Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 3 (83)

УДК 635.21:631.531.02:581.192.7

Действие биологически активных веществ на развитие и продуктивность меристемных растений картофеля

Н.Н. Дмитриева, ст. науч. сотр.; А.Л. Бакунов, канд. с.-х. наук; С.Л. Рубцов, канд. с.-х. наук; А.В. Милехин, канд. с.-х. наук

Самарский НИИСХ – филиал ФГБУН Самарский ФИЦ РАН

Картофель – важная и социально значимая сельскохозяйственная культура, имеющая большое значение для питания населения, но являющаяся при этом и одной из наиболее ресурсозатратных культур.

Накопление вирусных, вироидных и микоплазменных патогенов при многократном вегетативном размножении картофеля приводит к существенному снижению его урожайности. Такие наиболее вредоносные патогены, как Y-вирус картофеля, вирус скручивания листьев картофеля, вироид веретеновидности клубней картофеля, способны снизить урожайность на 80 % и более [1, 2].

Единственным на настоящее время эффективным способом получения оздоровлённого семенного материала картофеля является выращивание оригинальных семян (сертифицированных мини-клубней) из полностью здоровых от патогенов растений, полученных методом выделения апикальной меристемы с последующим микроклональным размножением. Выращивание мини-клубней может происходить как на гидропонных и аэропонных установках различного исполнения, так и в условиях защищённого грунта. В любом случае этап производства оздоровленных мини-клубней является максимально ресурсо- и энергозатратным во всей отрасли картофелеводства. Поэтому весьма актуальным является вопрос оптимизации методов получения оздоровлённых мини-клубней картофеля, повышения их эффективности для увеличения количества продукции с одного растения и с единицы площади. При этом большое значение может иметь использование различных биостимуляторов и препаратов комплексного действия, повышающих устойчивость растений картофеля к различным стрессовым факторам, увеличивающих урожайность и качество продукции [3].

Препарат Матрица роста представляет собой регулятор роста и антистрессант с фунгицидным и бактерицидным действием на основе биологически активного полимерного соединения полидиаллилдиметиламмония хлорида. Препарат обладает выраженным ростостимулирующим действием, защищает растение от неблагоприятных факторов среды и повышает качество урожая [4]. Показана эффективность Матрицы роста для повышения урожайности винограда [5, 6). Исследования Н.Э. Шабанова и др. [7] выявили увеличение урожайности картофеля пяти сортов различных групп спелости в среднем на 18 % при предпосадочной обработке Матрицей роста клубней с дальнейшей обработкой растений в фазы всходов и начала цветения.

Препарат Нанокремний является смесью минеральных компонентов на основе активного кремния. Обладает высокой биологической активностью, способствует усиленному росту и развитию растений и повышению урожайности. Так, опрыскивание преператом меристемных микрорастений картофеля увеличило их приживаемость на 14,1 % [8]. Внекорневые подкормки картофеля Нанокремнием в дозах 25 или 50 г / га способствовали увеличению облиственности растений, вегетационной массы, интенсивности фотосинтеза и урожайности [9]. В исследованиях Хорошиловой и др. [10] применение Нанокремния на 2 – 3 суток ускоряло прохождение растениями картофеля фенологических фаз, а также снижало поражённость клубней паршой обыкновенной.

Материал и методы исследования. Объектом исследования были меристемные растения картофеля сортов Ривьера (раннеспелый) и Гранд (среднеспелый). По 60 микрорастений каждого сорта выращивали при 16-часовом фотопериоде в течение 30 суток. Далее по 20 растений высаживали в контейнеры с грунтом для получения мини-клубней. Период вегетации составилял 80 сут. с продолжительностью фотопериода в первые 30 сут. 16 час., далее – 12 час. В вариантах опыта растения обрабатывали растворами препаратов Матрица роста и Нанокремний через сутки после высадки в грунт и далее на 10-й и 20-й день вегетации.

Варианты опыта:

I  – обработка препаратом Нанокремний, концентрация 1 мл на 1 л воды, 20 растений каждого сорта;

II – обработка препаратом Матрица роста, концентрация 1 мл на 1 л воды, 20 растений каждого сорта;

– контроль, без обработок, 20 растений каждого сорта.

В ходе вегетационного периода учитывались интенсивность роста растений (высота растений через 30 сут. после посадки). По окончании вегетации оценивали продуктивность растений – количество мини-клубней с одного растения, средний вес мини-клубня.

Полученные данные обрабатывали методом двухфакторного дисперсионного анализа по Доспехову [11].

Результаты исследования. В результате анализа полученных экспериментальных данных выявлены достоверные различия между вариантами опыта и генотипами как по интенсивности роста растений, так и по продуктивности сортов картофеля. Варьирование высоты растений через 30 сут. после посадки на 62,1 % было обусловлено действием обработок стимуляторами роста, тогда как вклад генотипа в варьирование признака составлял 14,4 %, а на взаимодействие факторов генотипов и среды приходилось 23,5 %. Средняя высота растений в варианте с обработками препаратом Нанокремний составляла 19,5 см. Растения, обработанные препаратом Матрица роста, характеризовались максимальной средней высотой 20,8 см, а в контрольном варианте средняя длина растений была 16,9 см. Достоверные различия с контролем по высоте растений выявлены в двух вариантах опыта у сорта Ривьера и в варианте с обработкой Матрицей роста у сорта Гранд. При этом раннеспелый сорт Ривьера характеризовался ярко выраженной реакцией на обработку как Нанокремнием, так и Матрицей роста. Растения этого сорта в вариантах опыта имели среднюю высоту – 18,9 и 21,1 см соответственно, что на 4,1 и 6,3 см выше, чем в контроле (табл. 1).

Несколько иной была реакция на обработки у среднеспелого сорта Гранд. В контрольном варианте интенсивность развития растений этого сорта была выше в сравнении с сортом Ривьера. Однако обработка препаратом Нанокремний не привела к существенному увеличению высоты растений, а при воздействии Матрицы роста этот показатель, хотя и достоверно, превысил контроль, но увеличился лишь на 1,5 см.

Продуктивность и её компоненты являются основными характеристиками сортов картофеля. Анализ этих показателей выявил отсутствие существенных различий по среднему количеству мини-клубней на одно растение между контролем и вариантами опыта. Так, средняя продуктивность одного растения в контроле составляла 7,1 клубня на растение, в варианте с обработкой Нанокремнием – 7,3 клубня на растение, а в варианте с обработкой Матрицей роста – 7,8 клубня на растение (табл. 2). При этом варьирование признака на 64,2 % было обусловлено генотипическими факторами. Влияние факторов среды на варьирование количества мини-клубней на растение составляло лишь 13,2 %, а взаимодействие факторов обусловило 22,6 % варьирования признака.

Однако, как и в случае с высотой растения, была выявлена специфическая сортовая реакция на обработку экспериментальными препаратами. Продуктивность сорта Ривьера была выше аналогичного показателя у сорта Гранд как в контроле, так и в других вариантах опыта, но обработка Нанокремнием и Матрицей роста не привела к достоверному увеличению продуктивности этого сорта: во II и III вариантах опыта она была на уровне контроля и даже имела тенденцию к снижению. В то же время у среднеспелого сорта Гранд отмечено достоверное увеличение продуктивности с 6,0 клубня на одно растение в контроле до 6,9 и 7,4 клубня на одно растение при действии препаратов Нанокремний и Матрица роста соответственно. Прирост продуктивности соответственно составил 15 и 23,3 %.

Применение стимуляторов роста достоверно увеличивало средний вес одного мини-клубня во всех вариантах опыта. Величина этого показателя в среднем по сортам составляла в контрольном варианте 8,2 г, тогда как при обработке Нанокремнием 10,2 г, а при обработке Матрицей роста 10,3 г (табл. 3). При этом варьирование признака было в значительной степени обусловлено именно действием регуляторов роста (69,5 % общей дисперсии). На генотипические факторы приходилось 19,5 % варьирования признака, а на взаимодействие факторов генотипа и среды – 11,0 %.

Средний вес мини-клубня как раннеспелого сорта Ривьера, так и среднеспелого сорта Гранд при обработках регуляторами роста достоверно превышал контрольные значения. Так, у сорта Ривьера этот показатель увеличился на 34,7 % при действии Нанокремния и на 43,0 % – при действии Матрицы роста, а у сорта Гранд – на 16,3 % и 13,0 % соответственно. Таким образом, действие как Матрицы роста, так и Нанокремния способствовало увеличению выхода стандартных мини-клубней, а следовательно, и дальнейшему увеличению урожайности сортов картофеля в первом полевом поколении.

Выводы.

1. Установлено достоверное положительное действие внекорневых обработок биологически активными препаратами Матрица роста и Нанокремний в концентрации 1 мл/л на среднюю высоту растений картофеля сортов Ривьера и Гранд. Раннеспелый сорт Ривьера характеризовался ярко выраженной реакцией на обработку обоими препаратами. Обработка препаратом Нанокремний растений среднеспелого сорта Гранд не привела к существенному увеличению высоты растений, а при воздействии Матрицы роста этот показатель достоверно превысил контроль.

2. Выявлено отсутствие существенных различий по количеству мини-клубней на одно растение между контролем и вариантами опыта в среднем по двум сортам. Однако у среднеспелого сорта Гранд отмечено достоверное увеличение продуктивности с 6,0 клубня на одно растение в контроле до 6,9 и 7,4 клубня на одно растение при действии Нанокремния и Матрицы роста соответственно. Прирост продуктивности соответственно составил 15 и 23,3 %.

3. Применение препаратов Нанокремний и Матрица роста достоверно увеличивало вес одного мини-клубня в сравнении с контрольным вариантом как у сорта Ривьера, так и у сорта Гранд. Этот показатель повышался на 13 – 43 %.

4. Внекорневые обработки меристемных растений картофеля в защищённом грунте биологически активными веществами Нанокремний и Матрица роста в концентрации 1 мл/л могут быть рекомендованы для увеличения интенсивности роста и развития растений, увеличения количества и качества получаемых мини-клубней с учётом выявленной сортовой реакции картофеля различных групп спелости на указанное воздействие.

Литература

1. Анисимов Б.В. Качество семенного картофеля – на уровень мировых стандартов: информ. бюл. МСХ РФ. М., 2000. 20 с.

2. Анисимов Б.В. Сортовые ресурсы и передовой опыт семеноводства картофеля. М.: Росинформагротех, 2000. 148 с.

3. Эффективность раздельного и комплексного применения агроприёмов при выращивании картофеля / А.Э. Шабанов, А.И. Киселёв, С.Н. Зебрин [и др.] // Земледелие. 2016. № 1. С. 38 – 40.

4. Матрица роста [Электронный ресурс]. URL: http://www.npk-matrica.ru / 28.02.2020 (дата обращения 28.02.2020).

5. Березовская С.П., Рыфф И.И. Влияние препарата Матрица роста на выращивание винограда // Виноградарство и виноделие. 2018. №1. С. 28 – 30.

6. Эффективность применения полифункционального препарата «Матрица роста» в технологии выращивания винограда / Н.В. Алейникова, Е.С. Галкина, И.И. Рыфф [и др.] // Виноградарство и виноделие. 2016. Т.46. С. 31 – 34.

7. Применение биологически активных полифункциональных соединений при возделывании картофеля / Н.Э. Шабанов, О.С. Хутинаев, О.А. Старовойтова // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2019. № 3 (91). С. 45 – 50.

8. Булгакова В.П., Логвинова Т.С. К вопросу о микроклонировании картофеля с использованием минерального кремния // Инновации природообустройства и защиты окружающей среды: сб. трудов конференции СГАУ, 23 – 24 января 2019. Саратов, 2019. С. 490 – 495.

9. Лукьянова О.В., Потапова Л.В., Красильников А.В. Биологическая эффективность минерального удобрения с микроэлементами «Нанокремний» на картофеле // Вестник совета молодых учёных Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. № 1 (6). 2018. С. 19 – 24.

10. Хорошилов А.А., Фролова С.А., Казьмина М.А. Применение микроудобрения «Нанокремний» в технологии возделывания картофеля // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК: матер. XVI Междунар. научн.-практич. конф., 21 марта 2019. Брянск, 2019. С. 212 – 217.

11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос,1985.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-83-3-88-91

Аннотация

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 3 (83), стр. 88-91