Використання вуглекислого газу та озону для покращення насіннєвих якостей картоплі в умовах східного Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ОВОЧІВНИЦТВА І БАШТАННИЦТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

УДК 635.21; 631.531.02

ВИКОРИСТАННЯ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ ТА ОЗОНУ

ДЛЯ ПОКРАЩАННЯ НАСІННЄВИХ ЯКОСТЕЙ КАРТОПЛІ

В УМОВАХ СХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.14 - насінництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

МЕЛЬНИК Олексій Володимирович

Харків-2008



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті овочівництва і баштанництва Української академії аграрних наук

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник МУРАВЙОВ Віктор Олександрович, Інститут овочівництва і баштанництва УААН, завідувач сектору насінництва і насіннєведення картоплі

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор ПОДГАЄЦЬКИЙ Анатолій Адамович, Сумський національний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, завідувач кафедри біотехнології та фітофармакології

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ЧЕРНИШЕНКО Тетяна Володимирівна, Інститут овочівництва і баштанництва УААН, завідувач лабораторії селекції дворічних овочевих рослин

Захист відбудеться ``_18_'' _грудня_____ 2008 року о _10__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 65.357.01 в Інституті овочівництва і баштанництва УААН за адресою: 62478, п/в. Селекційне, Харківський район, Харківська обл.; тел. (8 057) 748-91-91.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту овочівництва і баштанництва УААН за адресою: 62478, п/в. Селекційне, Харківський район, Харківська обл.; тел. (8 057) 748-91-91.

Автореферат розісланий ``_15___'' _листопада___ 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Шабетя О. М.



Мельник О.В. Використання вуглекислого газу та озону для покращення насіннєвих якостей картоплі в умовах східного Лісостепу України. - Рукопис. врожайність картопля озон вуглекислий

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.14 - насінництво. - Інститут овочівництва і баштанництва УААН, Харків, 2008.

У дисертації висвітлено сучасні проблеми насінництва картоплі в умовах східного Лісостепу України. Вивчено характер впливу короткочасних обробок садивних бульб картоплі підвищеними дозами вуглекислого газу (100%) та озону (150 мг/м³) на фізіолого-біохімічні процеси при зберіганні у сховищі з природною вентиляцією, на зміни врожайності та насіннєвої продуктивності, прояв ураженості вірусними хворобами та коливання вмісту вірусів у латентній формі.

Використання вуглекислого газу з експозиціями 0,5 хв. при закладанні на зберігання та 1,5 хв. при садінні, незважаючи на можливе збільшення природних втрат залежно від сорту, спричиняє зростання загальної продуктивності на 8-16% та збільшення виходу насіннєвих бульб на 8-33 тис. шт./га., що надає можливість економії садивного матеріалу на 0,2-0,8 га.

При цьому якість насіннєвого матеріалу не погіршується, про що свідчать результати обліку на ураженість вірусними хворобами та дані серологічних аналізів про наявність найбільш шкодочинних вірусів (X, S, Y) у рослинах.

Використання озону з експозиціями 5,0 хв. при закладанні на зберігання і 1,0 хв. перед садінням не викликає зростання втрат при зберіганні. Збільшення врожайності в цьому випадку складає 13-36% залежно від сорту. Зростання частки бульб насіннєвої фракції на 3-4% зумовлює формування додаткових 20-33 тис. бульб/га, що надає можливість економії насіннєвого матеріалу на 0,5-0,8 га посівів І репродукції. Доведено доцільність залучення розроблених елементів технології насінництва до існуючих схем виробництва елітного насіннєвого матеріалу.

Ключові слова: картопля, еліта, зберігання, вуглекислий газ, озон, урожайність, насіннєва продуктивність, вірусні хвороби, віруси.



Мельник А.В. Использование углекислого газа и озона для улучшения семенных качеств картофеля в условиях восточной Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.14 - семеноводство. - Институт овощеводства и бахчеводства УААН, Харьков, 2008.

В диссертации освещены современные проблемы семеноводства картофеля в условиях восточной Лесостепи Украины. Изучен характер влияния кратковременных обработок посадочных клубней картофеля повышенными дозами углекислого газа (100%) и озона (150 мг/м³) на физиолого-биохимические процессы при хранении в хранилище с естественной вентиляцией, на изменения урожайности и семенной продуктивности, проявление поражённости вирусными болезнями и содержание вирусов в латентной форме. Отмечено увеличение естественных потерь раннеспелого сорта Бородянский розовый под действием углекислого газа на 2,2-2,3% в зависимости от кратности и экспозиций обработок. В то же время для среднеспелого сорта Луговской характерно существенное снижение аналогичных потерь на 0,4-0,7%. Такое положение обусловлено соответствующими физиолого-биохимическими изменениями, происходящими в клубнях, в частности - соотношения крахмала и простых сахаров. У раннеспелого сорта наблюдается нарушение их взаимопревращения в пользу последних, что свидетельствует об ухудшении лёжкоспособности. В то же время независимо от сортовых особенностей следует отметить тенденцию к увеличению на момент высадки содержания в клубнях основных аминокислот, принимающих участие в активизации процессов прорастания, под действием углекислого газа. Возрастание естественных потерь при использовании озона наблюдается только в случае увеличения кратности и экспозиции обработок. Применение указанного газа с экспозициями 5,0 мин. при закладке на хранение и 1,0 мин. - перед высадкой не вызывает их увеличения. Анализ физиолого-биохимических изменений свидетельствует о постепенном накоплении в клубнях аминокислот, участвующих в синтезе ростовых веществ и катализации ферментов. Применение углекислого газа с экспозицией 0,5 мин. при закладке клубней на хранение и 1,5 мин. - перед их высадкой способствует росту общей урожайности на 8-16% в зависимости от сорта, что сопровождается соответствующим увеличением семенной продуктивности на 2-3%. Последействие применения озона проявилось в стимулирующем эффекте на основные биометрические показатели и, как следствие из этого, - на его урожайность и семенную продуктивность. Рост урожайности элиты картофеля при обработке посадочного материала с экспозициями 5,0 мин. при закладке на хранение и 1,0 мин. перед высадкой составляет 1,4-3,5 т/га (13-35%) в зависимости от сорта. Увеличение на этом фоне удельной доли клубней семенной фракции в общем урожае на 3-4% способствует формированию дополнительных 20-33 тыс. клубней с каждого гектара. Результаты оценки поражённости растений вирусными заболеваниями свидетельствуют о сохранении качества семенного материала при использовании углекислого газа на уровне контроля, что подтверждается данными серологического анализа. Отсутствие видимых изменений в поражённости картофеля из обработанного озоном посадочного материала вирусными заболеваниями сопровождается снижением количества растений, инфицированных вирусами X, S, Y в латентной форме на 0,4-1,2%. Экономически обоснована целесообразность привлечения разработанных элементов технологии семеноводства к существующим схемам производства элитного семенного материала.

Ключевые слова: картофель, элита, хранение, углекислый газ, озон, урожайность, семенная продуктивность, вирусные болезни, вирусы.



Melnyk O.V. The use of carbonic acid gas and ozone for improvement of potato seed properties under conditions of the east Forest-Steppe of Ukraine. Manuscript.

Thesis for a Master of Agriculture degree on the speciality 06.01.14 - seed-growing. - Institute of Vegetables and Melons UAAS, Kharkiv, 2008.

In the thesis there are elucidated modern problems of potato seed-growing under conditions of the east Forest-Steppe of Ukraine. There is studied the influence of potato planting tubers short-term treatment by heightened doses of carbonic acid gas (100%) and ozone (150 mg/m³) on physiological-biochemical processes during keeping in a storage with natural ventilation, on yield and seed productivity changes, manifestation of affection by virus diseases and variation of viruses content in the latent form. The use of carbonic acid gas with the exposures 0,5 min when setting of tubers for storage and 1,5 min when planting, results in the increase of total productivity by 8-16% and the increase of seed tubers output by 8-33 ths points/ha, that allows to save seed material for 0,2-0,8 ha. With this the seed material quality doesn't deteriorate, which is confirmed by the results of the affection by virus diseases register and by the data of serological analyses about the availability of the most harmful viruses (X, S, Y) in plants. The use ozone with the exposures 5,0 min when setting of tubers for storage and 1,0 min before planting doesn't provoke the losses increase during keeping. The yield increase in this case is 13-35% depending on variety. The increase of the seed tubers part by 3-4% causes the forming of additional 20-33 ths tubers/ha, that allows to save seed material for 0,5-0,8 ha of the I reproduction sowings. Expediency of the worked out elements of the seed-growing technology joining to the existing schemes of elite material production is proved.

Key words: potato, elite, keeping, carbonic acid gas, ozone, yield, seed productivity, virus diseases, viruses.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Споживання картоплі в Україні складає 18-19 млн. т. щорічно. Водночас, у зв'язку з низьким рівнем агротехніки і недостатнім забезпеченням якісним насіннєвим матеріалом тощо середня врожайність картоплі в країні знаходиться в межах 10-12 т/га. Така ситуація обумовлена невирішеністю низки організаційних і науково-технічних проблем.

Існуючі останнім часом способи і методи отримання насіннєвої картоплі не вирішують основної її проблеми - збереження високої якості садивного матеріалу. А тому вона є досить актуальною.

Виробництво насіннєвого матеріалу потребує диференційованого підходу до вибору насінницьких заходів, залежно від особливостей регіону. Нестабільність випадання опадів та різке коливання температури повітря впродовж вегетації у грунтово-кліматичних умовах східного Лісостепу України в поєднанні зі зберіганням насіннєвої картоплі в сховищах з природним охолодженням не сприяють відтворенню потенційної продуктивності сортів, придатних для поширення в цій зоні, що, у свою чергу, призводить до їх передчасного виродження в процесі репродукування.

Для успішного ведення картоплярства в цьому регіоні необхідно вирішити ряд актуальних проблем.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи є складовою частиною тематичного плану науково-дослідної роботи лабораторії насінництва і насіннєведення картоплі Інституту овочівництва і баштанництва УААН, виконані відповідно до НТП «Овочівництво і баштанництво» і завдання «Удосконалити існуючі та розробити нові методи насінництва і насіннєзнавства для отримання якісного насіннєвого матеріалу високопродуктивних сортів та гібридів F₁ овочевих, баштанних культур і картоплі» (номер державної реєстрації 0101U001170).

Мета і завдання дослідження. Метою проведених досліджень було розробити елементи технології насінництва картоплі, що базуються на використанні вуглекислого газу та озону, які б сприяли оптимальному формуванню високопродуктивного насіннєвого матеріалу з урахуванням сортових особливостей та фізіологічного стану бульб.

Для досягнення поставленої мети передбачається вирішити такі завдання:

- встановити характер дії вуглекислого газу та озону на зміни бульб насіннєвої картоплі при зберіганні;

- дослідити зміни в насіннєвій продуктивності садивного матеріалу під дією вуглекислого газу та озону;

- визначити вплив обробки газами (СО₂ та О₃) на накопичення та прояв вірусних хвороб при репродукуванні картоплі;

- економічно обґрунтувати режими обробки насіннєвих бульб (експозиція та кратність) залежно від їх сортових особливостей.

Об'єкт досліджень - фізіолого-біохімічні процеси в бульбах при застосуванні вуглекислого газу та озону та їх післядія на ріст і розвиток рослин насіннєвої картоплі.

Предмет досліджень - насіннєвий матеріал картоплі, умови та фактори, що впливають на його врожайність і насіннєву продуктивність.

Методи дослідження: польові, лабораторні, статистичні. Основним методом досліджень був польовий, який здійснювали згідно з методичними рекомендаціями Інституту картоплярства УААН, зокрема: вимірювально-ваговий метод використовували для підрахунку врожайності та встановлення структури врожаю, а також втрат при зберіганні; морфометричний - для визначення площі асиміляційної поверхні і кількості стебел у кущі; візуальний - для оцінки ураженості рослин вірусними хворобами в наявній формі. У процесі лабораторних досліджень використовували біохімічний метод визначення складу бульб і крапельно-серологічний метод - для визначення наявності вірусів у латентній формі. Із застосуванням методів біологічної статистики проводили дисперсійний аналіз отриманих результатів дослідження. Економічну оцінку розроблених елементів технології насінництва картоплі здійснювали порівняльно-розрахунковим методом.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в грунтово-метеорологічних умовах східного Лісостепу України вивчено вплив вуглекислого газу та озону на продуктивні якості насіннєвих бульб картоплі.

Встановлений характер дії обробки газами (СО₂ та О₃) на проходження фізіолого-біохімічних процесів у бульбах картоплі, які обумовлюють формування еліти з високим потенціалом насіннєвої продуктивності.

Відпрацьовано способи зменшення в 1,13-1,18 разів ураженості картоплі найбільш поширеними в регіоні вірусами залежно від режиму обробки садивного матеріалу (експозиція та кратність).

Розроблено економічно обґрунтовані режими обробки насіннєвої картоплі вуглекислим газом та озоном, залежно від сортових особливостей.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено елементи технології, які позитивно впливають на насіннєву продуктивність картоплі і, внаслідок цього, рекомендовані для використання в існуючих для умов східного Лісостепу України схемах насінництва. Це дозволяє отримати до 37-65 тис. шт. бульб насіннєвої фракції з 1 га додатково та знизити інтенсивність процесів виродження сортів різних груп стиглості. Зменшення собівартості еліти в цьому випадку зумовлює зростання рентабельності її виробництва на 14-44%, залежно від виду газу та сорту картоплі.

Особистий внесок здобувача. Автором дисертаційної роботи особисто проведено вивчення даних вітчизняної та зарубіжної літератури з теми, що досліджувалась; виконані польові, лабораторні дослідження; аналіз та узагальнення результатів експериментів; оформлена дисертація; написані наукові праці з часткою автора 80-100%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи викладено і обговорено на засіданнях методичних комісій і Вченої ради Інституту овочівництва і баштанництва, науково-практичній конференції молодих вчених «Актуальні проблеми землеробства на початку нового тисячоліття та шляхи їх вирішення» (Херсон, 2002 рік), міжнародній конференції «Сучасні методи дослідження в овочівництві, баштанництві і картоплярстві», присвяченій 55-річчю з дня створення Інституту овочівництва і баштанництва (Харків, 2002 рік), на науковій конференції, присвяченій 60-річчю з дня заснування Інституту овочівництва і баштанництва (Харків, 2007 рік).

Публікації. Основні результати досліджень викладено у 8 наукових працях, у тому числі: 3 у фахових виданнях ВАК України; тези доповідей та 2 патенти на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота, яка викладена на 155 сторінках комп'ютерного тексту складається зі вступу, семи розділів, висновків, рекомендацій виробництву, додатків. Вона містить 40 таблиць, 7 рисунків, 13 додатків, список використаних джерел, що нараховує 206 найменувань, з них 11 - латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Аспекти формування та розвитку бульб насіннєвої картоплі в умовах східного лісостепу України (огляд наукової літератури)

У розділі подається огляд наукових праць, які розкривають сучасний стан і проблеми отримання високоякісного насіннєвого матеріалу картоплі. Викладено причини та умови зниження продуктивності картоплі при репродукуванні. Висвітлено сучасні способи підвищення коефіцієнту розмноження картоплі, методи стримування її виродження та фізіолого-біохімічні механізми покращання лежкості при зберіганні в типовому сховищі з природним охолодженням.

Умови, матеріали та методи досліджень

Грунтово-кліматичні умови проведення досліду. Польові досліди проводили впродовж 1999-2002 рр. в Інституті овочівництва і баштанництва УААН на полях овочевої сівозміни. Інститут знаходиться в східній частині лівобережного Лісостепу України, на території Харківського району.

Ґрунти дослідної ділянки - малогумусні, середньосуглинисті чорноземи зі вмістом гумусу 4,0-4,5 %, P2O5- 15 мг %, К2О - 8-10 мг %.

Коливання основних метеорологічних чинників за роками обумовили істотну різницю досліджуваних параметрів насіннєвої картоплі залежно від її сортових особливостей. Погодні умови 2000 року сприяли оптимальному проходженню процесів столоно- та бульбоутворення сортами різних груп стиглості, що позитивно вплинуло на процес накопичення врожаю бульб Погодні умови 2001-2002 рр. відрізнялися нерівномірним випаданням дощів та тривалими спекотливими періодами, що зумовило зменшення основних продуктивних показників картоплі досліджуваних сортів.

Технологічні умови проведення дослідів. Агротехніка вирощування насіннєвої картоплі загальноприйнята для регіону.

Схеми дослідів і методика проведення досліджень. У дослідах вивчали вплив газифікації на характер зберігання обробленої супереліти насіннєвої картоплі, а також - післядії досліджуваних газів на отриману з неї еліту. Обробку вуглекислим газом з експозиціями від 0,5 до 3,0 хв. та озоном з експозиціями від 1,0 до 5,0 хв. ранньостиглого сорту Бородянська рожева та середньостиглого сорту Луговська проводили відповідно до схеми дослідів у три строки: при закладанні садивного матеріалу на зберігання, при виході бульб зі стану спокою та перед садінням.

Досліди зі зберігання проведено згідно з „Методичними рекомендаціями по зберіганню плодів, овочів і винограду” (К., 1998): дослідні зразки в сітчастих мішках (не менше 5 кг) закладали в контейнери по діагоналі знизу доверху, повторність чотирикратна. Контейнери виставляли в 3 яруси.

Інші експерименти виконували за загальноприйнятими в картоплярстві методиками. Лабораторні дослідження біохімічного складу бульб проводили з використанням інфрачервоної спектроскопії на інфрачервоному аналізаторі якості моделі 4500 за комп'ютерною програмою, розробленою в лабораторії біотехнології і біохімії Інституту картоплярства УААН. Польові дослідження виконано згідно з „Методичними рекомендаціями по проведенню досліджень з картоплею” (К., 1983): ділянки 4-рядкові, в рядку по 25 рослин, повторність чотирикратна, площа живлення 70Ч35 см, облікова площа ділянки - 24,5 м² . Крім візуальної оцінки ураження рослин вірусними хворобами, визначали наявність вірусів у прихованому стані з використанням крапельної серодіагностики. Результати досліджень обробляли з використанням методу дисперсійного аналізу.

Характер впливу вуглекислого газу та озону на зберігання насіннєвої картоплі в типовому сховищі з природним охолодженням

Вплив підвищених доз вуглекислого газу на зберігання насіннєвого матеріалу картоплі. При проведенні досліджень виявлено сортову чутливість щодо впливу вуглекислого газу на природні втрати маси картоплі при зберіганні (табл. 1). Втрати сорту Бородянська рожева в досліджуваних варіантах суттєво перевищували такі у сорту Луговська в середньому на 2,3-2,7%. При цьому, не відмічено активізації проростання та інтенсифікації ураження бульб обох сортів хворобами. Результати біохімічного аналізу бульб картоплі свідчать про зменшення вмісту основних амінокислот (пролін та аспарагін у обох сортів та глютамін - у сорту Луговська), задіяних у синтезі гормонів та каталізації ферментів при проростанні.

Зростання природних втрат маси при зберіганні ранньостиглого сорту Бородянська рожева відмічено в усіх досліджуваних варіантах, що обумовлено зменшенням вмісту крохмалю на 0,8-1,7% і відповідним зростанням кількості моноцукрів на 0,007-0,011%. Найменшими природними втратами маси порівняно до інших досліджуваних варіантів вирізнявся варіант з двократною обробкою газом при експозиціях 0,5 хв. при закладанні на зберігання і 1,5 хв. перед садінням - 7,4% у сорту Бородянська рожева та 5,1% у сорту Луговська (контроль - 5,6 і 5,8%, відповідно).

Але, порівняно до контролю, зростання загальних втрат сорту Бородянська рожева при використанні СО₂ склало в середньому у досліджуваних варіантах 4,2-4,7%, сорт Луговська характеризувався відповідним їх зменшенням на 0,4-0,7%. Мінімальні їх значення відмічені в варіантах, де не застосовували обробку при виході бульб зі стану спокою (варіанти 1 та 3).

Вплив підвищених доз озону на зберігання насіннєвого матеріалу картоплі. Аналізуючи процеси, що відбуваються впродовж періоду зберігання, необхідно звернути увагу на той факт, що, незважаючи на різний характер динаміки природних втрат, залежно від сортових особливостей, суттєве їх зростання до 5,9-6,0 у сорту Бородянська рожева (контроль - 5,6%) та до 6,3-6,6% - у сорту Луговська (контроль - 5,8%) відмічено лише у варіантах 2 та 4, де здійснювали обробку бульб газом після їх виходу зі стану спокою, що свідчить про стимулюючі властивості озону при застосуванні його в цей період. Значні втрати обох сортів у цьому випадку обумовлені 20-ти-хвилинною експозицією дії газу в передсадивний період.

Природні втрати сорту Бородянська рожева (5,5%) та сорту Луговська (5,9%) у варіанті, де озон застосовували з експозиціями 5,0 хв. при закладанні на зберігання і 1,0 хв. перед садінням, були близькими до контролю (5,6 та 5,8%, відповідно). Істотних змін у співвідношенні крохмалю та простих цукрів у цьому випадку не виявлено. При цьому, відмічено тенденцію до зменшення при зберіганні вмісту амінокислоти глютамін, яка бере участь в активізації протеолітичних ферментів. Одночасно слід відмітити зменшення концентрації основних амінокислот, задіяних в інтенсифікації ростових процесів (проліну, аспарагіну) у передсадивний період, коли вони витрачаються на процеси проростання або переходять у паростки, що обумовлено високою окислювальною здатністю озону, який застосовується в цей час. При цьому відбувається активне накопичення в бульбах ранньостиглого сорту триптофану, аміномасляної кислоти і валіну. Зміни кількості цих речовин в бульбах середньостиглого сорту Луговська були в межах контролю.

Продуктивність та якість насіннєвої картоплі залежно від режимів обробки бульб вуглекислим газом та озоном

Післядія використання вуглекислого газу при зберіганні на насіннєву продуктивність картоплі. Порівняно невисокі втрати маси при використанні вуглекислого газу з експозиціями 0,5 хв. при закладанні на зберігання та 1,0 хв. перед садінням (внаслідок консервації процесів проростання та гальмування витрат пластичних речовин бульб) обумовили зростання врожайності та насіннєвої продуктивності досліджуваних сортів. Сорт Бородянська рожева в цьому випадку мав врожайність 12,0 т/га (контроль - 11,0 т/га), сорт Луговська - 11,5 т/га (контроль - 10,0 т/га), що супроводжувалося відповідним збільшенням частки бульб насіннєвої фракції на 2-4% залежно від сорту. При цьому значення останньої у ранньостиглого сорту визначались середньою масою насіннєвих бульб, а у середньостиглого - їх кількістю, що підтверджується відповідними коефіцієнтами кореляції (r = 0,82 та 0,68).

За максимальною кількістю насіннєвих бульб в кущі виділяються варіанти 1 і 4 - 4,5 шт. у сорту Бородянська рожева (контроль - 4,3 шт.) і 4,3-4,4 шт. у сорту Луговська (контроль - 3,6 шт.). Зростання кількості бульб насіннєвої фракції сорту Бородянська рожева в цьому випадку склало 0,2 шт./кущ, сорту Луговська - 0,8 шт./кущ, що дозволило додатково отримати від 8 до 33 тис.шт. насіннєвих бульб з кожного га.

Зворотна залежність між площею асиміляційної поверхні і врожайністю (для Бородянської рожевої r = -0,72; для Луговської r = -0,84) та між кількістю стебел в кущі і врожайністю (для Бородянської рожевої r = -0,66; для Луговської r = -0,75) на нашу думку свідчить про інтенсифікацію процесу фотосинтезу та зростання його ефективності, що і обумовило значне підвищення загальної врожайності.

При наступному репродукуванні спостерігається зростання врожайності на 2,9-12,7% залежно від сорту та збільшення кількості насіннєвих бульб на 10,6-12,2 тис. шт./га.

Післядія використання озону при зберіганні на насіннєву продуктивність картоплі. Незважаючи на істотність впливу сортових особливостей, використання озону сприяє росту врожайності в середньому на 4,0-23,5%. Стимулюючий ефект озону також проявився в збільшенні площі асиміляційної поверхні в усіх досліджуваних варіантах на 0,6-1,7 тис.м²/га у ранньостиглого сорту і на 1,0-2,2 тис.м²/га - у середньостиглого. Істотним зростання цього показника було в варіанті 1 і склало в середньому по обох сортах в 2000 році 1,00 тис.м²/га (НІР₀₅ = 0,19 тис.м²/га), в 2001 р. - 1,70 тис.м²/га (НІР₀₅ = 0,27 тис.м²/га), в 2002 р. - 3,2 тис.м²/га (НІР₀₅ = 1,28 тис.м²/га).

При використанні озону встановлено тісний кореляційний зв'язок між площею асиміляційної поверхні та кількістю стебел в кущі (для Бородянської рожевої r = 0,87; для Луговської r = 0,90). Зростання кількості стебел відбулося в усіх варіантах досліду. Рослини варіанту 1 характеризувалися максимальними значеннями цього показника - 6,8 шт./кущ у ранньостиглого сорту (контроль - 6,0 шт./кущ) та 4,1 шт./кущ у середньостиглого сорту (контроль - 3,4 шт./кущ).

При цьому, незалежно від умов проведення польових дослідів найбільш висока врожайність стабільно залишалася у варіанті, де озон застосовувався з експозиціями 5,0 хв. при закладанні на зберігання і 1,0 хв. перед садінням. Урожайність сорту Бородянська рожева в цьому випадку сягала 12,4 т/га (контроль - 11,0 т/га), а сорту Луговська - 13,5 т/га (контроль - 10,0 т/га). Зростання частки бульб насіннєвої фракції при цьому склало 3-4%, що більшою мірою було обумовлено збільшенням кількості бульб і меншою - їх середньою масою. Значна кількість бульб насіннєвої фракції в кущі - 4,6 шт. у сорту Бородянська рожева (контроль - 4,1 шт.) і 4,4 шт. у сорту Луговська (контроль - 3,6 шт.) дозволяє збільшити вихід насіннєвих бульб сорту Бородянська рожева з 1 га на 20 тис. шт., сорту Луговська - на 33 тис. шт.

Післядія озону при репродукуванні забезпечує зростання загальної врожайності на 7,8-13,2% залежно від сорту. Змін у насіннєвій продуктивності картоплі при цьому не спостерігається.

Ураженість вірусними хворобами картоплі з обробленого вуглекислим газом та озоном насіннєвого матеріалу в умовах східного лісостепу україни

Вплив вуглекислого газу на ураженість картоплі вірусними хворобами. Дані серологічної діагностики наявності вірусів у латентній формі свідчать про найбільше поширення за роки досліджень вірусів Y та S, значно менше - вірусу Х. Одночасно слід відмітити суттєву різницю щодо ураженості досліджуваних сортів за роками (залежно від сорту від 20-23% в 2000 році до 4-6% в 2001році).

Використання вуглекислого газу обумовило зменшення ураженості вірусами сорту Бородянська рожева на 0,7-1,4% в варіантах 1 і 4, які відрізнялись істотним зростанням урожайності і насіннєвої продуктивності.

Ураженість рослин досліджуваних варіантів сорту Луговська діагностованими вірусами була в межах контролю. Симптоми вірусних хвороб, які визначали за результатами фітосанітарних прочисток, значною мірою обумовлені сортовими особливостями та погодними умовами впродовж років дослідження (від 8,4-10,3% у 2001 році до 1,8-1,9% у 2002 році).

Сорт Луговська порівняно з сортом Бородянська рожева суттєво був уражений хворобами у 2000-2001 рр. Істотне зменшення візуального прояву вірусних хвороб на 0,2-0,4% відмічене у 2000-2001 рр. у варіантах 3 та 4. В інших варіантах не відмічено перевищення значень контролю. Даний ефект також спостерігається при репродукуванні.

Вплив озону на ураженість картоплі вірусними хворобами. Під впливом озону відмічено істотне зменшення ураженості ідентифікованими вірусами X, S, Y обох сортів картоплі в усіх досліджуваних варіантах (рис. 3). Ураженість досліджуваних варіантів ранньостиглого сорту діагностованими видами вірусів знаходилася в межах 9,5-10,0% (контроль - 10,7%), середньостиглого - 6,8-7,3% (контроль - 7,7%).

Зменшення ураженості рослин картоплі вірусами, внаслідок обробки насіннєвого матеріалу озоном, вважаємо, в свою чергу сприяло зростанню основних морфометричних показників (площі асиміляційної поверхні - на 3,4-11,1%, кількості стебел - на 0,2-0,8 шт./кущ), загальної урожайності (на 3,5-25,9%) та насіннєвої продуктивності досліджуваних варіантів.

Кількість рослин з симптомами вірусних хвороб від садивного матеріалу, обробленого озоном, не перевищували значень контролю і, незалежно від сорту, коливались в межах 5,3-5,6 %. Наступна репродукція не відрізняється за своєю ураженістю вірусними хворобами від матеріалу, що не оброблявся.

Економічна ефективність застосування вуглекислого газу та озону при формуванні насіннєвого матеріалу картоплі

Зростання величини чистого прибутку при використанні вуглекислого газу з експозиціями 0,5 хв. при закладанні на зберігання і 1,5 хв. перед садінням склало для сорту Бородянська рожева 5,01 тис. грн./га, що, в свою чергу, сприяло зменшенню собівартості виробництва еліти картоплі до 2,74 тис.грн./т (контроль - 2,91 тис. грн. /т).

Висока насіннєва продуктивність цього варіанту застосування вуглекислого газу свідчить про його ефективність для сорту Луговська, зростання прибутку в якого на 7,04 тис. грн./га (контроль - 11,74 тис. грн/га) обумовило відповідне зменшення собівартості продукції до 2,84 тис.грн./т (контроль - 3,20 тис.грн./т). Рівень рентабельності при використанні цього газу в згаданому режимі збільшився на 14% у ранньостиглого сорту Бородянська рожева і на 20% - у середньостиглого сорту Луговська.

Застосування концентрації озону 150 мг/м³ з експозиціями 5,0 хв. при закладанні на зберігання і 1,0 хв. перед садінням внаслідок суттєвого росту загальної врожайності і насіннєвої продуктивності обумовлює зростання величини чистого прибутку на 6,63 тис. грн./га для ранньостиглого сорту і на 15,47 тис. грн./га - для середньостиглого. Собівартість виробництва еліти в цьому випадку відповідно до сорту склала 2,66 тис. грн./т. (контроль - 2,94 тис. грн./т.) та 2,48 тис. грн./т. (контроль - 3,19 тис. грн./т.).

Ефективність такої обробки підтверджується зростанням рентабельності на 20% у ранньостиглого сорту та на 44% - у середньостиглого.

Виробнича перевірка та впровадження результатів досліджень

Виробничу перевірку розроблених елементів технології виробництва еліти картоплі проведено у виробничих умовах ВАТ «Московський» Куп'янського району Харківської області у 2003 році та секторі агрозабезпечення Інституту овочівництва і баштанництва УААН у 2005 році. У результаті встановлено зростання загальної урожайності при використанні вуглекислого газу з експозиціями 0,5 хв. при закладанні на зберігання і 1,5 хв. перед садінням на 3,6-13,6% для ранньостиглого сорту і на 18,0-18,8% для середньостиглого, збільшення кількості бульб насіннєвої фракції, відповідно, на 8-25 та 25-29 тис. шт. /га. Зменшення ураженості вірусними хворобами при цьому сягало 0,5-0,8% для сорту Бородянська рожева і 0,1-0,2% - для сорту Луговська. Відповідне зменшення інфікованості вірусами X, S та Y у латентній формі склало 2,7-3,2 та 0,2-3,1%. Застосування вуглекислого газу дозволяє додатково отримати насіннєвого матеріалу сорту Бородянська рожева на суму 4875 грн./га, сорту Луговська - на 5,84-6,00 тис. грн./га.

Зростання загальної врожайності при використанні озону в концентрації 150 мг/м³ з експозиціями 5,0 хв. при закладанні на зберігання і 1,0 хв. перед садінням складає 14,8-18,9% для ранньостиглого сорту і 24,2-30,1% - для середньостиглого. При цьому додатково отримано насіннєвого матеріалу сорту Бородянська рожева в кількості 16-25 тис. шт./га, сорту Луговська - 45-61 тис. шт./га. Ураженість вірусними хворобами та вірусами в прихованому стані була в межах контролю. Використання озону дозволяє отримати додатково насіннєвого матеріалу сорту Бородянська рожева на 2,76-5,25 тис. грн./га, сорту Луговська - на 11,20 -11,24 тис. грн./га.

Впровадження наукової розробки в 2003-2004 рр. здійснено в умовах ФОП Золотько В.С. Харківського району Харківська області на середньостиглих сортах Луговська та Слов'янка. Площа впровадження склала 3га. У результаті встановлено зростання врожайності картоплі при використанні СО₂ залежно від сорту на 15-18%, а при використанні озону - на 27-29%. Встановлено збільшення кількості бульб насіннєвої фракції в усіх варіантах на 25-37 тис. шт./га при використанні СО₂ та на 33-78 тис. шт./га - при застосуванні О₃.



вИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичні та практичні результати дослідження, спрямованого на інтенсифікацію процесу відтворення елітного насіннєвого матеріалу картоплі з використанням вуглекислого газу та озону. Визначено шляхи збільшення коефіцієнту розмноження та стримування поширення вірусної інфекції за впливу на фізіолого-біохімічні процеси бульб при зберіганні. На основі одержаних експериментальних даних та виробничої перевірки результатів дослідження можна сформулювати основні висновки:

1. Вплив вуглекислого газу на фізіолого-біохімічні процеси бульб, що зберігаються, полягає в посиленому перетворенні крохмалю в прості цукри, збільшенні вмісту амінокислот валіну, триптофану і аміномасляної кислоти та зменшенні амінокислот проліну, глютаміну та аспарагіну, викликаним їх участю в синтезі ростових речовин. Більш чутливим до цього впливу є ранньостиглий сорт Бородянська рожева, в бульбах якого коливання цих речовин є більш суттєвим. Зростання природних втрат маси бульб у цього сорту після обробки їх вуглекислим газом складає 2,2-2,3 %. Втрати сорту Луговська при цьому зменшилися на 0,4-0,7%.

2. Використання вуглекислого газу при закладанні на зберігання з експозиціями 0,5 хв. та 1,5 хв. - перед садінням обумовлює зростання загальної врожайності на 8-16% залежно від сорту та збільшення виходу насіннєвих бульб на 8-33 тис. шт./га. Зворотна залежність між основними морфометричними показниками та продуктивністю картоплі в цьому випадку свідчить про інтенсифікацію процесу фотосинтезу та зростання його ефективності.

3. Обробка садивного матеріалу картоплі досліджуваних сортів з експозиціями СО₂ 0,5 хв. при закладанні на зберігання та 1,5 хв. перед садінням не спричиняє зростання ураженості вірусами X, S, Y.

4. Застосування озону при зберіганні обумовлює зменшення вмісту глютаміну, а також основних амінокислот, задіяних в інтенсифікації ростових процесів: проліну обох сортів, аспарагіну раннього сорту та триптофану середньостиглого сорту. При цьому відбувається активне накопичення в бульбах ранньостиглого сорту аміномасляної кислоти, триптофану і валіну, в бульбах середньостиглого - тільки аміномасляної кислоти. Відсутність порушень у співвідношенні крохмаль/моноцукри свідчить про консервування процесів, стимулюючих проростання.

5. Використання озону перед закладанням на зберігання з експозицією 5,0 хв. і 1,0 хв. - перед садінням сприяє інтенсифікації процесів росту та розвитку вегетативної маси картоплі та росту врожайності на 12,7-35,5%. При цьому, з 1 га отримано додатково 20-33 тис. шт. насіннєвих бульб.

6. Використання обробки насіннєвих бульб картоплі сортів Бородянська рожева та Луговська озоном обумовлює тенденцію до зниження концентрації в рослинах вірусів на 0,4-1,2%. Кількість рослин з симптомами вірусних хвороб не перевищували значення контролю.

7. Використання вуглекислого газу в запропонованому режимі обумовлює зростання величини чистого прибутку при вирощуванні сорту Бородянська рожева на 5,01 тис. грн./га, сорту Луговська - на 7,04 тис. грн. /га. Рівень рентабельності при використанні цього газу збільшився на 14% у ранньостиглого сорту і на 20% - у середньостиглого. Застосування озону в рекомендованому режимі обумовлює зростання величини чистого прибутку на 6,63 тис. грн./га для ранньостиглого сорту і на 15,47 тис. грн./га - для середньостиглого. Зростання рентабельності виробництва еліти в цьому випадку відповідно до сорту склало 20% у ранньостиглого сорту та 44% - у середньостиглого.

Рекомендації виробництву

З метою збільшення насіннєвої продуктивності та покращення фітосанітарного стану насаджень при виробництві елітного насіннєвого матеріалу картоплі в умовах східного Лісостепу України слід застосовувати для обробки садивного матеріалу вуглекислий газ та озон у підвищених концентраціях. Згідно нашої розробки обробку садивного матеріалу вуглекислим газом в концентрації 100% необхідно проводити методом продування крізь масу картоплі в контейнері при закладанні на зберігання з експозицією 0,5 хв. та перед садінням - з експозицією 1,5 хв. Озон у концентрації 150 мг/м³ використовувати при закладанні на зберігання з експозицією 5,0 хв. та перед садінням - з експозицією 1,0 хв. Використовувати ці гази необхідно за обов'язкової наявності у сховищах витяжної вентиляції або на добре провітрюваних майданчиках.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. мельник А. В. влияние углекислого газа на семенные качества картофеля / А. В. Мельник // Овочівництво і баштанництво. - Харків, 2003. - № 48. - С. 140-143.

2. Мельник О. В. Ефективність використання озону в насінництві картоплі / О. В. Мельник // Вісник Полтавської державної аграрної академії. - Полтава, 2008. - № 1. - С. 175-178.

3. Мельник О. В. Продуктивні показники насіннєвого матеріалу картоплі, обробленого озоном / О. В. Мельник // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва - Харків, 2008. - № 5. - С. 33-37.

4. Пат. на корисну модель (11)32558 Україна, МПК А 01 G 1/00. Спосіб виробництва насіннєвого матеріалу картоплі / Мельник О. В., Муравйов В. О., Яровий Г. І.; заявник і патентовласник Інститут овочівництва і баштанництва УААН. - № u200713109 ; заявл. 26. 11. 07 ; опубл. 26. 05. 08, Бюл. № 10. - (80% авторства).

5. Пат. на корисну модель (11)35177 Україна, МПК А 01 G 1/00. Спосіб виробництва насіннєвого матеріалу картоплі / Мельник О. В., Муравйов В. О., Яровий Г. І.; заявник і патентовласник Інститут овочівництва і баштанництва УААН. - № u200801831; заявл. 12.02.08.; опубл. 10.09.08, Бюл. № 17. - (80% авторства).

6. Мельник О. В. Продуктивні якості картоплі залежно від режиму обробки садивних бульб вуглекислим газом / О. В. Мельник // Картоплярство України - 2007. - № 3-4 (8-9). - С. 34-37.

7. мельник А. В., Апанасенко О. Н., Швец О. М. Оценка влияния озона на семенные качества картофеля / А. В. Мельник, О. Н. Апанасенко, О. М. Швец // Актуальні проблеми ефективного використання земель. - Херсон, 2002. - № 3. - С.132-134. (80 % авторства, аналіз літератури, отримання експериментальних даних, підготовка до друку).

8. Мельник О. В. Вплив короткочасної дії вуглекислого газу на втрати картоплі при зберіганні / О. В. Мельник // Збірник тез наукових доповідей молодих учених (до 60-річчя з дня заснування Інституту) - Харків: Плеяда, 2007. - С. 41-42.

Размещено на Allbest.ru

...