Аннотация. В последнее время большое значение приобретает тенденция биологизации земледелия. При возделывании сельскохозяйственных культур использование биостимуляторов способствует улучшению состояния окружающей среды и получению экологически чистой продукции. Цель работы заключается в выявлении эффективности применения биостимуляторов «Эпин-экстра» и «Цикрон» при возделывании картофеля на фоне минимальных доз минеральных удобрений, влияния на продуктивность, степень заболеваемости и качественные показатели клубней. Новизна состоит в том, что впервые в агроэкологических условиях предгорной зоны РСО-Алания изучена эффективность применения биостимуляторов «Эпин-экстра» и «Циркон» на показатели продуктивности и качество сортов картофеля. Методы. Учеты и наблюдения проводили по общепринятым методам, описанным в «Учебно-методическом руководстве по проведению исследований в агрономии». Результаты. Применение биостимуляторов «Эпин-экстра» и «Циркон» в комплексе с минимальными дозами минеральных удобрений способствует сокращению прохождения фенологических фаз растений по сравнению с контролем на 8–9 дней. Обработка клубней картофеля перед посадкой «Эпином-экстра» и «Цирконом» в комплексе с минеральными удобрениями в минимальных дозах обеспечивала высокий уровень урожайности, на варианте Фон 1 + «Эпин-экстра» по сортам: 33,7–39,1 т/га. Биостимуляторы «Эпин-экстра» и «Циркон» не только обладают росторегулирующими свойствами, но и тормозят развитие заболеваний, в частности повышают устойчивость растений к фитофторе на 4,6–6,5 %.
биостимулятор, Эпин-экстра, Циркон, минеральные удобрения, картофель, продуктивность, предпосадочная обработка.
Постановка проблемы (Intoduction)
На сегодняшний день в условиях ухудшения состояния окружающей среды немалое значение приобретают получение экологически чистой продукции, сохранение и восстановления окружающей среды. Биологизация земледелия, помимо различных приемов восстановления и поддержания плодородия, предлагает снижение пестицидной нагрузки. Системы земледелия должны быть направлены на широкое применение биологических приемов и средств для воспроизводства плодородия почв и защиты растений. Супрессивность почв – это совокупность биологических, физико-химических и агрохимических свойств почвы, ограничивающих выживаемость почвенных фитопатогенов с одновременным обогащением ее полезными микробами [1, с. 29], [7, с. 171]. Отрегулированное совместное использование химических и биологических способов в технологии выращивания сельскохозяйственных культур способствует увеличению продуктивности, улучшению качества получаемой продукции и супрессивности почвы.
Биостимуляторы «Эпин-экстра» и «Циркон» – это экологически безопасные для человека и окружающей среды препараты, обладающие широким спектром действия; они участвуют в регуляции роса и развития растений, участвуют в адаптации растений к неблагоприятным условиям выращивания, что обеспечивает повышение урожайности. Применение биостимуляторов «Эпин-экстра» и «Циркон» способствуют выращиванию экологически чистой продукции, экономии на внесении традиционных удобряющих веществ – это качественно новая ступень в развитии сельского хозяйства на новейших принципах [2, с. 156], [10, с. 14], [11, с. 81].
Картофель для нашей страны – одна из самых востребованных сельскохозяйственных культур. На его рост, развитие и продуктивность существенное влияние оказывают климатические и почвенные составляющие, а также высокая поражаемость патогенами. Повысить хозяйственно ценные признаки клубней можно с помощью регуляторов роста «Эпин-экстра» и «Циркон».
«Эпин-экстра» – регулятор роста с адаптогенными свойствами, который способствует регулированию самими растениями синтеза биоактивных веществ, необходимых им на каждом этапе развития. Действующее вещество препарата – эпибрассинолид (концентрация – 0,025 г/л). Это соединение представляет собой искусственно синтезированный аналог фитогормона, обеспечивающего высокий уровень иммунитета растений [3, с. 24], [4, с. 22], [6, с. 32].
Свойства препарата «Эпин-экстра»:
- стимулирует рост корневой системы;
- укрепляет иммунитет и повышает стрессоустойчивость растения;
- растения быстро прорастают, что способствует хорошему первоначальному развитию;
- снижает дозы пестицидов;
- повышает урожайность на 15–20 %.
«Циркон» представляет собой смесь природных гидроксикоричных кислот и их производных. Обладает рострегулирующей и ростостимулирующей эффективностью. В стрессовых условиях препарат способствует восполнению недостающих биологически активных соединений иммуномодулирующего и адаптогенного характера. По данным производителей, применение препарата способствует увеличению урожая сельскохозяйственных культур, значительному улучшению качества, снижению расходов удобрений и пестицидов [6, с. 32].
Методология и методы исследования (Methods)
Цель исследований – выявить эффективность применения биостимуляторов «Эпин-экстра» и «Цикрон» при возделывании картофеля на фоне минимальных доз минеральных удобрений.
Задачи опыта:
- определить влияние «Эпина-экстра» и «Циркона» на рост и первоначальное развития картофеля;
- изучить динамику накопления урожая клубней картофеля;
- изучить влияние «Эпина-экстра» и «Циркона» на продуктивность картофеля;
- определить влияние биостимуляторов на содержание крахмала, сухого вещества и нитратов в клубнях картофеля.
Исследования проводились на экспериментальном базе СКНИИГПСХ ВНЦ РАН, Пригородного района в период 2017–2019 гг. Предгорная зона РСО-Алания относительно увлажненная, умеренно жаркая, с гидротермическим коэффициентом 1,5. Количество осадков, выпадающих за год, составляет 630–
Опыты закладывались в четырехкратной повторности. Посадку картофеля проводили в предварительно нарезанные гребни, схема 70×30 см. Технология выращивания картофеля общепринятая для региона. Клубни перед посадкой опрыскивали рабочими растворами бактериальных удобрений «Эпин-экстра», «Циркон» и проводили опрыскивание растений в период бутонизации с использованием ранцевого опрыскивателя.
Схема опыта:
1. Фон 0 (контроль).
2. Фон 1 (N45 P45 K90).
3. Фон 2 (N90 P90 K120).
4. Фон 1 + «Эпин-экстра».
5. Фон 1 + Циркон.
Клубни перед посадкой опрыскивали рабочими растворами биостимуляторов «Эпин-экстра», «Циркон». «Эпином-экстра» опрыскивали за день до посадки из расчета 2 мл на 10 литров воды. «Цирконом» – 1 мл на 10 литров воды в день посадки.
Результаты (Results)
Длительность прохождения фенологических фаз зависит от множества факторов, в числе которых особенности культуры, климатические и почвенные условия.
Растение картофеля в своем развитии проходит следующие фазы: всходы, бутонизация, цветение, ягодообразование, клубнеобразование. За начало фенофазы брался срок, когда 10 % исследуемых растений по сортам вступили в эту фазу, а за полную фазу брался срок всхода 75 % исследуемых образцов. В годы поведения опыта образцы высаживались 10, 22 и 29 апреля. Сроки прохождения фенологических фаз и динамики накопления урожая испытуемых образцов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Влияние биостимуляторов на первоначальный рост и развитие картофеля (2017–2019 гг.)
|
Варианты опыта |
Сорт Предгорный |
Сорт Удача |
||||||
|
Посадка – полные всходы (дни) |
Всходы – цветение (дни) |
Продуктивность на 50-й день (г/куста) |
Продуктивность на 60-й день (г/куста) |
Посадка – полные всходы (дни) |
Всходы – цветение (дни) |
Продуктивность на 50-й день (г/куста) |
Продуктивность на 60-й день (г/куста) |
|
|
Фон 0 |
26 |
25 |
520 |
620 |
25,0 |
23 |
631 |
700 |
|
Фон 1 (N90P90K120) |
24 |
24 |
700 |
781 |
23,5 |
23 |
798 |
854 |
|
Фон 2 (N45P45K90) |
25 |
25 |
620 |
721 |
24,0 |
21 |
800 |
871 |
|
Фон 1 + «Эпин-экстра» |
21 |
20 |
780 |
820 |
21,0 |
18 |
855 |
901 |
|
Фон 1 + «Циркон» |
24 |
23,5 |
736 |
810 |
23,0 |
19,5 |
843 |
876 |
Table 1
The effect of biostimulants on the initial growth and development of potatoes (2017–2019)
|
Experience options |
Variety Predgornyy |
Variety Udacha |
||||||
|
Planting – full seedlings (days) |
Seedlings – flowering (days)
|
Productivity on day 50th (g/bush) |
Productivity on day 60th (g/bush) |
Planting – full seedlings (days) |
Seedlings – flowering (days) |
Productivity on day 50th (g/bush) |
Productivity on day 60th (g/bush) |
|
|
Background 0 |
26 |
25 |
520 |
620 |
25.0 |
23 |
631 |
700 |
|
Background 1 (N90P90K120) |
24 |
24 |
700 |
781 |
23.5 |
23 |
798 |
854 |
|
Background 2 (N45P45K90) |
25 |
25 |
620 |
721 |
24.0 |
21 |
800 |
871 |
|
Background 1 + “Epin-extra” |
21 |
20 |
780 |
820 |
21.0 |
18 |
855 |
901 |
|
Background 1 + “Zircon” |
24 |
23,5 |
736 |
810 |
23.0 |
19,5 |
843 |
876 |
В ходе фенологических наблюдений за образцами картофеля для анализа данных были определены следующие межфазные периоды: посадка – всходы; всходы – цветение в днях. Все результаты анализа по длине межфазных периодов приведены в таблице 1. Наиболее короткие сроки межфазовых периодов от посадки до цветения были при использовании биостимулятора «Эпин-экстра» с минеральными удобрениями у раннего сорта Удача – 39 дней и среднераннего сорта Предгорный – 41. При использовании Фон 1 + «Циркон» было отмечено, что промежуток от посадки до полных всходов на сорте Предгорный – 24 дня, а на сорте Удача – 19,5. Наиболее длинные межфазные периоды были у сорта Предгорный при нулевом фоне – 51, у сорта Удача – 48.
Установлено, что биостимуляторы совместно с минимальными дозами минеральных удобрений способствуют хорошему первичному развитию.
Образцы картофеля в опыте оценивали по хозяйственной скороспелости (от всходов до уборки). Скороспелость образцов определяли на 50-й и на 60-й день после посадки по массе урожая. Данные по динамике накопления урожая приведены в таблице 1.
В первой копке продуктивность контроля на 50-й день раннего сорта Удача составил 631 г с куста, сорта Предгорный – 520 г с куста. На варианте Фон 1 продуктивность с одного куста составила 700 г у сорта Предгорный, 798 г у сорта Удача. На варианте Фон 2 продуктивность на 60-й день составила на сорте Удача 871 г, на сорте Предгорный – 721 г с куста.
На варианте Фон 1 + «Эпин-экстра» с применением минеральных удобрений продуктивность сорта Удача на 50-й день был 831 г с куста, а на 60-й день – 901 г. Сорт Предгорный на 50 день – 780 г, на 60-й – 820 г с куста.
Таким образом, доказано, что применение «Эпина-экстра» и «Циркона» положительно влияет на раннее клубнеобразование картофеля.
Полученные экспериментальные данные указывают, что обработка клубней перед посадкой биостимуляторами «Эпин-экстра» и «Циркон» с применением минимальных доз минеральных удобрений привела к существенному повышению урожайности (таблица 2). Так, если на варианте Фон 1 + «Эпин-экстра» урожайность составляла 33,7 т/га (прибавка к контролю – 9,1 т/га, или 40,0 %) у сорта Предгорный, то на варианте Фон 1 + «Циркон» – 33,0 т/га (прибавка к контролю – 8,4 т/га, или 34,1 %) т. е. эффективность была выше по сравнению с Фон 0.
Таблица 2
Влияние биостимуляторов и минеральных удобрений на продуктивность картофеля (2017–2019 гг.)
|
Варианты опыта |
Урожайность, т/га |
Прибавка урожайности, т/га |
Товарность, % |
|||
|
Предгорный |
Удача |
Предгорный |
Удача |
Предгорный |
Удача |
|
|
Фон 0 |
24,6 |
30,1 |
– |
– |
73,1 |
82,7 |
|
Фон 1 (N90 P90 K120) |
32,7 |
37,0 |
8,1 |
6,9 |
76,9 |
85,0 |
|
Фон 2 (N45 P45 K90) |
31,5 |
35,7 |
6,9 |
5,6 |
75,0 |
83,3 |
|
Фон 1 + «Эпин-экстра» |
33,7 |
39,1 |
9,1 |
9,0 |
79,1 |
86,6 |
|
Фон 1 + «Циркон» |
33,0 |
38,0 |
8,4 |
7,9 |
77,7 |
85,3 |
Table 2
The effect of biostimulants and mineral fertilizers on the productivity of potatoes (2017–2019)
|
Experience options |
Productivity, t/ha |
Yield increase, t/ha |
Marketability, % |
|||
|
Predgornyy |
Udacha |
Predgornyy |
Udacha |
Predgornyy |
Udacha |
|
|
Background 0 |
24.6 |
30.1 |
– |
– |
73.1 |
82.7 |
|
Background 1 (N90P90K120) |
32.7 |
37.0 |
8.1 |
6.9 |
76.9 |
85.0 |
|
Background 2 (N45P45K90) |
31.5 |
35.7 |
6.9 |
5.6 |
75.0 |
83.3 |
|
Background 1 + “Epin-extra” |
33.7 |
39.1 |
9.1 |
9.0 |
79.1 |
86.6 |
|
Background 1 + “Zircon” |
33.0 |
38.0 |
8.4 |
7.9 |
77.7 |
85.3 |
При обработке клубней картофеля сорта Удача вариантом опыта Фон 1 + «Эпин-экстра» урожайность была 39,1 т/га, а на варианте Фон 1 + «Циркон» – 38,0 т/га.
На сорте Удача на варианте внесения полной дозы удобрений N90P90K120 (Фон 1) урожайность картофеля составила 37,0 т/га, что на 6,9 т/га выше контроля (Фон 0). Это соотношение сохраняется и на сорте Предгорный – 8,1 т/га по сравнению с урожайностью на контрольном варианте. На Фоне 2 N45 P45 K90 обработка клубней картофеля половиной дозой минеральных удобрений урожайность картофеля была зафиксирована 31,5 т/га у сорта Предгорный и 35,7 т/га у сорта Удача. Таким образом, обработка клубней картофеля перед посадкой «Эпином-экстра» и «Цирконом» в комплексе с минимальными дозами минеральных удобрений обеспечила наибольший уровень урожайности.
Основные химические вещества в клубнях картофеля – крахмал, сухое вещество. Крахмал – важнейший углевод в клубнях картофеля и основной показатель качества продукции. Крахмал в картофеле – это основное питательное вещество, поэтому изучению влияний удобрений на содержание крахмала посвящено много исследований. Чем больше относительное содержание хлорофилла в листьях картофеля, которое увеличивается с повышением интенсивности фотосинтеза, тем крахмалистость выше в клубнях [5, 11]. Наши исследования показывают, что более высокое содержание крахмала получено на варианте опыта Фон 1 + «Эпин-экстра»: на сорте Удача – 13,1 %, на сорте Предгорный – 12,6 % (таблица 3). Самое низкое содержание крахмала наблюдалось на контрольных вариантах – 12,6 и 12,3 % соответственно.
Таблица 3
Влияние биостимуляторов и минеральных удобрений на показатели качества сорта (2017–2019 гг.)
|
Варианты опыта |
Крахмал, % |
Сухое вещество, % |
Нитраты, мг/кг |
Фитофтора клубней, % |
||||
|
Предгорный |
Удача |
Предгорный |
Удача |
Предгорный |
Удача |
Предгорный |
Удача |
|
|
Фон 0 |
12,3 |
12,6 |
17,9 |
18,0 |
200 |
202 |
6,6 |
5,6 |
|
Фон 1 (N90 P90 K120) |
12,3 |
12,8 |
17,9 |
18,2 |
223 |
217 |
1,9 |
1,5 |
|
Фон 2 (N45 P45 K90) |
12,0 |
12,4 |
17,2 |
18,0 |
206 |
210 |
2,3 |
2,0 |
|
Фон 1 + «Эпин-экстра» |
12,6 |
13,1 |
18,3 |
18,8 |
188 |
173 |
0,1 |
0,98 |
|
Фон 1 + «Циркон» |
12,5 |
13,4 |
18,1 |
19,1 |
191 |
186 |
1,1 |
1,0 |
Table 3
The effect of biostimulants products and mineral fertilizers on the quality indicators of the variety (2017–2019)
|
Experience Options |
Starch, % |
Dry matter, % |
Nitrates, mg/kg |
Phytophthora tubers, % |
||||
|
Predgornyy |
Udacha |
Predgornyy |
Udacha |
Predgornyy |
Udacha |
Predgornyy |
Udacha |
|
|
Background 0 |
12.3 |
12.6 |
17.9 |
18.0 |
200 |
202 |
6.6 |
5.6 |
|
Background 1 (N90P90K120) |
12.3 |
12.8 |
17.9 |
18.2 |
223 |
217 |
1.9 |
1.5 |
|
Background 2 (N45P45K90) |
12.0 |
12.4 |
17.2 |
18.0 |
206 |
210 |
2.3 |
2.0 |
|
Background 1 + “Epin-extra” |
12.6 |
13.1 |
18.3 |
18.8 |
188 |
173 |
0.1 |
0.98 |
|
Background 1 + “Zircon” |
12.5 |
13.4 |
18.1 |
19.1 |
191 |
186 |
1.1 |
1.0 |
Биологическая ценность картофеля зависит от содержания и соотношения в клубнях не только полезных для здоровья, но и вредных веществ. К последним относятся остатки пестицидов и нитратов. Применение биопрепаратов и минеральных удобрений, кроме положительного влияния на урожай и качество продукции, может иметь и негативные последствия. Нитриты в организме человека могут подвергаться метаболическим процессам, приводящим к образованию токсических веществ: например, метгемоглобина, блокирующего перенос кислорода крови, канцерогенных азотных нитросоединений – нитрозаминов [9, с. 74], [13, с. 012110].
Поэтому содержание нитратов в клубнях картофеля не должно превышать предельно допустимых концентраций. В настоящее время ПДК для продовольственного картофеля – 250 мг/кг, а для кормового – 300 мг/кг.
В нашем исследовании содержание нитратов по всем вариантам было ниже ПДК. Влияние минеральных удобрений и биостимуляторов было неодинаковым. Самое низкое содержание нитратов наблюдалось на варианте применения минеральных удобрений в комплексе с «Эпином-экстра»: на сорте Предгорный – 188 мг/кг, на сорте Удача – 173 мг/кг. Уровень нитратов на контроле составил 200 мг/кг и 203 мг/кг, на Фоне 1 (полном минеральном фоне) – 223 мг/кг и 217 мг/кг, на Фоне 1 + «Циркон» – 191 и 186 мг/кг соответственно.
Фитофтора является одной из самых распространенных и опасных болезней картофеля в Северо-Кавказском регионе [5, с. 57], [12, с. 202]. В благоприятные для распространения болезни годы может погибнуть до 40 % урожая клубней.
Продовольственный картофель по ГОСТ 7176-85 не допускает наличие клубней, пораженных фитофторой в массовой доле клубней, исключение может составить согласование с торгующими организациями, где пораженность клубней болезнью не должна превышать 2 %.
В среднем за три года исследований для каждого варианта из партии 300 клубней подсчитывали количество клубней с точечной поврежденностью фитофторой и рассчитывали процент здоровых клубней. Максимальный эффект получен на варианте предпосадочной обработки клубней «Эпином-экстра», пораженность растений составила 0,98 %, на контроле – 6,6 %. Применение биопрепаратов способствовало снижению пораженности растений картофеля фитофторой на всех вариантах опыта как у сорта Предгорный, так и у сорта Удача.
Доказано, что регуляторы роста «Эпин-экстра» и «Циркон» с биофунгицидной активностью не только подавляют развитие возбудителей болезней, но и способствуют повышению устойчивости растений к неблагоприятным факторам, а также стимулируют в значительной степени ростовую и антистрессовую активность.
Обсуждение и выводы (Discussion and Сonclusion)
В агроэкологических условиях РСО-Алании «Эпин-экстра» и «Циркон» сокращают прохождение фенофаз растений картофеля. Наиболее короткие сроки межфазовых периодов от посадки до цветения были при использовании «Эпина-экстра» с минимальными дозами минеральных удобрений: у сорта Удача – 39 дней, у сорта Предгорный – 41. Обработка перед посадкой клубней картофеля биостимуляторами «Эпин-экстра» и «Циркон» в комплексе с минимальными дозами минеральных удобрений обеспечивала высокий уровень урожайности: на сорте Предгорный – 33,7–33,0 т/га; на сорте Удача – 39,1–38,0 т/га. «Эпин-экстра» не только обладает росторегулирующими свойствами, но тормозит развитие грибных заболеваний, повышает устойчивость растений к фитофторе на 4,6–6,5 %.
1. Басиев С. С., Абаев А. А., Болиева З. А., Доева Л. Ю. Основные положения технологического регламента выращивания оригинальных семян картофеля в горных условиях Северного Кавказа // Известия Горского государственного аграрного университета. 2014. Т. 51. № 3. С. 29-33.
2. Гериева Ф. Т., Басиев С. С., Гериева М. А. Особенности действия применения бактериальных удобрений на продуктивность и биохимические показатели качества клубней при возделывании картофеля в условиях Северного Кавказа // Вестник АПК Ставрополья. 2016. № 3 (23). С. 156-159.
3. Вакуленко В. В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений. 2004. № 1. С. 24-26.
4. Постников А. Н., Устименко И. Ф. Применение препарата Циркон на картофеле // Защита и карантин растений. 2017. № 2. С. 22 -26.
5. Басиев С. С., Болиева З. А., Джиоева Ц. Г., Томаев Т. О. Особенности селекции картофеля в условиях Северо-Кавказского региона // Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: материалы Всероссийской научно-практической конференции в честь 90-летия факультета технологического менеджмента. Владикавказ, 2019. Т. 1. С. 57-60.
6. Алексеева Т. Ф., Хилков Н. И., Малеванная Н. Н. Эффективность применения препарата Циркон на картофеле и капусте цветной // Сельское и лесное хозяйство. 2017. № 9. С. 32-37.
7. Бутов А. В., Мандрова А. А. Экологическое качество картофеля при биологизации высокоинтенсивной технологии его возделывания и поливе // Техника и технология пищевых производств. 2018. Т. 48. № 2. С. 170-177.
8. Логинов Ю. П., Казак А.А., Якубышина Л. И. Особенности выращивания экологически чистого картофеля в Северной лесостепной зоне Тюменской области // Вестник Государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2015. № 2 (29). С. 116-125.
9. Коршунов А. В. Агротехнические и кулинарные способы снижения содержания нитратов в клубнях картофеля // Картофелеводство: история развития и результаты научных исследований по культуре картофеля: сборник научных трудов. М., 2015. С. 74-79.
10. Вакуленко В. В. Эпин-экстра и Циркон эффективны на капусте // Картофель и овощи. 2014. № 4. С. 14-15.
11. Астафьева О. В., Вилкова Д. Д., Батаева Ю. В., Магзанова Д. К., Егоров М. А. Исследование антибактериальных свойств стимулятора роста растений «Эпин-экстра» с целью получения экологически чистой продукции // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 8 (130). С. 81-85.
12. Лушникова Т. А., Пухова А. В. Влияние обработки препаратами «Циркон» и «Эпин» на рост и урожайность картофеля сорта Розара в зависимости от гранулометрического состава почвы // XIV Зыряновские чтения: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Курган, 2016. С. 202-203.
13. Gerieva F., Basiev S., Khutinaev O., Basieva A. The growing of minituber using the aerohydroponic method of potato plant cultivating // IOP Publishing Ltd. 2019. Pp. 012110. DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/403/1/012110.
14. Simakov E. A., Anisimov B. V., Mityushkin A. V., Zhuravlev A. A. Results of new trends of potato breeding programs developed in Russia // Iraqi journal of agricultural sciences. 2018. Vol. 49. No. 4. Pp. 592-600.
15. Anisimov B., Simakov E., Mityushkin A., Zhuravlev A., Blinkov E., Arshin K. Potato seed production in Russia // Potato journal. 2018. Vol. 45. No. 2. Pp. 152-158.
