Использование эпибрассинолидов при выращивании картофеля

Размещено на Allbest.ru

Аннотация

Изучали эффективность применения препарата эпин-экстра (24 - эпибрассинолид) при выращивании картофеля сорта Жуковский. Установили положительное влияние регулятора роста на продуктивность растений картофеля. Использование препарата в качестве предпосадочной обработки микро-клубней картофеля в концентрации 1 мл/250 мл с последующим опрыскиванием растений в фазу бутонизации - начала цветения (концентрация 1 мл/5 л воды) привело к увеличению числа стеблей и высоты растений. Применение раствора эпибрассинолида в период вегетации на картофеле сорта Жуковский стимулировало клубнеобразование, увеличивало коэффициент размножения на 30-80%. Благодаря увеличению надземной и подземной биомассы растений применение препарата эпин-экстра увеличило урожайность картофеля сорта Жуковский на 5-9 т/га по сравнению с контролем.

Введение

эпин-экстра эпибрассинолид выращивание картофель

Картофель является одной из основных продовольственных, технических и кормовых сельскохозяйственных культур Московской области. Одним из важнейших резервов увеличения производства картофеля является улучшение качества семенных клубней. По мнению [1], одной из причин неудовлетворительного положения с производством этой культуры является недостаток качественного семенного материала. Наиболее перспективным направлением для решения данной задачи является выращивание микро-клубней с применением различных препаратов, содержащих фитогормоны [2]. Одним из наиболее безопасных соединений, которые обладают такими свойствами, как стимуляция роста, повышение стрессоустойчивости растения, являются брассиностероиды. Брассиностероиды (БС) - группа фитогормонов, являющихся полиоксистероидами по своей химической структуре. Фитогормон 24-эпибрассинолид (ЭПБ), один из наиболее активных представителей брассиностероидов, структурно сходных со стероидными гормонами животных, вызывает широкий спектр ответов клетки, включая рост растений, прорастание семян, активность фотосинтеза, фиксацию азота, повышение устойчивости к холоду, патогенам, солевому стрессу [3]. При первых же исследованиях влияния БС на растения было выявлено увеличение длины стебля, побегов, корней, массы урожая, количества почек. Также было отмечено, что БС способны индуцировать удлинение эпикотилей, гипокотилей, стимулировать рост листьев и стебля [4]. Брассиностероиды получили широкое применение. Являясь мощными стимуляторами роста растений, БС служат основой для создания химических средств защиты растений нового поколения. По данным [5], сочетание меристемной технологии с применением препаратов с содержанием фитогормона - брассиностероида позволяет увеличивать коэффициент размножения картофеля и обеспечивать посадочным материалом высокого качества сельскохозяйственные предприятия.

Цель исследований - изучить влияние препарата Эпин-экстра на продуктивность безвирусных микро-клубней картофеля раннего сорта «Жуковский» в условиях Ботанического сада на конструктоземах.

В этой связи решали следующие задачи:

провести фенологические наблюдения за ростом и развитием картофеля сорта «Жуковский», выросших их микро-клубней;

определить влияние различных обработок препаратом Эпин-экстра микро-клубней картофеля на скорость появления всходов в торфяных контейнерах в теплице;

изучить влияние препарата Эпин-экстра на продуктивность и качественные показатели урожая культуры картофеля, провести учет количества и массы клубней в урожае картофеля.

Научная новизна работы

Впервые на территории Ботанического сада МГУ в условиях мегаполиса проведены работы по совершенствованию отдельных элементов схемы семеноводства на этапе производства оригинальных семян (получения микро-клубней) с применением брассиностероидов.

Объект исследований

Полевой опыт проводили в 2018 г. на территории Ботанического сада МГУ, а также в тепличном комплексе Ботанического сада. Почва опытного участка Ботанического сада МГУ, конструктоземы - искусственно целенаправленно создаваемые почвогрунты, состоящие из слоев грунта разного гранулометрического состава и происхождения и насыпного плодородного слоя [6]. Верхний горизонт данной почвы имеет следующую агрохимическую характеристику: рНkcl - 7, 15; Р2О5 - 35, 64 мг/100 г; К2О - 13, 5 мг/100г, Нг - 1, 05 мг-экв. /100 г, S - 46, 0 мг. экв. /100 г (табл. 1).

Таблица 1

Агрохимическая характеристика верхнего горизонта конструктозема

Объектом исследований служил сорт картофеля Жуковский. Материалом исследований в работе служили: микро-клубни картофеля сорта Жуковский, выращенные в пробирке в строго стерильных условиях (размер клубней до 1 см), которые являются стадией производства безвирусного посевного материала картофеля, разделяющей лабораторные операции и размножение в полевых условиях. Применяли препарат Эпин-экстра (0, 025 г/л 24-эпибрассинолид), представляющий собой регулятор роста и развития растений с ярко-выраженным антистрессовым и адаптогенным действием.

Эпин-экстра (ННПП «НЭСТ-М») - регулятор и адаптоген широкого спектра действия, обладает сильным антистрессовым действием, синтезированный аналог природного вещества. Эпин-экстра - раствор эпибрассинолида в спирте 0, 025 г/л. Препарат фирмы НЭСТ-М, автор Малеванная Н. Н. Действующее вещество препарата «Эпин-экстра» - раствор эпибрассинолида в спирте 0, 025 г/л. Эпибрассинолид относится к группе брассинолидов (гормоны, поддерживающие в норме иммунную систему растений, особенно в стрессовых ситуациях). Эпибрассинолид производится по микробиологической технологии. По действию похож на фитогормоны растений: следит за балансом веществ в растении (гомеостазом) ; является адаптогеном; участвует в синтезе антистрессовых белков. Данный препарат обеспечивает ускоренное прорастание семян; укоренение рассады при пикировке и пересадке; повышает устойчивость к фитофторозу, парше, бактериозу и фузариозу; снижает в растении количества токсинов, тяжелых металлов, радионуклидов, избыток нитратов. Эпин-экстра хорошо усваивается растением даже при частичной обработке растения, распадается в растении в течение 14 дней. Натуральное вещество эпибрассинолид не является токсичным, не загрязняет окружающей среды.

Методы проведения исследований

Изучение влияния препарата Эпин-экстра на урожайность безвирусных микро-клубней картофеля раннего сорта «Жуковский» проходило в 2 этапа. На первом этапе посадочный материал (микро-клубни), полученный в лаборатории, проходил период покоя: на протяжении 3-4 месяцев хранился в холодильных камерах при температуре от 2 до 4 °С и относительной влажности воздуха 85-95%. За 10-15 дней до высадки микро-клубни выставлялись на рассеянный свет для проращивания. В этом случае микро-клубни накапливают гликоалкалоиды, что существенно повышает устойчивость к грибным и бактериальным болезням. Микро-клубни высаживались в теплице в искусственный торфяно-песчаный грунт 27 апреля и выращивались по типу рассады.

В качестве субстрата для выращивания рассады использовали питательный грунт Живая земля (TERRA VITA) универсальный. Торфогрунт изготовлен из смеси высококачественных верховых торфов различной степени разложения с добавлением природных структурирующих компонентов (очищенного речного песка и агроперлита), биогумуса и комплексного минерального удобрения. В грунт добавлен агроперлит (белые инертные гранулы) для улучшения воздухо- и влагообмена. Биогумус служит естественным стимулятором роста растений. Комплексное минеральное удобрение содержит необходимый состав макро- и микроэлементов в доступной для растений форме. Для улучшения структуры почвы добавлен песок. Содержание основных питательных элементов не менее: азот (N) - 150-320 мг/л; фосфор (P2O5) - 350-650 мг/л; калий (K2O) - 350-650 мг/л; pH (рНKCl) - 5, 5-6, 5; влажность - до 70%.

В торфяные кассеты с площадью питания 5х5 см, наполненные торфогрунтом, высаживали микро-клубни сорта Жуковский размером 0, 8-1, 2 см на глубину 2-4 см. Контейнеры с высаженными микро-клубнями устанавливали на стеллажи. Режим выращивания рассады в теплице: температура воздуха - 20-24 оС, влажность воздуха - 65-90%. Растения поливались водой. За 2 часа перед посадкой микроклубни картофеля опрыскивали раствором эпин-экстра из расчета 1 мл препарата на 250 мл воды.

Схема опыта была представлена 4 вариантами.

Обработка микро-клубней водой (контроль).

Эпин-экстра опрыскивание растений в фазу бутонизации - начала цветения (1 мл/5 л воды).

Эпин-экстра предпосадочная обработка микро-клубней 1 мл/250 мл воды.

Эпин-экстра предпосадочная обработка микро-клубней (1 мл/250 мл) + опрыскивание растений в фазу бутонизации - начала цветения (1 мл/5 л воды).

Следующий этап размножения посадочного материала проходил в открытом грунте. Полученную рассаду 26 мая высаживали в открытый грунт на территории Ботанического сада МГУ на Воробьевых горах. Для проведения опыта был подобран участок, где никогда не возделывался картофель, и который удален от ближайших посадок картофеля на расстояние не менее 9 км от места выращивания картофеля, что уменьшает риск заражения картофеля вирусами и грибами. На участке соблюдалась вся общепринятая технология выращивания картофеля. Схема посадки в опытах - 30х50 см, повторность в опытах трехкратная, учетная площадь делянки - 1, 8 м2, в каждом варианте опыта исследовалось по 10 растений. Внекорневые подкормки проводили путем опрыскивания растений в фазу бутонизации - начало цветения (1 мл/5 л воды). В течение вегетационного сезона уделялось внимание защите растений от вредителей и грибных заболеваний (фитофторы). Заболевшие растения тут же удалялись. За несколько недель до уборки ботва картофеля срезалась, что снижает риск заражения вирусами. Растения поливались водой.

Наблюдения и учеты в опытах проводили согласно общепринятой методике исследований по культуре картофеля. Они включали фенологические наблюдения, биометрические показатели роста и развития растений, пораженность болезнями растений в течение вегетации и клубней при уборке, учет количества и массы клубней в урожае картофеля. Уборку проводили вручную. При уборке урожай каждого растения выкапывали вручную, и каждое гнездо индивидуально оценивали по продуктивности и сортовой типичности. Урожай полученных микро-клубней сортировали по фракциям с учетом размерных характеристик (ГОСТ 29268 - 91).

Результаты исследований

При высаживании микро-клубней картофеля сорта Жуковский в торфяные контейнеры в теплице растения начали прорастать на 4-й день. На 7-й день наименьшая всхожесть растений наблюдалась на варианте с предпосадочной обработкой микро-клубней и составляла всего 76% от контроля. Только на 10-й день во всех вариантах растения проросли на все 100%. Через 20 дней после посадки микро-клубней высота ботвы растений составляла от 9 до 14 см. Развитие ботвы у растения после появления всходов обеспечивает образование фотосинтетической поверхности и возможность клубнеобразования.

Высадку рассады в открытый грунт проводили на 30-й день, когда растение окрепло, достигло высоты 25-30 см, и полностью отсутствует угроза заморозков. Растения высаживали в почву с комом тепличного грунта, что существенно улучшило приживаемость растений. На момент высадки рассады картофель имел по 4-5 стеблей на 1 куст на всех вариантах. После высадки картофеля в открытый грунт приживаемость растений была разной. На варианте «без замачивания» приживаемость растений резко снижается с 73% на 10-й день после высадки в грунт до 53% на 30-й день (табл. 2). Наилучшая приживаемость отмечается у сорта на варианте с замачиванием в растворе эпин-экстра: к 10-му дню приживается 97% высаженных растений, к 30-му их число снижается до 93%.

Таблица 2

Число прижившихся растений, высаженных в грунт на 30 штук

Одним из важных показателей для формирования урожая является длина стеблей и облиственность. По литературным данным известно, что на стебле формируется 3-4 клубня [7]. Наибольшая длина стеблей в фазу бутонизации (54, 8 см) была у картофеля на варианте №4 - с предпосадочной обработкой клубней препаратом эпин-экстра + опрыскивание растений, наименьшая (50, 1 см) - на контроле (табл. 3). Такая же тенденция наблюдалась и по количеству стеблей на один куст растений. Обработка растений препаратом эпин-экстра в период вегетации значительно ускоряет процесс фотосинтеза, обеспечивает интенсивное развитие листовой поверхности и тем самым увеличивает закладку большего числа репродуктивных органов [8].

Таблица 3

Влияние препарата эпин-экстра на биометрические показатели картофеля сорта Жуковский

Важным параметром при изучении растений является коэффициент размножения растений. Наибольшее количество микро-клубней было сформировано у сорта Жуковский на варианте №2 - 14, 5 шт. /куст, наименьшее количество было отмечено на контроле с обработкой микро-клубней водой - 8 шт. /куст (табл. 4). Полученные данные позволяют сделать вывод, что применение препарата эпин-экстра увеличивает продуктивность куста картофеля по сравнению с контролем с 25% до 81%.

Показатель урожайности зависит от коэффициента размножения и от массы клубней, полученных с одного куста картофеля. Масса клубня является конечным результатом скорости роста листьев и стеблей, сроков завязывания клубней и отмирания ботвы. Наибольшую массу клубней сформировали варианты №2 - 180, 9 г/куст, когда растение опрыскивали препаратом эпин-экстра в фазу бутонизации - начала цветения, и №4 - 147, 5 грамм с одного куста при предпосадочной обработке микро-клубней препаратом эпин-экстра + опрыскивание растений данным препаратом в фазу бутонизации - начала цветения (табл. 4). Препарат эпин-экстра оказал влияние на увеличение урожайности. Максимальная прибавка урожая, почти в 4 раза по сравнению с контролем, отмечена в варианте с обработкой эпин-экстра при опрыскивании растений в фазу бутонизации - начала цветения. Предпосадочная обработка микро-клубней картофеля Эпин-экстра перед посадкой уменьшило урожайность картофеля по сравнению с вариантами 2 и 4 на 49 и 22%, соответственно.

Таблица 4

Структура урожая растений в зависимости от применения эпин-экстра на картофеле сорта Жуковский

Таким образом, применение препарата эпин-экстра является одним из решений, позволяющих повысить адаптивные свойства картофеля, обеспечивая более стабильные урожаи. Наиболее адаптированной к естественным условиям была рассада картофеля, микро-клубни которой предварительно замачивались в растворе препарата эпин-экстра в концентрации 1 мл/250 мл воды с последующим поливом водой. Применяемый препарат эпин-экстра оказал положительное влияние на рост и развитие картофеля сорта Жуковский. Предпосадочная обработка микро-клубней картофеля препаратом эпин-экстра в концентрации 1 мл/250 мл с последующим опрыскиванием растений в фазу бутонизации - начала цветения (концентрация 1 мл/5 л воды) привели к увеличению числа стеблей растения и высоты растений. Применение раствора эпибрассинолида в спирте 0, 025 г/л в период вегетации на картофеле сорта Жуковский стимулировало клубнеобразование, увеличивало коэффициент размножения на 30-80%, что приводило к увеличению продуктивности сорта в 3-4 раза по сравнению с контролем.

Список использованных источников

Николаев А. В., Сезонова Н. П., Кораблева Г. И. Результаты оценки перспективных сортов картофеля белорусской селекции в условиях Северо-Востока Нечерноземной зоны России // Картофелеводство: сб. науч. тр. / РУП «Науч. -практ. Центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редкол. : С. А. Турко [и др. ]. - Мн. - 2011, т. 19. - 532 с.

Банадысев С. А. Семеноводство картофеля: организация, методы, техно-логии. - Мн. - 2003. - 235 с.

Федина Е. О. Влияние 24-эпибрассинолида на фосфорилирование белков растений: дис.... канд. биол. наук: 03. 00. 12. - Казань. - 2006. - 110 с. РГБ ОД, 61: 07-3/427.

Воронина Л. П. Экологические функции комплекса агрохимических средств и регуляторов роста растений в агроценозе: дис... д-ра биол. наук: 06. 01. 04 / Воронина Людмила Петровна. Моск. гос. ун-т имени. М. В. Ломоносова [Фак. почвоведения]. - М. - 2008. -318 с.

Лебедева Н. В. Ускоренное размножение ранних сортов картофеля в условиях in vitro и его использование в семеноводстве Северо-Запада РФ: диссертация... кандидата сельскохозяйственных наук: 06. 01. 05 / Лебедева Надежда Владимировна. [Место защиты: ФГБОУ ВПО Великолукская ГСХА]. - Великие Луки. - 2014. - 186 с.

Добровольский Г. В., Строганова М. Н., Прокофьева Т. В. и др. Почва, город, экология. - Москва: Фонд «За экономическую грамотность». - 1997. - 320 с.

ГОСТ 29268 - 91. Картофель семенной. Оздоровленный исходный материал. Технические условия, ИПК Издательство стандартов. - Москва. - 2000. - 8 с.

Размещено на Allbest.ru