В настоящее время повышение эффективности производства картофеля возможно на основе применения оздоровленного картофеля с набором обязательных агротехнических мероприятий [1] и с использованием альтернативных биологических средств, ограничивающих распространение опасных патогенов в течение вегетации и способствующих повышению продуктивности [2, 3].
Для решения данной проблемы необходимо применение регуляторов роста растений. Регуляторы роста – это группа природных и синтетических соединений – фитогормонов, применение которых в низких концентрациях оказывает влияние на биологическую активность, как на генетическом, так и на постгенетическом уровне растений картофеля [4].
В настоящее время роль регуляторов роста значительно растет в связи с обострившейся ситуацией между необходимостью использования химических средств защиты с целью повышения высокого урожая и опасностью его применения для здоровья человека и окружающей среды. В этом случае необходимо применять экологически безопасные, низкозатратные, но более эффективные препараты. Снижение объемов применения химических средств защиты способствует более широкому применению регуляторов роста с биофунгицидной активностью, которые не только подавляют развитие возбудителей болезней, но и способствуют повышению устойчивости растений к неблагоприятным факторам, и стимулируют в значительной степени ростовую и антистрессовую активность [5–7].
Таким образом, по мнению некоторых исследователей [8–10], с появлением регуляторов роста нового поколения появилась возможность более эффективно управлять технологическим процессом, повышать устойчивость растений к стрессовым ситуациям, что особенно важно в закрытом грунте (высокие температуры) и воздействовать на качество и количество клубней.
Цель исследования: изучение влияния регуляторов роста на продуктивность и качество микрорастений картофеля сорта Гала, выращиваемых в условиях закрытого грунта (теплице). Для этого необходимо решить следующие задачи:
1) изучить влияние регуляторов роста на биометрические показатели растений картофеля;
2) изучить влияние регуляторов роста на урожайность картофеля и его структуру;
3) изучить влияние регуляторов роста на распространенность фитофтороза на ботве картофеля.
Материалы и методы исследования
Экспериментальная работа проводилась в теплице ООО «Элитхоз» Борского района Нижегородской области. Для закладки опытов использовали меристемные растения картофеля сорта Гала. Исходный материал для размножения был приобретен из коллекции ВНИИКХ имени А. Лорха.
Сорт Гала – столовый, среднеранний сорт. Куст среднерослый, полупрямостоячий. Стебли средней толщины, листья крупные зеленые с умеренной волнистостью по краям. Клубни овальной формы. Кожура и мякоть – желтого цвета. Содержание крахмала – 13 %. Урожайность – 400–500 ц/га. Средний вес товарного клубня – 70–120 г. Сорт имеет высокую устойчивость к раку картофеля, золотистой нематоде, ризоктониозу, фитофторозу клубней, черной ножке, парше обыкновенной и вирусу Y. Имеет среднюю устойчивость к фитофторозу ботвы, вирусу скручивания листьев.
В качестве тепличного субстрата использовали смесь торфа и речного песка в соотношении 3:1. Агрохимическая характеристика почвы: массовая доля гумуса – 2,6 %, (средняя гумусированность) рНKCl – 4,8 ед. рН (среднекислая); содержание подвижного фосфора – 105 мг/кг (повышенная обеспеченность), содержание обменного калия – 118 мг/кг почвы (средняя обеспеченность).
Схема опыта предусматривала следующие варианты: Схема опыта: 1 вариант – контроль, без обработок; 2 вариант – обработка НВ-101 (0,2 мл/га); 3 вариант – обработка Фитоспорином-М (50 мл/га). Первое опрыскивание препаратами проводили в фазу бутонизации, второе – через 7 дней. Концентрация препаратов выбрана на основе инструкции к применению. Опрыскивание растений проводили ранцевым опрыскивателем.
Объектом исследования являлись микрорастения среднераннего сорта Гала. Общая площадь делянки составила 28 м2, учетная – 14 м2, повторность опыта – четырехкратная. Схема посадки общепринятая для подобного рода экспериментов и составляла 70х24 см.
Закладка опыта, экспериментальные наблюдения и учеты проводили согласно «Методике исследований по культуре картофеля» [11] и по «Методике полевого опыта» [12]. В течение вегетации в условиях защищенного грунта определяли биометрические показатели, урожайность и распространенность фитофтороза на ботве картофеля. По мере необходимости в вегетационный сезон производились поливы и обработка инсектицидом Актара против колорадского жука.
Результаты исследования и их обсуждение
В процессе опыта было установлено, что регуляторы роста оказывают неодинаковое влияние на продуктивность и качество меристемных растений. Применение регуляторов роста способствовало увеличению биометрических показателей растений (табл. 1). Наиболее высокие стебли зафиксированы в варианте с применением НВ-101, где они превысили контроль на 20,4 %. При обработке Фитоспорином-М превышение по этому показателю было менее значительно (11,1 %).
Таблица 1
Влияние регуляторов роста на биометрические показатели картофеля (фаза цветения)
|
Вариант |
Высота растений, см |
Кол-во стеблей, шт/куст |
Масса корней, г |
Листовая поверхность листьев |
ЧПФ, г•м2/сутки |
|
|
м2/куст |
тыс. м2/га |
|||||
|
Контроль |
40,6 |
4,0 |
25,7 |
0,60 |
35,3 |
4,1 |
|
НВ-101 |
48,9 |
4,4 |
32,1 |
0,71 |
41,8 |
4,5 |
|
Фитоспорин-М |
45,1 |
4,3 |
28,1 |
0,68 |
40,1 |
4,2 |
|
НСР05 |
2,7 |
0,1 |
0,2 |
0,07 |
0,1 |
|
Наряду с увеличением длины основных стеблей отмечалось и возрастание их количества в кусте. Наибольшее количество стеблей отмечено в варианте с обработкой НВ-101. Увеличение в этом случае составило 10 %. Препарат Фитоспорин-М проявил меньший эффект, в сравнении с контролем – 7,5 %.
Наряду с увеличением вегетативной массы наблюдалось и увеличение подземной части растений картофеля. Масса корней во всех вариантах превышала контроль. Наибольший вес корней был также отмечен при применении НВ-101, по сравнению с контролем – на 24,9 %.
Результаты наших предыдущих опытов [10, 13] свидетельствуют о том, что более мощная корневая система продуктивнее потребляет питательные вещества и влагу из почвы, а это способствует устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды и в дальнейшем определяет продуктивность картофеля.
В фазу цветения растения обработанные препаратом НВ-101 имели максимальную достоверную прибавку по ассимиляционной поверхности листьев (18,3 %), по сравнению с контролем. Меньшая, но также достоверная прибавка была получена при обработке и другим регулятором роста (Фитоспорин-М).
Качественной характеристикой деятельности листового аппарата растений является показатель чистой продуктивности фотосинтеза. Максимальная продуктивность фотосинтеза отмечена при обработке регулятором роста НВ-101 в фазу цветения.
В целом можно отметить, что изучаемые регуляторы роста оказали значительное влияние на параметры куста, что в конечном итоге и определило урожай клубней.
Анализ полученных данных по влиянию регуляторов роста на урожайность микрорастений в условиях закрытого грунта показывает, что исследуемые препараты способствуют повышению урожайности (табл. 2).
Таблица 2
Влияние регуляторов роста на урожайность картофеля и его структуру
|
Вариант |
Урожайность |
Количество клубней, шт/куст |
Масса 1 клубня, г |
|
|
г/растение |
т/га |
|||
|
Контроль |
318,7 |
18,7 |
6,9 |
46,2 |
|
НВ-101 |
429,8 |
25,3 |
8,2 |
52,4 |
|
Фитоспорин-М |
369,7 |
21,7 |
7,6 |
48,6 |
|
НСР05 |
8,1 |
– |
0,2 |
0,2 |
Максимальная прибавка к контролю в расчете на одно растение при применении НВ-101 составила 34,8 %. Меньшая, но также достоверная прибавка урожая была получена при обработке картофеля Фитоспорином-М (16,0 %).
Более высокий урожай приводит к увеличению коэффициента размножения, что имеет немаловажное значение для картофелеводства. Наиболее высокий коэффициент размножения был получен при применении НВ-101. Средняя масса одного клубня в этом варианте составила 52,4 г, что превышало контроль на 13,4 %. Прибавка средней массы 1 клубня от действия препарата Фитоспорина-М была несущественной.
Как показывают результаты наших исследований, регулятор роста НВ-101 проявляет высокую биологическую эффективность, что способствует более полной реализации генетического потенциала картофеля. Это проявляется в усиленном росте и развитии растений, а в дальнейшем позволяет растениям легче переносить неблагоприятные факторы среды, повышает их устойчивость к болезням и стрессам, и в конечном итоге повышает урожайность.
При визуальной оценке ботвы картофеля был отмечен только фитофтороз (табл. 3). В связи с тем, что на посадку были использованы оздоровленные микрорастения, бактериальных и вирусных болезней визуально обнаружено не было.
Таблица 3
Влияние регуляторов роста на распространенность и развитие фитофтороза на ботве картофеля
|
Вариант |
Фитофтороз (Phytophthora Infestans Mont. de Bary) |
|
|
распространенность, % |
развитие, % |
|
|
Контроль |
5,9 |
4,32 |
|
НВ-101 |
3,4 |
1,86 |
|
Фитоспорин-М |
2,9 |
1,29 |
|
НСР05 |
0,1 |
0,07 |
Наименьшая распространенность фитофтороза и его развитие на ботве было зафиксировано при применении Фитоспорина-М (51,0–72,1 %). В варианте с применением НВ-101 распространенность и развитие болезни были выше. По годам исследований различия по распространенности и развитию болезни были незначительны, так как влажностный режим в теплице поддерживается поливами и не зависит от климатических условий, об этом свидетельствуют и данные предыдущих исследователей [10, 14].
Преимущество данного препарата заключается в том, что он не только подавляет патогены, но и повышает иммунный потенциал растений, и тем самым повышает устойчивость к неблагоприятным факторам среды. И в связи с данной ситуацией некоторые [15] авторы подчеркивают, что в настоящее время существенно возросла агрессивность патогена Phytophthora Infestans, поэтому для проявления фитофтороза необходим почти в 2 раза меньший срок присутствия влаги на листьях. В связи с этим увеличивается число генераций патогена в течение вегетации, что особенно остро проявляется в условиях защищенного грунта.
Сравнивая эффективность изучаемых регуляторов, можно сделать вывод, что применение их способствует увеличению биометрических показателей, таких как высота стеблей (на 20,4–11,1 %), количество стеблей в кусте (на 10,0–7,5 %), масса корней (на 24,9–9,3 %), ассимиляционная поверхность листьев (на 18,3–13,3 %) и продуктивность фотосинтеза (на 9,7–2,4 %), в зависимости от препарата.
При обработке препаратами увеличилась урожайность на 35,3–16 %, коэффициент размножения на 18,8–10,1 %, произошло снижение распространенности фитофтороза (на 51,0–42,4 %) и развития фитофтороза (на 72,1–58,1 %) на ботве, по сравнению с контролем.
Заключение
В заключение следует отметить, что существенное увеличение продуктивности отмечено при обработке препаратом НВ-101, а повышение устойчивости к фитофторозу обеспечивал регулятор роста микробиологического происхождения Фитоспорин-М.
Таким образом, на начальных этапах оригинального семеноводства применение регуляторов роста – перспективный прием, который позволяет повысить продуктивность и качество меристемного материала.