Pada tahun 2022, kentang di banyak wilayah Federasi Rusia secara signifikan dipengaruhi oleh kekeringan berkepanjangan, yang menyebabkan penurunan hasil yang nyata dibandingkan dengan tingkat rata-rata beberapa tahun terakhir. Selama tiga bulan musim panas, misalnya, hanya 47% curah hujan yang turun di wilayah Moskow dibandingkan dengan nilai rata-rata jangka panjang (lihat tabel).
Pada saat yang sama, kekeringan disertai dengan suhu udara yang tinggi, terutama pada bulan Agustus, serta pemadatan tanah yang berlebihan. Dalam hal dampaknya terhadap produktivitas, faktor-faktor ini tidak setara. Pemadatan tanah membatasi pertumbuhan akar horizontal dan vertikal, yang pada akhirnya mengurangi jumlah dan hasil umbi. Sistem akar yang lebih kecil mendapatkan akses ke volume tanah yang lebih kecil, sehingga membatasi penyerapan air dan nutrisi, menghasilkan tanaman yang lebih kecil dengan luas daun yang lebih sedikit.
Kondisi cuaca musim tanam 2016-2022 di distrik Dmitrovsky di wilayah Moskow
Bulan | Suhu udara harian rata-rata, оС | |||||||
Rata-rata banyak 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 |
Agustus | 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 | |
Rata-rata / jumlah | 12,5 | 12,6 | 11,0 | 13,4 | 12,9 | 12,4 | 13,3 |
Bulan | Curah hujan, mm | |||||||
Rata-rata banyak 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 |
Agustus | 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 | |
Rata-rata / jumlah | 460 | 493 | 605 | 403 | 417 | 612 | 449 |
Pada saat yang sama, penelitian terbaru menunjukkan bahwa pemadatan tanah tidak mengurangi intensitas fotosintesis. Kentang juga umumnya dianggap sebagai tanaman iklim dingin. Pernah diyakini bahwa fotosintesis tanaman kentang hampir sepenuhnya ditekan pada suhu di atas 30оIkan kodtetapi sekarang diketahui bahwa efek ini terutama menyebabkan defisiensi air. Faktanya, kentang dapat beradaptasi dengan suhu tinggi (~ 40оC) dan melanjutkan fotosintesis, tetapi hanya jika ada cukup kelembaban, yang dikonfirmasi oleh praktik budidaya kentang yang berhasil untuk irigasi di wilayah selatan Federasi Rusia. Misalnya, pada tahun 2021, hasil kentang yang lebih tinggi diperoleh di wilayah Moskow, meskipun peningkatan suhu udara juga dicatat sepanjang musim panas, kekeringan dicatat pada bulan Juli, tetapi curah hujan lebat turun pada bulan Agustus (tabel). Oleh karena itu, faktor yang paling signifikan di antara yang terdaftar adalah kekeringan itu sendiri, yang akan menjadi fokus artikel ini, disusun berdasarkan publikasi periode terakhir (1-7).
Kekeringan diakui sebagai salah satu cekaman abiotik utama, karena mempengaruhi morfologi, fisiologi, ekologi, biokimia dan karakteristik molekuler tanaman. Di bidang pertanian, kekeringan mengacu pada periode kelangkaan air yang menyebabkan kurangnya kelembaban di tanah, yang pada akhirnya berdampak negatif pada hasil panen. Kekeringan bukanlah sesuatu yang baru bagi umat manusia: pada awal 20-an abad terakhir, kekeringan menyebabkan kelaparan di Rusia dan Cina, pada 30-an di AS; konsekuensi dari anomali 1976 masih diingat di Eropa. Pada dekade pertama abad ke-2003, benua Australia menderita kekeringan jangka panjang. Negara-negara Eropa menghadapi fenomena ini pada tahun 2006 dan 2005, pada tahun 2010 dan 2008 kurangnya hujan menyebabkan pengurangan besar-besaran vegetasi di hutan hujan Amazon. Sejak 2010, kekeringan multi-tahun telah menutupi Semenanjung Iberia. Tahun XNUMX yang sangat panas tercatat dalam sejarah di Rusia.
Beberapa model iklim memprediksi penurunan curah hujan tahunan dan peningkatan suhu dengan kekeringan yang sering terjadi, berdampak negatif pada hasil panen di seluruh dunia. Periode stres kekeringan diperkirakan akan meningkat selama 30-90 tahun ke depan karena berkurangnya curah hujan dan meningkatnya penguapan di banyak wilayah di dunia, termasuk Eropa. Dengan ancaman kekeringan yang semakin meningkat, penting untuk mempelajari dan memperhitungkan respon kentang, sebagai salah satu tanaman pertanian utama, terhadap cekaman kekeringan.
Kentang dianggap sebagai tanaman hemat air (yaitu yang menghasilkan lebih banyak kalori per unit air yang digunakan). Produksi satu kilogram kentang membutuhkan 105 liter air, yang jauh lebih sedikit daripada beras (1408 liter) dan gandum (1159 liter).
Perbandingan visual lainnya: dibutuhkan 25 liter air untuk menghasilkan satu umbi besar, 40 liter untuk menghasilkan satu potong roti atau segelas susu, 70 liter untuk menghasilkan satu apel, 135 liter untuk menghasilkan satu telur, dan 2400 liter untuk menghasilkan satu. hamburger. air. Meskipun efisiensi penggunaan airnya tinggi, kentang sangat rentan terhadap cekaman kekeringan karena dapat menghasilkan hasil yang sangat tinggi dan sebagian besar tanaman memiliki sistem perakaran yang dangkal.
Kelembaban dari daun menguap melalui stomata yang terbuka. Ini mendinginkan kanopi, menjaga suhu di bawah suhu lingkungan, tetapi juga menyebabkan hilangnya kelembaban. Respon fisiologis pertama terhadap cekaman air adalah penutupan stomata pada daun. Ketika tanaman menutup stomata untuk mengurangi hilangnya kelembaban, asupan karbon dioksida ke dalam daun juga berkurang. Ini menghambat fotosintesis dengan membatasi akumulasi pati dan gula. Hasil dan kualitas kentang (misalnya berat jenis) bergantung pada fotosintesis untuk melebihi kebutuhan energi harian tanaman, memungkinkan kelebihan karbohidrat menumpuk di umbi yang sedang berkembang. Kekurangan air juga mengurangi tekanan internal yang diperlukan untuk ekspansi dan pertumbuhan sel. Kanopi daun dan pertumbuhan akar bisa sangat berkurang. Meskipun perkembangan umbi berlanjut ketika air tersedia, gangguan dapat menyebabkan umbi tidak berbentuk dengan bintik-bintik sempit atau ujung runcing. Kurangnya kelembaban juga meningkatkan kemungkinan pecahnya umbi. Diketahui bahwa air yang tidak mencukupi pada setiap tahap menyebabkan hasil yang berkurang. Studi terbaru menunjukkan bahwa kerentanan kentang terhadap kekeringan juga tergantung pada jenis, tahap perkembangan dan morfologi genotipe, serta pada durasi dan tingkat keparahan cekaman kekeringan.
Perkembangan fisiologis tanaman kentang biasanya dibagi menjadi lima tahap: 1 - rooting, penanaman dan perkecambahan (dari 20 hingga 35 hari); 2 - inisiasi stolon, pertumbuhan vegetatif awal dan perkembangan stolon (dari 15 hingga 25 hari); 3 - tuberisasi, pembentukan umbi di ujung stolon (10-15 hari); 4 - pertumbuhan atau pembengkakan umbi, umbi mengisi dan meningkat (dari 30 hingga 60 hari); 5 - kematangan, pematangan umbi dan kematian pucuk (15 hari atau lebih). Kekurangan air pada tahap pertama tidak berperan signifikan, perkecambahan terjadi karena cadangan air pada umbi induk.
Kekeringan pada tahap kedua dapat mengurangi jumlah stolon yang dihasilkan, serta berdampak negatif terhadap pertumbuhan dan pematangan tanaman. Stres air pada tahap umbi dapat menunda perkembangan umbi selama beberapa minggu (Gambar 1). Efeknya seringkali paling signifikan untuk varietas tak tentu (tumbuh terus menerus), memperpanjang musim tanam dan berpotensi menciptakan masalah pematangan dan kulit yang kencang.
Sebaliknya, varietas determinate (pertumbuhan tanaman berhenti setelah berbunga) relatif tidak sensitif terhadap cekaman air selama periode ini dan akan matang secara normal. Meskipun kekurangan air selama inisiasi umbi dapat mempengaruhi hasil, dampak terhadap kualitas adalah yang paling signifikan. Keropeng mengendap di umbi pada waktu tertentu; bentuk halter, retakan dan deformasi lainnya adalah hasil dari kelembaban tanah yang tidak merata selama inisiasi umbi dan perkembangan awal. Efek potensial lain dari cekaman air, terutama bila dikombinasikan dengan suhu tinggi, selama inisiasi umbi dan pembengkakan awal adalah pengembangan "ujung tembus cahaya" atau "ujung gula". Kondisi kering berarti gula yang dihasilkan oleh fotosintesis tidak sepenuhnya diubah menjadi pati.
Kekurangan air selama pertumbuhan umbi biasanya mempengaruhi hasil lebih dari kualitas. Selama periode ini, efek kekeringan tidak dapat dikompensasi oleh apa pun, produktivitas tanaman akan menurun.
Kekeringan mengurangi hasil kentang dengan mempengaruhi pertumbuhan vegetatif, tinggi tanaman, jumlah dan ukuran daun, dan fotosintesis daun dengan mengurangi klorofil, mengurangi indeks luas daun atau durasi luas daun. Selain pertumbuhan vegetatif, kekeringan dapat mempengaruhi tahap reproduksi kentang dengan memperpendek siklus pertumbuhan atau mengurangi ukuran dan jumlah umbi yang dihasilkan tanaman. Selain itu, kekeringan juga mempengaruhi kualitas umbi yang dihasilkan.
Pengaruh kekeringan terhadap pertumbuhan kentang di atas tanah. Perkembangan tajuk daun merupakan salah satu tahap perkembangan tanaman yang paling peka terhadap kekeringan. Perkembangan tajuk berarti pembentukan daun, batang, serta pertambahan luas individu daun dan tinggi tanaman. Kekeringan memiliki efek penghambatan terhadap tinggi batang, pembentukan daun baru, jumlah batang, dan luas individu daun kentang. Indeks luas daun (LAI) dan durasi luas daun (LAD) dianggap sebagai faktor terpenting dalam memastikan hasil umbi. Stres kekeringan secara signifikan mengurangi LAI dan LAD pada tanaman kentang.
Pertumbuhan tanaman tergantung pada tekanan turgor tinggi, yang mendorong ekspansi sel. Tanaman membutuhkan pasokan air yang konstan untuk mempertahankan tekanan turgor yang tinggi. Pada kondisi cekaman kekeringan, ketersediaan air bagi tanaman berkurang, yang mempengaruhi pertumbuhan tajuk. Pada sebagian besar spesies tanaman, pertumbuhan daun berhenti jika air tanah yang tersedia kurang dari 40-50%. Dan pertumbuhan daun kentang berhenti ketika air tanah yang tersedia kurang dari 60%, yang menunjukkan peningkatan kepekaan tanaman kentang terhadap kekurangan air. Dengan demikian, berkurangnya pertumbuhan daun dan batang adalah efek pertama yang diamati dari kekurangan air pada kentang. Meskipun pengaruhnya sangat tergantung pada waktu, durasi, dan intensitas cekaman kekeringan, baik kekeringan awal maupun akhir memiliki efek penghambatan pada pertumbuhan tajuk. Kekeringan awal memperlambatnya, sehingga meningkatkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai luas daun yang optimal, sedangkan kekeringan yang terlambat menyebabkan daun dewasa mati dan membentuk yang baru (Gbr. 2).
Ada laporan pengurangan panjang batang tanaman kentang yang terkena kekeringan awal sebesar 75-78%. Pengaruh kekeringan juga berbeda pada varietas dengan prekoksitas yang berbeda. Sebuah studi komprehensif telah menunjukkan bahwa varietas yang matang terlambat mungkin kurang terpengaruh oleh kekeringan awal, karena mereka memiliki periode pertumbuhan vegetatif yang lebih lama. Mereka dapat menunda pencapaian cakupan kanopi penuh di bawah tekanan kekeringan akhir, sehingga meminimalkan efeknya.
Di sisi lain, jumlah batang kentang mungkin sedikit terpengaruh, karena tanaman sudah menghasilkan jumlah batang yang optimal sebelum awal kekeringan akhir.
Tanaman membutuhkan air, karbon dioksida dan cahaya untuk menyelesaikan proses normal fotosintesis. Cekaman kekeringan mempengaruhi jumlah dan laju fotosintesis pada tanaman. Pengurangan jumlah daun dan luas daun individu mempengaruhi jumlah fotosintesis. Di sisi lain, kekurangan air dan CO2 mengurangi laju fotosintesis. Stres kekeringan mengurangi kandungan air relatif daun kentang dengan meningkatkan konsentrasi ion antar sel. Konsentrasi ion antar sel yang tinggi menghambat sintesis ATP, yang mempengaruhi produksi ribulosa bifosfat (RuBP), yang merupakan akseptor karbon dioksida utama selama fotosintesis. Oleh karena itu, penurunan produksi RuBP secara langsung mempengaruhi fotosintesis.
Pengaruh kekeringan pada pertumbuhan kentang bawah tanah. Bagian bawah tanah kentang adalah akar, stolon dan umbi. Kentang memiliki sistem perakaran yang dangkal dan lemah, yang membuat tanaman kentang rentan terhadap cekaman kekeringan. Arsitektur sistem akar kentang, panjang dan massa akar dipelajari dengan baik, tetapi sulit untuk berbicara dengan percaya diri tentang efek pasti dari tekanan kekeringan pada perkembangan organ bawah tanah, karena hasil studi tentang topik ini adalah kontradiktif. Sejumlah spesialis melaporkan penurunan panjang akar di bawah tekanan kekeringan, sementara yang lain, sebaliknya, menarik kesimpulan tentang peningkatan atau tidak ada perubahan (Gbr. 2).
Data yang sama-sama bertentangan diperoleh dari studi tentang pengaruh cekaman kekeringan pada massa kering akar kentang dan jumlah stolon.
Varietas yang berbeda merespon secara berbeda terhadap intensitas dan durasi spesifik kekeringan. Beberapa peneliti berpendapat bahwa varietas yang lebih tua menghasilkan massa akar yang lebih dalam dan lebih besar daripada varietas yang matang lebih awal di bawah tekanan yang sama. Sistem perakaran sangat dipengaruhi oleh jenis tanah, tempat percobaan, umur fisiologis umbi dan proses bahan benih selama penanaman. Variasi yang luas dari semua faktor ini memperumit studi tentang pengaruh cekaman kekeringan pada bagian bawah tanah kentang.
Pengaruh kekeringan terhadap hasil panen kentang Mencapai hasil umbi yang tinggi adalah tugas dan masalah utama dalam menanam kentang, sehingga masalah ini dipelajari secara paling rinci. Respon kentang terhadap kekurangan air sangat tergantung pada varietasnya. Selama studi lapangan, varietas Remarque dan Desiree berada di bawah kondisi cekaman kekeringan yang serupa. Hasilnya menunjukkan penurunan hasil sebesar 44% dan 11%. Pada saat yang sama, berat umbi segar dipengaruhi oleh durasi dan tingkat keparahan cekaman kekeringan. Stres awal (dari perkecambahan hingga tahap inisiasi umbi) menyebabkan penurunan massa umbi segar dari varietas pematangan awal dan akhir. Namun, kekeringan yang berkepanjangan, yang berlangsung dari perkecambahan hingga tahap pertumbuhan umbi, mempengaruhi varietas pematangan awal lebih parah daripada varietas pematangan akhir.
Kekeringan juga mempengaruhi jumlah umbi yang dihasilkan pada tanaman kentang, dengan kerusakan terbesar terjadi pada tahap awal perkembangan tanaman, terutama pada tahap inisiasi umbi. Tetapi stres jangka pendek yang terlambat memiliki efek yang lebih nyata pada pembentukan bahan kering umbi daripada jumlahnya.
Cekaman kering secara langsung mempengaruhi berat kering umbi, mengurangi pertumbuhan daun dan mengurangi aktivitas fotosintesisnya. Ini juga mengubah kadar air relatif daun, yang mempengaruhi aktivitas metabolisme tanaman. Konduktansi stomata menurun, mengakibatkan penurunan penyerapan karbon dioksida dan laju fotosintesis bersih. Selain itu, cekaman air juga menyebabkan penurunan kandungan klorofil, serta penurunan indeks luas daun dan durasi pertumbuhan daun. Semua faktor ini secara langsung mempengaruhi fotosintesis, yang pada gilirannya mempengaruhi bahan kering. Penurunan bahan kering umbi sama pada varietas peka kekeringan dan toleran kekeringan. Pada saat yang sama, varietas tahan kekeringan menghasilkan umbi yang lebih kecil, tetapi lebih besar (>40 mm), yang membuat hasil panennya lebih dapat dipasarkan daripada yang peka kekeringan. Pengurangan jumlah umbi tergantung pada tingkat stres dan karakteristik varietas. Berat kering rata-rata umbi di bawah irigasi yang baik, cekaman kekeringan sedang (50% dari air tanah yang tersedia) dan cekaman kekeringan yang parah (25% dari air tanah yang tersedia) adalah 30,6 g per 1 tanaman, 10,8 g per 1 tanaman dan 1,6 g. g per 1 tanaman, masing-masing. Semua varietas berbeda dalam produksi bahan kering umbi di bawah rezim air yang berbeda.
Di bawah tekanan kekeringan sedang, penurunan massa umbi kering dalam varietas berkisar antara 49,3% hingga 85,2%, dan dalam kondisi ekstrem - dari 93,2% menjadi 98,2%. Perbedaan antara kultivar dalam produksi bahan kering umbi mungkin disebabkan oleh perbedaan dalam kematangan awal, karena varietas yang matang lebih awal menghasilkan massa umbi rata-rata yang lebih tinggi daripada yang matang terlambat.
Peluang mitigasi kekeringan. Masuk akal untuk membatasi diri pada bagian ini pada usulan untuk menguasai berbagai metode irigasi, sebagai solusi radikal untuk masalah kekeringan. Namun, biaya sistem irigasi yang meningkat tajam, hingga 400 ribu rubel/ha, memaksa penggunaan yang lebih terarah dan skala besar dari sumber daya lainnya. tanpa air, sarana mitigasi bencana kekeringan. Ini termasuk:
Penggunaan varietas kentang yang lebih tahan kekeringan. Dalam beberapa tahun terakhir, banyak gen yang terkait dengan cekaman kekeringan telah diidentifikasi, tetapi genotipe kentang tahan kekeringan masih jauh dari dibuat menggunakan teknologi pengeditan genom. Varietas indeterminate dari tipe batang lebih tahan terhadap kekeringan, namun dengan kekeringan yang sangat panjang, mereka memiliki masalah pematangan umbi pada saat panen (situasi pada tahun 2021). Kekeringan awal mengurangi hasil varietas pematangan awal lebih besar daripada varietas pematangan akhir. Kekeringan akhir kurang penting untuk varietas awal, dan umbi varietas pematangan terlambat dalam hal ini tidak punya waktu untuk matang. Dalam kondisi kekeringan yang tidak terduga, pengaruh cekaman kekeringan dapat dikurangi dengan menanam beberapa varietas kentang dengan kematangan awal dan jenis pertumbuhan yang berbeda pada waktu yang sama.
Pengolahan tanah yang efisien. Praktek pengolahan tanah adaptif meningkatkan infiltrasi air dan mengurangi penguapan kelembaban tanah dan limpasan curah hujan. Pengolahan tanah mempengaruhi ketersediaan air dengan mengubah kekasaran permukaan dan porositas tanah, tetapi penggunaan punggung bukit untuk menanam kentang agak membatasi kemungkinan pengolahan tanah dalam produksi kentang. Namun demikian, jelas bahwa Dibandingkan dengan teknologi cetakan penggilingan sebelum penanaman dan selama pembentukan punggung bukit, yang digunakan secara tidak wajar di banyak pertanian, penggunaan badan kerja pasif untuk penanaman, pendalaman tanah, pelonggaran jarak baris, lesung pipit memberikan efek nyata mengurangi erosi, air dan pencucian tanah dan meningkatkan akumulasi air (lihat foto 1-3, 3 - pemandangan ladang kentang setelah curah hujan 100 mm per hari).
Dengan latar belakang kekeringan yang lebih sering dan dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan iklim, disarankan untuk melengkapi pekebun kentang dengan lesung pipit, terutama di ladang miring dan pada saat yang sama dengan penanaman, pembentukan punggungan penuh (foto 4) .
bahan organik tanah mengurangi efek kekeringan dengan mengendalikan penguapan, menyerap uap air di kain mulsa dan meningkatkan infiltrasi. Kotoran hewan, jerami, pupuk hijau, kaya karbon, juga dapat meningkatkan status nutrisi tanah dan kapasitas menahan airnya. Hasil yang sangat menarik diperoleh dengan membandingkan lima skema rotasi kentang yang berbeda (tapi pendek) dengan dan tanpa irigasi (5). Rotasi dua tahunan atau "status quo" (SQ) standar terdiri dari jelai dengan semanggi merah sebagai tanaman penutup, diikuti lagi oleh kentang pada tahun berikutnya, dan termasuk pengolahan musim semi dan musim gugur yang teratur setiap tahun.
Rotasi Konservasi Tanah (SC) terdiri dari rotasi tiga tahun jelai yang ditaburkan dengan timothy, yang terus tumbuh sepanjang tahun berikutnya. Dalam sistem ini, pengolahan tanah berkurang secara signifikan, sementara tidak perlu perawatan tambahan dan panen sepanjang tahun, yang secara signifikan meningkatkan konservasi tanah. Selain itu, mulsa jerami (2 t/ha) diterapkan setelah panen kentang untuk lebih menghemat sumber daya tanah. Rotasi Perbaikan Tanah (SI) terdiri dari pengolahan dasar yang sama (3 tahun, barley/timothy-timothy-potato, pengolahan terbatas, mulsa jerami) tetapi dengan penambahan kompos tahunan (45 t/ha) untuk menyediakan bahan organik berlebih untuk memperbaiki tanah kualitas. Rotasi tanaman penekan penyakit (DS) dirancang untuk mengendalikan infeksi tular tanah dan termasuk penggunaan tanaman penekan penyakit, periode rotasi, keragaman tanaman, pupuk hijau. Sistemnya adalah sirkulasi tiga tahun dengan varietas sawi penekan penyakit ditanam untuk pupuk hijau, diikuti oleh tanaman biji sawi tahun pertama. Pada tahun kedua, rumput sorgum-sudan ditaburkan untuk pupuk hijau, diikuti dengan gandum hitam musim dingin, dengan kentang selama tahun ketiga. Rotasi tanaman ini dibandingkan dengan budidaya kentang permanen (PP).
Semua rotasi meningkatkan hasil umbi dibandingkan dengan kontrol PP tanpa rotasi, dan skema SI, termasuk pengomposan tahunan, menghasilkan peningkatan hasil yang lebih besar dan persentase umbi besar yang lebih tinggi (Gambar 3,4) daripada semua sistem non-irigasi lainnya. dari 14 hingga 90%). DS, yang mengandung pupuk hijau penekan penyakit dan tanaman penutup tanah, menghasilkan hasil tertinggi ketika diairi (peningkatan 11-35%). Irigasi berkontribusi pada peningkatan hasil umbi di semua sistem budidaya (Gbr. 3,4), kecuali untuk SI (peningkatan rata-rata 27-37%). Hal ini juga menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam waktu vegetatif daun dan kandungan klorofil (sebagai indikator potensi fotosintesis) serta biomassa akar dan pucuk dibandingkan dengan sistem budidaya lainnya, terutama di bawah kondisi non-irigasi. Rotasi SI juga meningkatkan konsentrasi N, P, dan K pada jaringan pucuk dan umbi, tetapi tidak pada sebagian besar unsur hara mikro.
Studi sistem pertanian ini telah mengungkapkan perubahan sifat fisik, kimia, dan biologi tanah, dan dampak ini cenderung meningkat dari waktu ke waktu. Semua rotasi meningkatkan stabilitas agregat tanah, ketersediaan air, biomassa mikroba dibandingkan dengan rotasi penuh (PP), dan skema tiga tahun (SI, SC, DS) meningkatkan stabilitas agregat dibandingkan dengan dua tahun (SQ). Selain itu, pengurangan rotasi olah tanah (SI dan SC) selama tiga tahun meningkatkan ketersediaan air dan mengurangi kepadatan tanah dibandingkan dengan sistem lain. Skema SI menghasilkan peningkatan yang lebih besar dalam bahan organik total dan partikulat, karbon aktif, biomassa mikroba, ketersediaan air, konsentrasi nutrisi, dan kepadatan curah yang lebih rendah daripada di semua sistem tanam lainnya. SI juga telah terbukti meningkatkan aktivitas mikroba dan secara signifikan mempengaruhi karakteristik komunitas mikroba tanah, sementara PP menunjukkan aktivitas mikroba terendah dengan sisanya di antaranya. Semua perubahan ini adalah parameter untuk perbaikan tanah.
Dalam studi ini, semua rotasi meningkatkan hasil umbi total dan komersial tanpa irigasi dibandingkan dengan tanpa rotasi (PP), tetapi varian SI menghasilkan hasil umbi tertinggi dari semua sistem (baik total dan komersial): rata-rata 30-40% lebih tinggi daripada Sistem SQ dan PP untuk semua tahun (Gbr.3,4). Perbedaan hasil paling besar pada tahun-tahun yang lebih kering (2007 dan 2010), ketika hasil SI 40-90% lebih tinggi dari SQ dan PP. Selain itu, pada skema SI didapatkan kandungan umbi besar dan ekstra besar tertinggi.
Perlu dicatat bahwa di bawah irigasi, semua rotasi tanaman, kecuali SI, memberikan hasil yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan teknologi non-irigasi, sedangkan hasil total dan yang dapat dipasarkan rata-rata masing-masing 27 dan 37% lebih tinggi. Hanya varian SI yang menghasilkan hasil yang sebanding (dan tinggi) baik dalam kondisi irigasi maupun non-irigasi. Data yang diperoleh sangat menyarankan bahwa peningkatan hasil yang diamati di SI dikaitkan dengan kondisi tanah yang lebih baik, peningkatan kapasitas menahan air dan air yang tersedia untuk tanaman. orochenenie secara signifikan meningkatkan pertumbuhan dan hasil pada kondisi medan normal tetapi skema rotasi tanamanbahwa SI, dengan aditif organik besar, pada dasarnya menggantikan irigasi, memberikan hasil yang sebanding tanpa irigasi.
Penggunaan nutrisi secara rasional zat juga berkontribusi untuk meningkatkan ketahanan kentang terhadap kekeringan, karena mempengaruhi kapasitas menahan air dari tanah dan sel-sel tanaman. Beberapa nutrisi anorganik seperti Zn, N, P, K dan Se mengurangi stres kekeringan. Aplikasi daun dan tanah silikon meningkatkan toleransi kekeringan kentang. Aplikasi maksimum kalium menginduksi ketahanan kekeringan dengan meningkatkan pertumbuhan, pertukaran gas, nutrisi, sifat antioksidan. Sebagai pereda stres, kalium mengurangi efek negatif dari kekeringan dengan mengatur atau meningkatkan konduktansi stomata dan laju fotosintesis, CO2 dan sintesis ATP. Penggunaan kalium, termasuk langsung dalam proses kekeringan (pemberian makan daun), mengurangi stres, terlepas dari varietas (1). Introduksi kalium merupakan metode yang efektif untuk meningkatkan ketahanan tanaman kentang terhadap kekeringan.
Aplikasi daun pengatur tumbuh alami dan sintetis tanaman juga dapat mengurangi efek buruk dari kekeringan. Padahal ini merupakan teknologi baru dalam agronomi, yang hanya menjadi bagian dari strategi pengelolaan kekeringan yang efektif. Dalam praktik internasional penanaman kentang skala besar untuk netralisasiEfek panas dan kekeringan paling aktif digunakan oleh ekstrak rumput laut, hidrolisat protein, asam humat dan mikrosediaan biologis. Keputusan praktis tentang penggunaan biostimulan agak berbeda dari postulat teoritis (2). Semua produk komersial yang diterima dengan baik terhadap panas dan kekeringan didominasi oleh asam amino glisin dalam bentuk murni dan dalam kombinasi dengan betaine (turunan dari glisin).
Untuk ekstrak alga dan humat, kandungan bahan organik adalah yang utama. Produk yang lebih terkonsentrasi akan lebih efektif. Asam humat lebih disukai daripada asam fulvat. Persiapan mikrobiologis harus menentukan komposisi strain, efisiensi di bidang ini dipastikan hanya dengan pengembangan lembaga penelitian mendasar, dan otoritas strain mikroorganisme menguntungkan tidak segera terbentuk, tetapi selama bertahun-tahun. Tidak masuk akal untuk menggunakan obat-obatan dengan komposisi yang tidak spesifik, tidak dapat dipahami dan konten yang tidak diketahui atau penunjukan konten dalam satuan pengukuran yang tidak standar. Sayangnya, masih ada cukup banyak produk non-profesional seperti itu di pasaran.
Penyesuaian mode kerja dengan bahan benih. Stres kekeringan, terutama bila dikombinasikan dengan panas berlebih, memperburuk kondisi fisiologis umbi benih. Periode dormansi yang dalam berkurang, risiko awal, secara harfiah musim gugur, perkecambahan umbi varietas dengan dormansi genetik pendek dalam penyimpanan meningkat. Pengaruh kekeringan harus diperhitungkan saat menyiapkan benih untuk tujuan penanaman kentang tertentu. Perhatian khusus harus diberikan untuk mempertimbangkan kebutuhan penggunaan dan konsekuensi dari perkecambahan umbi benih yang berkepanjangan dari setiap varietas pada suhu tinggi.
Tip о bergerak produksi kentang ke daerah dengan curah hujan tinggi dan kemungkinan kekeringan yang lebih rendah pada skala Federasi Rusia yang luas cukup dibenarkan. Ya, ini tidak relevan untuk sebagian besar perusahaan yang ada, tetapi disarankan bagi para pemula untuk menangani peluang tersebut secara sadar dan tepat waktu, mis. pada tahap perencanaan proyek. Praktis efektif dalam banyak kasus adalah pemindahan spasial ladang kentang dalam satu perusahaan besar. Seringkali, bahkan pada jarak 5-10-20 km, jumlah dan waktu curah hujan berbeda secara signifikan. Pembagian luas total memungkinkan untuk meningkatkan stabilitas panen kentang kotor.
Kekeringan yang parah di bidang pertanian selalu dianggap sebagai force majeure, itu. keadaan signifikan yang secara negatif mempengaruhi kemampuan untuk memenuhi kewajiban kontraktual kepada pelanggan, bank, dll. Dengan kemitraan yang benar dalam industri dan penerapan kebijakan pemerintah untuk mendukung stabilitas produksi pangan dalam situasi seperti itu, sudah menjadi kebiasaan untuk menerapkan langkah-langkah ekonomi untuk mengkompensasi kerusakan akibat kekeringan pada produsen pertanian.
Jadi, pada tahun 2022, kekeringan panjang diamati bersama dengan suhu tinggi di negara-negara penghasil kentang utama di Eropa: Jerman, Belgia, Prancis, dan Inggris. Telah dihitung bahwa panen kentang kotor di UE akan menjadi yang terendah dalam 20 tahun terakhir. Langkah-langkah respons di sanadiambil segera: selain ganti rugi asuransi yang dijamin, harga kontrak sedang direvisi - tentu saja, ke atas, toleransi untuk ukuran kentang meja dalam perdagangan eceran disesuaikan, tentu saja, ke bawah. Rantai ritel memberi tahu konsumen tentang alasan untuk mengubah kalibrasi, seluruh masyarakat memiliki pemahaman bahwa dalam situasi ini bagian pendapatan pengecer secara total harga harus dikurangi demi petani. Gaya kerja rantai ritel asing ini, yang secara aktif menghasilkan uang di Federasi Rusia, tidak berlaku untuk petani kentang Rusia. Harga beli kentang saat ini jauh lebih rendah dibandingkan tahun lalu, ketika juga terjadi kekeringan (karena kekeringan-2022 tidak mencakup semua wilayah), dan sudah saatnya bagi badan penyelenggara negara dan kontrol, serikat industri untuk memperhatikan hal ini. Dan realistis untuk memberikan dukungan bagi produsen kentang dalam kondisi kekeringan, sehingga benar-benar menunjukkan kepedulian terhadap ketahanan pangan dan substitusi impor.
Dengan demikian, kekeringan menjadi fenomena alam utama yang membatasi hasil kentang. Kepekaan tanaman terhadap kekeringan terutama karena sistem perakarannya yang dangkal. Efek stres air bervariasi pada berbagai tahap pertumbuhan. Inisiasi dan pertumbuhan umbi adalah tahap yang paling kritis. Kekurangan air selama munculnya umbi dapat secara serius mempengaruhi kualitas distorsi bentuk, penyebaran keropeng, retakan, rongga. Kurangnya air selama pembengkakan umbi memiliki dampak terbesar pada hasil. Dinamika pembentukan permukaan daun, jenis pengembangan varietas menentukan tingkat ketahanan terhadap kekeringan. Pengaruh cekaman kekeringan dapat dikurangi dengan memilih dan menanam pada waktu yang sama beberapa varietas kentang dengan pematangan awal dan pola pertumbuhan yang berbeda. Penggunaan pendalaman tanah, benda kerja pasif, pelonggaran jarak baris dan lesung pipit memastikan konservasi cadangan kelembaban tanah dan curah hujan selama musim tanam. Peningkatan durasi rotasi tanaman, penggunaan tanaman penutup tanah, pupuk hijau, pengurangan pengolahan tanah dan aplikasi pupuk organik secara signifikan meningkatkan pertumbuhan dan hasil kentang dalam kondisi kekeringan. Cara efektif untuk mengurangi kerusakan akibat kekeringan adalah penanganan bahan benih yang berkualitas, persiapan anti-stres khusus dan pemberian makan daun dengan nutrisi yang ditargetkan.
SASTRA: Bahar, AA; Faried, HN; Razzaq, K.; Ullah, S. dkk. Toleransi Kekeringan yang Diinduksi Kalium pada Kentang dengan Meningkatkan Atribut Morfofisiologis dan Biokimia. Agronomi 2021, 11, 2573. https://doi.org/10.3390/agronomy11122573 Banadysev S.A. Tahan stres / Agrobisnis. - 2022. No. 3. - hlm. 18-23. Dahal K, Li XQ, Tai H, Creelman A dan Bizimungu B (2019) Meningkatkan Toleransi Stres Kentang dan Hasil Umbi Dalam Skenario Perubahan Iklim – Tinjauan Saat Ini. depan. Ilmu Tanaman. 10:563. doi:10.3389/ fpls.2019.00563 Huntenburg K, Dodd IC, Stalham M. Respons agronomis dan fisiologis kentang yang mengalami pemadatan dan/atau pengeringan tanah. Ann Apple Biol. 2021;178: 328–340. https://doi.org/10.1111/aab.12675 Larkin, R.P.; Honeycutt, CW; Griffin, TS; Olnya, OM; He, Z. Pertumbuhan Kentang dan Karakteristik Hasil di bawah Strategi Manajemen Sistem Tanam yang Berbeda di Agronomi AS Timur Laut 2021, 11, 165. https://doi.org/10.3390/agronomy11010165 Nasir, M.W.; Toth, Z. Pengaruh Stres Kekeringan pada Produksi Kentang: Sebuah Tinjauan. Agronomi 2022, 12, 635. https://doi.org/10.3390/agronomy12030635 Obidiegwu JE, Bryan GJ, Jones HG dan Prashar A (2015) Mengatasi kekeringan: stres dan respons adaptif pada kentang dan perspektif untuk perbaikan. depan. Ilmu Tanaman. 6:542. doi:10.3389/fpls.2015.00542 |