Nel 2022 le patate in molte regioni della Federazione Russa hanno risentito in modo significativo di una prolungata siccità, che ha portato a una notevole diminuzione delle rese rispetto al livello medio degli ultimi anni. Nel corso di tre mesi estivi, ad esempio, nella regione di Mosca è caduto solo il 47% delle precipitazioni rispetto ai valori medi di lungo periodo (vedi tabella).
Allo stesso tempo, la siccità è stata accompagnata da un'elevata temperatura dell'aria, soprattutto ad agosto, nonché da un sovracompattamento del suolo. In termini di impatto sulla produttività, questi fattori sono diseguali. La compattazione del suolo limita la crescita delle radici orizzontale e verticale, che alla fine riduce il numero di tuberi e le rese. Gli apparati radicali più piccoli ottengono l'accesso a un volume più piccolo di terreno, limitando così l'assorbimento di acqua e nutrienti, risultando in piante più piccole con una minore superficie fogliare.
Condizioni meteorologiche delle stagioni di crescita 2016-2022 nel distretto di Dmitrovsky nella regione di Mosca
Mese | Temperatura media giornaliera dell'aria, оС | |||||||
media molti L. | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
Aprile | 5,7 | 6,5 | 3,7 | 6,5 | 6,9 | 3,8 | 6,6 | 4,6 |
Maggio | 13,4 | 13,7 | 8,5 | 14,4 | 15,3 | 10,6 | 13,5 | 9,7 |
Giugno | 16,3 | 16,6 | 13,7 | 15,7 | 18,2 | 18,3 | 19,4 | 17,7 |
Luglio | 18,7 | 19,7 | 17,1 | 19,2 | 15,6 | 17,7 | 21,2 | 19,5 |
Agosto | 17,0 | 17,9 | 17,8 | 18,4 | 15,2 | 16,5 | 18,4 | 20,7 |
Settembre | 11,6 | 10,3 | 12,1 | 13,5 | 11,3 | 13,3 | 9,1 | |
Ottobre | 4,8 | 3,8 | 4,4 | 6,4 | 7,6 | 6,7 | 5,2 | |
Media / somma | 12,5 | 12,6 | 11,0 | 13,4 | 12,9 | 12,4 | 13,3 |
Mese | Precipitazioni, mm | |||||||
media molti L. | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
Aprile | 52,5 | 28,0 | 99 | 28 | 9 | 34 | 85 | 68 |
Maggio | 72,5 | 69,6 | 36 | 73 | 55 | 160 | 57 | 58 |
Giugno | 76,3 | 99,8 | 127 | 54 | 87 | 110 | 63 | 29 |
Luglio | 87,7 | 76,4 | 161 | 104 | 107 | 186 | 30 | 61 |
Agosto | 50,3 | 126,0 | 42 | 19 | 61 | 52 | 102 | 10 |
Settembre | 62,4 | 55,6 | 48 | 79 | 33 | 44 | 72 | |
Ottobre | 58 | 38 | 92 | 46 | 65 | 26 | 40 | |
Media / somma | 460 | 493 | 605 | 403 | 417 | 612 | 449 |
Allo stesso tempo, studi recenti hanno dimostrato che la compattazione del suolo non riduce l'intensità della fotosintesi. La patata è anche generalmente considerata una pianta dal clima fresco. Una volta si credeva che la fotosintesi delle piante di patate fosse quasi completamente soppressa a temperature superiori a 30оC. Odma è ormai noto che questo effetto provoca principalmente una carenza acqua. Infatti, le patate possono adattarsi alle alte temperature (~40оC) e continuare la fotosintesi, ma solo se è sufficiente umidità, che è confermata dalla pratica della coltivazione di patate di successo per l'irrigazione nelle regioni meridionali della Federazione Russa. Ad esempio, nel 2021 è stata ottenuta una resa di patate più elevata nella regione di Mosca, sebbene sia stato notato anche un aumento della temperatura dell'aria durante l'estate, si è registrata una siccità a luglio, ma ad agosto sono cadute forti piogge (tabella). Pertanto, il fattore più significativo tra quelli elencati è la siccità stessa, che sarà al centro di questo articolo, redatto sulla base delle pubblicazioni dell'ultimo periodo (1-7).
La siccità è riconosciuta come uno dei principali stress abiotici, in quanto colpisce la morfologia, la fisiologia, le caratteristiche ecologiche, biochimiche e molecolari delle piante. In agricoltura, la siccità si riferisce a un periodo di scarsità d'acqua che porta a una mancanza di umidità nel suolo, che alla fine incide negativamente sui raccolti. La siccità non è una novità per l'umanità: nei primi anni '20 del secolo scorso causò carestie in Russia e Cina, negli anni '30 negli USA; le conseguenze dell'anomalo 1976 sono ancora ricordate in Europa. Nel primo decennio del 2003° secolo, il continente australiano ha sofferto di una siccità a lungo termine. I paesi europei hanno affrontato questo fenomeno nel 2006 e nel 2005, nel 2010 e nel 2008 la mancanza di pioggia ha portato a una massiccia riduzione della vegetazione nella foresta amazzonica. Dal 2010 una siccità pluriennale ha colpito la penisola iberica. Un anno molto caldo XNUMX è passato alla storia in Russia.
Diversi modelli climatici prevedono una diminuzione delle precipitazioni annuali e un aumento della temperatura con frequenti siccità, con un impatto negativo sui raccolti in tutto il mondo. Si prevede che i periodi di stress da siccità aumenteranno nei prossimi 30-90 anni a causa della riduzione delle precipitazioni e della maggiore evaporazione in molte regioni del mondo, compresa l'Europa. Con la minaccia sempre crescente di siccità, è importante studiare e prendere in considerazione la risposta delle patate, in quanto una delle principali colture agricole, allo stress da siccità.
Le patate sono considerate colture a risparmio idrico (cioè quelle che producono più calorie per unità di acqua utilizzata). La produzione di un chilogrammo di patate richiede 105 litri di acqua, che è significativamente inferiore a quella del riso (1408 litri) e del grano (1159 litri).
Un altro confronto visivo: occorrono 25 litri di acqua per produrre un tubero grande, 40 litri per produrre una fetta di pane o un bicchiere di latte, 70 litri per produrre una mela, 135 litri per produrre un uovo e 2400 litri per produrne uno hamburger acqua. Nonostante la loro elevata efficienza nell'uso dell'acqua, le patate sono molto suscettibili allo stress da siccità perché possono produrre raccolti molto elevati e il raccolto ha sistemi radicali per lo più poco profondi.
L'umidità delle foglie evapora attraverso gli stomi aperti. Questo raffredda il baldacchino, mantenendo la temperatura al di sotto della temperatura ambiente, ma provoca anche la perdita di umidità. La prima risposta fisiologica allo stress idrico è la chiusura degli stomi sulle foglie. Quando la pianta chiude i suoi stomi per ridurre la perdita di umidità, si riduce anche l'assunzione di anidride carbonica nella foglia. Questo inibisce la fotosintesi limitando l'accumulo di amido e zuccheri. La resa e la qualità delle patate (ad es. il peso specifico) dipendono dalla fotosintesi per superare il fabbisogno energetico giornaliero della pianta, consentendo ai carboidrati in eccesso di accumularsi nei tuberi in via di sviluppo. La carenza di acqua riduce anche la pressione interna richiesta per l'espansione e la crescita cellulare. La chioma fogliare e la crescita delle radici possono essere notevolmente ridotte. Sebbene lo sviluppo dei tuberi riprenda quando l'acqua diventa disponibile, l'interruzione può causare tuberi deformi con punti stretti o estremità appuntite. La mancanza di umidità aumenta anche la probabilità di rottura dei tuberi. È noto che l'acqua insufficiente in qualsiasi fase porta a rese ridotte. Studi recenti hanno dimostrato che la suscettibilità della patata alla siccità dipende anche dal tipo, dallo stadio di sviluppo e dalla morfologia del genotipo, nonché dalla durata e dalla gravità dello stress da siccità.
Lo sviluppo fisiologico delle piante di patata è solitamente suddiviso in cinque fasi: 1 - radicazione, messa a dimora e germinazione (da 20 a 35 giorni); 2 - inizio dello stolone, crescita vegetativa precoce e sviluppo dello stolone (da 15 a 25 giorni); 3 - tuberizzazione, formazione di tuberi alla fine degli stoloni (10-15 giorni); 4 - crescita o gonfiore di tuberi, i tuberi si riempiono e aumentano (da 30 a 60 giorni); 5 - maturità, maturazione dei tuberi e morte delle cime (15 giorni o più). La carenza d'acqua nella prima fase non gioca un ruolo significativo, la germinazione avviene a causa delle riserve d'acqua nel tubero madre.
La siccità nella seconda fase può ridurre il numero di stoloni prodotti, oltre a influenzare negativamente la crescita e la maturazione delle piante. Lo stress idrico allo stadio del tubero può ritardare lo sviluppo del tubero di diverse settimane (Figura 1). Gli effetti sono spesso più significativi per le varietà indeterminate (a crescita continua), prolungando la stagione di crescita e creando potenzialmente problemi di maturazione e compattezza della pelle.
Al contrario, le varietà determinate (la crescita delle piante si interrompe dopo la fioritura) sono relativamente insensibili allo stress idrico durante questo periodo e matureranno normalmente. Sebbene la carenza d'acqua durante l'inizio del tubero possa influire sui raccolti, l'impatto sulla qualità è il più significativo. La crosta si deposita sui tuberi in questo momento particolare; la forma del manubrio, le crepe e altre deformazioni sono tutte il risultato di un'umidità del suolo irregolare durante l'inizio del tubero e lo sviluppo iniziale. Un altro potenziale effetto dello stress idrico, specialmente se combinato con le alte temperature, durante l'inizio del tubero e il gonfiore precoce è lo sviluppo di una "estremità traslucida" o "estremità zuccherina". Condizioni asciutte significano che gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi non vengono completamente convertiti in amido.
La mancanza di acqua durante la crescita dei tuberi di solito influisce sulla resa più della qualità. Durante questo periodo, l'effetto della siccità non può essere compensato da nulla, la produttività delle piante diminuirà.
La siccità riduce la resa delle patate influenzando la crescita vegetativa, l'altezza della pianta, il numero e la dimensione delle foglie e la fotosintesi fogliare riducendo la clorofilla, riducendo l'indice di area fogliare o la durata dell'area fogliare. Oltre alla crescita vegetativa, la siccità può influenzare la fase riproduttiva delle patate abbreviando il ciclo di crescita o riducendo le dimensioni e il numero di tuberi prodotti dalle piante. Inoltre, la siccità influisce anche sulla qualità dei tuberi risultanti.
Effetto della siccità sulla crescita delle patate fuori terra. Lo sviluppo della chioma fogliare è una delle fasi più sensibili alla siccità dello sviluppo delle piante. Lo sviluppo della chioma significa la formazione di foglie, steli, nonché un aumento dell'area delle singole foglie e dell'altezza della pianta. La siccità ha un effetto inibitorio sull'altezza dello stelo, sulla formazione di nuove foglie, sul numero di steli e sull'area delle singole foglie di patata. L'indice di superficie fogliare (LAI) e la durata della superficie fogliare (LAD) sono considerati i fattori più importanti per garantire la resa dei tuberi. Lo stress da siccità riduce significativamente LAI e LAD nelle colture di patate.
La crescita delle piante dipende dall'elevata pressione del turgore, che promuove l'espansione cellulare. Le piante hanno bisogno di una fornitura costante di acqua per mantenere un'elevata pressione di turgore. In condizioni di stress da siccità, la disponibilità di acqua per le piante diminuisce, il che influisce sulla crescita della chioma. Nella maggior parte delle specie vegetali, la crescita delle foglie si interrompe se l'acqua disponibile nel suolo è inferiore al 40-50%. E la crescita delle foglie nelle patate si interrompe quando l'acqua disponibile nel suolo è inferiore al 60%, il che indica una maggiore sensibilità delle piante di patate alla carenza d'acqua. Pertanto, la ridotta crescita di foglie e steli è il primo effetto osservato della carenza d'acqua nelle patate. Sebbene gli effetti dipendano in gran parte dai tempi, dalla durata e dall'intensità dello stress da siccità, sia la siccità precoce che quella tardiva hanno un effetto inibitorio sulla crescita della chioma. La siccità precoce la rallenta, aumentando così il tempo necessario per raggiungere l'area fogliare ottimale, mentre la siccità tardiva provoca la morte delle foglie mature e la formazione di nuove (Fig. 2).
Ci sono segnalazioni di una riduzione della lunghezza degli steli delle piante di patate colpite da siccità precoce del 75-78%. L'effetto della siccità differisce anche nelle varietà con diversa precocità. Uno studio completo ha dimostrato che le varietà a maturazione tardiva possono essere meno colpite dalla siccità precoce, poiché hanno un periodo di crescita vegetativa più lungo. Possono ritardare il raggiungimento della copertura completa della chioma in caso di stress da siccità tardiva, riducendo così al minimo i suoi effetti.
D'altra parte, il numero di steli di patate può essere influenzato in misura minore, poiché le piante producono già il numero ottimale di steli prima dell'inizio della siccità tardiva.
Le piante richiedono acqua, anidride carbonica e luce per completare il normale processo di fotosintesi. Lo stress da siccità influisce sulla quantità e sulla velocità della fotosintesi nelle piante. La riduzione del numero di foglie e delle singole aree fogliari influisce sulla quantità di fotosintesi. D'altra parte, la mancanza di acqua e CO2 riduce il tasso di fotosintesi. Lo stress da siccità riduce il contenuto d'acqua relativo delle foglie di patata aumentando la concentrazione intercellulare di ioni. Un'elevata concentrazione intercellulare di ioni inibisce la sintesi di ATP, che influisce sulla produzione di ribuloso bisfosfato (RuBP), che è il principale accettore di anidride carbonica durante la fotosintesi. Pertanto, una diminuzione della produzione di RuBP influisce direttamente sulla fotosintesi.
Effetto della siccità sulla crescita sotterranea delle patate. Le parti sotterranee delle patate sono radici, stoloni e tuberi. Le patate hanno un apparato radicale poco profondo e debole, che rende le piante di patate suscettibili allo stress da siccità. L'architettura dell'apparato radicale della patata, la lunghezza e la massa delle radici sono ben studiate, ma è difficile parlare con sicurezza di qualsiasi effetto definito dello stress da siccità sullo sviluppo degli organi sotterranei, poiché i risultati degli studi su questo argomento sono contraddittorio. Alcuni specialisti hanno riportato una diminuzione della lunghezza delle radici sotto stress da siccità, mentre altri, al contrario, hanno tratto conclusioni su un aumento o su nessun cambiamento (Fig. 2).
Dati altrettanto contrastanti sono stati ottenuti da studi sull'effetto dello stress da siccità sulla massa secca delle radici di patata e sul numero di stoloni.
Varietà diverse rispondono in modo diverso all'intensità e alla durata specifica della siccità. Alcuni ricercatori sono dell'opinione che le varietà successive producano una massa radicale più profonda e più grande rispetto alle varietà a maturazione precoce sotto lo stesso stress. L'apparato radicale è significativamente influenzato dal tipo di terreno, dal luogo dell'esperimento, dall'età fisiologica dei tuberi e dalla lavorazione del materiale seminale durante la semina. L'ampia variazione di tutti questi fattori complica lo studio dell'effetto dello stress da siccità sulle parti sotterranee della patata.
Effetto della siccità sui raccolti patate. Raggiungere rese elevate di tuberi è il compito e il problema principale nella coltivazione delle patate, quindi questo problema viene studiato nel dettaglio. La risposta delle patate alla scarsità d'acqua dipende fortemente dalla varietà. Nel corso degli studi sul campo, le varietà Remarque e Desiree si trovavano in condizioni simili di stress da siccità. I risultati hanno mostrato una riduzione del rendimento del 44% e dell'11%. Allo stesso tempo, il peso dei tuberi freschi è influenzato dalla durata e dalla gravità dello stress da siccità. Lo stress precoce (dalla germinazione allo stadio di inizio del tubero) porta a una diminuzione della massa di tuberi freschi di varietà a maturazione precoce e tardiva. Tuttavia, la siccità prolungata, che va dalla germinazione allo stadio di crescita dei tuberi, colpisce più gravemente le varietà a maturazione precoce rispetto a quelle a maturazione tardiva.
La siccità colpisce anche il numero di tuberi prodotti sulle piante di patata, con i danni maggiori che si verificano nelle prime fasi dello sviluppo delle piante, soprattutto nella fase di inizio dei tuberi. Ma lo stress tardivo a breve termine ha un effetto più evidente sulla formazione di sostanza secca dei tuberi che sul loro numero.
Lo stress secco influisce direttamente sul peso secco dei tuberi, riducendo la crescita delle foglie e riducendo la loro attività fotosintetica. Cambia anche il contenuto d'acqua relativo delle foglie, che influisce sull'attività metabolica delle piante. La conduttanza stomatica diminuisce, con conseguente diminuzione dell'assorbimento di anidride carbonica e un tasso netto di fotosintesi. Inoltre, lo stress idrico provoca anche una diminuzione del contenuto di clorofilla, nonché una diminuzione dell'indice di area fogliare e della durata della crescita fogliare. Tutti questi fattori influenzano direttamente la fotosintesi, che a sua volta colpisce la sostanza secca. La riduzione della sostanza secca dei tuberi è la stessa nelle varietà sensibili alla siccità e tolleranti alla siccità. Allo stesso tempo, le varietà resistenti alla siccità producono tuberi più piccoli, ma più grandi (>40 mm), il che rende la loro resa più commerciabile di quelle sensibili alla siccità. La riduzione del numero di tuberi dipende dal grado di stress e dalle caratteristiche varietali. Il peso secco medio del tubero in condizioni di buona irrigazione, stress da siccità moderato (50% dell'acqua disponibile nel suolo) e grave stress da siccità (25% dell'acqua disponibile nel suolo) è di 30,6 g per 1 pianta, 10,8 g per 1 pianta e 1,6, 1 g per XNUMX pianta, rispettivamente. Tutte le varietà differivano nella produzione di sostanza secca di tuberi in diversi regimi idrici.
In condizioni di moderata siccità, la diminuzione della massa dei tuberi secchi nelle varietà variava dal 49,3% all'85,2% e in condizioni estreme dal 93,2% al 98,2%. Le differenze tra le cultivar nella produzione di sostanza secca di tuberi possono essere dovute a differenze nella loro maturità precoce, poiché le varietà a maturazione precoce producono una massa tuberica media superiore rispetto a quelle a maturazione tardiva.
Opportunità di mitigazione della siccità. Sarebbe logico limitarsi in questa parte alla proposta di padroneggiare vari metodi di irrigazione, come soluzione radicale al problema della siccità. Tuttavia, il forte aumento del costo dei sistemi di irrigazione, fino a 400 mila rubli/ha, costringe a un uso più mirato e su larga scala di altri senz'acqua, mezzi per mitigare i danni da siccità. Questi includono:
Uso di varietà di patate più resistenti alla siccità. Negli ultimi anni sono stati identificati molti geni associati allo stress da siccità, ma i genotipi di patate resistenti alla siccità sono ancora lontani dall'essere creati utilizzando la tecnologia di editing genomico. Le varietà indeterminate del tipo a gambo sono più resistenti alla siccità, tuttavia, con una siccità molto lunga, hanno problemi a far maturare i tuberi al momento della raccolta (situazione nel 2021). La siccità precoce riduce la resa delle varietà a maturazione precoce in misura maggiore rispetto a quelle a maturazione tardiva. La siccità tardiva è meno importante per le varietà precoci e i tuberi delle varietà a maturazione tardiva in questo caso non hanno il tempo di maturare. In condizioni di siccità imprevedibile, gli effetti dello stress da siccità possono essere mitigati coltivando contemporaneamente diverse varietà di patate con maturità precoce e tipo di crescita diversi.
Lavorazione efficiente. Le pratiche di lavorazione adattiva aumentano l'infiltrazione d'acqua e riducono l'evaporazione dell'umidità del suolo e il deflusso delle precipitazioni. La lavorazione del terreno influisce sulla disponibilità di acqua modificando la rugosità superficiale e la porosità del terreno, ma l'uso di creste per la coltivazione delle patate limita in qualche modo le possibilità di lavorazione del terreno nella produzione di patate. Tuttavia, è ovvio che Rispetto alla tecnologia del modello di fresatura prima della semina e durante la formazione della cresta, che viene utilizzata irragionevolmente in molte aziende agricole, l'uso di corpi di lavoro passivi per la coltivazione, l'approfondimento del suolo, l'allentamento della spaziatura tra le file, le fossette dà un effetto tangibile di riduzione dell'erosione, dell'acqua e dilavamento del suolo e miglioramento dell'accumulo di acqua (vedi foto 1-3, 3 - veduta del campo di patate dopo 100 mm di precipitazioni al giorno).
Sullo sfondo di siccità più frequenti e tenendo conto della possibilità di cambiamenti climatici, è consigliabile dotare i piantatori di patate di fossette, specialmente su campi in pendenza e, contemporaneamente alla semina, la formazione di creste a tutti gli effetti (foto 4) .
sostanza organica del suolo attenua gli effetti della siccità controllando l'evaporazione, assorbendo il vapore acqueo nei tessuti di pacciamatura e aumentando le infiltrazioni. Concimi animali, paglia, sovescio, ricchi di carbonio, possono anche migliorare lo stato nutrizionale dei suoli e la loro capacità di ritenzione idrica. Sono stati ottenuti risultati estremamente convincenti confrontando cinque diversi (ma brevi) schemi di rotazione delle patate con e senza irrigazione (5). La rotazione standard di due anni o "status quo" (SQ) consisteva in orzo ricoperto di trifoglio rosso come coltura di copertura, seguito di nuovo da patate l'anno successivo e includeva una regolare lavorazione del terreno primaverile e autunnale ogni anno.
La rotazione Soil Conservation (SC) consisteva in una rotazione triennale dell'orzo seminato a timoteo, che continua a crescere per tutto l'anno successivo. In questo sistema, la lavorazione del terreno è notevolmente ridotta, mentre non sono necessarie cure aggiuntive e la raccolta durante tutto l'anno, il che ha notevolmente migliorato la conservazione del suolo. Inoltre, dopo la raccolta delle patate è stato applicato pacciame di paglia (2 t/ha) per preservare ulteriormente le risorse del suolo. La rotazione del miglioramento del suolo (SI) consiste nella stessa lavorazione di base (3 anni, orzo/timoteo-patata, lavorazione limitata, pacciame di paglia) ma con aggiunte annuali di compost (45 t/ha) per fornire materia organica in eccesso per migliorare il suolo qualità. La rotazione delle colture per la soppressione delle malattie (DS) è stata progettata per controllare le infezioni trasmesse dal suolo e includeva l'uso di colture che sopprimono le malattie, il periodo di rotazione, la diversità delle colture e il sovescio. Il sistema prevedeva una circolazione di tre anni con una varietà di senape che sopprime le malattie coltivata per il sovescio, seguita da un raccolto di semi di senape del primo anno. Nel secondo anno è stata seminata erba di sorgo-sudan per il sovescio, seguita da segale invernale, con patate durante il terzo anno. Queste rotazioni colturali sono state confrontate con la coltivazione permanente di patate (PP).
Tutte le rotazioni hanno aumentato le rese di tuberi rispetto al controllo PP senza rotazione e lo schema SI, che includeva il compostaggio annuale, ha prodotto maggiori aumenti della resa e una percentuale maggiore di tuberi di grandi dimensioni (Figure 3,4) rispetto a tutti gli altri sistemi non irrigui (aumento). dal 14 al 90%). Il DS, che conteneva sovescio e colture di copertura che sopprimono le malattie, ha prodotto i raccolti più elevati durante l'irrigazione (aumento dell'11-35%). L'irrigazione ha contribuito all'aumento della resa dei tuberi in tutti i sistemi di coltivazione (Fig. 3,4), ad eccezione del SI (un aumento medio del 27-37%). Ha anche comportato un aumento significativo del tempo vegetativo delle foglie e del contenuto di clorofilla (come indicatori del potenziale fotosintetico), nonché della biomassa di radici e germogli rispetto ad altri sistemi di coltivazione, specialmente in condizioni non irrigue. La rotazione SI ha anche aumentato le concentrazioni di N, P e K nel tessuto dei germogli e dei tuberi, ma non nella maggior parte dei micronutrienti.
Gli studi su questi sistemi di allevamento hanno rivelato cambiamenti nelle proprietà fisiche, chimiche e biologiche del suolo e questi impatti hanno avuto la tendenza ad aumentare nel tempo. Tutte le rotazioni hanno aumentato la stabilità degli aggregati del suolo, la disponibilità di acqua, la biomassa microbica rispetto alla rotazione completa (PP) e gli schemi triennali (SI, SC, DS) hanno aumentato la stabilità degli aggregati rispetto ai due anni (SQ). Inoltre, le rotazioni di lavorazione ridotte di tre anni (SI e SC) hanno aumentato la disponibilità di acqua e ridotto la densità del suolo rispetto ad altri sistemi. Lo schema SI ha comportato un aumento maggiore della materia organica totale e particellare, del carbonio attivo, della biomassa microbica, della disponibilità di acqua, delle concentrazioni di nutrienti e della densità apparente inferiore rispetto a tutti gli altri sistemi di coltivazione. È stato anche dimostrato che il SI aumenta l'attività microbica e influisce in modo significativo sulle caratteristiche della comunità microbica del suolo, mentre il PP mostra l'attività microbica più bassa con il resto nel mezzo. Tutti questi cambiamenti sono parametri per il miglioramento del suolo.
In questo studio, tutte le rotazioni hanno aumentato la resa totale e commerciale di tuberi senza irrigazione rispetto a nessuna rotazione (PP), ma la variante SI ha prodotto la resa di tuberi più alta di tutti i sistemi (sia totali che commerciali): 30-40% in più rispetto alla Sistemi SQ e PP per tutti gli anni (Fig.3,4). Le differenze di rendimento sono state maggiori negli anni più asciutti (2007 e 2010), quando i rendimenti SI erano del 40-90% superiori a SQ e PP. Inoltre, nello schema SI, è stato ottenuto il contenuto più alto di tuberi grandi ed extra grandi.
Va notato che in irrigazione, tutte le rotazioni colturali, ad eccezione di SI, hanno dato rese significativamente più elevate rispetto alla tecnologia non irrigua, mentre le rese totali e commerciabili erano in media rispettivamente del 27 e 37% superiori. Solo la variante SI ha prodotto rese comparabili (ed elevate) sia in condizioni irrigate che non irrigate. I dati ottenuti suggeriscono fortemente che l'aumento della resa osservato in SI è associato a migliori condizioni del suolo, maggiore capacità di ritenzione idrica e acqua disponibile per le piante. orochenenie aumenta significativamente la crescita e la resa a condizioni di campo normali ma schema di rotazione delle coltureche SI, con grandi additivi organici, sostituisce essenzialmente l'irrigazione, fornendo risultati comparabili senza irrigazione.
Uso razionale dei nutrienti sostanze contribuisce anche ad aumentare la resistenza delle patate alla siccità, in quanto influisce sulla capacità di ritenzione idrica del suolo e delle cellule vegetali. Alcuni nutrienti inorganici come Zn, N, P, K e Se alleviano lo stress da siccità. L'applicazione fogliare e nel terreno del silicio migliora la tolleranza alla siccità delle patate. La massima applicazione di potassio induce resistenza alla siccità migliorando la crescita, lo scambio gassoso, le proprietà nutritive, antiossidanti. Come antistress, il potassio allevia gli effetti negativi della siccità regolando o migliorando la conduttanza stomatica e i tassi di fotosintesi, CO2 e sintesi di ATP. L'uso del potassio, anche direttamente nel processo di siccità (alimentazione fogliare), ha ridotto lo stress, indipendentemente dalle varietà (1). L'introduzione del potassio è un metodo efficace per aumentare la resistenza alla siccità delle colture di patate.
Applicazione fogliare di regolatori di crescita naturali e sintetici le piante possono anche mitigare gli effetti negativi della siccità. Mentre questa è una nuova tecnologia in agronomia, che sta solo diventando parte di un'efficace strategia di gestione della siccità. Nella pratica internazionale coltivazione di patate su larga scala per la neutralizzazioneGli effetti del caldo e della siccità sono maggiormente sfruttati da estratti di alghe, idrolizzati proteici, acidi umici e micropreparati biologici. Le decisioni pratiche sull'uso dei biostimolanti sono alquanto diverse dai postulati teorici (2). Tutti i prodotti commerciali ben accolti contro il caldo e la siccità sono dominati dall'amminoacido glicina nella sua forma pura e in combinazione con la betaina (un derivato della glicina).
Per gli estratti di alghe e umati, il contenuto di sostanza organica è primario. I prodotti più concentrati saranno più efficaci. Gli acidi umici sono preferiti rispetto agli acidi fulvici. I preparati microbiologici devono specificare la composizione del ceppo, l'efficienza in quest'area è garantita solo dallo sviluppo di istituti di ricerca fondamentali e l'autorità dei ceppi di microrganismi benefici non si forma immediatamente, ma per molti anni. Non ha senso utilizzare farmaci con composizione non specifica e incomprensibile e contenuto sconosciuto o designazione del contenuto in unità di misura non standard. Sfortunatamente, ci sono ancora abbastanza prodotti non professionali sul mercato.
Adeguamento delle modalità di lavoro con materiale di semi. Lo stress da siccità, soprattutto in combinazione con l'eccesso di calore, peggiora lo stato fisiologico dei tuberi da seme. Il periodo di dormienza profonda si riduce, aumenta il rischio di germinazione precoce, letteralmente autunnale, di tuberi di varietà con una breve dormienza genetica in conservazione. L'effetto della siccità deve essere preso in considerazione quando si preparano i semi per scopi specifici di coltivazione delle patate. Occorre prestare particolare attenzione nel valutare la necessità di utilizzo e le conseguenze della prolungata germinazione dei tuberi da seme di ciascuna varietà ad alte temperature.
Consiglio о in movimento produzione patata alle regioni con precipitazioni elevate e una minore probabilità di siccità sulla scala della vasta Federazione Russa è abbastanza giustificata. Sì, questo è irrilevante per la maggior parte delle imprese esistenti, ma è consigliabile che le startup trattino tali opportunità in modo consapevole e tempestivo, ad es. in fase di progettazione. Praticamente efficace nella maggior parte dei casi è la rimozione spaziale dei campi di patate all'interno di una grande impresa. Spesso, anche a una distanza di 5-10-20 km, la quantità e i tempi delle precipitazioni differiscono in modo significativo. La suddivisione della superficie totale consente di aumentare la stabilità del raccolto lordo di patate.
Una grave siccità in agricoltura è sempre stata considerata una forza maggiore, quelli. circostanza significativa che incide negativamente sulla capacità di adempiere agli obblighi contrattuali nei confronti di clienti, banche, ecc. Con vere partnership nel settore e l'attuazione della politica del governo per sostenere la stabilità della produzione alimentare in una tale situazione, è consuetudine applicare misure economiche per compensare i danni causati dalla siccità ai produttori agricoli.
Quindi, nel 2022, è stata osservata una lunga siccità insieme ad alte temperature nei principali paesi produttori di patate d'Europa: Germania, Belgio, Francia e Inghilterra. È già stato calcolato che il raccolto lordo di patate nell'UE sarà il più basso degli ultimi 20 anni. La risposta misura lìvengono prese tempestivamente: oltre all'indennità assicurativa garantita, sono in corso di revisione i prezzi dei contratti - ovviamente, al rialzo, le tolleranze per la pezzatura delle patate da tavola nel commercio al dettaglio vengono adeguate, ovviamente, al ribasso. Le catene di vendita al dettaglio informano i consumatori sui motivi per modificare la calibrazione, l'intera società ha la consapevolezza che in questa situazione la quota dei guadagni dei rivenditori sul totale il prezzo dovrebbe essere ridotto a favore di agricoltori. Questo stile di lavoro delle catene di vendita al dettaglio straniere, che guadagna attivamente denaro nella Federazione Russa, non si applica ai coltivatori di patate russi. I prezzi di acquisto delle patate sono attualmente significativamente più bassi rispetto allo scorso anno, quando c'era anche una siccità (poiché la siccità del 2022 non ha riguardato tutte le regioni), ed è tempo che gli organi di controllo e amministrazione statale, i sindacati del settore prestino attenzione a questo. Ed è realistico fornire sostegno ai produttori di patate in condizioni di siccità, mostrando così preoccupazione per la sicurezza alimentare e la sostituzione delle importazioni.
La siccità diventa così il principale fenomeno naturale che limita la resa delle patate. La sensibilità della coltura alla siccità è dovuta principalmente al suo apparato radicale poco profondo. Gli effetti dello stress idrico variano nelle diverse fasi della crescita. L'inizio e la crescita dei tuberi sono le fasi più critiche. La mancanza di acqua durante l'emergenza dei tuberi può compromettere seriamente la qualità della distorsione della forma, la diffusione della crosta, le crepe, la cavità. La mancanza di acqua durante il rigonfiamento dei tuberi ha il maggiore impatto sulla resa. La dinamica della formazione della superficie fogliare, il tipo di sviluppo della varietà determinano il livello di resistenza alla siccità. Gli effetti dello stress da siccità possono essere mitigati selezionando e coltivando contemporaneamente diverse varietà di patate con diversi modelli di maturazione e crescita precoce. L'uso dell'approfondimento del suolo, dei corpi di lavoro passivi, dell'allentamento delle distanze tra le file e delle fossette assicurano la conservazione delle riserve di umidità del suolo e delle precipitazioni durante la stagione di crescita. Aumentando la durata della rotazione delle colture, l'uso di colture di copertura, sovescio, lavorazione ridotta e l'applicazione di fertilizzanti organici migliorano significativamente la crescita e la resa delle patate in condizioni di siccità. Mezzi efficaci per ridurre i danni da siccità sono la manipolazione qualificata del materiale delle sementi, speciali preparati antistress e l'alimentazione fogliare con nutrienti mirati.
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