CC BY
2УДК 582.272:634.75
О.А. Дахно1, Т.Г. Дахно1, А.В. Климова2, Т.А. Клочкова2
1 Камчатский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, с. Сосновка, Елизовский район, Камчатский край, 684033; 2 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: annaklimovae@mail.ru
ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТОВ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ КАМЧАТКИ НА ГЕНЕРАТИВНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ
В работе представлены результаты воздействия водных экстрактов бурых водорослей на продуктивность земляники садовой (Fragaria ananassa) в условиях открытого грунта. Листья растений обрабатывали 10%- и 25%-ными рабочими растворами экстрактов, полученных из камчатских водорослей Alaria esculenta, Saccharina bongardiana, Eualaria fistulosa, Arthrothamnus bifidus и их смеси. После одно- и двукратной обработки экстрактами земляники садовой у растений наблюдалось увеличение массы ягод. Их максимальные значения были выявлены при использовании растворов A. bifidus и смеси ламинариевых водорослей однократно (13,81 г и 12,42 г соответственно) и двукратно (13,10 г и 16,07 г соответственно). Однократная обработка листьев растений водными экстрактами существенно повышала их фактическую продуктивность, в отдельных случаях до 87,3%.
Ключевые слова: водные экстракты водорослей, биостимуляторы, ламинариевые водоросли,
Fragaria ananassa, Камчатка.
O.A. Dakhno1, T.G. Dakhno1, A.V. Klimova2, T.A. Klochkova2
1 Kamchatka Research Institute of Agriculture, Sosnovka village, Kamchatka region, 684033;
2 Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: annaklimovae@mail.ru
INFLUENCE OF KAMCHATKA'S SEAWEED EXTRACTS ON GENERATIVE PRODUCTIVITY OF THE GARDEN STRAWBERRY
The results of brown algae water extracts effect on the productivity of garden strawberry (Fragaria ananassa) in open ground conditions are presented in the paper. The leaves of the plants were treated with 10% and 25% process solution of extracts from Kamchatka algae such as Alaria esculenta, Saccharina bongardiana, Eualaria fistulosa, Arthrothamnus bifidus and their mixtures. The mass of strawberries increased after single and double treatment with extracts. Their maximum values were found when using solutions of A. bifidus and mixtures of kelp once (13.81 g and 12.42 g, respectively) and twice (13.10 g and 16.07 g, respectively). A single treatment of plant leaves with water extracts increased their actual productivity significantly, in some cases up to 87.3%.
Key words: liquid seaweed extracts, biostimulants, Laminariales, Fragaria ananassa, Kamchatka.
Поиск новых решений для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в контексте экологически чистых агрохозяйств является актуальным направлением исследований во всем мире. Одно из наиболее перспективных решений - использование органических удобрений и природных биостимуляторов, которые не только приводят к росту товарных показателей растений, но и повышают их устойчивость к различным неблагоприятным воздействиям среды [1, 2]. В прибрежных районах традиционно в качестве сырья для производства биостимуляторов используют морские растительные ресурсы, как правило, водоросли-макрофиты. В прикамчатских водах сконцентрированы промысловые запасы представителей
порядка Laminariales [3]. Эти водоросли являются ценным источником микро- и макроэлементов, полисахаридов и других биологически активных веществ [4].
Целью настоящей работы являлось определение эффекта воздействия водорослевых экстрактов на генеративные показатели земляники садовой в открытом грунте. Применение водорослевых экстрактов было направлено на повышение продукционных показателей земляники садовой сорт «Сюрприз Олимпиаде»: количество цветков на цветонос, количество цветоносов и ягод на куст, а также массы ягод [5, 6].
Растения земляники садовой обрабатывали экстрактами камчатских ламинариевых водорослей Alaria esculenta, Saccharina bongardiana (=Hedophyllum bongardianum), Eualaria fistulosa, Arthrothamnus bifidus и их смеси. Для их получения использовали высушенное сырье, которое измельчали и экстрагировали в течение 4 часов деионизированной водой при 40°С. Соотношение водорослей и деионизированной воды составляло 1 : 10 w/v. Начальную концентрацию водорослевого экстракта принимали за 100%, затем путем разбавления деионизированной водой получали рабочие растворы. Для внекорневой подкормки использовали 10%- и 25%-ные рабочие растворы водорослевых экстрактов, контрольную группу растений обрабатывали водой.
В 2019 г. опрыскивание земляники садовой водорослевыми экстрактами проводили однократно и двукратно с интервалом семь дней. Экстракты наносили на листья ручным опрыскивателем до полного их смачивания. Каждая группа обработанной земляники садовой включала 15 растений. Всего в опытах было использовано 315 растений - 300 экспериментальных (обработанных водорослевыми экстрактами) и 15 контрольных (без обработки водорослевыми экстрактами). Наблюдения за развитием рассады земляники садовой включали: определение количества цветоносов и ягод на куст, цветков на цветонос, массы ягод и определение продуктивности (фактической и потенциальной).
Одним из основных показателей, определяющих урожайность, является продуктивность растений, которая зависит от действия всех факторов, оказывающих влияние на растения во время их роста и развития [5]. Продуктивность земляничного куста слагается из количества цветоносов на растении, числа плодов и их средней массы по всем сборам. При изучении влияния экстрактов на количество цветоносов на куст отмечается превышение (1,3 шт.) или равное таковому с контрольной группой (1,0 шт.) при однократной обработке во всех исследуемых группах (табл. 1). Наибольшие значения этого показателя (1,3 цветоноса на куст) были отмечены у групп растений земляники, обработанных 10%-ными экстрактами A. esculenta, S. bongardiana, E. fistulosa и обработанных 25%-ным экстрактом E. fistulosa. При двукратной обработке наблюдалось снижение количества цветоносов на 0,7 шт/куст в сравнении с контрольным показателем во всех опытных группах (табл. 2).
Таблица 1
Влияние водорослевых экстрактов при однократной обработке на основные компоненты продуктивности земляники садовой
Исследуемая группа растений Количество, шт. Масса ягоды, г
цветоносов, шт/куст цветков, шт/цветонос ягод, шт/куст средняя максимальная
Контрольная группа (обработка водой) 1,0 11,7 8,1 4,97 10,83
10%-ный экстракт S. bongardiana 1,3 11,4 5,3 6,72 12,31
25%-ный экстракт S. bongardiana 1,0 12,3 5,5 6,81 8,48
10%о-ный экстракт A. esculenta 1,3 12,1 8,7 7,50 10,58
25%-ный экстракт A. esculenta 1,0 10,3 7,4 6,26 11,20
10%-ный экстракт E. fistulosa 1,3 13,8 8,4 6,89 13,0
25%о-ный экстракт E. fistulosa 1,3 13,6 17,7 6,15 10,58
10%о-ный экстракт A. bifidus 1,0 15,7 9,0 6,55 13,81
25%о-ный экстракт A. bifidus 1,0 16,3 9,9 7,16 11,03
10%о-ный экстракт смеси водорослей 1,0 10,0 8,1 5,50 9,47
25%о-ный экстракт смеси водорослей 1,0 10,7 8,4 6,79 12,42
Примечание. Здесь и далее значения показателей в исследуемых группах, превышающие таковые в контрольной группе, выделены полужирным шрифтом.
Таблица 2
Влияние водорослевых экстрактов при двукратной обработке на основные компоненты продуктивности земляники садовой
Количество, шт. Масса ягоды, г
Исследуемая группа растений цветоносов, цветков, ягод, средняя макси-
шт/куст шт/цветонос шт/куст мальная
Контрольная группа (обработка водой) 2,0 13,0 10,9 6,60 12,18
10%-ный экстракт S. bongardiana 1,3 13,3 11,5 6,65 11,45
25%-ный экстракт S. bongardiana 1,0 14,3 11,7 5,86 9,63
100/о-ный экстракт A. esculenta 1,0 14,0 8,7 5,99 9,84
25%-ный экстракт A. esculenta 1,3 13,8 8,6 5,66 8,72
10о/о-ный экстракт E. fistulosa 1,3 13,3 8,0 6,51 10,33
25%-н^1й экстракт E. fistulosa 1,0 14,0 14,0 6,40 14,09
10%-н^1й экстракт A. bifidus 1,3 15,9 9,4 6,92 11,30
25%-н^1й экстракт A. bifidus 1,3 14,8 10,7 6,68 13,10
10%-н^1й экстракт смеси водорослей 1,0 12,7 6,9 6,78 16,07
25%-н^1й экстракт смеси водорослей 1,0 9,3 7,3 6,24 10,88
Количество цветков на цветоносе в опытных группах имели превышение в сравнении с контрольной группой, как при однократной (12,1-16,3 шт.; контроль - 11,7 шт. (см. табл. 1)), так и при двукратной обработке (13,3-15,9 шт.; контроль - 13,0 шт. (см. табл. 2)). Наименьшее количество цветов имели растения земляники, обработанные экстрактами смеси ламинариевых водорослей.
У группы растений земляники, обработанных 25%-ным экстрактом E. fistulosa, зарегистрировано максимальное количество ягод на куст - 17,7 при однократной обработке и 14,0 при двукратной обработке (табл. 1 и 2). При этом средняя масса ягод во всех опытных группах при однократной обработке превышала таковую в контрольной группе (4,97 г) и варьировала в пределах 5,5-7,5 г. При этом максимальная масса ягод отмечена у растений земляники, однократно обработанных 10%-ным экстрактом A. esculenta. При двукратной обработке значения массы ягод у растений из опытных групп (5,66-6,92 г) были близки к таковой в контрольной группе (6,60 г). Максимальная масса ягоды в исследуемых группах при однократной обработке экстрактами водорослей изменялась в пределах 8,48-13,81 г (в контрольной группе - 10,83 г); при двукратной обработке - 8,72-16,07 г (в контрольной группе - 12,18 г) (табл. 1 и 2).
Положительное влияние водорослевых экстрактов на продуктивность земляники садовой отмечено практически во всех опытных группах при однократной обработке (табл. 3). Так, фактическая продуктивность изменялась в пределах 44,3-75,3 г/куст, что превышало таковую в контрольной группе на 10,2-87,31%. Минимальные значения продуктивности были отмечены в группах, обработанных экстрактом S. bongardiana (табл. 3). Ее максимальное значение зарегистрировано в группе, обработанной 10%-ным экстрактом E. fistulosa при однократной обработке, которое равнялись 75,3 г/куст, что на 35,1 г больше, чем в контрольной группе растений, обработанных водой.
Таблица 3
Влияние водорослевых экстрактов при однократной обработке на продуктивность земляники садовой
Исследуемая группа растений Продуктивность
фактическая, г/куст % к контролю потенциальная, г/куст реализация, %
Контрольная группа (обработка водой) 40,2 100 58,15 69,13
10%-н^1й экстракт S. bongardiana 35,4 88,06 99,6 35,55
25%-н^1й экстракт S. bongardiana 37,7 93,78 83,8 40,09
10%-н^1й экстракт A. esculenta 65,0 161,69 118,0 55,09
25%-н^1й экстракт A. esculenta 46,3 115,17 64,5 71,81
10%-н^1й экстракт E. fistulosa 75,3 187,31 123,6 60,92
25%-н^1й экстракт E. fistulosa 57,0 141,79 108,7 52,42
10%-н^1й экстракт A. bifidus 59,0 146,77 102,5 57,54
25%-н^1й экстракт A. bifidus 70,7 175,87 116,7 60,58
10%-н^1й экстракт смеси водорослей 44,3 110,2 55,0 80,55
25%-н^1й экстракт смеси водорослей 57,0 141,79 72,6 78,46
При двукратной обработке водорослевыми экстрактами фактическая продуктивность земляники садовой в опытных группах не превышала значений контрольной группы, исключение составили растения, обработанные 10%-ным экстрактом bongardiana (табл. 4). Фактическая продуктивность в контрольной группе составила 72,1 г/куст, в остальных группах она варьировала от 45,3 до 76,7 г/куст.
Реализация потенциальной продуктивности (соотношение фактической продуктивности к потенциальной) земляники садовой в опытных группах при однократной обработке водорослевыми экстрактами варьировала в пределах 35,55-80,55% (табл. 3), при двукратной обработке -45,44-81,50% (табл. 4). Однако в последнем случае во всех опытных группах реализация продуктивности была выше, чем у растений земляники из контрольной группы.
Таблица 4
Влияние водорослевых экстрактов при двукратной обработке на продуктивность земляники садовой
Исследуемая группа растений Продуктивность
фактическая, г/куст % к контролю потенциальная, г/куст реализация, %
Контрольная группа (обработка водой) 72,1 100 171,6 42,02
10%-ный экстракт S. bongardiana 76,7 106,38 115,0 66,71
25%-ный экстракт S. bongardiana 68,3 94,73 83,8 81,5
10%-ный экстракт A. esculenta 52,3 72,54 83,9 62,37
25%-ный экстракт A. esculenta 48,7 67,55 101,5 47,96
10%-ный экстракт E. fistulosa 67,7 93,90 112,6 60,15
25%-ный экстракт E. fistulosa 55,0 76,28 89,6 61,38
10%-ный экстракт A. bifidus 65,0 90,15 143,0 45,44
25%-ный экстракт A. bifidus 71,7 99,45 128,5 55,79
10%-ный экстракт смеси водорослей 47,0 65,19 86,1 54,58
25%-ный экстракт смеси водорослей 45,3 62,83 58,0 78,06
Применение водных экстрактов из камчатских ламинариевых водорослей при выращивании земляники садовой в открытом грунте способствовало увеличению у нее количества цветков на цветонос, ягод на куст и массы ягоды. Однократная обработка водорослевыми экстрактами растений земляники повышала ее фактическую продуктивность от 10 до 87%, в зависимости от концентрации рабочего раствора и используемого для его получения вида водоросли. Двукратная обработка увеличивала реализацию потенциальной продуктивности опытных растений до 94% в сравнении с контрольной группой. При этом экстракты с максимально стимулирующим продуктивность эффектом были получены из смеси ламинариевых водорослей. Проведенные полевые исследования по изучению влияния экстрактов на землянику садовую позволяют утверждать, что применение камчатских водорослей в качестве внекорневой подкормки является весьма перспективным направлением использования морских растительных ресурсов при выращивании плодово-ягодных культур в климатических условиях Камчатского края.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Федерального агентства по рыболовству в рамках выполнения госзадания по темам НИР № госрегистрации АААА-А19-119041990004-2 и № госрегистрации 121031300146-6.
Литература
1. Seaweed - An eco-friendly alternative of agrochemicals in sustainable agriculture / A. Mishra et al. // Current Journal of Applied Science and Technology. - 2020. - Vol. 39, № 27. - P. 71-78.
2. Impact of seaweed sap foliar application on growth, yield, and tuber quality of potato (Sola-num tuberosum L.) / S. Garai et al. // Journal of Applied Phycology. - 2021. - URL: https://doi.org/ 10.1007/s10811-021 -02386-3.
3. Клочкова Т.А., Климова А.В., Клочкова Н.Г. Перспективы использования камчатских ламинариевых водорослей в региональном сельском хозяйстве // Вестник КамчатГТУ. - 2019. -№ 48. - С. 90-103 (DOI: 10.17217/2079-0333-2019-48-90-103).
4. Current Trends on Seaweeds: Looking at Chemical Composition, Phytopharmacology, and Cosmetic Applications / B. Salehi, J. Sharifi-Rad, A.M.L. Seca, D.C.G.A. Pinto, I. Michalak, A. Trincone, A.P. Mishra, M. Nigam, W. Zam, N. Martins // Molecules. - 2019. - Vol. 24, № 22. -P. 4182. - URL: https://doi.org/10.3390/molecules24224182.
5. Некорневые подкормки, повышающие урожайность и качество ягод земляники (Fragaria ananassa) при погодных стрессах / Т.Г. Причко и др. // Сельскохозяйственная биология. - 2014. - № 5. - С. 120-126.
6. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. -Орел: Изд-во ВНИИСПК, 1999. - 606 с.
