Эффективность применения стимулятора роста растений Cultimar как основного элемента в технологии выращивания табака (Nicotiana tabacum)

Введение. Процесс выращивания табачной рассады очень трудоемкий и может усложняться неблагоприятными погодными условиями весеннего периода, поэтому применение стимуляторов роста в защищенном грунте особенно актуально. Наиболее предпочтительными для этих целей являются широко используемые в настоящее время в качестве биостимуляторов растений экстракты морских водорослей. Данные препараты экологичны, что важно для ведения устойчивого сельского хозяйства в органическом земледелии. Есть данные, что экстракты морских водорослей занимают более 33 % общего рынка биостимуляторов во всем мире [1]. Они применяются для обработки семян, внекорневого опрыскивания и внесения в почву. Экстракты морских водорослей улучшают усвоение питательных веществ растениями, способствуют повышению устойчивости к вредителям, болезням, а также стрессам (засоление, температура и т. д.) [2]. Препараты на их основе обладают фитостимулирующими свойствами, приводящими к увеличению роста растений, корневой системы, генеративных органов и, следовательно, повышению урожайности сельскохозяйственных культур [3].

За рубежом активно применяют стимуляторы на основе морских водорослей. Так, определено положительное влияние обработки семян жидкими морскими водорослями, приготовленными из трех египетских морских водорослей ( Ulva fasciata , Cystoseira compressa и Laurencia obtu-sa ) в концентрации 20 г/л, на прорастание семян и рост проростков вигны и кукурузы (Vigna sinensis и Zea mays) , а также эффективность этих экстрактов для смягчения стресса засоления [4]. Изучено применение полисахаридов из марокканских морских водорослей в качестве биостимуляторов прорастания семян и роста растений томатов. Установлено благоприятное воздействие на прорастание семян, биомассу растений, содержание хлорофилла при использовании полисахаридов из зеленых морских водорослей ( Ulva rigida и Codium decorticatum) , красных ( Gigartina sp. и Chondracanthus acicularis) и бурых ( Fucus spiralis и Bifurcaria bifurcata ) [5].

В России данное направление также имеет свое развитие. Так, отечественными производителями («ЮгАгроГрупп») предлагается препарат Cultimar, который является профессиональным биостимулятором корнеобразования, в составе находится 74 % экстракта морских водорослей (ЭМВ), 20 % бора (участвует в транспорте углеводов, синтезе клеточных стенок, повышает интенсивность фотосинтеза, улучшает углеводородный, нуклеиновый и белковый обмен, активизирует деятельность ферментов и процессы деления клеток), свободные аминокислоты, витамины А, С и Е, которые стимулируют поглощение корнями фосфора, серы, кальция и снижают поглощение хлора, благоприятно влияют на усвоение азота [6].

В литературных источниках есть сведения о применении стимулятора Cultimar для замачивания черенков винограда путем погружения в раствор базальной части перед высадкой в контейнеры с субстратом. При этом изучаемый препарат обеспечивает хорошее развитие однолетнего прироста, вызреваемость лозы и способствует развитию мощного листового аппарата [7, 8]. Изучено применение препарата Culti-mar (0,5 л/т) на посевах яровой пшеницы по схеме: обработка семян + обработка посевов в фазе начало колошения, на фоне удобрений Тиатрак (0,3л/га) + Келик К (0,5 л/га). Данный прием позволил получить 4,39 т/га зерна, прибавка по сравнению с контролем составила 0,51 т/га [9]. Установлено, что использование стимулятора роста Cultimar для обработки семян яровой мягкой пшеницы совместно с другими препаратами способствует увеличению числа колосьев на единице площади, массы 1000 зерен, озерненности колоса и повышению качества зерна пшеницы и хозяйственной урожайности (на 5,67 ц/г) [10].

Цель исследования: изучение влияния стимулятора роста Cultimar на растения табака (посевные свойства семян, качество рассады, урожайность культуры и химический состав табачного сырья).

Объекты и методы. Для оценки эффективности действия препарата Cultimar на посевные качества семян табака сорта Вирджиния 202 их замачивали в различных концентрациях растворов, диапазон – 0,1–0,0001 %; 0,3–0,0003; 0,5–0,0005 % с разным временем экспозиции – 1, 3, 6 и 24 ч. Контроль – семена, замоченные в воде. Лабораторный опыт проводили в чашках Петри в соответствии с «Методическим руко- водством по изучению эффективности применения регуляторов роста растений при проращивании семян табака» (2011). Семена табака (по 100 шт.) помещали в холщевые мешочки и погружали в водный раствор регулятора (100 мл) на экспозиционное время, затем извлекали из раствора и ставили на проращивание. Эффективность стимулятора определяли через 6 и 12 сут после замачивания [10].

В парниковый период закладывали опыт с учетом наиболее эффективных концентраций препарата Cultimar и времени экспозиций стимулятора, выделенных при лабораторных испытаниях. Высев семян осуществляли из расчета 0,3 г/м². Закладку опыта проводили согласно «Методическому руководству по проведению агротехнических опытов с табаком в рассадниках» (2013). Площадь делянки в парнике составляла 1 м², повторность – четырехкратная. Обработку рассады проводили в основные фазы развития: «ушки» и «годная к высадке рассада» (перед выборкой) в норме 1 л/м². В рассадный период определяли качество табачного посадочного материала. Полученную стандартную табачную рассаду (наиболее эффективные варианты) высаживали в поле. Площадь учетной делянки полевого опыта с табаком составляла 28 м², из них учетные – 14 м². Учеты проводили в соответствии с «Методическим руководством по проведению полевых агротехнических опытов с табаком ( Nicotiana tabacum L.)» (2011). Урожай убирали по ломкам (по мере созревания листьев) с учетом сырой массы с последующим перерасчетом на выход сухой массы стандартной влажности. Площадь листьев определяли по Таблицам площадей табачных листьев Ф.П. Губенко (1936). Статистический анализ экспериментальных данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1985) с применением компьютерной программы однофакторного дисперсионного анализа MS Excel.

Погодные условия в годы проведения опытов существенно отличались друг от друга по влагообеспеченности (гидротермический коэффициент увлажнения составил 0,87 (2020 г.) и 1,38 (2021 г.)), однако периоды вегетации отмечены как благоприятные для роста и развития табака.

Результаты и их обсуждение. В результате лабораторных исследований установлено, что под действием стимулятора Cultimar посевные свойства семян табака, такие как энергия прорастания, всхожесть и масса 12-дневных про- ростков, на многих опытных вариантах значительно превышали показатели контроля, но для дальнейшего замачивания перед высевом в парник были выделены 4 наиболее эффективных раствора препарата и экспозиции: 0,0001 % – 1 ч; 0,001 % – 3 ч; 0,0005 % – 3 ч; 0,005 % – 6 ч. Сти- мулятор растений Cultimar в данных концентрациях способствовал повышению энергии прорастания семян табака сорта Вирджиния 202 от 13 до 20 %, всхожести – от 11 до 18 %, массы 12-дневных проростков от 20 до 39 % (табл. 1).

Таблица 1

Влияние стимулятора Cultimar на посевные свойства семян табака сорта Вирджиния 202 (2020 г.)

The effect of the Cultimer stimulant on the sowing properties of Virginia 202 tobacco seeds (2020)

Вариант	Энергия прорастания, %	Всхожесть, %	Масса 12-дневных проростков, г
Вода
Контроль	77	83	0,1473
Cultimar
Семена 0,0001 % (1 ч)	87	92	0,1925
Семена 0,001 % (3 ч)	92	98	0,2039
Семена 0,0005 % (3 ч)	91	94	0,1763
Семена 0,005 % (6 ч)	90	96	0,1954
НСР 05	–	–	0,0184

Всходы семян табака в парнике в результате замачивания перед посевом в эффективных растворах стимулятора Cultimar были равномерные, дружные, болезням в рассадный период растения подвержены не были, табачная рассада хорошо росла и развивалась.

Биометрическая оценка основных параметров качественной стандартной рассады по окончании парникового периода показала, что замачивание семян перед посевом и последующая однократная обработка растений растворами препарата Cultimar способствовали положительному эффекту практически на всех опытных вариантах, но наилучшее качество стандартного посадочного материала получено при совместном замачивании семян и двукратной обработке рассады в фазы «ушки» и «годная к высадке». При этом длина рассады от корневой шейки до точки роста увеличилась на 21–33 %, до конца вытянутых листьев – на 12–28 %, диаметр стебля у корневой шейки – на 32–49 %, объем корневой системы – на 25 %, сырая масса стеблей 25 растений – на 30–69 %, корневой системы – на 38–69 % (табл. 2). Следует отметить, что стебли рассады табака были ровные, без искривлений, перетяжек и пятен, при сгибании и скручивании не ломались и быстро возвращались в первоначальное состояние.

Количество годной к выборке рассады с единицы парниковой площади увеличилось на 171– 277 растения, или 27–44 % (рис. 1).

Важным адаптивным механизмом корневой системы растений является способность ее ветвления в почвенном горизонте, которая обеспечивает приспособление растений к среде обитания; особая роль в системе регуляции этого процесса отводится гормону ауксину, он определяет процессы фототропизма, формирование архитектуры корневой системы и надземной части растений [11].

Как заявляет производитель, препарат Culti-mar является активным стимулятором корнеоб-разования за счет содержания гормона ауксина, и этот факт подтверждается проведенными наблюдениями при выборке табачной рассады в парниковый период, отмечено значительное увеличение прикорневой зоны роста стебля, объема, массы корней, количества корневых бугорков, визуальный анализ корневой системы показал, что она заметно увеличилась в зависимости от количества обработок стимулятором и в основном повысился объем мочковатой корневой системы (рис. 2), это способствует лучшей приживаемости растений при пересадке, усовершенствованию механизма поглощения питательных веществ и влаги за счет более широкого разрастания в почве.

Таблица 2

Влияние стимулятора Cultimar на биометрические показатели рассады табака сорта Вирджиния 202 (среднее 2020–2021 гг.)

The effect of the Cultimer stimulant on biometric indicators of Virginia 202 tobacco seedlings (average 2020–2021)

Вариант	Высота растений, см		Диаметр стебля у корневой шейки, см	Объем корневой системы, см3	Сырая масса, г
	до точки роста	до конца вытянутых листьев			стеблей 25 растений	корней 25 растений
Вода
Контроль	9,5	18,2	0,35	0,4	70,7	4,5
Cultimar 0,0001 % (1 ч) и рассада 0,0001 %
Семена	9,4	18,7	0,39	0,3	76,9	4,9
Семена и «ушки»	10,3	20,5	0,42	0,4	81,5	5,0
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	12,1	22,4	0,46	0,4	91,6	6,2
Cultimar 0,001 % (3 ч) и рассада 0,001 %
Семена	10,6	20,5	0,41	0,4	84,6	6,5
Семена и «ушки»	10,8	21,2	0,45	0,4	104,3	6,8
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	12,6	23,3	0,52	0,5	119,0	7,6
Cultimar 0,0005 % (3 ч) и рассада 0,0005 %
Семена	10,2	19,2	0,40	0,3	79,5	5,5
Семена и «ушки»	10,6	20,1	0,43	0,4	82,2	6,2
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	11,5	20,3	0,46	0,4	98,8	6,5
Cultimar 0,005 % (6 час) и рассада 0,005 %
Семена	10,5	19,9	0,41	0,4	82,8	5,7
Семена и «ушки»	11,7	21,5	0,44	0,4	94,3	6,3
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	12,0	22,0	0,50	0,5	110,5	7,0

Рис. 1. Влияние стимулятора Cultimar на выход стандартной рассады табака (сорт Вирджиния 202) (среднее 2020–2021 гг.) (НСР 05 = 45,2 (2020 г.), НСР 05 = 37,8 (2021 г.)), (шт/м²)

Effect of the Cultimer stimulant on the yield of standard tobacco seedlings

(Virginia 202 grade) (average 2020–2021) (HCP 05 = 45.2 (2020), HCP 05 = 37.8 (2021)), (pcs/m²)

Рис. 2. Влияние стимулятора Cultimar на развитие надземной части и корневой системы рассады табака сорта Вирджиния 202 в зависимости от количества обработок, 2021 г.

The effect of the Cultimer stimulator on the development of the aboveground part and root system of Virginia 202 tobacco seedlings, depending on the number of treatments, 2021

В полевые условия высаживали самые эффективные варианты опыта, установленные при парниковых испытаниях. После пересадки табачные растения под влиянием стимулятора Cultimar в наименьшей степени были подвержены «пересадочному шоку» и имели лучшую приживаемость, которая достигла 95–97 %, в сравнении с растениями без использования этого препарата – 89 %. Об окончании периода укоренения табачной рассады и начале вегетационного периода растений свидетельствует увядание рассадных листьев и появление первого настоящего листочка в полевых условиях, этот процесс при использовании стимулятора роста Cultimar сократился в среднем на 3–5 сут.

На рост и развитие растений табака, процесс разрастания листовой поверхности и физиологического созревания листьев оказывают влияние как биологический потенциал, заложенный в растительном организме, так и внешние факторы, приемы агротехники. Так, высота опытных растений на 45-й день после посадки при использовании стимулятора роста Cultimar была немного ниже контроля только на варианте с 0,0001 %-й концентрацией как при замачивании семян, так и при обработке рассады, остальные варианты опыта превысили высоту необработанных растений. Наибольшая высота растений была установлена при схеме использования препарата: семена 0,001 % (3 ч) с двукратным опрыскиванием рассады таким же раствором –

35,5 см, что выше контроля на 7,1 см, или 25 %, это наблюдалось и при визуальной оценке табачных посадок. В фазу интенсивного роста и цветения темпы прироста растений закономерно снижались, но тем не менее пролонгированный эффект качественной рассады увеличил высоту табака на 13 % к концу уборочного периода, количество листьев на растениях увеличилось на 5 шт., площадь листовой поверхности достигла значения 711,7 см2, что превысило контроль на 12 % (табл. 3).

Важным показателем урожайности табачного сырья является его материальность (содержание сухого вещества в единице поверхности листа), и поэтому его целесообразно учитывать при изучении влияния агрохимикатов на растение табака. Значительное накопление сухого вещества в листьях табака было существенным (НСР 05 = 48,3 (2020 г.), НСР 05 = 52,4 (2021 г.)) при использовании концентрации препарата Cultimar 0,005 % (6 ч семена и рассада) – 827,4 г/м² , что выше контроля на 13 %, и в наибольшей степени концентрации 0,001 % (3 ч семена и рассада) – 933,5 г/м², что превышало вариант без использования стимулятора на 201,3 г/м², или 28 % (рис. 3). В результате чего листья табачного растения имели более плотную материальную пластинку, что значительно повысило величину урожайности табака на 3,8– 7,8 ц/га (НСР 05 = 1,79 (2020 г.), НСР 05 = 2,11 (2021 г.)), или 18–38 %.

Таблица 3

Влияние стимулятора Cultimar на продуктивность табака сорта Вирджиния 202 (среднее 2020–2021 гг.)

Effect of the Cultimer stimulant on the reproduction of Virginia 202 tobacco varieties, (average 2020–2021)

Контроль (н2о) Cultimar семена Cultimar семена Cultimar семена Cultimar семена 0,0001% (1 час) и 0,001% (3 часа) и 0,005% (6 часов) и 0,0005% (3 часа) и рассада 0,0001% рассада 0,001% рассада 0,005% рассада 0,0005%

Рис. 3. Влияние стимулятора Cultimar на количество сухого вещества в листьях и урожайность табака сорта Вирджиния 202 (среднее 2020–2021 гг.)

Вариант	Высота растений, см			Число листьев на растении, шт.	Площадь листовой поверхности, см2
	45-й день после посадки	фаза интенсивного роста	фаза цветения
Вода
Контроль	28,4	70,4	127,3	30	637,7
Cultimar 0,0001 % (1 час) и рассада 0,0001 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	28,0	72,5	131,3	32	654,8
Cultimar 0,001 % (3 часа) и рассада 0,001 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	35,5	79,4	142,8	35	711,7
Cultimar 0,005 % (6 часов) и рассада 0,005 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	33,2	77,8	132,3	32	670,3
Cultimar 0,0005 % (3 часа) и рассада 0,0005 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	29,4	72,3	132,9	33	661,8

The effect of the Cultimar stimulant on the amount of dry matter in the leaves and the yield of Virginia 202 tobacco (average 2020–2021)

В результате проведения анализа сухого табака, полученного от применения стимулятора роста Cultimar, было установлено, что Cultimar улучшает химический состав сырья сорта Вирджиния 202.

И как видно из данных, приведенных в таблице 4, на варианте опыта Cultimar семена – 0,001 % (3 ч) и обработка табачной рассады таким же раствором установлено увеличение содержания

Вариант	Никотин, %	Углеводы, %	Белки, %	Число Шмука
Вода
Контроль	1,8	4,4	4,7	0,94
Cultimar 0,0001 % (1 ч) и рассада 0,0001 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	1,8	4,7	4,4	1,07
Cultimar 0,001 % (3 ч) и рассада 0,001 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	2,0	7,2	4,7	1,56
Cultimar 0,005 % (6 ч) и рассада 0,005 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	1,6	4,1	5,5	0,75
Cultimar 0,0005 % (3 ч) и рассада 0,0005 %
Семена, «ушки» и «годная к высадке»	1,9	5,3	5,2	1,02