CC BY
24
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 2 (82)
Логинов Юрий Павлович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гайзатлин Андрей Сергеевич, магистрант
ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7 E-mail: [email protected]
The potato variety is a key element in the development of organic farming
Loginov Yuri Pavlovich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor Gayzatlin Andrey Sergeevich, undergraduate Northern Trans-Ural State Agricultural University 7 Republic St., Tyumen, 625003, Russia E-mail: [email protected]
The article analyzed the results of the study and selection of potato varieties for cultivation in organic farming conditions of the northern forest steppe and the Tyumen region. The first round of studies showed that separate varieties of domestic selection of Kuznechank, Gusar, Guliver, Boomerang are suitable for cultivation in late planting period (June 28 - July 2) without the use of chemical protection means. At the same time yield was 17.1 - 22.3 t/ha, for comparison in standard variety Lin - 12.5 t/ha. The yield of potato varieties is combined with the quality of tubers: starch content is 10, -14.1 %, taste score is 3.6 - 4.1 points. The profitability of the noted varieties was 3.1 - 23.7 % or 50 % higher than the standard Lina variety. In the Tyumen region, as well as Siberia as a whole, there are great opportunities for the development of organic farming. There are rich reserves of peat and sapropel. Every year the number of animals and the production of organic fertilizers increases. Natural and climatic conditions allow to successfully grow different sideral cultures, to obtain 15 - 20 t/ha and more. In addition, there is a real opportunity to return 200,000 hectares or more of land abandoned during the restructuring years to the pasha. Thus, in the region there is a real possibility to grow not only potatoes, but also other crops in organic farming.
Keywords: potatoes, variety, organic farming yield, quality of tubers.
-♦-
УДК 635:635.21:631.587
Эффективность перспективных способов и техники полива картофеля при различных режимах орошения на Южном Урале
И.В. Сатункин, канд. с.-х. наук
ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Исследование проведено с целью повышения урожайности картофеля и экономической эффективности использования поливной воды при оптимизации режима орошения на перспективных для оросительных систем Южно-Уральского региона способах и техники полива. Полевые опыты проведены в 2016 -2019 гг. на орошаемых севооборотах Оренбургской области, почвы которых представлены чернозёмами южными тяжелосуглинистыми. Применены различные способы и техника полива: дождевание при помощи дождевателя шлангового Ocmis с консолью; дождевание при помощи дождевальной машины Valley фронтальный; системы капельного орошения. Режим орошения составлял 70 - 75 % НВ и 80 - 85 % НВ; III - 90 - 95 % НВ, глубина увлажнения - 0,6 м. По результатам исследования наиболее эффективно растения картофеля использовали воду при капельном орошении. Минимальный расход оросительной воды на единицу прибавки урожая был получен при капельном орошении и предполивной влажности 90 - 95 % НВ - 61,1 м /т, а урожайность увеличилась в 1,45 раза. Доказано, что на оросительных системах Южного Урала для получения высоких и стабильных урожаев картофеля с высокой эффективностью использования оросительной воды при поливе дождевальной машиной Valley и на капельном орошении целесообразно поддерживать высокий уровень предполивной влажности 80 - 85 % НВ и 90 - 95 % НВ.
Ключевые слова: картофель, водопотребление, режим орошения, предполивная влажность почвы, капельное орошение, урожайность.
Вода в почве, по образному выражению Г.Н. Высоцкого, - это то же, что и кровь в организме. Она участвует во всех почвенных процессах. Вода - незаменимый фактор жизни растений. Рост и развитие растительного организма на-
ходятся в тесной связи с влажностью почвы, её влагоёмкостью, водопропускной и водоподъёмной способностью [1 - 3].
Влажность почвы характеризует содержание влаги в ней. Её выражают в процентах массы
сухой почвы, в процентах объёма почвы, в процентах полевой влагоёмкости [1 - 3].
В зависимости от целей и задач исследований определение влажности проводят по отдельным частям пахотного слоя, на глубину расположения основной массы корневой системы растений, на глубину 1 - 2, а порой и более 3 м. Для диагностирования сроков полива влажность почвы определяют в слое 0 - 60 см. Влажность почвы определяют в начале весенне-полевых работ, перед посевом, при наступлении ведущих фаз роста и развития растений, в период уборки возделываемых культур. В орошаемом земледелии значительная часть определений влажности почвы приурочена к вегетационным поливам. Такие определения дают возможность с высокой точностью диагностировать сроки проведения поливов и устанавливать фактическую поливную норму [4].
Правильное управление поливным режимом сельскохозяйственных культур требует от специалиста знаний не только влажности почвы, но и степени доступности почвенной влаги растениям [5].
Доступность влаги растениям при одном и том же процентном содержании влажности на разных типах почвы будет разная. Так, например, влажность 14%-ная на каштановых почвах для многих культур - предполивной порог увлажнения активного слоя. На южных чернозёмах растения будут сильно угнетены, указанная степень увлажнения приближается к влажности завядания. На обыкновенных и особенно тучных чернозёмах при такой влажности растения гибнут [1, 3].
Основная часть орошаемых земель Оренбургской области в настоящее время поливается дождеванием, но многие сельхозтоваропроизводители приобрели системы капельного полива [6 - 8].
При орошении дождеванием поливная вода с помощью специальных аппаратов распыляется в воздухе на мелкие капли. Поступая с определённой интенсивностью на поверхность увлажняемого поля, влага накапливается в верхнем слое почвы и под действием сил гравитации просачивается вглубь. Следовательно, при дождевании оросительная вода контактирует с почвой, воздухом и растением и поэтому оказывает регулирующее влияние на влажность почвы, приземного слоя воздуха и растения [3, 8, 9].
Присущие капельному орошению особенности экономного расходования воды за счёт локального увлажнения почвы делают его перспективным при орошении бахчевых, овощных культур и картофеля в зонах с ограниченными водными ресурсами, а также связанными с техническими трудностями применения других способов орошения.
Каждому из рассмотренных способов орошения свойственно применение определённой
поливной техники. Основное её назначение сводится к распределению оросительной воды по полю для перевода из состояния тока в состояние влажности почвы без образования сопутствующих поливу негативных процессов. Сочетание технологии и технических средств распределения оросительной воды называют техникой полива, которая характеризуется удельными объёмами или слоем воды, подаваемым в единицу времени, показателями площади (объёма), на которых распределяется поливная вода, продолжительностью подачи воды для выдачи расчётной поливной нормы [4, 5, 9].
Проведение эксперимента по водопотребле-нию длится в течение всего периода вегетации, требует постоянного наблюдения, учётов и ухода за растениями. Суммарное испарение или суммарное водопотребление - количество воды, затраченное гектаром посева за время вегетации на физическое испарение почвой и на транс-пирацию. В полевых условиях при глубоком стоянии УГВ (уровень грунтовых вод) суммарное испарение определяют методом водного баланса. Коэффициент водопотребления - это суммарный расход воды на 1 т урожая. Понятие коэффициента экономической эффективности орошения (КЭО) ввёл в литературу профессор С.А. Делиникай-тис. Он показывает расход оросительной воды на 1 т прибавки урожая, полученной от орошения. Тот же смысл при ином выражении имеет коэффициент продуктивности орошения (КПО). По нему можно судить о количестве продукции, получаемой дополнительно на каждый кубометр израсходованной оросительной воды [1, 5].
На основании данных вегетационных опытов Циклер (1946) показал, что высокие урожаи картофеля получаются при высоком уровне почвенной влаги в течение всего вегетационного периода. Его данные говорят о том, что содержание влаги в почве не должно никогда опускаться ниже половины разности между содержанием влаги при полевой влагоёмкости и таковым при влажности устойчивого завядания (при таком состоянии влажности почвы натяжение влаги поддерживается на уровне ниже 1 атм). Было установлено также, что образование клубней и рост стеблей картофеля не зависят от колебаний содержания влаги в почве до тех пор, пока в ней достаточно необходимой для роста доступной влаги [10].
Картофель - относительно засухоустойчивая культура. Однако ещё до появления внешних признаков завядания у растений в засушливых условиях уменьшается способность к усвоению питательных веществ, ослабевает фотосинтез, резко тормозятся ростовые процессы.
При образовании урожая клубней картофель расходует огромное количество влаги. В период клубнеобразования он становится влаголюбивой культурой. Считают, что на создание 1 кг
клубней расходуется до 100 л воды. На урожай картофеля 200 - 250 ц/га растениям требуется 2000 - 2500 м3 воды, не считая потерь воды на испарение с поверхности почвы [11].
Цель исследования - повышение урожайности картофеля и экономической эффективности использования поливной воды при оптимизации режима орошения на перспективных для оросительных систем Южно-Уральского региона способах и техники полива.
Материал и методы исследования. Полевые опыты проводили в 2016 - 2019 гг. на орошаемых севооборотах ООО «Агрофирма «Краснохолмская» Дзержинского района г. Оренбурга и ОАО «А 7Агро» с. Кардаилово Илекского района Оренбургской области, почвы которых представлены чернозёмами южными тяжелосуглинистыми. Исследование проводили при различных способах и технике полива:
1. Дождевание при помощи дождевателя шлангового Ocmis с консолью.
2. Дождевание при помощи дождевальной машины Valley фронтальный.
3. Системы капельного орошения.
Режим орошения изучали на следующих вариантах: I - 70 - 75 % НВ, II - 80 - 85 % НВ, III - 90 - 95 % НВ при глубине увлажнения 0,6 м.
Опыты проводили согласно общепринятым методикам. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом, суммарное водопотребление и коэффициент водопотребле-ния - методом водного баланса А.Н. Костякова, коэффициент экономической эффективности орошения и коэффициент продуктивности орошения по методу С.А. Делиникайтис. Поливную и оросительную норму по методу А.Н. Костя-кова, содержание сухого вещества в клубнях -термостатно-весовым методом.
Результаты исследования. Полевые и лабораторные исследования по изучению суммарного водопотребления картофеля в зависимости от способа и техники полива при различных режимах орошения показали, что в структуре суммарного водопотребления основную долю составляет оросительная вода (табл. 1).
При поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль на режиме орошения 70 - 75 % НВ доля оросительной воды в суммарном во-допотреблении в среднем за четыре года исследования составляла 69,8 %. При повышении предполивной влажности почвы до 80 - 85 % НВ на II варианте режима орошения доля оросительной воды в суммарном водопотреблении увеличилась до 76,4 %. Дальнейшее повышение предполивного порога влажности до 90 - 95 % НВ способствовало увеличению доли оросительной воды в суммарном водопотреблении до 81,7 %.
При поливе дождевальной машиной Valley фронтальный на I варианте режима орошения 70 - 75 % НВ доля оросительной воды составляла 70,2 %, что было на 0,4 % больше, чем при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль при этом же режиме орошения. Повышение предполивной влажности почвы до 80 - 85 % НВ увеличила долю оросительной воды в суммарном водопотреблении до 76,8 %, что на 0,2 % было больше, чем при поливе Oc-mis через консоль на этом же варианте режима орошения. При режиме орошения 90 - 95 % НВ доля оросительной воды в суммарном водопо-треблении достигла 81,9 %, что было на 0,2 % больше, чем при поливе Ocmis через консоль.
На капельном орошении при предполивной влажности почвы 70 - 75 % НВ доля оросительной воды в суммарном водопотреблении составляла 60,3 %, что было на 9,5 и 9,9 % меньше, чем
1. Влияние способа и техники полива при различных режимах орошения на эффективность использования поливной воды и продуктивность картофеля в среднем за 2016 - 2019 гг.
Вариант Урожай Поливная Оросительная Суммарное водо- Коэффициент водо- Количество воды на едини- Коэффициент Коэффициент
Способ и техника полива Режим Сухое вещество, % эффективности орошения (КЭО), м3/т продуктивности орошения (КПО), т/м3
орошения, % НВ ность, т/га норма, м3/га норма, м3/га потребление, м3/га потребления, м3/т цу сухого вещества, м3/т
Без орошения на богаре 6,8 17,11 - - 1701 250,1 1462,6 - -
Дождевание 70 - 75 17,7 17,07 505 3030 4341 245,3 1437,4 280,0 0,0036
Ocmis (консоль) 80 - 85 20,9 16,94 338 3718 4868 232,9 1375,1 263,7 0,0038
90 - 95 25,6 16,85 169 4563 5584 218,1 1298,6 242,7 0,0041
Дождевание 70 - 75 22,1 17,03 505 3030 4319 195,4 1148,7 198,0 0,0050
Valley (фронтальный) 80 - 85 29,8 16,91 338 3718 4849 162,7 962,1 161,7 0,0062
90 - 95 38,4 16,82 169 4563 5573 145,1 862,7 144,4 0,0069
Системы 70 - 75 29,3 16,97 212 1908 3164 108,0 636,6 84,8 0,0118
капельного 80 - 85 37,7 16,86 142 2272 3386 89,8 532,4 73,5 0,0136
орошения 90 - 95 47,5 16,75 71 2485 3478 73,2 436,9 61,1 0,0164
на I и II вариантах способа и техники полива. На II варианте режима орошения 80 - 85 % НВ доля оросительной воды в суммарном водо-потреблении составляла 67,1 %, или на 6,8 % больше, чем на I варианте режима орошения. При поливе дождевателем шланговым Ocmis доля оросительной воды в суммарном водопо-треблении была больше на 9,3 %, а при поливе дождевальной машиной Valley фронтальный - на 9,7 %. На III варианте режима орошения 90 - 95 % НВ доля оросительной воды в суммарном водо-потреблении составляла 71,4 %. При поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль значение показателя было на 10,3 % больше, а при поливе дождевальной машиной Valley фронтальный было на 10,5 % больше.
В структуре суммарного водопотребления картофеля доля оросительной воды имела меньшее значение при всех изучаемых режимах орошения на капельном орошении.
Расход почвенной влаги через транспирацию и почвенное испарение составляет суммарное испарение. Отношение количества воды (м3 на 1 га), израсходованной на испарение почвой и растениями за период вегетации, к массе урожая основной продукции говорит о продуктивности использования влаги. Наибольшее количество влаги на единицу урожая клубней картофеля было отмечено на контрольном варианте без орошения и при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль при режиме орошения 70 - 75 % НВ - 250,1 и 245,3 м3/т соответственно. Повышение предполивной влажности почвы до 80 - 85 % НВ и 90 - 95 % НВ на II и III вариантах режима орошения при этом же способе и технике полива способствовало снижению коэффициента водопотребления на 12,4 и 27,2 м3/т.
При поливе дождевальной машиной Valley фронтальный на варианте режима орошения 70 - 75 % НВ затраты воды на единицу урожая снизились в 1,26 раза по сравнению с поливом дождевателем шланговым Ocmis через консоль, при предполивной влажности почвы 80 - 85 % НВ и 90 - 95 % НВ - в 1,43 и 1,50 раза соответственно.
Наиболее эффективно вода растениями картофеля использовалась при капельном орошении. Так, при режиме орошения 70 - 75 % НВ коэффициент водопотребления составил 108,0 м3/т клубней. Повышение предполивной влажности почвы до 80 - 85 % НВ способствовало увеличению продуктивности использования влаги в 1,20 раза. Дальнейшее повышение предполивной влажности почвы до 90 - 95 % НВ повысило эффективность использования воды в 1,48 раза.
Зависимость показателя количества воды, израсходованной на единицу сухого вещества, от способа, техники полива и режима орошения картофеля проявилась идентично коэффициенту водопотребления.
Максимальный расход оросительной воды на 1 т прибавки урожая, полученной от орошения, был при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль с режимом орошения 70 - 75 % НВ - 280,0 м3/т. Повышение предполивной влажности почвы до 80 - 85 % НВ на II варианте режима орошения сократило количество поливной воды на единицу прибавки урожая на 6,3 м3. Дальнейшее повышение предполивной влажности почвы перед поливом 90 - 95 % НВ уменьшило затраты воды на 37,3 м3.
При поливе дождевальной машиной Valley фронтальный с предполивной влажностью 70 - 75 % НВ коэффициент эффективности орошения по сравнению с этим же вариантом режима орошения при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль уменьшился на 82,0 м3/т, при предполивной влажности почвы 80 - 85 % НВ - на 102,0 м3/т. Минимальный расход оросительной воды на тонну прибавки урожая при поливе дождевальной машиной Valley фронтальный был получен при предполивной влажности 90 - 95 % НВ и составил 144,4 м3/т.
Самый минимальный расход оросительной воды на единицу прибавки урожая был получен на капельном орошении при предполивной влажности 90 - 95 % НВ - 61,1 м3/т. Снижение предполивной влажности до 80 - 85 % НВ и 70 - 75 % НВ увеличило КЭО на 12,4 и 23,7 м3/т соответственно.
Минимальное количество продукции, получаемое дополнительно на каждый кубометр израсходованной оросительной воды, выявлено при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль с предполивной влажностью 70 - 75 % НВ - 0,0036 т/м3. Повышение предполивной влажности до 80 - 85 % НВ способствовало повышению коэффициента продуктивности орошения на 0,0002 т/м3. При предполивной влажности 90 - 95 % НВ на этом же способе и технике полива КПО повысился на 0,0005 т/м3.
Полив дождевальной машиной Valley фронтальный способствовал значительному повышению количества дополнительно получаемой продукции на 1 м3 поливной воды. Так при режиме орошения 70 - 75 % НВ КПО был выше на 0,0014 т/м3, чем при поливе Ocmis, при 80 - 85 % НВ - выше на 0,0024 т/м3, при 90 - 95 % НВ -на 0,0028 т/м3.
Максимальное количество продукции, получаемой дополнительно на каждый кубический метр израсходованной оросительной воды, было получено на капельном орошении при предполивной влажности 90 - 95 % НВ - 0,0164 т/м3. При снижении предполивной влажности до 80 - 85 % НВ КПО уменьшился на 0,0028 т/м3. Дальнейшее снижение предполивного порога влажности значительно уменьшило коэффициент продуктивности орошения - на 0,0046 т/м3.
Способ и техника полива при изучаемых режимах орошения по-разному влияли на продуктивность картофеля. Самая низкая урожайность клубней картофеля была получена при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль на режиме орошения 70 - 75 % НВ - 17,7 т/га. Повышение предполивной влажности до 80 - 85 % НВ при этом же способе полива способствовало повышению урожайности в 1,18 раза. При повышении предполивной влажности до 90 - 95 % НВ урожайность увеличилась в 1,45 раза.
Полив дождевальной машиной Valley фронтальный способствовал повышению урожайности картофеля на всех изучаемых режимах орошения. Так, при предполивной влажности 70 - 75 % НВ продуктивность картофеля увеличилась в 1,25 раза, при 80 - 85 % НВ - в 1,43 раза, при 90 - 95 % НВ - в 1,50 раза по сравнению с поливом Ocmis через консоль.
Наивысший уровень урожайности клубней картофеля был получен при капельном орошении на предполивном пороге увлажнения 90 - 95 % НВ - 47,5 т/га. Понижение порога предполивной влажности до 80 - 85 % НВ снизило урожайность в 1,26 раза, снижение до 70 - 75 % НВ - в 1,62 раза.
Изучаемые в опыте факторы оказали существенное влияние на содержание сухого вещества в клубнях картофеля. Самое высокое содержание сухого вещества обнаружено при поливе дождевателем шланговым Ocmis через консоль при режиме орошения 70 - 75 % НВ. Повышение предполивной влажности до 80 - 85 % НВ и 90 - 95 % НВ снижало содержание сухого вещества в клубнях. Полив дождевальной машиной Valley фронтальный и капельное орошение уменьшали содержание сухого вещества в клубнях при всех изучаемых режимах орошения. Самое низкое содержание сухого вещества получено на капельном орошении при предполивной влажности 90 - 95 % НВ - 16,75 %.
Вывод. На оросительных системах Южного Урала для получения высоких и стабильных урожаев картофеля с высокой эффективностью использования оросительной воды при поливе дождевальной машиной Valley и на капельном орошении целесообразно поддерживать высокий уровень предполивной влажности - 80 - 85 % НВ и 90 - 95 % НВ.
Литература
1. Лысогоров С.Д., Ушкаренко В.А. Практикум по орошаемому земледелию: учебное пособие. М.: Агропромиздат, 1985. 125 с.
2. Льгов Г.К. Орошаемое земледелие: учебное пособие. М.: Колос, 1979. 191с.
3. Мелиорация в степных условиях Южного Урала. Т. 1. Водные и гидротехнические ресурсы Оренбуржья, России и других стран СНГ: учебное пособие / Г.В. Соболин, И.В. Сатункин, Ю.А. Гулянов [и др.]. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2011. 412 с.; Т. 2. Оросительные системы: учебное пособие / Г.В. Соболин, И.В. Сатункин, Ю.А. Гулянов [и др.]. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2011. 370 с.
4. Словарь терминов и основных понятий по ирригации и экологии: учебное пособие / Г.В. Соболин, Г.В. Петрова, И.В. Сатункин [и др.]. Оренбург, 2007. 172 с.
5. Проектирование оросительной системы с водохранилищем на местном стоке в степных условиях Южного Урала: учебное пособие / Г.В. Соболин, И.В. Сатункин, Ю.А. Гулянов [и др.]. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2006. 192с.
6. Мелиорация в Оренбургской области, современное состояние и пути её развития / А.И. Гуляев, И.В. Сатункин, Г.В. Соболин [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2009. № 1 (21). С. 42 - 45.
7. Реализация программы мелиорации земель в Оренбургской области / И.В. Сатункин, И.М. Головкова, А.И. Гуляев [и др.] // Роль мелиорации земель в реализации государственной научно-технической политики в интересах устойчивого развития сельского хозяйства: матер. Междунар. науч.- практич. конф., посвящ. 50-летию Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого земледелия. Волгоград: ВНИИОЗ, 2017. С. 195 - 199.
8. Сатункин И.В., Гуляев А.И. Влияние способа и техники полива картофеля на структурно-агрегатный состав и факторы водопрочности структуры чернозёма южного // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 5 (79). С. 112 - 115.
9. Багров М.Н., Кружилин И.П. Сельскохозяйственная мелиорация: учебное пособие. М.: Агропромиздат, 1985. 271 с.
10. Торн Д., Петерсон Х. Орошаемые земли. М.: Издательство иностранной литературы, 1952. 369 с.
11. Мосиенко Н.А., Розорвин И.В. Орошение и урожай. Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1976. 248 с.
Сатункин Иван Викторович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18 E-mail: [email protected]
The effectiveness of promising methods and techniques of potatoes irrigation under various irrigation regimes in the Southern Urals
Satunkin Ivan Viktorovich, Candidate of Agricultum, Associate Professor Orenburg State Agrarian University 18 Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia E-mail: [email protected]
The study was conducted with the aim of increasing potato productivity and the economic efficiency of using irrigation water while optimizing the irrigation regime for irrigation systems that are promising for irrigation systems in the South Ural region. Field experiments were conducted in 2016 - 2019. on irrigated crop rotations
агрономия
of the Orenburg region, the soils of which are represented by southern heavy loamy chernozems. The study was carried out using various irrigation methods and techniques: sprinkling using an Ocmis hose sprinkler with a console; frontal sprinkling with Valley sprinkler; drip irrigation systems. The irrigation regime was 70 - 75 % HB; 80 - 85 % HB; III - 90 - 95 % HB, humidification depth - 0.6 m. According to the results of the study, the most effective potato plants used water for drip irrigation. The minimum irrigation water consumption per unit of yield increase was obtained with drip irrigation and pre-irrigation humidity of 90 - 95 % HB - 61.1 m3/t, and productivity increased by 1.45 times. It has been proved that in the irrigation systems of the Southern Urals, to obtain high and stable potato crops with high efficiency of irrigation water irrigation when irrigating with Valley sprinkler and drip irrigation, it is advisable to maintain a high level of pre-irrigation humidity of 80 - 85 % HB and 90 - 95 % HB.
Key words: potato, water consumption, irrigation regime, pre-irrigation soil moisture, drip irrigation, productivity. -♦-
УДК 581.132.631.52
Активность антиоксидантных ферментов в онтогенезе растений картофеля (Solanum Tuberosum L.) в условиях Южного Таджикистана
М.К. Гулов1, канд. биол. наук; Н.Х. Норкулов2, вед. науч. сотр.;
З.Б. Давлятназарова2, канд. биол. наук; К. Партоев2, д-р с.-х. наук;
К.А. Алиев2, чл.-кор. АН РТ, д-р биол. наук
1 Таджикский ГМУ им. Абуали ибни Сино
2 Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ
В статье приведены результаты исследования активности антиоксидантных ферментов в онтогенезе растений картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях воздействия высоких температур воздуха. Показано, что активность антиоксидантных ферментов каталазы и аскорбатпероксидазы зависит от адаптационного потенциала растений в период вегетации. Активность каталазы и аскорбатпероксидазы у неустойчивых сортов картофеля имеет тенденцию к снижению, у устойчивых сортов наблюдается повышение активности в период стрессорного воздействия в онтогенезе. Таким образом, функционирование АПО и каталазы при воздействии высокотемпературного стресса во все периоды роста и развития растений имеет взаимодополняющий характер, но вместе с тем наблюдаются некоторые особенности, связанные с генотипом.
Ключевые слова: картофель, сорт, температура, стресс, ферменты, онтогенез, антиоксиданты.
В настоящее время в связи с глобальным изменением климата изучение физиолого-биохимических основ устойчивости растений к стрессовым факторам среды является весьма актуальным. Такие стрессоры, как засуха и высокая температура воздуха, могут привести к сверхпродукции активных форм кислорода (АФК), которые в свою очередь провоцируют окислительный стресс в клетках растений и в дальнейшем могут иметь негативное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур [1, 2]. К АФК относят супероксид-анион-радикал (*О2), гидроксильный радикал (*ОН) и перекись водорода (Н2О2). В детоксификации АФК участвуют антиоксидантные ферменты: суперок-сиддисмутаза (СОД), каталаза (КАТ), аскорбатпе-роксидаза (АПО), а также ряд низкомолекулярных соединений [3 - 5]. Обеззараживание Н2О2 осуществляется в реакциях аскорбат-глутатионового цикла с участием фермента аскорбатпероксидазы и каталазы, в результате происходит разложение перекиси водорода с образованием Н2О и О2. Показано, что активность этих ферментов имеет генотипический характер и может варьировать
в онтогенезе растений, но усиливается при воздействии стрессорных факторов среды [6, 7].
Целью настоящего исследования явилось изучение активности антиоксидантных ферментов (КАТ и АПО), нейтрализующих перекись водорода в листьях картофеля (Solanum tuberosum L.) при выращивании в условиях Южного Таджикистана, где имеет место критическое повышение температуры воздуха в период вегетации растений.
Материал и методы исследования. В качестве объектов исследования использовали коллекционный материал картофеля Института ботаники, физиологии и генетики растений Академии наук Республики Таджикистан (ИБФГР АН РТ). Исследование было проведено в условиях Хуросонского района Республики Таджикистан, расположенного на высоте 550 м над ур. м., где дневная температура воздуха превышает 35 °С, а среднесуточная температура воздуха во время вегетации картофеля в период проведения опыта составляла 27 - 29 °С. Сортообразцы картофеля выращивали на основе общепринятой агротехники. В исследовании были использованы пять
