Текст (PDF):
Читать
Скачать
Повышение урожайности, улучшение качества и сохранности клубней - важнейшая задача при воз- делывании картофеля. В настоящее время для по- вышения урожая сельскохозяйственных культур все больше внимания уделяется недорогому спосо- бу - применению регуляторов роста растений (РРР). Это органические соединения, стимулирую- щие или тормозящие процессы роста и развития растений (природные вещества и синтетические препараты, применяемые при обработке сельскохо- зяйственных культур). Природные регуляторы представлены в растениях фитогормонами и ингибиторами роста, а также веществами типа витаминов. Так ауксины активируют рост стеблей, листьев и корней. Гиббереллины индуцируют или активируют рост стеблей растений, вызывают про- растание некоторых семян и образование партено- карпических плодов, а также нарушают период по- коя у ряда растений. Цитокинины стимулируют клеточное деление, заложение и рост стеблевых почек [1]. Помимо природных регуляторов роста суще- ствуют и синтетические, которые были впервые получены голландским физиологом растений Ф. Кеглем в 1934 году. К группам синтетических регуляторов относятся также ингибиторы: ретар- данты - препараты, уменьшающие длину и увели- чивающие толщину стеблей, и морфактины - со- единения, вызывающие аномалии в точке роста и появление уродливых органов у растений [1]. К веществам, обладающим резко ингибирую- щим действием, относятся гербициды, уничтожа- ющие сорную растительность. Синтетические ин- гибиторы, в отличие от природных, способны более резко подавлять ростовые процессы; они длитель- ный период не поддаются инактивации раститель- ными тканями; характер их действия часто связан не только с ростом, но и с нарушением морфогене- тических процессов [2]. Применение регуляторов роста в сельском хо- зяйстве имеет ряд положительных моментов. Они снижают отрицательное влияние внешней среды, повышают всхожесть и устойчивость растений к болезням, увеличивают концентрацию хлорофилла в листьях, ускоряют темпы нарастания вегетатив- ной массы, способствуют повышению урожайно- сти, качества и сохранности продукции [3]. Изменения физиологических процессов в расте- ниях картофеля под влиянием регуляторов роста способствуют увеличению ассимиляционной по- верхности растений, активизации процессов фото- синтеза и оттока пластических веществ из листьев, что в, конечном итоге, повышает урожайность и качество клубней картофеля [4]. Синтетические ингибиторы роста используют для задержания прорастания клубней картофеля при хранении, торможения роста стеблей злаков для повышения устойчивости к полеганию (ретар- данты), уничтожения сорняков (гербициды) [1]. Исследованиями установлено, что обработка клуб- ней картофеля ингибитором тормозящим прораста- ние, существенно продлевает период покоя клуб- ней и снижает потери продукции при длительном хранении [3]. Наиболее распространенный способ примене- ния регуляторов роста это опрыскивание растений в период вегетации. Большинство данных препара- тов обладают системным действием, что позволяет снизить количество рабочей жидкости. Кроме того, отмечается положительный эффект при использо- вании баковых смесей регуляторов с пестицидами [4]. Это важно как с экологической, так и с эконо- мической точек зрения. Помимо опрыскивания вегетирующих растений, в картофелеводстве широко применяется предпоса- дочная обработка семенных клубней. Это позволяет получить дружные всходы растений, повысить их устойчивость к болезням и улучшить сохранность вороха картофеля [5]. Предпосадочная обработка клубней картофеля в сочетании с последующими обработками по вегетации позволяет повысить не только урожай культуры, но и содержание сухого вещества, крахмала и витамина С в продукции [6]. В сельскохозяйственном производстве нельзя ориентироваться только на то, что применение од- них регуляторов роста увеличит урожайность и качество продукции. Известно, что их применение оправдано только при высокой технологии возде- лывания сельскохозяйственных культур и малоэф- фективно при низкой агротехнике [1]. Вместе с тем в условиях дороговизны минеральных удобрений, отсутствия органических удобрений (связанное со значительным сокращением поголовья скота) регу- ляторы роста растений вполне могут существенно повысить урожай, качество и сохранность картофе- ля. При этом не требуется больших материальных затрат на приобретение препаратов, обработку ими семян или опрыскивание растений в период вегета- ции [1,2,7]. В этой связи целью наших исследований было изучить действие современных регуляторов роста растений на урожай, качество и сохранность картофеля в условиях возделывания его на выщелоченных черноземах Центрально-Чернозем- ного региона. Объекты и методы исследования Исследования проводили в полевых опытах в 2012-2014 гг. и одновременно 2012-2015 гг. по хра- нению в учебно-опытном хозяйстве (УОХ) Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина (Липецкая область). Схема опытов по изучению ре- гуляторов роста растений, состояла из 7 вариантов, включая и контроль без обработок. Изучали следу- ющие препараты: Эпин-Экстра, Экопин, Экогель, Новосил, Циркон, Гумат N/K. Действие регуляторов роста на растения картофеля исследовали на двух фонах минеральных удобрений - N60P90K60 и N90P150K120. Дозы и сроки обработок картофеля регу- ляторами роста растений строго соответствовали принятым рекомендациям [8]. Для Эпина-Экстра и Экогеля обработку РРР проводили в период бутони- зации. Цирконом обрабатывали клубни непосред- ственно перед посадкой и затем в фазе полных всхо- дов. Экопином опрыскивали в период бутонизации, с последующей обработкой через две недели. Гумат N/K использовали в виде 4-х кратной обработки в течение всей вегетации. Новосил применяли в пери- од начала цветения с последующей обработкой через 7 дней. Обработку по вегетирующим растениям про- водили с помощью ранцевого опрыскивателя. Почва опытных участков выщелоченный черно- зем, по механическому составу средний суглинок, окультуренность средняя. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое (0-30 см) - 5,4 % (немно- гим ниже среднего), реакция почвенного раствора - слабокислая (pHсол. - 5,7), подвижного фосфора (по Труогу - Мейеру) низкое (8.8-10,3 мг), обменного калия (по Бровкиной, на пламенном фотометре) близкое к среднему (12,6-14,1 мг на 100 г почвы). Степень насыщенности почвы основаниями высо- кая - 86,9-88,1 %. Влажность устойчивого увяда- ния для растений картофеля- 14,3 %. Сорт карто- феля Удача, ширина междурядий - 75 см, густота посадки - 55 тыс./га, глубина заделки клубней - 6-8 см. Площадь опытной делянки 76,5 м2, учетной 51м2. Повторность 4-х кратная. Предшественник картофеля в научном севообороте - озимая пшени- ца. Динамику накопления урожая картофеля про- водили по методике ВНИИКХ [9] в 3 срока: в фазу полной бутонизации, в фазу полного цветения и в начале отмирания ботвы. Промежуток между уче- тами составлял 14-15 дней. Усредненный расчет за 3 года динамики накопления массы ботвы и клуб- ней по пятидневкам выполнен по методике пред- ложенной профессором, Героем Социалистическо- го Труда, А.Г. Лорхом [11]. Данная методика впо- следствии была усовершенствована нами для со- временных условий: применения более высоких доз удобрений, новых технологий, техники и почвенно- климатических условий Центрально-Черноземного региона [12]. Посадку картофеля осуществляли в зависимости от погодных условий: в 2012 г - 12 мая, 2013 г - 15 мая, 2014 г - 13 мая. Уборку картофеля в опытах проводили в первой декаде сентября. Для исследования сохранности картофеля с каждого варианта опыта в период уборки отбирали клубни (10 кг), помещали в сетки в 4-х кратной повторности и закладывали в хранилище с актив- ной вентиляцией в насыпе на глубине 30-50 см. По окончанию хранения весной, в первой декаде апре- ля, определяли отходы от гнилей, естественную убыль и общие потери массы клубней. Математи- ческую обработку данных по урожаю, крахмали- стости и общим потерям проводили методом про- стого дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [10]. Содержание крахмала в клубнях определяли поляриметрически по Эверсу [9]. Погодные усло- вия более благоприятными для роста и развития растений картофеля были в 2012 и 2013 годы, гид- ротермический коэффициент (ГТК) за вегетацион- ный период (с апреля по сентябрь) составил соот- ветственно 1,5 и 1,4 (категория влажных лет). В 2014 г ГТК составил 1,1 (категория недостаточного увлажнения в вегетационный период). Результаты и их обсуждение В период вегетации растений мы проводили учет динамики накопления массы ботвы, клубней и развития ассимиляционной поверхности листьев. Изучение динамики накопления урожая картофеля позволяет установить, при каких технологических приемах идет более интенсивный прирост массы клубней в течение вегетационного периода. Для получения высокого конечного урожая картофеля, оптимальное накопление массы клубней за пятидневку, начиная с фазы полной бутонизации должно составлять 2,5-6,0 т/га [11,12,13]. В наших опытах накопление урожая клубней по пятидневкам в условиях применения регуляторов роста растений на фоне различного уровня минерального питания выглядело следующим образом. В период с фазы полной бутонизации до цветения на 45-ый день вегетации в среднем за 3 года на контрольных вариантах (вар. 1, 8) без применения РРР накопление урожая клубней за пятидневку на обычном фоне N60P90K60 составило 1,65 т/га, при N90P150K120 - 1,91 т/га. Лучшие результаты по интенсивности накопления урожая клубней в этот период были на вариантах с применением Экопина, Новосила и Циркона - 2,24-2,11 т/га на обычном фоне удобрений и на повышенном - 2,49-2.34 т/га. Через 2 недели после фазы полного цветения до появления первых признаков отмирания ботвы, в контрольном варианте на фоне умеренных доз удобрений прирост урожая составлял 3,22 т/га за пятидневку, а при повышенных дозах - 3,61 т/га. Лучшие темпы прироста массы клубней и во второй период определения были также на вариантах с обработкой картофеля Экопином, Новосилом и Цирконом. Так, прирост урожая на этих вариантах за пятидневку составил соответственно от 4,22-3,93 т/га на умеренном фоне и до 4,51-4,25 т/га на фоне внесения повышенных доз удобрений. В вариантах с использованием Эпин-Экстра, Гумата N/K, темпы накопления во все периоды определения были существенно ниже лучших вариантов. Уступал лучшим вариантам по интенсивности накопления урожая и вариант с применением Экогеля. Однако в сравнении с контролями увеличение прироста урожая клубней отмечено и на этих вариантах. В третий период определения динамики накопления урожая, через 16 дней после начала отмирания ботвы, прирост массы клубней значительно снизился. Накопление массы клубней находилось в зависимости от варианта применения регуляторов роста и уровня минерального питания в пределах 1,78-2,47 т/га за 5-и дневку, против 1,21-1,38 т/га на первом и втором контролях (вар. 1, 8). При конечном учете урожая картофеля в период уборки в среднем за три года проведения полевых опытов (табл. 1) наибольшая урожайность картофе- ля как на обычном умеренном, так и на повышен- ном фоне минеральных удобрений получена на вариантах с применением Экопина, Новосила и Циркона. По фону N60P90K60 урожайность от таких регуляторов роста растений (вар. 3, 5, 6) соответственно составила 30,2; 29,1; 27,8 т/га, против 22,9 т/га на контроле. На фоне применения повышенных доз азота, фосфора и калия - N90P150K120 урожайность карто- феля от регуляторов роста растений Экопина, Но- восила и Циркона (вар. 10,12,13) повысилась соот- ветственно до 33,2-32,2-30,5 т/га, против 26,8 т/га на восьмом контрольном варианте. Достоверная прибавка урожая (2,7 т/га) при повышенных дозах минеральных удобрений получена при обработке растений картофеля Экогелем на 11-ом варианте. Такие РРР как Эпин-Экстра и Гумат N/K в услови- ях внесения повышенных доз минеральных удоб- рений оказались недостаточно эффективными т.к. на этих вариантах не получено достоверной при- бавки урожая по отношению к 8-му контрольному варианту (НСР05 = 2,1 т/га). В тоже время на фоне умеренных доз удобрений (N60P90K60) достоверная прибавка урожая картофеля по отношению к 1-му контрольному варианту по- лучена по всем шести вариантам, хотя и в различ- ной степени. В среднем в зависимости от фона минеральных удобрений наиболее эффективные регуляторы рос- та растений обеспечили следующую прибавку урожая картофеля: Экопин по N60P90K60 - 31,9 %, по N90P150K120 - 23,9 %; Новосил соответственно 27,1 и 20,1 %; Циркон - 21,4 и 13,8 %. По Экогелю прибавка урожая оказалась меньше, чем на лучших вариантах и составила 16,2 % на обычном фоне и 10,1 % на повышенном фоне ми- неральных удобрений. В тоже время Экогель эф- фективно снижал потери от гнилей и в целом об- щие потери при хранении. Повышение доз минеральных удобрений с N60P90K60 до N90P150K120 (контрольные варианты: 1 и снижало содержание крахмала на 0,9 %. На обычном фоне удобрений обработка растений РРР Экопином, Новосилом, Гуматом, Цирконом повы- сило крахмалистость клубней соответственно на 1,2-0,7-0,6-0,5 процентов. В условиях повышен- ных доз удобрений достоверное повышение содер- жания крахмала по отношению к 8 контрольному варианту для этого фона, выявлено только на вари- антах Экопин и Новосил - 1,2-0,7 %, при НСР05 равной 0,4 %. В целом, анализ данных по урожайности и крахмалистости картофеля в зависимости от дей- ствия регуляторов роста показывает, что наилуч- шими из них в условиях наших опытов оказались Экопин и Новосил. Лежкость и устойчивость картофеля к заболева- ниям тесно связаны с дыханием, заживлением ран и прорастанием клубней. Производство продукции, которой не обеспечен путь от поля до прилавка, не только не является достижением, но и ведет к бес- полезной трате человеческих и материальных средств [14]. Таблица 1 Урожайность, содержание крахмала и сохранность картофеля при использовании регуляторов роста растений (Урожайность и крахмалистость среднее за 2012-2014 гг.; потери - среднее за периоды хранения 2012-2015 гг.). Фон мине- рального удобрения Вариант Урожай- ность, т/га Крахмал, % Общие потери, % в том числе естественная убыль массы технические отходы абсолютная гниль N60P90K60 1.Контроль 22,9 14,2 8,5 6,5 1,6 0,4 2.Эпин-Экстра 25,3 14,4 7,9 6,3 1,3 0,3 3.Экопин 30,2 15,4 7,5 6,0 1,3 0,2 4.Экогель 26,6 13,7 7,4 6,1 1,2 0,1 5.Новосил 29,1 14,9 7,5 6,1 1,3 0,1 6.Циркон 27,8 14,7 7,8 6,2 1,4 0,2 7.Гумат N/K 25,7 14,8 8,1 6,3 1,5 0,3 N90 P150 K120 8.Контроль 26,8 13,3 10,2 7,6 2,0 0,6 9.Эпин-Экстра 28,7 13,2 9,5 7,3 1,7 0,5 10.Экопин 33,2 14,5 9,0 7,2 1,5 0,3 11.Экогель 29,5 13,0 9,2 7.1 1,7 О,4 12.Новосил 32,2 14,1 9,1 7,2 1,6 0,3 13.Циркон 30,5 13,7 9,3 7,2 1,7 0,4 14.Гумат N/K 28,1 13,5 9,7 7,3 1,9 0,5 НСР0,5 2,1 0,4 0,5 Произвести 100 тонн высококачественного кар- тофеля должно быть, выгоднее, чем перевыполнить план и произвести 120 тонн, из которых 30 тонн будут обречены на гниение. Чтобы хорошо и без потерь или при возможно меньших потерях сохранить картофель, необходимо глубоко и всесторонне знать процессы, протекающие в хранящихся клуб- нях, взаимосвязь этих процессов с факторами внешней среды и условиями произрастания [14]. Пригодность картофеля к длительному хранению - необходимое условие и важный показатель оценки применяемых при его выращивании технологиче- ских приемов [15]. Потеря массы картофеля в период хранения в наших исследованиях зависела от доз минеральных удобрений и применяемых регуляторах роста рас- тений. На фоне внесения умеренных доз удобрений N60P90K60 (вар. 1, без обработки РРР) общие потери картофеля за период хранения составили 8,5 %. От внесения повышенных их доз N90P150K120 (вар. 8) общие потери массы клубней картофеля увеличи- лись до 10,2 %. Причем, увеличение общих потерь произошло не только за счет большей естественной убыли массы, но и возрастания заболеваемости вороха картофеля грибными и бактериальными гнилями. В тоже время следует учитывать, что об- щая величина естественной убыли может суще- ственно увеличиваться за период хранения при наличии вирусной инфекции в клубнях [16, 17]. Регуляторы роста растений могут оказывать су- щественное влияние, как на снижение общих потерь, так и уменьшение заболеваемости клубней в период осенне-зимнего хранения [3, 6]. В наших опытах наблюдалась подобная тенденция. В условиях реко- мендуемых ранее для ЦЧР умеренных доз мине- ральных удобрений N60P90K60 лучшая сохранность вороха картофеля выявлена на вариантах с примене- нием таких РРР, как Экогель, Экопин, Новосил - общие потери при хранении составили соответ- ственно 7,4; 7,5; 7,5 %, против 8,5 % на контроле. Причем снижение потерь картофеля на этих вариан- тах отмечено за счет уменьшения заболеваемости клубней и меньшей естественной убыли массы. На фоне более высоких доз минеральных удоб- рений N90P150K120 лучшая сохранность вороха кар- тофеля установлена на вариантах с применением РРР Экопин, Новосил, Экогель, Циркон, где общие потери соответственно составили: 9,0; 9,1; 9,2, 9,3 %, против 10,2 % на контроле. Эффективность регуляторов роста растений важна и тем, что они не только повышают урожай клубней в период вегета- ции культуры, но и существенно уменьшают их заболеваемость в период хранения картофеля [18, 19]. В наших исследованиях на вариантах с обра- боткой картофеля РРР Экопин, Новосил, Экогель, Циркон в 4-2 раза меньше было обнаружено абсо- лютной гнили после периода хранения и в 1,33- 1,23 раза меньше технического отхода. Технические отходы это загнивание до половины клубня, т.е. загнившую часть можно срезать, а оставшуюся здоровую использовать на корм скоту). Выводы Таким образом, в последовательном порядке по эффективности на картофеле изученные нами регу- ляторы роста растений выстраиваются следующим образом: Экопин, Новосил, Циркон, Экогель, с урожаем соответственно: 30,2; 29,1; 27,8; 26,6 т/га, против 22,9 т/га на контроле. Применение наиболее эффективных РРР по фону N60P90K60 Экопина и Новосила увеличивает прибавку урожая картофеля соответственно на 31,9 и 27,1 %, повышает крахма- листость клубней на 1,2 и 0,7 %, снижает общие потери массы на 1,1-1,0 %, существенно при этом уменьшает развитие заболеваемости продукции в период хранения. С повышением доз удобрений (фон-N90P150K120) урожайность картофеля от применения лучших в условиях опытов РРР Экопина и Новосила возросла до 33,2-32,2 т/га, против 26,8 т/га на 8 контрольном варианте. На повышенном фоне удобрений прибав- ка урожая от изучаемых препаратов была несколь- ко меньше и составила 23,0-20,1 %. При этом так- же наблюдалась тенденции по улучшению качества продукции, снижению потерь при хранении, уменьшению заболеваемости клубней в ворохе кар- тофеля в сравнении с контролем (вар. 8). Вполне приемлемы для производства и такие регуляторы роста как Циркон и Экогель. На этих вариантах получена достоверная прибавка урожая на обоих фонах удобрений, а также выявлено хо- рошее качество клубней и улучшение сохранности картофеля. Проведенные нами исследования позволяют ре- комендовать в производстве картофеля использо- вание наиболее эффективных РРР Экопин в дозе 60 г/га и Новосил в дозе 200 мл/га в соответствии с рекомендованными для обработок сроками [8]. Ис- пользование таких эффективных регуляторов роста обеспечит улучшение устойчивости растений кар- тофеля к неблагоприятным условиям внешней сре- ды, повысит урожай клубней до 30,2-29,1 т/га на фоне умеренных доз и до 33,2-32,2 т/га при повы- шенных дозах удобрений в сочетании с хорошим содержанием крахмала и существенно снизит об- щие потери при хранении.