CC BY
46
УДК 631.8
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ БЕЗВИРУСНОГО КАРТОФЕЛЯ НА КОНСТРУКТОЗЕМАХ
Т.И. Хуснетдинова, к.б.н., П.Н. Балабко, д.б.н., С.Н. Еланский, д.б.н, Л.К. Батурина, Н.Ф. Черкашина, к.б.н.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, e-mail: [email protected]
Представлены результаты опыта размножения микроклубней картофеля с использованием препарата гумат калия в условиях Ботанического сада. Выявлено, что на конструктоземах максимальная прибавка урожая (100%) отмечена на варианте с предпосадочной обработкой микроклубней препаратом гумат калия до посадки с последующей обработкой препаратом по вегетирующим растениям в фазе бутонизации и начала цветения. Урожайность в данном варианте была в 2 раза больше, чем на контроле и составила 16,7т/га. Обнаружено, что применение гумата калия в виде опрыскивания растений привело к увеличению урожайности полученных миниклубней на 72% и составила 14,3 т/га. Использование гумата калия в период вегетации на картофеле стимулировало клубнеобразование, увеличивало коэффициент размножения от 27,8 до 34,3%, выход семенной (стандартной) фракции от 53 до 65,7%, что приводило к увеличению продуктивности.
Ключевые слова: картофель, гумат, предпосадочная обработка, меристема, миниклубни, клубнеобразование, коэффициент размножения, урожайность, фракционный состав клубней.
APPLICATION OF HUMIC PREPARATIONS FOR CULTIVATION OF UNVEILED POTATO
BY BIOLOGICALIZED TECHNOLOGY
PhD. T.I. Khusnetdinova, Dr.Sci. S.N. Elansky, Dr.Sci. P.N. Balabko, L.K. Baturina, Ph.D. N.F. Cherkashina
LomonosovMoscow State University, e-mail: [email protected]
There are presented the results of breeding experience ofpotato microtubers with the use ofpotassium humate in the conditions of the Botanical Garden. It was revealed that on constructozems the maximum yield increase (100%) was noted on the variant with preplant treatment of micro tubers with the potassium humate preparation before planting, followed by treatment with the drug on vegetating plants during the budding phase and the beginning of flowering. Yield in this version was 2 times more than in the control and amounted to 16.71 / ha. It was found that the application ofpotassium humate in the form of spraying plants led to an increase in the yield of the obtained mini tubers by 72% and amounted to 14.3 t/ha. The use of humate during the potato growing season stimulated tuberization, increased the reproduction ratio from 27.8% to 34.3%, the yield of the seed (standard) fraction from 53% to 65.7%, which led to an increase in productivity.
Keywords: potato, humate, preplant treatment, meristem, minitubers, tuber formation, reproduction rate, yield, tuber fractionation.
Картофель - одна из основных продовольственных, технических и кормовых сельскохозяйственных культур. Природно-климатические условия Московской области позволяют эффективно заниматься выращиванием картофеля и получать урожайность 18-25 т/га. В хозяйствах всех категорий Московской области в 2014, 2015 и 2016 гг. урожайность картофеля составила соответственно 177,6; 212,5 и 196,2 ц/га. По данным Росстата РФ, в 2017 г. посевная площадь под картофелем во всех хозяйствах Московской области по сравнению с 2016 г. уменьшилась на 1,7% и составила 42,6 тыс. га., а в РФ в 2017 г., по отношению к 2016 г., площади возделывания картофеля сократились на 13,7% (на 47,03 тыс. га). Уменьшился также валовой сбор и урожайность картофеля. Среди основных факторов,
сдерживающих рост урожайности и производство картофеля является недостаточный объем качественного семенного материала для эффективных сортообновления и сортосмены. Поэтому одной из задач семеноводства картофеля является ускоренное размножение оздоровленных клубней [1-3]. Большое значение имеет адаптация высококачественного семенного картофеля к естественным условиям произрастания. По мнению С.Н. Сергеева [4], одним из важнейших резервов увеличения производства и повышения устойчивости растений картофеля к патогенам и стрессовым факторам внешней среды могут служить обработки как при посадке, так и по вегетирующим растениям регуляторами роста, которые положительно влияют на увеличение выхода стандартной семенной фракции и повышение каче-
ства семян картофеля. Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур применяют гумино-вые удобрения. Использование гуминовых препаратов в качестве удобрений приобретает особую важность в зоне рискованного земледелия на дерново-подзолистых почвах с невысоким уровнем плодородия в силу природных особенностей их генезиса и большой зависимостью от природно-климатических условий, где сохраняется риски невысоких и нестабильных урожаев [5, 6]. Гуминовые вещества представляют собой сложную смесь химических соединений. Они облегчают поступление и передвижение питательных веществ в культурных растениях [7-9]. Одним из таких препаратов является гумат калия. Современные исследования показали высокую эффективность данного препарата в технологиях возделывания различных сельскохозяйственных культур [10-13]. Сочетание меристемной технологии с применением гуминовых препаратов позволяет не только оздоравливать посадочный материал, но и увеличивать коэффициент размножения картофеля [14].
Цель исследований - изучить влияние препарата гумат калия на продуктивность безвирусных микроклубней картофеля сорта Жуковский ранний, выращенных на конструктоземах в условиях Ботанического сада, расположенного на Воробьевых горах.
Объекты и методы исследований. Полевой опыт проводили в 2016 г. на территории Ботанического сада МГУ. Почва опытного участка кон-структозем - искусственно созданный почвогрунт, состоящий из слоев грунта разного гранулометрического состава, происхождения и насыпного плодородного слоя. Верхний слой данной почвы имеет следующую агрохимическую характеристику: pHкa 7,15; Р2О5 356 мг/г; К2О 135 мг/г; Нг 1,05 мг-экв/100 г; S 46,0 мг-экв/100 г.
Выращивали картофель сорта Жуковский ранний, пробирочный материал которого был получен из ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха. Объектом исследований служили микроклубни (размер клубней до 1 см), выращенные в пробирках в стерильных условиях.
В качестве гуминового препарата применяли гумат калия. Это жидкое темно-коричневого цвета экологическое удобрение произведено на основе переработки натурального торфа. Препарат содержит: гуминовые кислоты не менее 80% от органического вещества, фульвокислоты - не более 20% от органического вещества, аминокислоты - до 1,2 г/л, углеводы - до 0,2 г/л, низкомолекулярные органические кислоты - до 2,5 г/л, азот - до 3,0 г/л, фосфор -до 0,5 г/л, калий - 1,2 г/л. В состав препарата включены биологически активные формы микроэлементов: железо, медь, цинк, марганец, бор, молибден и др., что увеличивает эффективность гумата калия в качестве органоминерального удобрения. Использование препарата увеличивает устойчивость растений
к неблагоприятным погодным условиям (засухам, заморозкам и т.д.), в связи с чем он является не только органоминеральным удобрением, но и биостимулятором роста растений. Гумат калия предназначен как для предпосевной обработки семян, так и для некорневой и корневой подкормки растений.
Изучение влияния гуминового препарата на урожайность миниклубней картофеля раннего сорта Жуковский ранний проходило в 2 этапа. На первом этапе посадочный материал (микроклубни), полученный в лаборатории, проходил период покоя на протяжении 4 месяцев и хранился в холодильнике при температуре от 2 до 4°С. За 10-15 дней до высадки микроклубни выставляли на рассеянный свет для проращивания. В этом случае микроклубни зеленеют, это приводит к накоплению в них гликоалколои-дов, что существенно повышает устойчивость к грибным и бактериальным болезням. Приготовленные таким образом микроклубни высаживали в теплице в контейнеры, наполненные торфогрунтом с площадью питания 5 х 5 см на глубину 2-4 см и выращивали по типу рассады. В качестве субстрата для выращивания рассады использовали питательный грунт Живая земля (TERRA VITA) универсальный, который содержал основные питательные элементы: азот (N) - 150-320 мг/л; фосфор (P2O5) - 350-650 мг/л; калий (K2O) - 350-650 мг/л; pHm 5,5-6,5, влажность до 70%. В грунт добавлен агроперлит для улучшения воздухо- и влагообмена и песок для улучшения структуры почвы. Контейнеры с высаженными микроклубнями устанавливали на стеллажи. Рассаду картофеля выращивали в теплице при температуре 20-24°С и относительной влажности воздуха 65-90%. Для лучшего роста растений контейнеры с растениями накрывали полиэтиленовой пленкой, которую постепенно открывали до полной адаптации растений. Растения поливали водой. Перед посадкой микроклубни опрыскивали приготовленным водным раствором гумата калия концентрации 0,1% (1 г препарата на 1 л воды).
Следующий этап размножения посадочного материала проходил в открытом грунте, куда полученную рассаду высаживали 26 мая. Для проведения опыта был подобран участок, где никогда не возделывали картофель и который удален от ближайших посадок картофеля на расстоянии не менее 9 км, что уменьшает риск заражения растений вирусами и грибами. На участке соблюдалась вся общепринятая технология выращивания картофеля. Схема посадки в опытах - 30 х 50 см, повторность трехкратная, учетная площадь делянки 1,8 м2, в каждом варианте опыта исследовали по 10 растений. Некорневые подкормки проводили путем опрыскивания растений в фазе бутонизации и начала цветения (3 мл/10 л воды). Растения поливали водой. В течение вегетационного сезона вели фенологические наблюдения, определяли биометрические показатели роста и раз-
вития растений. Большое внимание уделяли защите растений от вредителей и грибных заболеваний. Заболевшие растения удаляли. Уход за растениями включал прополку и наращивание гребней. За 7 дней до уборки ботву картофеля срезали, что снижало риск заражения вирусами. Уборку проводят вручную, каждое гнездо индивидуально оценивали по продуктивности и сортовой типичности. Малопродуктивные гнезда выбраковывали. После уборки проводили учет количества и массы миниклубней. Урожай сортировали по фракциям с учетом размерных характеристик (ГОСТ Р 53136-2008). Наблюдения и учеты в опытах проводили согласно методике исследований по культуре картофеля [15], математическую обработку результатов с использованием дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [16].
Результаты. При высаживании микроклубней в торфяные контейнеры в теплице растения начали прорастать на 4 день. На 7 день наименьшая всхожесть наблюдалась в варианте с предпосадочной обработкой микроклубней и составляла 76% от контроля. Только на 10 день во всех вариантах растения проросли на все 100%. Через 20 дней после посадки микроклубней высота ботвы растений составляла 9-14 см. Высадку рассады в открытый грунт проводили, когда растение окрепло, имело мощный стебель с хорошо развитой листовой поверхностью, достигло высоты 25-30 см и когда полностью отсутствовала угроза заморозков. Растения высаживали в почву с комом тепличного грунта, что существенно улучшало приживаемость. На момент высадки рассады картофель имел по 4-5 стеблей на 1 куст на всех вариантах. После высадки в грунт на 7-й день на контрольном варианте приживаемость растений снизилась до 80%.
Наибольшая высота стеблей картофеля была на варианте 5 и составляла в среднем в фазе бутонизации 55,6 см, наименьшая (49,1 см) в варианте 4 (табл. 1). Такая же тенденция наблюдалась и по количеству стеблей на один куст. Опрыскивание растений гуми-новым препаратом в период вегетации значительно ускорило рост стеблей, что привело к увеличению закладки большего числа репродуктивных органов.
При формировании урожая важным параметром служит коэффициент размножения растений. Наибольшее (14,5 шт/куст) количество полученных клубней образовалось на варианте 5, наименьшее (8 шт/куст) отмечено в варианте 2 (табл. 2). Следовательно, применение гумата калия увеличивало продуктивность куста картофеля от 72,3 до 100% и коэффициент размножения от 27,8 до 34,3% по сравнению с контролем, что имеет важное значение для семеноводства. Самый высокий коэффициент размножения (превышает контроль на 34,3%) отмечен в варианте 5.
Показатель урожайности зависит от коэффициента размножения и от массы клубней, полученных с одного куста картофеля. Масса клубня является результатом ортогенеза растения. В фазе бутонизации цветение происходит максимальный прирост клубней. Наибольшую (250,9 г/куст) массу клубней сформировали растения в варианте 5, вариант 3 -213,5 г/куст (табл. 2).
В условиях Ботанического сада обработка микроклубней изучаемым препаратом до посадки картофеля и во время вегетации оказала существенное влияние на повышение урожайности на всех вариантах. Максимальная прибавка урожая (100%) отмечена на варианте с предпосадочной обработкой микроклубней препаратом гумат калия до посадки + обработка препаратом по вегетирующим растениям
1. Влияние гумата калия на биометрические показатели
Вариант Число стеблей на 1 куст, шт. Высота стеблей,см
1. Микроклубни без обработки (контроль) 5,1 50,3
2. Предпосадочная обработка микро клубней водой 5,0 49,8
3. Микроклубни без предпосадочной обработки, опрыскивание растений по листу гуматом калия в фазу бутонизации - начала цветения (3 мл/10 л воды) 6,4 54,2
4. Предпосадочная обработка микроклубней гуматом калия 1 мл/л воды 4,8 49,1
5. Предпосадочная обработка микроклубней гуматом калия (1 мл/л) + опрыскивание растений в фазу бутонизации - начала цветения (3 мл/10 л воды) 7,3 55,6
2. Структура урожая в зависимости от применения гумата калия
Вариант опыта Урожайность, т/га Масса клубней, г/раст. По наибольшему поперечному диаметру Число клубней, шт/раст. По наибольшему поперечному диаметру
< 30 мм 30-60 мм > 60 мм < 30 мм 30-60 мм > 60 мм
средняя масса клубней, г число клубней, шт/раст.
1 8,3 123,9 13,5 45,6 65,1 10,8 3,8 4,5 2,5
2 3,0 45,8 15,9 29,9 - 8,0 5,2 2,3 0,5
3 14,3 213,5 6,7 119,1 87,7 10,2 1,7 6,7 1,8
4 8,2 123,3 15,4 72,3 35,6 13,8 5,1 6,5 2,2
5 16,7 250,9 7,12 84,62 159,2 14,5 2,5 7,8 4,2
НСР05 4,3 - - -
в фазе бутонизации и начала цветения. Урожай- залось на варианте при опрыскивании растений гу-ность микроклубней в данном варианте составила матом калия в фазе бутонизации - начала цветения 16,7 т/га, что в 2 раза больше, чем в контроле (8,3 (< 30 мм - 1,7 шт/куст и > 60 мм - 1,8 шт/куст), а кот/га). Применение гумата калия в виде опрыскива- личество клубней средней фракции достигало ния растений привело к увеличению урожайности наибольшего значения и составляло 65,7% от общего на 72% и составило 14,3 т/га. Причем урожайность числа. Наибольший выход (4,2 шт.) крупных клубней в большей степени зависела от массы клубней, по- был на варианте 5, наименьший (0,5 шт.) - в вариан-лученных с куста, а не от их числа. те 2. Во всех вариантах с применением гумата калия
В процессе семеноводства важным является преобладают клубни картофеля средней фракции. производство картофеля семенной фракции (30-60 Следовательно, для наилучшей адаптации в есте-мм для оригинального семенного материала), соот- ственных условиях и получения миниклубней, отве-ветствующей ГОСТ Р 53136-2008, так как карто- чающим стандартным показателям, на безвирусном фель данной фракции наиболее пригоден для по- семенном материале картофеля, можно использовать следующего размножения в производственных гуминовый препарат гумат калия в качестве предпо-условиях. Данный ГОСТ устанавливает классифи- садочной обработки клубней и некорневой подкорм-кацию семенного картофеля, требования в отноше- ки растений в фазе бутонизации-цветения в реко-нии его сортовых и посевных качеств, поражению мендуемой производителем концентрации. вирусными и бактериальными инфекциями. Таким образом, применяемый препарат гумат
При использовании препарата гумат калия на ва- калия оказал положительное влияние на рост и риантах 4 и 5 наметилась тенденция к увеличению развитие картофеля сорта Жуковский ранний. количества клубней (13,8 и 14,5 штук с куста соот- Показано увеличение числа стеблей, вы>1соты>1 рас-ветственно). Причем в варианте с предпосадочной тений, увеличение вы>1хода семенной фракции, а обработкой микроклубней возрастает доля мелких также рост коэффициента размножения и уро-клубней - до 5,1 шт/куст, а в варианте с предпоса- жайности. Наибольший эффект от применения дочной обработкой + опрыскивание в фазе бутони- данного препарата бы>1л достигнут на варианте с зации - начала цветения, увеличивается количество предпосадочной обработкой микроклубней кар-средних клубней - 7,8 шт/куст (табл. 2). Наименьшее тофеля с последующим опры>1скиваниемрастений количество клубней фракций < 30 мм и > 60 мм ока- по листу в фазы/ бутонизации и цветения.
Литература
1. Осипов А.И. и др. Перспективы селекции и семеноводства картофеля на Северо-Западе Российской Федерации / Картофелеводство в регионах России (материалы научн.-практич. конференции, Архангельск, 26-28 июня 2006 г.). - Архангельск: Архангельский НИИСХ, 2006. - С. 14-18.
2. Яковлева Г.А., Коновалова Г.И., Подобед Н.И. О размножении картофеля микро- и миниклубнями // Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь, 1999, № 3. - С. 48-51.
3. Коновалова Г. И. Использование биотехнологических методов и приемов в современном семеноводстве картофеля / Вопросы картофелеводства. Актуальные проблемы науки и практики: науч. тр. -М., 2006. - С. 332-336.
4. Сергеев С.Н. Сравнительная оценка различных по скороспелости сортов картофеля / Науч. труды ВГСХА. -Великие Луки, 2005. - С. 224-227.
5. Балабко П.Н., Хуснетдинова Т.И., Головков А.М., Черкашина Н.Ф. Влияние нетрадиционных органических удобрений на урожай картофеля в условиях Московской области // Защита картофеля, 2014, № 1. - С. 35-36.
6. Мартинчик Т.Н. Влияние регуляторов роста, органических и минеральных удобрений на продуктивность картофеля на дерново-подзолистой рыхлосупесчанной почве / Картофелеводство: сб. науч. Тр. / РУП «Науч.-практ. центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству». - Минск, 2013, Т. 21, Ч. 2. - С. 300.
7. Вахитов В.А., Шакирова Ф.М., Гилязетдинов Ш.Я. О механизмах действия природных регуляторов роста на растения пшеницы // Химия и технология применения регуляторов роста растений. - Уфа, 2001. - С. 3-19.
8. Левинский Б.В. Все о гуматах. 4-е изд., перераб. И доп. - Иркутск: Корф-полиграф, 2000. - 70 с.
9. Таныгин В.А. Влияние удобрений и регуляторов роста на продуктивность картофеля в условиях востока Нечерноземной зоны: автореф. дисс. к.с.-х.н.: 06.01.04. - Саранск, 2005. - 17 с.
10. Комиссаров И.Д., Климова А.А., Логинов Л.Ф. Влияние гуминовых препаратов на фотосинтез и дыхание растений / Гуминовые препараты. Труды Тюменского СХИ, 1971, т. 14. - С. 200-212.
11. Лучник П.А., Иванов А.Е., Меркулов А.И. Гумат натрия на посевах зерновых культур // Химия в сельском хозяйстве, 1997, № 2. - С. 28-30.
12. Маркина А.В. Влияние гумата калия на накопление 137Cs и макроэлементов растениями ячменя: автореф. дисс. к.б.н.: 03.00.01. - Обнинск: Всерос. науч.-исслед. ин-т с.-х. радиологии и агроэкологии РАСХН, 2006. - 27 с.
13. Левинский Б.В., Калабин Г.А., Кушнарев Д.Ф., Бутырин М.В. Гуматы калия из Иркутска и их эффективность // Химия в сельском хозяйстве, 1997, № 2. - С. 30-32.
14. Лебедева Н.В. Ускоренное размножение ранних сортов картофеля в условиях in vitro и его использование в семеноводстве Северо-Запада РФ: автореф. дисс. к.с.-х.н.: 06.01.05. -М., 2014. - 17 с.
15. Андрюшина Н.А., Бацанов Н.С., Будина Л.В. и др. Методика исследований по культуре картофеля. - М.: НИИКХ, ВАСХНИЛ, 1967. - 263 с.
16. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основанием статистической обработки результатов исследований). -М.: Агропромиздат, 1986. - 351 с.
