CC BY
14
УДК 631.147
Б01 10.19110/1994-5655-2021-1-89-93
А.А.КУЩ, В.Г. ЗАЙНУЛЛИН
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЭМУЛЬСИОННОЙ ЭКСТРАКЦИИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ
Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского ФИЦ Коми НЦ УрО РАН,
г. Сыктывкар
ап nihi@mail.ru
A.A. KUSHCH, V.G. ZAINULLIN
INVESTIGATION OF THE BIOLOGICAL EFFECT OF EMOLSION EXTRACTION OF SCOTS PINE ON POTATO YIELD
Аннотация
Оценена биологическая эффективность эмульсионной экстракции сосны обыкновенной. Показан положительный эффект биологического действия эмульсионного экстракта древесной зелени сосны при однократной обработке клубней картофеля при прорастании и ранней урожайности.
Ключевые слова:
картофель, урожайность, экстракт зелени сосны
Abstract
The biological effects of emulsion extraction of Scots pine were studied. The material for research was the potato tuber Solanum tuberosum L. The extract was obtained by emulsion extraction of woody herbs of Scots pine. According to the results of field studies, a positive result of the biological action of the emulsion extract of pine tree greens is observed with a single treatment of potato tubers during germination and early yield, and with the further development of the plant, the effect of the extract ceases.
Keywords:
potato, yield, pine green extract
A.V.Zhuravsky Institute of Agrobiotechnologies, Federal Research Centre Komi Science Centre,
Ural Branch, RAS, Syktyvkar
Введение
Агроэкосистемы занимают 30% всей земной поверхности и включают наиболее продуктивные почвы [1, 2]. Поэтому эффективное управление аг-роэкосистемами является наиболее важным средством сохранения и улучшения нашей биосферы. Сельское хозяйство оказывает значительное влияние на окружающую среду. Негативный эффект сельского хозяйства заключается в том, что уменьшение почвенного плодородия приводит к водной и ветровой эрозии почв, потере органического вещества, водоудерживающей способности почв и их биологической активности. Другой серьезной экологической проблемой является то, что около 400 видов вредных насекомых и около 70 видов фито-патогенных грибов приобрели устойчивость к одному или нескольким видам пестицидов [3]. Таким образом, возникает необходимость пересмотра современных подходов к землепользованию, развитию экологически безопасных агротехнологий, обеспечивающих устойчивое развитие сельского хозяйства.
Кроме того, все более популярной в мире становится органическая система земледелия, которая определяется как система с/х производства, исключающая применение синтетических удобре-
ний, пестицидов, регуляторов роста для растений и кормовых добавок для животных. Система органического сельского хозяйства основывается главным образом на севооборотах культур, использовании растительных остатков, отходов животноводства, бобовых культур, сидератов, органических отходов, механической обработке почвы для борьбы с сорняками, использовании биопрепаратов, контролирующих болезни и вредителей растений, с целью поддержки продуктивности почв для обеспечения растений элементами минерального питания и контроля вредителей, болезней и сорняков.
Следовательно, применение микробиологических препаратов и удобрений, обладающих широким спектром действия и полифункциональными свойствами, является необходимым элементом альтернативных, экологически безопасных, устойчивых систем сельского хозяйства.
Овощные культуры, такие как картофель (Эо/апит^Ьеговит /_.), имеют большое значение в пищевом рационе населения, но в условиях холодного климата Республики Коми возделывание картофеля зависит от экстремальных погодных условий, что требует использование органо-минераль-ных удобрений, стимуляторов роста различного происхождения, применение пестицидов и многое другое [4-6]. А так как в современном сельском хозяйстве предпочтение отдается биологическим препаратам или препаратам органического происхождения, то стимуляторы роста растительного происхождения помогут решить эту проблему [7].
Одним из путей решения проблемы является введение в технологию выращивания овощных культур современных физиологически активных веществ - стимуляторов роста. Опыты по их применению показывают, что эти препараты обеспечивают устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды и болезням, повышают грунтовую всхожесть семян, стимулируют образование корневой системы, нарастание репродуктивных органов, биомассы и выход посадочного материала с единицы площади [8].
Древесная зелень хвойных пород, являющаяся отходом лесозаготовительных производств, богата биологически активными соединениями, которые используются в медицине, косметике, сельском хозяйстве. Для выделения этих соединений в Институте химии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН разрабатываются научные основы технологии переработки растительного сырья эмульсионным способом без применения органических растворителей. Преимуществом такой технологии - извлечение биологических активных веществ - является увеличение коэффициента использования растительного сырья, высокая ресурсосберегающая эффективность и экологическая безопасность [9-11].
Одна из наиболее широко используемых видов древесного сырья - это сосна (обыкновенная и сибирская), занимающая второе место после лиственницы по распространению в России [12]. В состав ее хвои входит большое число соединений различных классов: алифатические углеводороды,
спирты и кислоты, терпеновые соединения, сте-рины, полифенолы, танниды, полисахариды и т.д. [13,14].Полученный ранее фунгицидный препарат нового поколения «ВЭРВА-ЕЛЬ» обладает высокой биологической эффективностью. Он является высокоэффективным природным фунгицидом и стимулятором роста растений.По степени своего воздействия препарат максимально приближается к химическим системным фунгицидам, отличаясь при этом полной экологической безопасностью и простотой использования. Опрыскивание семян и обработка посевов препаратом «ВЭРВА-ЕЛЬ» значительно снижает пестицидную нагрузку на почву от использования химических средств защиты растений. Особенно активно проявляется стимулирующее действие препарата в неблагоприятных почвенно-климатических условиях. Он незаменим во время весенних возвратных заморозков, в жаркие засушливые периоды, при избыточном переувлажнении почвы и недостаточной сумме активных температур. Его действие помогает компенсировать влияние этих факторов, отрицательно сказывающихся на развитии растений [9-11].
Результаты исследования
Нами были предприняты исследования биологического действия экстракта на основе эмульсионной экстракции сосны обыкновенной на урожайность картофеля. Новый препарат был создан при сотрудничестве с Институтом химии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Изучаемый экстракт получен экологически безопасным методом эмульсионной экстракции с использованием водных растворов оснований из высушенной размолотой древесной зелени (ДЗ), которая обрабатывалась 5%-ным водным раствором гидроокиси натрия, при этом происходило образование водорастворимых солей смоляных и высших жирных кислот, содержащихся в ДЗ [9, 10].Материалом для оценки биологической эффективности препарата послужил картофель Solanumtuberosum L, сорта «Зырянец». Испытание проводилось на опытном поле (делянках) Института агробиотехнологий им. A.B. Журавского ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Почва на участке дерново-подзо-листая среднесуглинистая. Посадка ручная в предварительно нарезанные гребни, со схемой посадки 70 х 30 см, площадь делянки от 10,5 до 12,6 м2 в четырехкратных повторностях.
Для изучения биологического действия экстракта на основе эмульсионной экстракции древесной зелени сосны на урожайность проводили обработку клубней картофеля перед посадкой замачиванием на 24 часа в водных растворах экстракта различной концентрации.
Схема опыта:
1. Контроль Вода
2. Доза 1 4,0мл : 1000 мл (Экстракт : Вода)
3. Доза 2 2,5мл : 1000 мл (Экстракт : Вода)
4. Препарат «Вэрва» 2,5мл : 1000 мл (Препарат : Вода)
Наблюдения проводились по фазам развития растений (фенологические наблюдения), скороспелость отличалась на 65-й и 85-й дни после посадки, учитывалась общая урожайность.
Данные учета всходов клубней картофеля под действием водных растворов эмульсионной экстракции древесной зелени сосны представлены в табл.1.
Таблица 1
Учет всходов (фенологические наблюдения)
Table 1
Sprouting records (phenological observations)
Ol 1= Z "Ё Варианты Вторые недели от посадки, кусты Третьи недели от посадки, кусты Четвертые недели от посадки, кусты
1 Контроль 2 97 185
2 Доза 1 27 126 184
3 Доза 2 14 106 183
4 Препарат «Вэрва» 8 112 181
В табл. 2 представлены данные учета ранней урожайности на 65-й день от посадки картофеля. Результаты исследования показали, что средняя масса ботвы и клубней больше с применением дозы 1 по сравнению с контролем. Применение дозы 2 и препарата «Вэрва» дают примерно одинаковые результаты.
В табл. 3 показаны данные учета урожайности на 85-й день от посадки картофеля.
Выявлено, что при учете общей массы клубней в поздние сроки учета урожайности обработка растений (клубней) приводит к снижению этого показателя, особенно при обработке в большей дозе препарата.
Выводы
Установлено, что однократная обработка клубней картофеля эмульсионным экстрактом древесной зелени сосны приводит к достоверно значимому положительному результату. Биологическое действие при однократной обработке клубней картофеля обнаруживается только при прорастании и при оценке ранней урожайности.
Таблица 2
Учет ранней урожайности (на 65-й день от посадки)
Table 2
Accounting for early yield (on the 65th day from planting)
№ п/п Варианты Средняя высота стеблей, см Средняя масса ботвы, г Общая масса клубней, г Масса крупных клубней, г Масса средних клубней, г Масса мелких клубней, г
1 Контроль 34,5±1,2 510,0±58,0 619±57 328,8±56,6 352,5±61,9 198,8±34,5
2 Доза 1 36,8±3,2 645,0±194,0 945±156 261,3±129,5 265,0±66,3 173,8±31,4
3 Доза 2 37,4±3,5 620,0±126,0 820±126 192,5±88,4 316,3±74,7 141,3±22,8
4 Препарат «Вэрва» 36,8±2,4 626,3±87,0 789±105 365,0±119,4 333,8±49,8 243,8±9,7
НСРо.5 4,7 239,0 0,5 299,0 170,5 96,5
Таблица 3
Учет урожайности на 85-й день от посадки Accounting for yield on the 85th day from planting
Table 3
№ Общая Масса Масса Масса
п/п Варианты масса крупных средних мелких
клубней, г клубней, г клубней, г клубней, г
1 Контроль 1373±187 708,8±66,4 601,3±52,2 96,7±10,8
2 Доза 1 963±140 465,0±43,8 455,0±78,8 42,5±15,3
3 Доза 2 1084±151 302,5±71,9 650,0±203,3 81,3±19,2
4 Препарат 1179±135 453,8±33,9 740,0±31,1 76,3±21,0
«Вэрва»
НСР0,5 0,3 301,4 353,4 49,6
Из таблицы видно, что однократная обработка растений способствует ускоренному прорастанию клубней картофеля по сравнению с контролем. Наибольшее количество проросших кустов наблюдается при обработке дозой 1 (высокая концентрация экстракта). В дальнейшем отмечается выравнивание всходов на всех вариантах.
3.
4.
Работа выполнена в рамках темы государственного задания № 0333-2019-0008-С-01.
Литература
1. Altieri МЛ. How best can we use biodiversity in agroecosystems? / / Outlook Agric. 1991.Vol.20. P.15-23.
2. Чеботарь B.K., Завалин АЛ., Кипрушкина Е.Н. Эффективность применения биопрепарата экстрасол. М.:
Изд-во ВНИИА, 2007. 232 с. Gold M.V. Sustainable agriculture: Definitions and terms. 1999. Available at the USDA National Agriculture Library: http:// www. nal. usda. gov /afsic /AFSIC_pubs/srb 9902.htm Рекомендации по профилактике болезней картофеля в Республике Коми / Г.Т. Шмор-
гунов, А.Г. Туликов, Н.С. Шестопалова, H.H. Киселева. Сыктывкар, 2011. 28 с.
5. Оздоровлённый семенной картофель (рекомендации по выращиванию) (изменённые и дополненные) / Ф.Ф. Замалиева, 3.3. Салихо-ва, ЗА. Сташевски, Г.Ф. Сафиуллина, P.P. Назмиева. Казань, 2006. 44 с.
6. Туликов А.Г., Шморгунов Г.Т., Хуршкайнен Т.В., Скрипова H.H. Минеральные удобрения, урожай и качество клубней картофеля // Земледелие. 2010. № 4. С. 41-42.
7. Семенов А.М., Глинушкин А.П., Соколов М.С. Органическое земледелие и здоровье почвенной экосистемы // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 8. С. 5-8.
8. Экстракция водным раствором оснований как основа новой технологии получения фунгицидов и стимуляторов роста растений / Л.И. Карманова, A.B. Кучин, АА. Королева, Т.В. Хуршкайнен, В А. Кучин // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. № 7.
9. Хуршкайнен Т.В., Кучин A.B. Лесохимия для инноваций в сельском хозяйстве // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2011. Вып.1(5). С. 17-23.
10. Хуршкайнен Т.В., Скрипова H.H., Кучин A.B. Высокоэффективная технология комплексной переработки растительного сырья и получение препаратов для сельского хозяйства // Теоретическая и прикладная экология. 2007. №1. С. 74-77.
11. Беляева РА., Коковкина С.В., Расова С.Д. и др. Новый регулятор роста растений «Вэрва» - натуральный препарат из хвои пихты // Материалы конференции «Состояние и перспективы развития научного обеспечения сельскохозяйственного производства на Севере». Сыктывкар, 2007. С. 20-25.
12. Тюлъкова ЮА., Рязанова Т.В., Еременко О.Н., Тарченкова Т.М. Экстрактивные вещества водно-щелочного экстракта коры сосны // Хвойные бореальной зоны. XXXI. № 3-4. 2013. С.101-104.
13. Шанина Е.В., Репях С.М. Выделение экстрактивных веществ водно-этанольными растворителями из древесной зелени Pinus Silvestris / / Химия растительного сырья. 2003. №1. С. 61-63.
14. Химический состав отходов переработки хвойного сырья / Т.В. Хуршкайнен, В.И. Те-рентпьев, H.H. Скрипова, H.H. Никонова, АА. Королева // Химия растительного сырья. 2019. №1. С. 233-239.
References
1. Altieri MA. How best can we use biodiversity in agroecosystems? // Outlook Agrie. 1991. Vol.20. P.15-23.
2. Chebotar V.K., Zavalin ÁÁ, Kiprushkina E.N. Effektivnost' primeneniya biopreparata extra-sol [The effectiveness of the use of the biopre-
paration extrasol]. Moscow: All-Russian Res. Inst, of Agrochemistry Publ., 2007. 232 p.
3. Gold M.V. Sustainable agriculture: Definitions and terms. 1999. Available at the USDA National Agriculture Library: http:// www. nal. usda. gov /afsic /AFSIC_pubs/srb9902.htm
4. Rekomendacii po profilaktike boleznej kartofelya v Respublike Komi [Recommendations for the prevention of potato diseases in the Komi Republic]/ G.T. Shmorgunov, A.G. Tulinov, N.S. Shestopalova, N.N. Kiseleva. Syktyvkar, 2011. 28 p.
5. Ozdorovlyonnyj semennoj kartofel' (rekomendacii po vyrashchivaniyu) (izmenyonnye I dopolnennye) [Healthy seed potatoes (recommendations for growing) (modified and supplemented) / F.F. Zamalieva, Z.Z. Salikhova, ZA. Stashevsky, G.F. Safiullina, R.R. Nazmi-eva. Kazan, 2006. 44 p.
6. Tulinov A.G., Shmorgunov G.T., Khurshkainen T.V., Skripova N.N. Mineral'nye udobreniya, urozhaj I kachestvo klubnej kartofelya [Mineral fertilizers, yield and quality of potato tubers] // Agriculture. 2010. № 4. P. 41-42.
7. Semenov A.M., Glinushkin A.P., Sokolov M.S. Organicheskoe zemledelie i zdorov'e pochvennoj ekosistemy [Organic farming and soil ecosystem health] // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2016. Vol. 30. № 8. P. 5-8.
8. Ekstrakciya vodnym rastvorom osnovanij kak osnova novoj tekhnologii polucheniya fungicidov i stimulyatorov rosta rastenij [Extraction of bases with an aqueous solution as the basis of a new technology for obtaining fungicides and plant growth stimulators] / L.I.Karmanova, A.V.Kuchin, AA.Koroleva, T.V.Khurshkainen, VA.Kuchin // Chemistry and Computer Modeling. Butler's reports. 2002. No.7.
9. Khurshkainen T.V., Kuchin A.V. Lesohimiya dlya innovacij v sel'skom hozyajstve [Forest chemistry for innovations in agriculture] // Proc. of the Komi Sci. Centre, Ural Branch, RAS. 2011. Issue 1(5). 2011. P. 17-23.
10. Khurshkainen T.V., Skripova N.N., Kuchin A.V. Vysokoeffektivnaya tekhnologiya kompleksnoj pererabotki rastitel'nogo syr'ya i poluchenie preparatov dlya sel'skogo hozyajstva [Highly efficient technology of complex processing of plant raw materials and preparation of preparations for agriculture] // Theoretical and applied ecology. 2007. №1. P. 74-77.
11. Belyaeva RA., Kokovkina S.V., Rasova S.D. et al. Novyj regulyator rosta rastenij «Verva» -natural'nyj preparat iz hvoi pithy [New plant growth regulator "Verva" - a natural preparation from fir needles // Materials of the conf. "State and prospects of development of scientific support of agricultural production in the North". Syktyvkar, 2007. P. 20-25.
12. Tyul'kova YuA., Ryazanova T.V., Eremenko O.N., Tarchenkova T.M. Ekstraktivnye veshc-hestva vodno-shchelochnogo ekstrakta kory sosny [Extractive substances of water-alkaline extract of pine bark] // Coniferous of boreal zone. XXXI. №3 - 4. 2013. P.101-104.
13. Shanina E.V., Repyakh S.M. Vydelenie ekstraktivnyh veshchestv vodno-etanol'nymi rastvoritelyami iz drevesnoj zeleni Pinus Silvestris [Isolation of extractive substances
by water-ethanol solvents from woody greens of Pinus Silvestris] // Chemistry of plant raw materials. 2003. №1. P. 61-63.
14. Himicheskij sostav othodov pererabotki hvoj-nogo syr'ya [Chemical composition of waste from processing of coniferous raw materials] / T.V.Khurshkainen, V.I.Terentyev, N.N. Skripova, N.N. Nikonova, AA. Koroleva // Chemistry of plant raw materials. 2019. №1. P. 233-239.
Статья поступила в редакцию 14.12.2020
