CC BY
20
СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВО И БИОТЕХНОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ / PLANT BREEDING, SEED
PRODUCTION AND BIOTECHNOLOGY
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ВЛИЯНИЯ СУСПЕНЗИИ МИКРОВОДОРОСЛИ CHLORELLA VULGARIS BIN НА СОРТА И СОРТООБРАЗЦЫ КАРТОФЕЛЯ, ВЫПОЛНЕННЫЕ ВПЕРВЫЕ В УСЛОВИЯХ
МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Научная статья
Чмулев И.С.1' *
1 Магаданский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Магадан, Российская Федерация * Корреспондирующий автор (chmulev01.08.89[at]mail.ru)
Аннотация
В статье представлены данные рекогносцировочного опыта с целью оценки возможности внедрения в органическое картофелеводство суспензии хлореллы в природно-климатических условиях Магаданской области. Научные опыты по исследованию применения суспензии хлореллы Chlorella Vulgaris BIN проводились в летний сезон 2022 года в районе населённого пункта Ола на поле №16, принадлежащего Магаданскому институту сельского хозяйства. Суспензия микроводоросли Chlorella Vulgaris BIN испытана на раннеспелом сортообразце картофеля Сеянец 15/562 и среднеранним сорте Сантэ. Урожайность сортообразца Сеянец 15/562 - плюс 154 грамма или 37,11% по сравнению с контролем; среднеранний сорт Сантэ - плюс 177 грамм или 33,79% соответственно. Анализ общей урожайности показал, что все варианты применения суспензии хлореллы -обработка почвы раствором хлореллы, обработка клубней, замачивание в течение 30 мин, двукратная обработка в период вегетации - показывают значительную положительную динамику по сравнению с контролем.
Ключевые слова: органическое картофелеводство, микроводоросль Chlorella Vulgaris BIN, фенофаза, урожайность, Магаданская область.
STUDIES ON THE EFFECT OF A SUSPENSION OF THE MICROALGAE CHLORELLA VULGARIS BIN ON
POTATO VARIETIES AND VARIETY SPECIMENS, CARRIED OUT FOR THE FIRST TIME IN MAGADAN
OBLAST
Research article
Chmulev I.S.1' *
1 Magadan Research Institute of Agriculture, Magadan, Russian Federation * Corresponding author (chmulev01.08.89[at]mail.ru)
Abstract
The article presents the data of reconnaissance experiment to evaluate the possibility of introducing chlorella suspension in organic potato growing in the natural and climatic conditions of Magadan Oblast. Scientific experiments on research of application of Chlorella Vulgaris BIN suspension were carried out in summer season 2022 near Ola settlement on field № 16, belonging to Magadan Institute of Agriculture. A suspension of Chlorella Vulgaris BIN microalgae was tested on early maturing potato variety Seedling 15/562 and medium maturing variety Sante. Yield of the variety Seedling 15/562 was plus 154 grams or 37.11% compared to the control group; the mid-early variety Sante was plus 177 grams or 33.79%, respectively. Analysis of the total yield showed that all variants of application of chlorella suspension - soil treatment with chlorella solution, tubers treatment, soaking for 30 min, double treatment during vegetation - show significant positive dynamics compared to control group.
Keywords: organic potato farming, Chlorella Vulgaris BIN microalgae, phenophase, yield, Magadan Oblast.
Введение
С каждым годом роль органического земледелия в мире возрастает. Для нашей страны такое направление введения сельского хозяйства является новым и регламентируется нормативными документами [1], [2].
Одним из методов ведения органического земледелия является использование суспензии микроводоросли Chlorella Vulgaris BIN [3] в сельскохозяйственном производстве. Этот метод хорошо зарекомендовал себя в центральных регионах страны, но совершенно не изучен в районах севера Дальнего Востока.
Проведенные в европейской части России исследования по применению суспензии хлореллы и других микроводорослей в растениеводстве показали положительные результаты. Так, ряд авторов приводят результаты исследований о перспективных микроводорослях, которые применяются в сельском хозяйстве, в частности отрасли растениеводства для повышения почвенного плодородия, микробиологической активности, урожайности сельскохозяйственных культур, их качества и ускорения сроков вегетационного периода [4]. Также проведены исследования с яровым ячменем в Центрально-Черноземном регионе, где для обработки семян использовали микроводоросль Chlorella vulgaris, выращенной на среде Тамия согласно общепринятым нормам культивирования протококковых водорослей [5].
Обеспечение Магаданской области собственной продукцией сельскохозяйственного производства, в частности картофелем, является актуальной и важнейшей задачей. При этом существенно снижаются затраты на транспортировку картофеля и риски потерь при его перевозке. Повысить валовый сбор картофеля можно только при внедрении в производство биотехнологий, учитывающих особенности данного конкретного региона.
Проведение опытов и исследований с применением перспективных микроводорослей, которые применяются в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве, для повышения почвенного плодородия, микробиологической
активности, урожайности сельскохозяйственных культур, их качества и ускорения сроков вегетационного периода являются актуальными. Микроводоросли отличаются высокой продуктивностью и полезными ассимиляционными свойствами, которые позволяют частично заменить устоявшуюся традиционную систему использования высоких доз минеральных удобрений, пестицидов и регуляторов роста.
Научную значимость представляют результаты исследования влияния суспензии хлореллы на картофель в условиях севера Дальнего Востока. Практическую значимость представляет возможность ведения органического картофелеводства с использованием суспензии хлореллы, полученной непосредственно в Магаданской области.
Впервые в условиях Крайнего Северо-Востока России (в границах Магаданской области) была применена суспензия хлореллы из штамма Chlorella Vulgaris BIN в рекогносцировочном опыте на местных сортах и сортообразцах картофеля с целью исследования её возможности внедрения в органическое картофелеводство.
Материал и методы исследования
Научные опыты по исследованию применения суспензии хлореллы Chlorella Vulgaris BIN проводились в летний сезон 2022 года в районе населённого пункта Ола Магаданской области на поле №16, принадлежащего Магаданскому институту сельского хозяйства. Научно-исследовательская работа выполнялась в соответствии с общепринятыми методиками [6], [7], [8], [9].
Объектом исследования были: раннеспелый сортообразец картофеля Сеянец 15/562 и среднеранний сорт Сантэ.
Погодные условия вегетационного периода 2022 года [10] существенно отличались от средних многолетних показателей, как по температурному, так и по влажностному режиму. В июне отмечено значительное уменьшение как среднемесячной температуры, так и количества выпавших осадков. Если начало июня было тёплым и благоприятным для проведения агротехнических работ по посадке картофеля, почва на глубине пахотного горизонта прогрелась до 5-8°С, то в дальнейшем, всю вторую и третью декады июня было холоднее на 1,7 — 3,1°С по сравнению со средними многолетними показателями. В совокупности с обильными осадками во второй декаде и их недостатке в третьей сложились неблагоприятные условия для прорастания картофеля. Всходы хотя и появились в обычные сроки, но были изреженными, и фаза наступления полных всходов во всех питомниках была сильно растянута.
Июль был теплее обычного на 1,2-2,5°С, а количество осадков значительно выше средних многолетних показателей. Всё это способствовало хорошему нарастанию вегетативной массы и формированию клубней. Август также характеризовался более высокими температурами. Недостаток влаги в первой декаде (сумма выпавших осадков была почти в четыре раза ниже среднемноголетних величин) существенно не отразился на формировании раннего урожая благодаря избыточным осадкам в третьей декаде июля. В целом температурно-влажностный режим августа благоприятствовал формированию хорошего урожая картофеля, но обильные осадки в третьей декаде затруднили проведение уборочных работ, так как картофель был очень влажным и сильно напитан влагой, что увеличило естественную убыль в период лечебного периода за счёт потери влаги и интенсивности дыхания клубней. Заморозков за весь вегетационный период отмечено не было.
Опыты проводились на пойменных, дерново-аллювиальных, галечниково-супесчаных почвах. Макрорельеф без особенностей, микрорельеф слабовыраженный, участки отличаются хорошей выравненностью. Применялся двупольный севооборот: однолетние травы — картофель.
В третьей декаде мая проведена отвальная вспашка на глубину 18-20 см и нарезка борозд трактором МТЗ-80. Посадка в предварительно нарезанные борозды по схеме 30 х 70 см на глубину 5-6 см вручную. В фазе полных всходов проведена культивация, через 14 дней окучивание трактором МТЗ-80. Минеральные удобрения внесены локально при посадке (№0Р60К60) и перед окучиванием поделяночно под куст (№0Р60К60) вручную. Проведена обработка гербицидами «Лазурит» и «Отличник».
В период вегетации проводили следующие наблюдения и учёты: регистрировали сроки прохождения фенофаз (отмечали начало и массовые всходы, начало и массовую бутонизацию, начало и массовое цветение, начало увядания ботвы); учёт урожая поделяночно вручную.
Схема питомника рекогносцировочного опыта (таблица 1):
Таблица 1 - Схема питомника рекогносцировочного опыта
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7
I повторность II повторность III повторность
А В А В А В А В А В А В А В А В А В А В А В А В
К 2 3 4 2 К 4 3 2 4 К 3
Примечание: фактор А — раннеспелый сортообразец Сеянец 15/562; фактор В — среднеспелый сорт Сантэ; К — контроль без обработок; 2 — обработка почвы раствором хлореллы,1 л/м кв., 2,0л на 1 ряд; 3 — обработка клубней, замачивание в течение 30 мин; 4 — двукратная обработка вегетирующих растений
Каждый вариант высаживали в двухрядковых делянках по 10 растений в каждом ряду, в 3-х кратной повторности, схема посадки 30 х 70 см. Размещение делянок в повторности рендомизированное. Обработка листовой поверхности двукратно, в фазу массовых всходов и до смыкания рядков.
Результаты исследования
Опытные данные практического применения суспензии хлореллы показали положительную динамику в сроках прохождения фенофаз сортообразца Сеянец 15/562. Обработка клубней и почвы перед посадкой суспензией хлореллы ускорило появление всходов на 7 дней, но привела к задержке массовой бутонизации на 3 дня по сравнению с контролем. В это же время обработка ботвы способствовала ускорению наступления фазы бутонизации на 4 дня. Обработка клубней и почвы замедлила сроки прохождения фенофаз бутонизации и цветения на 2-3 дня.
Полученные экспериментальные данные применения суспензии хлореллы, свидетельствуют о положительной динамике прохождения фазы бутонизации сорта Сантэ на 7 дней в варианте с обработкой ботвы и такой же отрицательной динамики фазы всходов по сравнению с контролем. Остальные варианты не отличаются от контроля.
Из анализа урожайности (таблица 2,3) сортообразца Сеянец 15/562 и сорта Сантэ, а также сводной таблицы урожайности сортов (таблица 4) видно, что использование суспензии хлореллы на раннеспелом сортообразце Сеянец 15/562в варианте обработки клубней показало наилучший результат (плюс 154 грамма или 47,7% по сравнению с контролем). При использовании суспензии на среднераннем сорте Сантэ, самый лучший вариант при обработке почвы (плюс 177 грамм или 42% по сравнению с контролем). В целом все варианты с использованием суспензии хлореллы на обоих сортах показали положительные результаты. Больных клубней картофеля при переборке после лечебного хранения не выявлено.
Таблица 2 - Влияние суспензии хлореллы на урожайность сортообразца Сеянец 15/562
Повторности
I II III
Вариан т Кол-во кустов, шт. Вес, г Вес клубне й с 1 куста, г Кол-во кустов, шт. Вес, г Вес клубне й с 1 куста, г Кол-во кустов, шт. Вес, г Вес клубне й с 1 куста, г
Контро ль 10 3600 360 10 2500 250 10 3600 360
Обрабо тка 10 4900 490 9 3700 411 10 4700 470
почвы
Обрабо
тка клубне й 10 5300 530 9 3700 411 9 4400 489
Обрабо тка ботвы 9 4100 456 10 3400 340 9 3600 400
Таблица 3 - Влияние суспензии хлореллы на урожайность сорта Сантэ
Вариан т Повторности
I II III
Кол-во кустов, шт. Вес, г Вес клубне й с 1 куста, г Кол-во кустов, шт. Вес, г Вес клубне й с 1 куста, г Кол-во кустов, шт. Вес, г Вес клубне й с 1 куста, г
Контро ль 10 3800 380 8 3500 438 9 4000 444
Обрабо тка почвы 10 5600 560 9 4800 533 10 7000 700
Обрабо тка клубне й 8 4100 512 10 5700 570 7 4300 614
Обрабо тка ботвы 8 3800 475 10 5600 560 8 3900 486
Таблица 4 - Сводная таблица урожайности сортов
Вариант Сеянец 15-652 Раннеспелый сорт Сантэ Среднеранний сорт
Средний вес клубней с 1 куста, г Отклонение от контроля, г Средний вес клубней с 1 куста, г Отклонение от контроля, г
Контроль 323 0 421 0
Обработка почвы 457 +134 598 +177
Обработка клубней 477 +154 565 +144
Обработка ботвы 399 +76 507 +86
НСР 05 103 НСР 05 75
Заключение
Впервые в условиях Крайнего Северо-Востока России (в административных границах Магаданской области) полученная суспензия хлореллы Chlorella Vulgaris BIN была применена на раннеспелом сортообразце картофеля Сеянец 15/562 и среднеранним сорте Сантэ.
На урожайность в 2022 году значительное влияние оказали погодные условия. Недостаток тепла в начальный период вегетации и влаги в период формирования клубней не позволили сформировать достаточно высокий ранний урожай клубней. Тем не менее даже в таких условиях использование суспензии Chlorella Vulgaris BIN на раннеспелом сортообразец картофеля Сеянец 15/562 в варианте обработки клубней и почвы перед посадкой ускорило появление всходов на 7 дней. Урожайность по сравнению с контролем в варианте обработки клубней на 47,7% больше. Вариант с обработкой клубней и почвы легко может быть внедрен в промышленном варианте использования. При воздействии суспензии Chlorella Vulgaris BIN на среднеранний сорт Сантэ урожайность в варианте обработки почвы на 42% выше по сравнению с контролем. Полученные результаты дают основания в дальнейшем приступить к промышленному варианту применении суспензии Chlorella Vulgaris BIN в картофелеводстве.
Конфликт интересов
Не указан.
Рецензия
Все статьи проходят рецензирование. Но рецензент или автор статьи предпочли не публиковать рецензию к этой статье в открытом доступе. Рецензия может быть предоставлена компетентным органам по запросу.
Conflict of Interest
None declared.
Review
All articles are peer-reviewed. But the reviewer or the author of the article chose not to publish a review of this article in the public domain. The review can be provided to the competent authorities upon request.
Список литературы / References
1. ГОСТ 33980-2016 Продукция органического производства. Правила производства, переработки, маркировки и реализации (с Поправкой). — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200141713 (дата обращения: 24.07.2022).
2. Российская Федерация. Законы. Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: федер. закон: [от 03.08.2018 № 280-ФЗ (последняя редакция)]. — URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_304017/ (дата обращения: 24.07.2022).
3. Пат. 2192459 Российская Федерация. Штамм микроводоросли Chlorella vulgaris BIN для получения биомассы и очистки сточных вод / Н.И. Богданов. — 2001.
4. Лукьянов В.А. Прикладные аспекты применения микроводорослей в агроценозе / В.А. Лукьянов, А.И. Стифеев.
— Курск: Издательство Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. — 181 с.
5. Стифеев А.И. Агроэкологическая оценка применения микроводоросли хлореллы в АПК / А.И. Стифеев, В.А. Лукьянова, Е.А. Бессонова [и др.] // Актуальные проблемы агропромышленного производства (Материалы Международной научно-практической конференции, 23-25 января 2013 г., Курск). — Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 2013. — c. 51-55.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки исследований) / Б.А. Доспехов.
— М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
7. Методика проведения полевых обследований и послеуборочного контроля качества семенного картофеля. — М.: ИКАР, 2005. — 112 с.
8. Методические указания по технологии селекционного процесса картофеля. — М.: Российская академия сельскохозяйственных наук. ВНИИКХ им А.Г. Лорха, 2006. — 70 c.
9. Современные технологии хранения картофеля (Практические рекомендации) // Библиотечка «В помощь консультанту». — М.: Росинформагротех, 2004. — 56 с.
10. Дневник погоды. — URL: http://www. gismeteo.ru/diary/4062/2022/6/ (дата обращения: 10.09.2022).
Список литературы на английском языке / References in English
1. GOST 33980-2016 Produkcija organicheskogo proizvodstva. Pravila proizvodstva, pererabotki, markirovki i realizacii (s Popravkoj) [GOST 33980-2016 Products of organic production. Rules of production, processing, labeling and sale (as amended)]. — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200141713 (accessed: 24.07.2022). [in Russian]
2. Rossijskaja Federacija. Zakony. Ob organicheskoj produkcii i o vnesenii izmenenij v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossijskoj Federacii [Russian Federation. Laws. On Organic Products and on Amendments to Certain Legislative Acts of the Russian Federation]: Federal law: [from 03.08.2018 № 280-FL (latest version)]. — URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_304017/ (accessed: 24.07.2022). [in Russian]
3. Pat. 2192459 Russion Federation. Shtamm mikrovodorosli Chlorella vulgaris BIN dlja poluchenija biomassy i ochistki stochnyh vod [Strain of microalgae Chlorella vulgaris BIN for biomass production and wastewater treatment] / N.I. Bogdanov.
— 2001. [in Russian]
4. Luk'janov V.A. Prikladnye aspekty primenenija mikrovodoroslej v agrocenoze [Applications of Microalgae in the Agrocenosis] / V.A. Luk'janov, A.I. Stifeev. — Kursk: Publishing House of Kursk State Agricultural Academy, 2014. — 181 p. [in Russian]
5. Stifeev A.I. Agrojekologicheskaja ocenka primenenija mikrovodorosli hlorelly v APK [Agroecological Evaluation of Chlorella Microalgae Application in the Agroindustrial Complex] / A.I. Stifeev, V.A. Luk'janova, E.A. Bessonova [et al.] // Actual problems of agroindustrial production (Materials of the International Scientific-Practical Conference, January 23-25, 2013, Kursk). — Kursk: Publishing house of Kursk State Agricultural Academy, 2013. — p. 51-55. [in Russian]
6. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki issledovanij) [Methodology of field experience (with the basics of statistical processing of research)] / B.A. Dospehov. — M.: Agropromizdat, 1985. — 351 p. [in Russian]
7. Metodika provedenija polevyh obsledovanij i posleuborochnogo kontrolja kachestva semennogo kartofelja [Methodology of field inspections and post-harvest quality control of seed potatoes]. — M.: IKAR, 2005. — 112 p. [in Russian]
8. Metodicheskie ukazanija po tehnologii selekcionnogo processa kartofelja [Methodological guidelines for the technology of the potato breeding process]. — M.: Russian Academy of Agricultural Sciences. VNIIKH named after A.G. Lorkh, 2006. — 70 p. [in Russian]
9. Sovremennye tehnologii hranenija kartofelja (Prakticheskie rekomendacii) [Modern Potato Storage Technologies (Practical Recommendations)] // Library "V pomoshh' konsul'tantu" [Library "Helping the Consultant"]. — M.: Rosinformagroteh, 2004. — 56 p. [in Russian]
10. Dnevnik pogody [Weather Diary]. — URL: http://www. gismeteo.ru/diary/4062/2022/6/ (accessed: 10.09.2022). [in Russian]
