (K). Картофель можно выращивать на гребнях или на ровной почве; посадка на гребнях распространена при орошении, в то время как ровная посадка часто дает лучшие урожаи в богарных условиях. Правильные методы возделывания имеют решающее значение для предотвращения повреждения корней и клубней, а в умеренном климате гребнеобразование используется для предотвращения позеленения клубней.

Картофель умеренно чувствителен к засолению почвы, урожайность снижается при различных уровнях электропроводности (ECe). Например, урожайность снижается на 10% при ECe 2.5 ммос/см и на 50% при 5.9 ммос/см.

Стадии урожая и управление водными ресурсами

Рост картофеля можно разделить на несколько стадий, каждая из которых имеет определенные потребности в воде:

• Начальная стадия: (25 дней)
• Развитие урожая: (30 дней)
• Средний сезон: (45 дней)
• Поздний сезон: (30 дней)
• Общий период роста: от 115 до 130 дней, в зависимости от региона и сорта

В разных регионах коэффициенты урожая (Кс) различаются, что помогает управлять водными ресурсами. Например, в полузасушливом климате начальная стадия имеет Кс 0.5, увеличиваясь до 1.15 в середине сезона и уменьшаясь до 0.7 в зрелом возрасте.

Требования к воде

Для достижения высокой урожайности картофелю требуется от 500 до 700 мм воды в течение 120-150-дневного периода роста. Коэффициент урожая (Кс) меняется на протяжении стадий роста:

• Начальная стадия: 0.4-0.5
• Стадия развития: 0.7-0.8
• Средний сезон: 1.05-1.2
• Поздний сезон: 0.85-0.95
• Срок погашения: 0.7-0.75

Водоснабжение и урожайность

Картофель чувствителен к дефициту воды, и снижение урожайности происходит, если общий доступный запас почвенной воды истощается более чем на 30–50%. Дефицит воды во время столонизации и закладки клубней (стадия 1b) и формирования урожая (стадия 3) является наиболее пагубным. Эффективное управление водоснабжением может оптимизировать урожайность и предотвратить такие проблемы, как растрескивание или деформация клубней.

Планирование водозабора и орошения

У картофеля неглубокая корневая система, при этом 70% общего поглощения воды происходит из верхних 0.3 м почвы. Для эффективного орошения крайне важно избегать дефицита воды в критические периоды роста, особенно во время закладки клубней и формирования урожая. Планирование орошения для предотвращения чрезмерного истощения во время созревания может помочь в экономии воды и улучшении качества урожая.

Методы орошения

Обычные методы орошения картофеля включают бороздковые и дождевальные системы. Механизированные дождевальные системы особенно эффективны, часто пополняя запасы воды для поддержания оптимальных условий роста. Правильное планирование орошения может сэкономить воду и повысить урожайность, избегая чрезмерного орошения и обеспечивая достаточную влажность на ключевых этапах роста.

Урожайность и эффективность использования воды

При оптимальных условиях орошения урожайность 120-дневного урожая составляет от 25 до 35 тонн/га в умеренном и субтропическом климате и от 15 до 25 тонн/га в тропическом климате. Эффективность использования воды, измеряемая как урожайность на кубический метр воды (Ey), составляет от 4 до 7 кг/м³ для клубней с влажностью 70–75%.

Эффективное управление водными ресурсами имеет решающее значение для максимизации урожайности и качества картофеля. Понимая потребности урожая в воде и применяя надлежащие методы орошения, производители могут обеспечить продуктивное и устойчивое выращивание картофеля.