CC BY
68
УДК [581.6 + 582.272.7+582.272.46](571.66)
Т.А. Клочкова, О.А. Дахно, Т.Г. Дахно
ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТОВ ВОДОРОСЛЕЙ НА РАННЕЕ РАЗВИТИЕ ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ В УСЛОВИЯХ КАМЧАТКИ
В сельскохозяйственном отношении Камчатка относится к зоне рискованного земледелия. Cельское хозяйство в регионе дотационное, зависит от государственных субсидий на приобретение семян, минеральных удобрений, бензина и дизельного топлива. В работе определена перспективность использования камчатских бурых водорослей в качестве биостимуляторов роста ягодных культур. Проведена оценка воздействия экстрактов Fucus distichus subsp. evanescens и Saccharina bongardiana на приживаемость, рост и раннее развитие земляники садовой, для чего корневую систему посадочного материала замачивали в водорослевых экстрактах или опрыскивали ими листья. Положительный эффект водорослевых экстрактов на развитие растений земляники садовой достигался при минимальном количестве исходного водорослевого сырья и при использовании низких концентраций экстракта. Даже однократное замачивание корневой системы рассады земляники в водорослевых экстрактах оказало влияние на высоту растений и количество листьев, а опрыскивание вегетирующих надземных частей кустов - на количество усов.
Ключевые слова: Авачинская губа, биостимуляторы, водорослевый экстракт, Fucus distichus subsp. evanescens, Saccharina bongardiana, юго-восточная Камчатка, ягодные культуры.
T.A. Klochkova, O.A. Dakhno, T.G. Dakhno
EFFECT OF THE SEAWEED EXTRACTS ON EARLY DEVELOPMENT OF GARDEN STRAWBERRY IN KAMCHATKA'S CONDITIONS
In terms of agriculture, Kamchatka peninsula belongs to the zone of risky farming. In this region, agriculture depends on government incentives to purchase seeds, mineral fertilizers, gasoline and diesel fuel. We aimed to determine the prospects of using Kamchatka's brown seaweed as biostimulants of berry crops. The effects of extracts from Fucus distichus subsp. evanescens and Saccharina bongardiana on survival rate, growth and early development of strawberry was studied, applying methods of wetting of the root system in the seaweed extracts before planting and also foliar spraying. Minimum amount of the original seaweed raw material and low concentrations of the extract induced positive effect on development of plants. Even one-time wetting of strawberry roots in seaweed extract had positive effect on plants' height and number of leaves, and foliar spraying induced an increased number of stolons.
Key words: Avacha Bay, biostimulants, seaweed extract, Fucus distichus subsp. evanescens, Saccharina bongardiana, southeastern Kamchatka, berry crops.
DOI: 10.17217/2079-0333-2019-48-78-89
Введение
Использование водорослей в сельском хозяйстве Российской Федерации является новым направлением исследований и практически еще только зарождается [1], и первые шаги в этом направлении сделаны для бурых водорослей Белого моря. В настоящее время в интернет-магазинах продаются как минимум два вида органоминеральных удобрений, произведенных на основе фукуса пузырчатого (Fucus vesiculosus) из Белого моря - «ЭкоФус» (НЕСТ М, г. Москва, Россия) [2] и «Biolan Палочки из природного удобрения» (Biolan, Эстония) [3]. В состав «Biolan Палочки из природного удобрения» входит компостированный куриный помет (FIT023-04004/2009), измельченный F. vesiculosus и картофельный порошок, то есть не совсем оправдано называть эту смесь «водорослевым» удобрением. Точный состав препарата «Эко-Фус» не указан, на сайтах дистрибьюторов приводится только его химический состав, в частности содержание микро- и макроэлементов. Он рекомендован для картофеля, овощных куль-
тур открытого грунта, винограда, плодово-ягодных, цветочно-декоративных, хвойных, зерновых культур, газонных трав (в т. ч. рассады) [4].
На шельфе полуострова Камчатка и прилежащих к ней островов, включая Северные Курилы и Командоры, произрастает более 300 видов морских водорослей [5, 6]. Около 30 из них являются массовыми, а ламинариевые водоросли формируют на прикамчатском шельфе подводные леса. Благодаря растянутому периоду размножения их возобновление происходит постоянно, и в природе практически всегда можно найти их проростки и ювенильные растения. Одновременно из-за высокой плотности поселений одновозрастных растений в водорослевых зарослях для оптимизации количественного распределения видов и эффективного потребления растениями ресурсов среды наблюдается естественное прореживание ламинариевых. Этому процессу способствуют весенние и особенно осенние шторма. В результате в течение лета, весной и особенно осенью на побережье Камчатки выбрасывается огромное количество водорослей, и они образуют многокилометровые прибрежные валы. В ряде районов побережья ширина валов превышает 5-10 м, а высота - 2 м. Это особенно характерно для мест произрастания гигантской бурой водоросли Eualaria fistulosa.
В сельскохозяйственном отношении Камчатка относится к зоне рискованного земледелия. Сельское хозяйство в регионе всегда было дотационным и полагалось на помощь государства для своего существования и развития, например на субсидирование затрат на приобретение семян и минеральных удобрений, а также бензина и дизельного топлива [7]. Общей особенностью камчатского региона является пестрота условий обитания, выражающаяся в значительных широтных и долготных изменениях среднегодового хода температуры, количества осадков, изменения длины дня и других факторов среды. Почвы в регионе рыхлые, хорошо дренируемые, по минеральному составу характеризуются как бедные. Вулканическая деятельность наложила отпечаток не только на геологическое строение, но и на грунты Камчатки, обусловив довольно хорошую инфильтрацию в них атмосферных осадков, высокую степень промытости почвы от легкорастворимых солей (хлоридов и сульфатов). В связи с этим растворению подвергаются, главным образом, карбонатные соединения кальция [8]. Из-за пеплопадов вулканов почвы на полуострове кислые. Наличие хорошо промываемых почв, замедленный процесс химического выветривания из-за продолжительного снежного покрова, низкие температуры воздуха, ослабляющие процессы растворения в воде минеральных компонентов, обилие выпадающих осадков, а также поступление в гидрографическую сеть большого объема слабо минерализованных талых вод обуславливают низкую минерализацию поверхностных вод и своеобразный общий химический состав почвенного покрова в камчатском регионе.
Для Камчатки характерно короткое и достаточно холодное лето, значительные термобарические суточные контрасты, активная циклоническая деятельность. Вегетационный период на Камчатке короткий. Еще больше сокращают его поздневесенние и раннеосенние заморозки. Низкие летние температуры препятствуют активному разложению органики и гумусообразова-нию. Все это вызывает необходимость внесения в почву сельскохозяйственных угодий большого объема органических и минеральных удобрений. Последние на Камчатке не производятся, и их вынуждены завозить из других регионов страны, что приводит к их значительному удорожанию и, как следствие этого, - удорожанию полученной товарной продукции.
Многие овощные культуры на Камчатке выращивают в закрытом грунте, а тепличные растения, как известно, часто болеют и поражаются грибковыми и бактериальными заболеваниями [9, 10]. Использование водорослевых удобрений, как показывают наблюдения, проводившиеся в других странах, способствует повышению иммунитета растений [11, 12]. Разнообразие камчатской альгофлоры и наличие здесь больших запасов водорослей является благоприятной предпосылкой для вовлечения их в производство водорослевых удобрений и получение разнообразной товарной продукции, используемой в растениеводстве. Исходя из вышесказанного, целью настоящего исследования было определение эффекта воздействия водорослевых экстрактов на приживаемость и раннее развитие земляники садовой в открытом грунте.
Материалы и методы
Сбор и подготовка материала для анализов, получение водорослевых экстрактов
Материалом для настоящей работы послужили массовые виды ламинариевых и фукусовых водорослей в Авачинской губе - Saccharina bongardiana и Fucus distichus subsp.
evanescens 1. Их сбор осуществляли в 2017 г. в бух. Большая Лагерная (октябрь), в 2018 г. в бух. Завойко (март и июль), удаленных от источников загрязнения, расположенных у городского побережья во внутренней части Авачинской губы. Собранные водоросли измельчали и затем экстрагировали деионизированной водой в течение 4 ч при температуре 40° С Соотношение водорослей и дистиллированной воды составляло 1 : 10 w/v. После экстракции смесь фильтровали для отделения водного экстракта от крупных водорослевых остатков. Полученный концентрированный водорослевый экстракт использовали для дальнейшего биотестирования. Его начальную концентрацию принимали за 100%, путем разбавления деионизированной водой получали рабочие растворы (5, 10, 25 и 50%).
Изучение воздействия водорослевых экстрактов на ранее развитие земляники садовой
Полевые опыты по изучению воздействия экстрактов из водорослей на землянику садовую проводили в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» [13, 14] на экспериментальном поле ФГБНУ Камчатского НИИ сельского хозяйства (Елизовский район, с. Сосновка) поздней весной - летом 2018 г. Для оценки воздействия водорослевых экстрактов на приживаемость, рост и развитие земляники обрабатывали корневую систему посадочного материала и вегетирующих надземных частей кустов. Для проведения экспериментов использовали сорт земляники «Сюрприз Олимпиаде» - отечественной селекции, выведенный в НИИ им. Мичурина.
Перед высадкой в открытый грунт корневую систему розеток земляники садовой (рис. 1, а) в течение двух часов замачивали в водорослевых экстрактах с концентрацией 5, 10, 25, 50 и 100% (рис. 1, б). Каждая группа обработанной рассады включала по 15 растений. Для изучения эффективности опрыскивания надземных частей земляники садовой водорослевыми экстрактами их наносили на растения ручным опрыскивателем в концентрации 10 и 25% до полного смачивания листьев. Каждая группа обработанной рассады также включала по 15 растений. Всего в опытах с рассадой земляники садовой было использовано 240 растений - 210 экспериментальных (т. е. обработанных водорослевыми экстрактами) и 30 контрольных (т. е. без обработки водорослевыми экстрактами).
Рис. 1. Посадочный материал земляники садовой: а - стандартная рассада, подготовленная к обработке; б - замачивание корневой системы в водорослевом экстракте перед высадкой
Fig. 1. Planting material of strawberry. а - Standard seedlings prepared for treatment. б - Wetting of root system in the seaweed extract before planting
Наблюдения за развитием рассады земляники садовой включали:
1) определение приживаемости рассады (рис. 2, а);
2) оценку общего состояния растений по 5-балльной шкале;
3) биометрические исследования (измерение длины растений, определение количества листьев, усов и розеток на одном растении и общей площади листьев) (рис. 2, б);
4) оценку устойчивости к грибковым заболеваниям - мучнистой росе (Sphaerotheca macularis f. fragariae) и белой пятнистости (Mycosphaerella fragariae по 5-балльной шкале (рис. 2, в)).
1 Исследование выполнено при финансовой поддержке Федерального агентства по рыболовству в рамках выполнения госзадания по теме НИР № госрегистрации АААА-А18-118092690018-5 (This study was supported by the Federal Agency for Fishery (Rosrybolovstvo) of the Russian Federation in the framework of state assignment on scientific research work (No. of state registration АААА-А18-118092690018-5)).
Рис. 2. Кусты земляники садовой, высаженные в открытый грунт после обработки их корневой системы водорослевыми экстрактами: а - экспериментальный участок (поселок Сосновка, Елизовский район, июнь 2018 г.); б - снятие биометрических показателей с растений; в - лист, пораженный белой пятнистостью, вызванной развитием грибка Mycosphaerella fragariae
Fig. 2. Strawberry plants after treatment of their root system with seaweed extracts and planted in the open ground; a - Experimental site (Sosnovka village, Elizovsky district, June 2018); б - Gathering of biometric indicators from individual plants; в - Leaf bearing common spot caused by the development of the fungus Mycosphaerella fragariae
Оценку общего состояния растений проводили два раза, летом и осенью, по 5-балльной шкале:
5 - отличное состояние: растения сильнорослые, густооблиственные, дают много усов и розеток, не поражены болезнями и вредителями, листья типичной для сорта величины;
4 - хорошее состояние: растения имеют хороший рост, листья типичны для сорта, почти не поражены болезнями и вредителями, следы зимних повреждений весной заметны слабо, вегетативное размножение нормальное;
3 - удовлетворительное состояние: растения с несколько ослабленным ростом, облиствен-ность средняя, листья мельче обычного, могут быть в средней степени повреждены болезнями и вредителями, осенью имеют задержку в росте и развитии;
2 - слабое состояние: растения имеют ослабленный рост, не выровнены по развитию, изре-жены, листья не выровнены по высоте и размеру, не типичны для сорта, могут быть значительно поражены болезнями и вредителями, весной сильно заметны следы зимних повреждений, осенью растения имеют ослабленный рост и развитие;
1 - очень слабое состояние: растения сильно угнетены, имеют карликовый рост, листья из-реженные, мелкие, с короткими черешками, могут быть сильно повреждены болезнями и вредителями, вегетативное размножение осенью почти отсутствует.
Степень поражения мучнистой росой определяли по 5-балльной шкале:
0 - отсутствие признаков болезни;
1 - слабое поражение: мицелиальный налет занимает до 10% общей поверхности листовой пластинки;
2 - значительное поражение: поражено 11-26% общей поверхности листьев;
3 - сильное поражение: поражено 26-50% общей поверхности листьев;
4 - очень сильное поражение: мицелиальный налет гриба занимает больше 50% общей поверхности листьев.
Оценку поражаемости листьев пятнистостью (рис. 2, в) также проводили по 5-балльной шкале:
0 - отсутствие поражения;
1 - слабое поражение: не более 10 мелких (белая и бурая пятнистости) или 3 мелких или средних пятен на листе (угловатая пятнистость);
2 - среднее поражение: пятна занимают до 25% поверхности листьев, у белой и бурой пят-нистостей хорошо заметно спороношение;
3 - сильное поражение: крупные пятна мицелия, занимающие 26-50% площади листьев, спороношение грибков обильное;
4 - очень сильное поражение: крупные пятна занимают свыше 50% площади листа, споро-ношение грибков обильное, лист отмирает.
Оценку поражаемости растений разными патогенными организмами проводили в разные периоды. Мучнистой росой - в первой половине мая, перед их цветением во время весеннего роста на молодых листьях, в конце июня - начале июля во время созревания и в конце сентября после летнего роста. Серой гнилью и фитофторозной кожистой гнилью - в конце июня - 2-й половине июля во время съема плодов. Белой пятнистостью - в июне - 1-й половине июля во время цветения и в сентябре в фазе плодоношения. Оценку повреждения растений земляничным клещом проводили весной, в период отрастания листьев, до цветения, и после съема урожая в период активизации ростовых процессов.
Оценка приживаемости рассады
Этот показатель отражает способность розеток нормально укореняться. Наиболее распространенными причинами гибели рассады являются ее неспособность укорениться и поражение серой гнилью. Первое характерно для очень маленьких розеток с небольшими корневыми зачатками ввиду малого запаса питательных веществ, второе - для розеток с очень рыхлой соединительной тканью, выросшей при обильном питании.
Агротехнические условия на экспериментальном поле и метеорологические условия периода исследований
Почва охристая, вулканическая, со следующими агрохимическими показателями: рН 5,4, гидролитическая кислотность 4,32 мг экв./100 г почвы, содержание подвижного фосфора 5,8 мг/100 г почвы, обменного калия 23,30, аммиачного азота 4,90, нитратного азота 2,72 мг/100 г почвы. Обработка почвы состояла из зяблевой вспашки, весенней обработки плоскорезом, культивации. Уход за растениями заключался в проведении двукратных обработок междурядий и четырех прополок в рядах.
Метеорологические условия периода исследований представлены в табл. 1. Переход температур через 5°С произошел в III декаде мая (6,6°С). Средняя температура в летние месяцы составляла в июне +8,6°С, июле +14,2°С, августе 13,1°С и превышала среднемноголетние показатели на 0,6°С в июле, а июнь и август были холоднее на 1,1 и 1,4°С соответственно. В летний период максимальная температура воздуха достигала 28,5°С в III декаде июля.
Таблица 1
Метеорологические условия вегетационного периода 2018 года
Meteorological conditions during vegetation season in 2018
Температура воздуха, °С Air temperature, °С Атмосферные осадки, мм Atmospheric precipitation, mm Продолжительность солнечного сияния, ч Duration of sunlight, hr
Месяц Month Декада Decade Среднедекадная Average in decade Отклонение от средне-многолетней Deviation from the average multi-year Максимальная Maximal Минимальная Minimal Сумма Sum Отклонение от средне-многолетней,% Deviation from the average multi-year, % Сумма Sum Отклонение от средне-многолетней,% Deviation from the average multi-year, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 3,3 -0,3 16,3 -4,0 5,1 21 89 35
Май 2 4,7 -1,3 15,1 -2,9 22,3 89 42 -22
May 3 6,6 -0,3 20,2 -0,8 15,6 62 67 -4
М-ц* 4,9 -0,6 20,2 -4,0 43,0 58 198 9
1 7,7 0,2 17,3 -1,0 43,6 229 66 -2
Июнь 2 8,2 -1,8 21,6 1,6 15,6 74 76 11
June 3 9,9 -1,6 21,3 2,1 48,9 158 94 35
М-ц 8,6 -1,1 21,6 -1,0 108,1 152 236 44
1 12,7 -0,1 25,7 4,1 18,4 68 57 2
Июль 2 14,4 1,3 27,3 6,5 3,3 12 74 21
July 3 15,3 0,4 28,5 10,7 87,8 214 44 -14
М-ц 14,2 0,6 28,5 4,1 109,5 114 175 9
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Август August 1 14,7 -1,3 23,8 5,6 20,9 60 79 31
2 12,8 -2,7 21,0 5,5 80,2 251 19 -37
3 12,0 -0,4 21,5 -0,1 20,4 58 93 27
М-ц 13,1 -1,4 23,8 -0,1 121,5 119 191 21
Сентябрь September 1 10,8 -1,0 18,0 2,7 49,7 171 18 -43
2 9,9 1,2 20,2 -0,6 51,6 132 71 12
3 9,4 -0,2 18,7 -1,0 9,1 28 82 28
М-ц 10,0 0,0 20,2 -1,0 110,4 110 172 -22
* М-ц - среднее значение за полный месяц.
За период с июня по сентябрь выпало 339,1 мм осадков, что составило 92,2% среднемного-летней нормы (368 мм). Периоды с незначительным количеством осадков отмечались во II декаде июля. В этот период выпало 3,3 мм, что составило всего 12% от среднемноголетней нормы. Наибольшее количество осадков выпало в I декаде июня, III декаде июля и II декаде августа (43,6, 87,8 и 80,2 мм осадков соответственно, то есть 229, 214, 251% соответственно от средне-многолетней нормы).
Наибольшее количество часов солнечного сияния отмечалось в июне - 236 ч, что на 44 ч выше среднемноголетней нормы. Тем не менее за летние месяцы продолжительность солнечного сияния была низкая, 602 ч, что составило 82% от нормы (734 ч). В целом метеорологические условия в период вегетации растений земляники садовой в 2018 г. складывались достаточно благоприятно. Отсутствие засушливых периодов и постоянные осадки способствовали лучшей приживаемости, а также росту и развитию растений.
Результаты и обсуждение
Рассада земляники при высадке имеет недостаточно развитую корневую систему, поэтому целью ее замачивания в водорослевом экстракте было снизить стресс после выкопки, улучшить приживаемость растений и активизировать их питание. Приживаемость растений во всех экспериментах составила 100%. При оценке общего состояния учитывался рост и развитие растений, поражение патогенными микроорганизмами и вредителями. Сравнение показателей общего состояния растений показало незначительное различие между необработанными розетками и предварительно замоченными в водорослевых экстрактах (табл. 2). При использовании 5%-ного экстракта 5". bongardiana регистрировали самый высокий показатель - 5,0 баллов по сравнению с 4,5 баллами в контрольной группе (т. е. с растениями, замоченные в проточной пресной воде). При использовании 100%-ного экстракта Е. distichus регистрировали самое низкое значение данного показателя - 4,0 балла.
Таблица 2
Эффект замачивания корневой системы посадочного материала земляники садовой в водорослевом экстракте на приживаемость, общее состояние и морфометрические показатели растений
Effect of wetting of strawberry's root system in seaweed extracts on survival rate, general condition and morphometric parameters of plants
Исследуемая группа растений Group of plants Приживаемость растений, % Plant survival rate, % Общее состояние растений, балл General condition of plants, score Высота растений, см Plant height, cm Количество листьев на растении, шт. Number of leaves on one plant Количество усов на растении, шт. Number of runners (stolons) on one plant Количество розеток на растении, шт. Number of plugs on one plant
1 2 3 4 5 6 7
Контрольная группа (замачивание корней в воде) Control group (soaking of roots in water) 100 4,5 16,4 5,0 1,2 1,4
S. bongardiana (5%-ный экстракт) 5% extract 100 5,0 17,8 5,8 0,6 0,6
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5 6 7
S. bongardiana (10%-ный экстракт) 100 4,5 17,0 4,2 0,6 0,6
10% extract
S. bongardiana (25%-ный экстракт) 100 4,5 17,8 3,4 0,4 0,6
25% extract
S. bongardiana (50%-ный экстракт) 100 4,5 16,6 4,0 0,4 0,4
50% extract
S. bongardiana (100%-ный экстракт) 100 4,5 16,6 4,0 0,4 0,4
100% extract
F. distichus
(5%-ный экстракт) 100 4,5 17,2 4,2 0,6 0,6
5% extract
F. distichus
(10%-ный экстракт) 100 4,5 15,0 4,2 0 0
10% extract
F. distichus
(25%-ный экстракт) 100 4,5 14,4 4,2 0,2 0,4
25% extract
F. distichus
(50%-ный экстракт) 100 4,5 14,8 4,0 0,4 0,6
50% extract
F. distichus
(100%-ный экстракт) 100 4,0 15,0 3,6 0,4 0,6
100% extract
Замачивание рассады земляники в водорослевых экстрактах оказало влияние на такие биометрические показатели, как высота растений и количество у них листьев (табл. 2). Высота растений, обработанных 5%-ным и 25%-ным экстрактами 5. Ьо^а^апа составила 17,8 см, что на 1,4 см выше, чем в контрольной группе. Количество листьев у растений, обработанных 5%-ным экстрактом 5. Ьо^а^апа, превышало показатель в контрольной группе (5,0 шт.) и составило 5,8 шт. на 1 растение, однако количество усов и розеток на 1 растение не превышало контрольные значения. При увеличении концентраций водорослевых экстрактов наблюдалась тенденция снижения высоты растений и количества листьев.
Степень воздействия белой пятнистости и вредителей на растения при их дальнейшем развитии была минимальной (табл. 3). Во всех тестируемых группах, включая контрольную, поражение листьев белой пятнистостью отмечалось на уровне 0,5 баллов. Исключение составил 5%-ный экстракт 5. Ьо^а^апа, поскольку у обработанных в нем растений отсутствовало поражение листьев белой пятнистостью (0 баллов). Повреждение растений вредителями не отмечалось во всех исследуемых группах (табл. 3).
Таблица 3
Эффект обработки посадочного материала земляники садовой в водорослевом экстракте на поражение растений белой пятнистостью и вредителями
Effect of seaweed extracts treatment on the development of common spot disease and pests in strawberry plants
Исследуемая группа растений Group of plants Поражение белой пятнистостью, % Development of common spot disease, % Повреждение вредителями, балл Damage of plants by pests, score
1 2 3
Замачивание корневой системы посадочного материала Wetting of strawberry's root system
Контрольная группа (замачивание в воде) Control group (wetting of roots in freshwater) 0,5 0
S. bongardiana (5%-ный экстракт) 5% extract 0 0
S. bongardiana (10%-ный экстракт) 10% extract 0,5 0
S. bongardiana (25%-ный экстракт) 25% extract 0,5 0
Окончание табл. 3
1 2 3
S. bongardiana (50%-ный экстракт) 50% extract 0,5 0
S. bongardiana (100%-ный экстракт) 100% extract 0,5 0
F. distichus (5%-ный экстракт) 5% extract 0,5 0
F. distichus (10%-ный экстракт) 10% extract 0,5 0
F. distichus (25%-ный экстракт) 25% extract 0,5 0
F. distichus (50%-ный экстракт) 50% extract 0,5 0
F. distichus (100%-ный экстракт) 100% extract 0,5 0
Опрыскивание листьев Foliar spraying of seaweed extract
Контрольная группа (замачивание в воде) Control group (wetting of roots in freshwater) 1,0 0
S. bongardiana (10%-ный экстракт) 10% extract 1,5 0
S. bongardiana (25%-ный экстракт) 25% extract 0,5 0
F. distichus (10%-ный экстракт) 10% extract 1,0 0
F. distichus (25%-ный экстракт) 25% extract 1,0 0
При ручном опрыскивании растений водорослевыми экстрактами их приживаемость во всех группах составила 100%. Небольшое превышение показателя общего состояния растений отмечалось в группах, опрысканных 25%-ным экстрактом S. bongardiana и 10%-ным экстрактом F. distichus (табл. 4). Данный способ обработки - опрыскивание растений водорослевыми экстрактами - оказал влияние на количество у них усов (табл. 4). Так, оно превышало таковое в контрольной группе, хотя в среднем незначительно.
Таблица 4
Эффект опрыскивания листьев земляники садовой водорослевым экстрактом Effect of foliar spraying of seaweed extract on strawberry plants
Приживаемость, общее состояние и морфометрические показатели растений Survival rate, general condition and morphometric parameters of plants
Исследуемая группа растений Group of plants
Приживаемость
растений, %
Plant survival rate, %
Общее состояние растений,
балл General condition ofplants, score
Высота растений, см Plant height, cm
Количество листьев на растении,
шт. Number of leaves on one plant
Количество
усов на растении,
шт. Number of runners (stolons) on one plant
Количество розеток на растении,
шт. Number of plugs on one plant
Контрольная группа (замачивание в воде) Control group (wetting of roots in freshwater)
100
4,5
17,6
4,0
0,8
0,8
10%-ный экстракт S. bongardiana 10% extract
100
4,0
17,2
4,0
1,0
0,7
25%-ный экстракт S. bongardiana 25% extract
100
5,0
17,8
4,0
1,0
0,5
10%-ный экстракт F. distichus 10% extract
100
5,0
17,2
4,0
1,2
1,0
25%-ный экстракт F. distichus 25% extract
100
4,0
16,0
4,0
1,0
0,8
Окончание табл. 4
Ассимиляционная поверхность листьев Leaves ' assimilation surface
Исследуемая группа растений Group of plants Количество листьев на растении, шт. Number of leaves on one plant Площадь 1 листа, см2 Area of one leaf, cm2 Площадь всех листьев на 1 растении Area of all leaves on 1 plant
см2 2 cm % к контролю % to control
Контрольная группа (замачивание в воде) Control group (wetting of roots in freshwater) 4,0 65,3 261,2 100
10%-ный экстракт S. bongardiana 10% extract 4,0 60,8 243,2 93,1
25%-ный экстракт S. bongardiana 25% extract 4,0 78,1 312,4 119,6
10%-ный экстракт F. distichus 10% extract 4,0 81,3 325,2 124,5
25%-ный экстракт F. distichus 25% extract 4,0 76,4 305,6 116,9
При опрыскивании растений водорослевыми экстрактами степень воздействия белой пятнистости и вредителей была минимальной, однако чуть выше, чем при их замачивании в экстрактах (табл. 3). Минимальное поражение белой пятнистостью на уровне 0,5 балла отмечалось у растений, опрысканных 25%-ным экстрактом 5. Ьо^а^апа. Повреждение растений вредителями не наблюдалось (табл. 3).
Величина листовой поверхности растений, как главного питающего органа, имеет особое значение. Увеличение листовой поверхности посевов является одним их важных средств борьбы за высокий урожай. Увеличению ассимиляционной поверхности листового аппарата способствуют фитогормоны [15]. Их воздействие существенно ослабляет неблагоприятное влияние абиотических и биотических факторов окружающей среды на общее состояние растений и их продуктивность.
Наши исследования показали, что обработка земляники садовой водорослевыми экстрактами способствовала увеличению площади листовой поверхности (табл. 4 и 5). При замачивании корневой системы рассады в 5%-ном экстракте 5. Ьо^а^апа этот показатель превысил контроль на 34,2%, а в 10%-ном и 25%-ном экстракте Г. distichus - на 24,2% и 26,4% соответственно. При опрыскивании растений водорослевыми экстрактами увеличение площади листьев на 19,6% зарегистрировали после обработки 25%-ным экстрактом 5. bongardiana, а в 10%-ном и 25%-ном экстракте Г. distichus - на 24,5% и 16,9% соответственно.
Таблица 5
Эффект замачивания корневой системы посадочного материала земляники садовой в водорослевом экстракте на ассимиляционную поверхность листьев
Effect of wetting of strawberry root system in seaweed extracts on leaves' assimilation surface
Исследуемая группа растений Group of plants Количество листьев на растении, шт. Number of leaves on one plant Площадь 1 листа, см2 Area of one leaf, cm2 Площадь всех листьев на 1 растении Area of all leaves on 1 plant
см2 2 cm % к контролю % to control
1 2 3 4 5
Контрольная группа (замачивание в воде) Control group (wetting of roots in freshwater) 5,0 52,3 261,5 100
S. bongardiana (5%-ный экстракт) 5% extract 5,8 60,5 350,9 134,2
S. bongardiana (10%-ный экстракт) 10% extract 4,2 46,5 195,3 74,7
S. bongardiana (25%-ный экстракт) 25% extract 3,4 74,4 252,9 96,7
S. bongardiana (50%-ный экстракт) 50% extract 4,0 59,3 237,2 90,7
Окончание табл. 5
1 2 3 4 5
S. bongardiana (100%-ный экстракт) 100% extract 4,0 61,9 247,6 94,7
F. distichus (5%о-ный экстракт) 5% extract 4,2 55,2 231,8 88,6
F. distichus (10%о-ный экстракт) 10% extract 4,2 77,3 324,7 124,2
F. distichus (25%о-ный экстракт) 25% extract 4,2 78,7 330,5 126,4
F. distichus (50%о-ный экстракт) 50% extract 4,0 58,3 233,2 89,2
F. distichus (100%о-ный экстракт) 100% extract 3,6 48,4 174,24 66,6
Заключение
Подводя итог проведенной работе, можно говорить о том, что использование бурых водорослей в качестве биостимуляторов роста сельскохозяйственных культур перспективно в климатических и экологических условиях Камчатского края. Исследованные нами виды морских бурых водорослей Fucus distichus subsp. evanescens и Saccharina bongardiana и полученные из них водные экстракты богаты различными микро- и макроэлементами, необходимыми для жизнедеятельности растений, а также витаминами, различными полисахаридами, включая фукоидан и альгиновые кислоты [5]. Эти водоросли могут быть использованы как альтернативный источник калийных подкормок и стимуляторов роста наземных растений в камчатском регионе.
Выраженный положительный эффект водорослевых экстрактов на развитие ягодных культур достигается при минимальном количестве исходного водорослевого сырья и при использовании низких концентраций экстракта. Например, для приготовления 50 л водорослевого экстракта с концентрацией 1% требуется всего 50 г сухих водорослей. Из 10 кг сырой S. bongardiana можно приготовить более 1 000 л ее водного экстракта. Ранее сообщалось, что экстракты морских бурых водорослей биологически активны при низких концентрациях, в разбавлении 1 : 1 000 или более [16]. Поскольку многие из их химических компонентов и способ их действия остаются неизвестными, было высказано предположение о наличии синергетической активности [17-19]. Даже однократное замачивание рассады земляники в водорослевых экстрактах оказало влияние на такие биометрические показатели, как высота растений и количество листьев, а при опрыскивании - на количество усов, которое пусть незначительно, но превышало таковое в контрольной группе. Поскольку земляника садовая является многолетним растением и ее плодоношение на Камчатке начинается на второй год жизни, необходимо продолжение начатых исследований.
Литература
1. Сравнительное изучение химического состава этанольных экстрактов бурых водорослей и их влияние на рост проростков и урожайность сои Glycine max (L.) Merr. / Т.И. Имбс, Е.Л. Чайкина, Л.А. Дега, А.П. Ващенко, М.М. Анисимов // Химия растительного сырья. - 2010. - № 1. -С.143-148.
2. ЭкоФус [Электронный ресурс]. - URL: https://www.yaeco.ru/zashhita-rastenij/udobrenija/ ekofus. (дата обращения: 20.12.2018).
3. Biolan Палочки из природного удобрения [Электронный ресурс]. - URL: https://www.biolan.fi/russian/produkcija/biolan-palochki-iz-prirodnogo-udobrenija (дата обращения: 20.12.2018).
4. ЭкоФус [Электронный ресурс]. - URL: http://nest-m.biz/udobreniya/ekofus-1l/ (дата обращения: 20.12.2018).
5. Клочкова Н.Г., Королева Т.Н., Кусиди А.Э. Атлас водорослей-макрофитов прикамчат-ских вод. - Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, КамчатНИРО, 2009а. - Т. 1. - 216 с.
6. Клочкова Н.Г., Королева Т.Н., Кусиди А.Э. Атлас водорослей-макрофитов прикамчат-ских вод. - Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, КамчатНИРО. - 2009б. - Т. 2. - 302 с.
7. Зона рискованного земледелия [Электронный ресурс]. - URL: http://kamtime.ru/node/1552 (дата обращения: 20.12.2018).
8. Ивашкевич Г.В. Некоторые результаты исследования химического состава вод месторождения Шануч // Материалы конф. профес.-препод. состава и аспирантов. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2005. - С. 32-40.
9. Ахатов А.К., Ахатов Е.А. Наиболее вредоносные болезни овощных культур в современных тепличных комбинатах // Гавриш. - 2014. - № 3. - С. 16-23.
10. Новая бактериальная болезнь тепличного огурца / М.В. Ходыкина, Э.Ш. Пехтерева, Е.И. Кырова, С.В. Виноградова, А.К. Ахатов, В.Н. Юваров, И.П. Борисова, А.Н. Игнатов // Гавриш. - 2014. - № 3. - С. 24-28.
11. Abdel-Raouf N., Al-Homaidan A.A., Ibraheem I.B.M. Agricultural importance of algae // African Journal of Biotechnology. - 2012. - Vol. 11, iss. 54. - P. 11648-11658.
12. Chatzissavvidis C., Therios I. Role of algae in agriculture // Seaweeds (Ed. Pomin V.H.). -Nova Science Publishers, Inc., 2014. - P. 1-37.
13. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. -Мичуринск, 1973. - 495 с.
14. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. -Орел: Изд-во ВНИИСПК, 1999. - 606 с.
15. Галиулина А.А. Влияние регуляторов роста на рост и развитие земляники // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2008. - № 87. - С. 11-13.
16. Crouch I.J., van Staden J. Evidence for the presence of plant growth regulators in commercial seaweed products // Plant Growth Regulation. - 1993. - Vol. 13. - P. 21-29.
17. Fornes F., Sanchez-Perales M., Guadiola J.L. Effect of a seaweed extract on the productivity of 'de Nules' clementine mandarin and navelina orange // Botanica Marina. - 2002. - Vol. 45. -P.486-489.
18. Effect of foliar spraying with amino acids and seaweed extract on growth chemical constitutes, yield and its quality of celeriac plant / S.M. Shehata, H.S. Abdel- Azim, A. Abou El-Yazied, A.M. El-Gizawy // European Journal of Scientific Research. - 2011. - Vol. 58, iss. 2. - P. 257-265.
19. Application of biostimulants in floating system for improving rocket quality / P. Vernieri, E. Borghesi, A. Ferrante, G. Magnani // Journal of Food, Agriculture & Environment. - 2005. - Vol. 3. -P. 6-88.
References
1. Comparative study of the chemical composition of ethanol extracts from the brown algae and their effect on growth of seedlings and yield of soybean Glycine max (L.) Merr. / T.I. Imbs, E.L. Chaykina, L.A Dega, A.P. Vaschenko, M.M. Anisimov // Himiya rastitel'nogo syr'ya. - 2010. -№ 1. - P. 143-148.
2. EkoFus [Electronic resource]. - URL: https://www.yaeco.ru/zashhita-rastenij/udobrenija/ ekofus (accessed: 20.12.2018).
3. Biolan Natural fertilizer sticks [Electronic resource]. - URL: https://www.biolan.fi/ russian/produkcija/biolan-palochki-iz-prirodnogo-udobrenija (accessed: 20.12.2018).
4. EkoFus [Electronic resource]. - URL: http://nest-m.biz/udobreniya/ekofus-1l/ (accessed: 20.12.2018).
5. Klochkova N.G., Koroleva T.N., Kusidi A.E. Atlas vodoroslei-makrofitov Kamchatki i prikamchatskikh vod [Atlas of macrophytic algae of Kamchatka and surrounding areas]. - Petropav-lovsk-Kamchatsky: Kamchatpress, 2009a. - Vol. 1. - 216 p. (Green and brown algae).
6. Klochkova N.G., Koroleva T.N., Kusidi A.E. Atlas vodoroslei-makrofitov Kamchatki i prikamchatskikh vod [Atlas of macrophytic algae of Kamchatka and surrounding areas]. - Petropav-lovsk-Kamchatsky: Kamchatpress, 2009b. - Vol. 2. - 302 p. (Red algae).
7. Areas of risky farming [Electronic resource]. - URL: http://kamtime.ru/node/1552 (accessed: 20.12.2018).
8. Ivashkevich G. V. Some results of the study of Shanuch deposit's water chemical composition // Proc. conf. Professors, lecturers & graduate students. - Petropavlovsk-Kamchatsky: KamchatGTU, 2005. - P. 32-40.
9. Ahatov A.K., Ahatov E.A. The most harmful diseases of vegetable crops in modern greenhouse plants // Gavrish. - 2014. - № 3. - P. 16-23.
10. New bacterial disease of the greenhouse cucumber / M.V. Hodykina, E.Sh. Pehtereva, E.I. Kyrova, S. V. Vinogradova, A.K. Ahatov, V.N. Yuvarov, I.P. Borisova, A.N. Ignatov // Gavrish. -2014. - № 3. - P. 24-28.
11. Abdel-Raouf N., Al-Homaidan A.A., Ibraheem I.B.M. Agricultural importance of algae // African Journal of Biotechnology. - 2012. - Vol. 11, iss. 54. - P. 11648-11658.
12. Chatzissavvidis C., Therios I. Role of algae in agriculture // Seaweeds (Ed. Pomin V.H.). -Nova Science Publishers, Inc., 2014. - P. 1-37.
13. Programma i metodika sortoizucheniya plodovyh, yagodnyh i orehoplodnyh kul'tur [Program and methods of strain investigation in fruit, berry and nut crops]. - Michurinsk, 1973. - 495 p.
14. Programma i metodika sortoizucheniya plodovyh, yagodnyh i orehoplodnyh kul'tur [Program and methods of strain investigation in fruit, berry and nut crops]. - Orel: Izd-vo VNIISPK, 1999. - 606 p.
15. Galiulina A.A. The influence of growth regulators on the growth and development of strawberries // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2008. - № 87. - P. 11-13.
16. Crouch I.J., van Staden J. Evidence for the presence of plant growth regulators in commercial seaweed products // Plant Growth Regulation. - 1993. - Vol. 13. - P. 21-29.
17. Fornes F., Sanchez-Perales M., Guadiola J.L. Effect of a seaweed extract on the productivity of 'de Nules' clementine mandarin and navelina orange // Botanica Marina. - 2002. - Vol. 45. -P.486-489.
18. Effect of foliar spraying with amino acids and seaweed extract on growth chemical constitutes, yield and its quality of celeriac plant / S.M. Shehata, H.S. Abdel- Azim, A. Abou El-Yazied, A.M. El-Gizawy // European Journal of Scientific Research. - 2011. - Vol. 58, iss 2. - P. 257-265.
19. Application of biostimulants in floating system for improving rocket quality / P. Vernieri, E. Borghesi, A. Ferrante, G. Magnani // Journal of Food, Agriculture & Environment. - 2005. - Vol. 3. -P. 86-88.
Информация об авторах Information about the authors
Клочкова Татьяна Андреевна - Камчатский государственный технический университет; 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский; доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования; [email protected]
Klochkova Tatyana Andreevna - Kamchatka State Technical University; б83003, Russia, Petropavlovsk-KamchatskY; Doctor of Biological Sciences; Professor of Ecology and Nature Management Chair; [email protected]
Дахно Ольга Александровна - Камчатский научно-исследовательский институт сельского хозяйства; 684033, Россия, Сосновка, Елизовский район, Камчатский край; кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией селекции многолетних трав, ягодных культур; [email protected]
Dakhno Olga Alexandrovna - Kamchatka Research Institute of Agriculture; б84033, Russia, Sosnovka village, Elizovsky district, Kamchatka region; Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Laboratory for Breeding of Perennial Herbs and Berries; [email protected]
Дахно Тимофей Григорьевич - Камчатский научно-исследовательский институт сельского хозяйства; 684033, Россия, Сосновка, Елизовский район, Камчатский край; старший научный сотрудник лаборатории селекции многолетних трав, ягодных культур
Dakhno Timofey Grigoryevich - Kamchatka Research Institute of Agriculture; б84033, Russia, Sosnovka village, Elizovsky district, Kamchatka region; Senior Scientific Researcher of the Laboratory for Breeding of Perennial Herbs and Berries
