CC BY
63
УДК / UDC 635.21:631.573:631.53.027.33
ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСАДОЧНОЙ ОБРАБОТКИ КЛУБНЕЙ ИМПУЛЬСНЫМ НИЗКОЧАСТОТНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
КАРТОФЕЛЯ
EFFECT OF THE PRE-PLANTING TREATMENT OF TUBERS WITH PULSE ELECTRIC FIELD ON THE DEVELOPMENT OF POTATO PLANTS
Стацюк Н.В., научный сотрудник Statsyuk N.V., Researcher ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии»,
Московская область, Россия
All-Russian Research Institute of Phytopathology, Moscow Region, Russia
E-mail: [email protected]
АННОТАЦИЯ
Исследован эффект предпосадочной обработки клубней импульсным низкочастотным электрическим полем на некоторые биометрические показатели вегетирующих растений картофеля. Эксперименты, проведенные на сортах Сатурна и Леди Клэр, показали достоверный положительный эффект такой обработки на увеличение таких параметров как количество стеблей в растениях, а также количество и общий вес клубней, собранных с одного растения. В среднем увеличение данных показателей в случае обработанных растений составило 37.56, 33.86 и 20.31%, соответственно. В отношении таких показателей как высота растений и сырой вес ботвы полученные данные не позволяют сделать вывод о наличии устойчивого эффекта обработки ИНЭП в отношении этих показателей. Представляется необходимым проведение дополнительных исследований на большей выборке сортов.
ABSTRACT
The effect of the pre-planting treatment of rubbers with pulse electric field on some biometric parameters of vegetating potato plants has been studied. Experiments performed on two different cultivars show a reliable positive effect on the number of stems and tubers per a plant and the total weight of tubers per a plant. The average increase of these parameters in treated plants makes 37.56, 33.86, and 20.31%, respectively. In the case of the plant height and fresh weight of foliage, the obtained data do not allow us to conclude about any stable effect of such treatment on these parameters.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Картофель, предпосадочная обработка, импульсное электрическое поле, биометрические показатели, повышение продуктивности.
KEY WORDS
Potato, pre-planting treatment, pulse electric field, biometric parameters of plants, yield increase.
Высокая продуктивность сельскохозяйственных культур является одним из основных показателей эффективности сельскохозяйственного производства. Многие современные сорта культурных растений обладают очень высоким генетическим потенциалом продуктивности, показывая прекрасную урожайность на сортоиспытаниях, однако в производственных условиях этот потенциал реализуется всего лишь на 30-50% (Князев и Дзагова, 2004). Так, многие сорта картофеля обладают потенциалом биологической продуктивности на уровне 65-75 и даже 100-120 т/га (Ториков и Богомаз, 2008), однако в реальном производстве урожайность таких сортов в большинстве российских хозяйств составляет в среднем всего лишь 10-20 т/га (Иванюк, 2003).
Одной из причин такого положения дел может являться недостаточный для экологических и климатических условий территории выращивания адаптационный потенциал растений. Данную проблему можно решать двумя способами. Первый способ включает в себя меры, направленные на изменение внешних факторов среды для создания благоприятных условий для роста и развития растений, такие как внесение удобрений и подкормок, применение пестицидов, проведение необходимых агротехнических мероприятий и т.п. Второй способ связан со стимулированием роста и развития самого растения и включает в себя применение различных регуляторов роста, а также предпосевных обработок, стимулирующих развитие растений.
В первом случае обычно применяется множество химических препаратов -органических и неорганических удобрений, пестицидов и гербицидов, что приводит к загрязнению ими почвы, воды, воздуха и самой сельскохозяйственной продукции, что, в конечном итоге, негативно сказывается на здоровье человека. Следовательно, наряду с проблемой увеличения эффективности сельскохозяйственного производства, существует и проблема снижения объемов использования в нем химических препаратов, побуждающая исследователей искать альтернативные, экологически безопасные пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур при сохранении или даже снижении объемов их химических обработок.
Одной из тенденций последних десятилетий в этом отношении стало изучение возможности использовать различные физические факторы для контролируемого влияния на биологические объекты - стимуляции роста и развития растений, повышения их устойчивости к болезням, или прямого уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Появилось множество публикаций, свидетельствующих о возможности повышения урожайности сельскохозяйственных культур путем предпосевной обработки семенного материала различными физическими способами. К этой группе технологий относится и технология предпосадочной обработки семян модулированным импульсным низкочастотным электрическим полем (ИНЭП), разработанная специалистами Всероссийского НИИ фитопатологии (ВНИИФ) в сотрудничестве с учеными ряда других исследовательских организаций России.
Результаты многолетних исследований показали эффективность и потенциальную перспективность применения данной технологии для повышения продуктивного потенциала сельскохозяйственных культур. Так, было отмечено повышение энергии прорастания и всхожести семян, а также увеличение урожайности ряда овощных и зеленных культур (Добруцкая и др., 2000; Курбаков, 2007; Курбакова, 2011; Стацюк и др., 2014). Были также получены данные, свидетельствующие о положительном влиянии такой обработки на растения картофеля: более раннем (на 79 дней) появлении всходов, повышении устойчивости вегетирующих растений картофеля к фитофторозу и уменьшении количества пораженных клубней в урожае (Кузнецова, 2000). Целью настоящего исследования была оценка влияния предпосадочной обработки ИНЭП на ряд биометрических параметров растений картофеля.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследование было выполнено в 2011-2012 гг. в рамках мелкоделяночных экспериментов на опытном поле ФГБНУ ВНИИФ «Раменская Горка» в Одинцовском районе Московской области (2012 г.), а также в условиях производственных испытаний в ЗАО «Озеры» (Озерский р-н Московской области, 2011 г.). В первом случае в качестве объекта исследований использовали сорта картофеля Сатурна и Леди Клэр второй репродукции, во втором случае - сорт Сатурна первой репродукции.
Обработку семенного материала ИНЭП осуществляли при помощи генератора модулированного импульсного электрического поля, разработанного специалистами НИИ точных приборов. Несущая частота сигнала составляла 16 ±10 кГц, частота следования модулирующей импульсной последовательности - 200 Гц, напряженность создаваемого поля - ~20 кВ/м. Продолжительность обработки составляла 24 ч
согласно ранее определенному оптимальному режиму обработки картофеля (Кузнецова, 2000). Обработку проводили за 3-5 дней до посадки.
Выращивание картофеля на опытных полях ВНИИФ осуществляли в соответствии с агротехническими требованиями, принятыми в Московской области. Агротехнические мероприятия по уходу за растениями на опытных полях ВНИИФ включали: зяблевую вспашку, весновспашку, предпосадочную нарезку борозд; под предшественник вносили от 60 до 80 т/га органических удобрений и перед посадкой -минеральные удобрения в дозе от 40 до 60 кг/га по д.в. Против сорняков проводили предвсходовую обработку гербицидом Зенкор (в дозе 1 кг/га). В экспериментах, проведенных в ООО «Озеры», агротехнические мероприятия соответствовали принятому в данной компании стандарту.
Эксперименты были проведены на фоне рутинной схемы химической защиты картофеля, включавшей: однократную обработку Ширланом в дозе 0.4 л/га (500 г/л флуазинама), двукратную - Ридомилом Голд МЦ в дозе 2.5 кг/га (640 г/кг манкоцеба + 40 г/кг мефеноксама), однократную - Ревусом в дозе 0,6 л/га (250 г/л мандипропамида) + Скор в дозе 0.4 л/га (250 г/л дифеноконазола) и заключительную однократную обработку Ширланом (0.4 л/га). Первую обработку растений проводили в момент смыкания ботвы в рядках, последующие обработки выполняли с интервалом 10-15 дней.
Учет показателей проводили в фазу цветения; каждый вариант (контроль и обработка ИНЭП) включал 10 кустов, повторность опыта - четырехкратная. В качестве оцениваемых биометрических показателей растений использовали такие параметры как высота, количество стеблей на растение, сырой вес ботвы, а также количество и общий вес клубней.
Статистическую обработку полученных данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1985) при 95% уровне достоверности с использованием пакетов прикладных программ Microsoft Excel 2003 и «Дисперсионный анализ однофакторного опыта» (v. 1.02).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При проведении полевых экспериментов во ВНИИФ было отмечено более раннее появление всходов (на 7 дней) в обработанных вариантах по сравнению с необработанным контролем, что соответствует ранее полученным результатам (Кузнецова, 2000).
Результаты учета биометрических показателей растений представлены в табл. 1. Данные по изменениям исследованных показателей (% от контроля) с указанием достоверности выявленных изменений показаны на рис. 1.
Таблица 1 - Влияние предпосадочной обработки клубней ИНЭП на некоторые биометрические
показатели растений картофеля
Сорт Вариант Высота растения, см Сырой вес ботвы, г Кол-во стеблей, шт. Кол-во клубней, шт. Общий вес клубней, г
Сатурна (ЗАО «Озеры») Контроль 61.9 403.5 3.9 9.05 86.25
ИНЭП 59.7 361.25 5.75 12.25 107.5
НСР0.95 9.4 43.07 1.4 0.79 18.14
Сатурна (ВНИИФ) Контроль 55.58 655.39 4.33 12.06 878.58
ИНЭП 57.34 612.42 6.06 15.56 1014.97
НСР0.95 5.99 258.90 1.57 2.67 128.20
Леди Клэр (ВНИИФ) Контроль 31.31 470.22 4.5 14.06 948.47
ИНЭП 44.74 654.67 5.64 18.97 1144.78
НСР0.95 5.79 177.36 1.00 2.11 162.23
Во всех трех случаях было выявлено достоверное положительное влияние предпосадочной обработки ИНЭП на такие биометрические показатели как количество
стеблей в растении, а также количество и общий вес клубней, собранных с одного растения.
50
С
о а
2
о
40
20
-10
Сатурна (Озеры)
39,95 I
3,72
| 29,02 I
-6,56
13
Высота Кол-во Сырой вес Кол-во Общий вес стеблей ботвы клубней клубней
50 40 30 20 10 0 -10 -20
Сатурна (ВНИИФ)
Высота Кол-во Сырой вес Кол-во Общий вес стеблей ботвы клубней клубней
50
£ 40
о
о.
30
20
5 10
Высота Кол-во Сырой вес Кол-во Общий вес стеблей ботвы клубней клубней
Рисунок 1 - Влияние предпосадочной обработки ИНЭП на изменение некоторых биометрических показателей растений картофеля. Варианты с достоверным (НСР095) отличием
от контроля показаны темным цветом
Степень выраженности эффекта в отношении вышеуказанных показателей варьировала; в среднем, увеличение количества стеблей и клубней, а также общего веса клубней в обработанных растениях составило 37.56, 33.86 и 20.31%,
а 30
0
0
соответственно. Последние два показателя непосредственно связаны с продуктивностью картофеля.
В отношении таких показателей как высота растений и сырой вес ботвы достоверные изменения были выявлены только в случае сорта Леди Клэр; для сорта Сатурна в обоих случаях изменения оказались недостоверными, причем были отмечены и отрицательные изменения. Следовательно, полученных данных недостаточно для вывода о наличии устойчивого эффекта обработки ИНЭП в отношении этих показателей, равно как и для оценки знака этого эффекта. Представляется необходимым проведение дополнительных исследований на большей выборке сортов.
Несмотря на большое количество исследований, связанных с действием физических полей на семенной материал различных сельскохозяйственных культур, число подобных исследований, проведенных на картофеле, остается относительно невысоким. В некоторых исследованиях отмечено достоверное увеличение скорости роста растений под действием переменного электрического поля частотой 50 Гц (Gut, 2007) и высоты растений под действием переменного магнитного поля индукцией 40 и 80 мТл (Marks and Szecówka, 2010). В то же время результаты исследования эффекта предпосадочной обработки клубней электростатическим полем напряженностью 400 кВ/м, проведенного на четырех различных сортах картофеля (Cramariuc et al., 1985), как и в нашем случае, показывают отсутствие четкого эффекта такой обработки в отношении изменения высоты растений (от несущественного различия до 10% увеличения). Авторы первых двух упомянутых публикаций сообщают также о достоверном увеличении количества стеблей в растениях, выросших из обработанных клубней, на 62.2 и 24.3%, соответственно. Авторы третьего исследования отметили достоверное увеличение среднего количества клубней для сорта Санте (на 35.7%) и, в меньшей степени, для сорта Дезире; достоверное увеличение урожайности было отмечено только для сорта Санте (~11%), что, возможно, связано с неоптимальным подбором параметров использованного поля.
Таким образом, принимая во внимание полученные автором результаты и данные исследований других авторов, есть основания полагать, что количество стеблей и клубней, а также их вес, по всей видимости, являются основными показателями, на которые оказывают положительное действие электрофизические поля различного происхождения.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Князев Б.М., Дзагова Д.А. Урожайность и технологические свойства зерна озимой пшеницы в зависимости от уровня минерального питания // Зерновое хозяйство. 2004. № 4. С. 8-9.
2. Ториков В.Е., Богомаз О.А. Адаптивный и продуктивный потенциал сортов картофеля нового поколения // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. № 4. С. 53-59.
3. Иванюк В.Г., Банадысев С.А., Журомский Г.К. Защита картофеля от болезней, вредителей и сорняков. Минск: Бел. НИИ картофелеводства, 2003.
4. Добруцкая Е.Г., Тареева M.M., Тареев А.И., Широкова Б.А. Влияние импульсного электрического поля на посевные свойства семян овощных культур / Селекция и семеноводство овощных и бахчевых культур. Научн. труды ВНИИССОК. М.: РАСХН, 2000. С 87-91.
5. Курбаков Е.Л. Эффективность новых элементов технологии выращивания салата в Нечерноземной зоне России. Дисс. канд. с/х наук. М, 2007 - 152 с.
6. Курбакова О.В. Повышение посевных качеств семян моркови столовой (Daucus carota L.), укропа пахучего (Anethum graveolens L.) в условиях Нечерноземной зоны России. Дисс. канд. сельскохоз. наук. М., 2011 - 153 с.
7. Стацюк Н.В., Кузнецова М.А., Филиппов А.В., Елисеева Л.Г. (2014) Обработка семян и корнеплодов после уборки импульсным низкочастотным электрическим полем: увеличение урожайности, снижение потерь при хранении. // Сахар, № 10, с. 38-40.
8. Кузнецова М.А. Обоснование применения некоторых биологически активных препаратов и средств для защиты картофеля от фитофтороза. Дисс. канд. биол. наук. М., 2000.
9. Gut M. Impact of alternating electric field on potato tuber growth and cropping // Inzynieria Rolnicza. 2007. - Vol. 8(96). - P. 73-79.
10. Cramariuc R., Donescu V., Popa M., Cramariuc B. The biological effect of the electrical field treatment on the potato seed: agronomic evaluation // Journal of Electrostatics. 2005. Vol. 63. P. 837-846.
11. Marks N., Szecowka P.S. Impact of variable magnetic field stimulation on growth of aboveground parts of potato plants // International Agrophysics. 2010. Vol. 24. P. 165170.
12. Лобков В.Т., Плыгун С.А. Анализ приоритетных направлений развития земледелия на современном этапе научно-технического прогресса // Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences. 2012. Т. 2. № 2. С. 3-9.
13. Забродкин А.А., Новикова А.С., Плыгун С.А., Лобков В.Т. Мониторинг засоренности посевов при современных ресурсосберегающих способах основной обработки почвы // Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences. 2012. Т. 9. № 9 (9). С. 33-37.
