Опыт использования наночастиц гидроксида железа при размножении Ribes nigrum L. зелеными черенками

Введение. Нанотехнологии и наноматериалы находят применение практически во всех областях сельского хозяйства, в том числе и в растениеводстве. Использование нанопрепаратов в садоводстве повышает урожайность плодовых и ягодных культур, обеспечивает их устойчивость к неблагоприятным погодным условиям [1]. Исследований по изучению действия наночастиц в практике питомниководства недостаточно [2, 3].

Размножение зелеными черенками – один из наиболее перспективных способов вегетативного размножения, позволяющий получать корнесобственные растения в промышленных масштабах [4].

Смородина черная пользуется популярностью среди населения Сибири, так как отличается зимостойкостью, скороплодностью, урожайностью, а также богатым витаминным составом ягод [5]. Поэтому совершенствование технологии ее размножения актуально.

Цель исследования : использование наночастиц биогенного гидроксида железа на размножение Ribes nigrum L. зелеными черенками [6].

Объекты и методы исследования. Опыт проведен в 2017–2018 гг. на участке размножения ООО «Садовый центр Аграрного университета». Черенки окореняли в условиях мелкокапельного полива, светопрозрачное ограждение – поликарбонат. Доращивание окорененных черенков (2018 год) в условиях открытого грунта осуществляли на фитоучастке кафедры растениеводства, селекции и семеноводства. Объекты исследований – смородина черная ( Ribes nigrum L.), сорт Сокровище, и наночастицы биогенного ферригидрита.

Зеленые черенки замачивали в растворе ин-долил-3-уксусной кислоты (ИУК) и наночастиц биогенного гидроксида железа в трех модификациях. Варианты опыта:

• 1)    контроль – обработка черенков индоли л -3-уксусной кислотой (ИУК);

• 2)    ИУК + ферригидрит (ИУК+Feh);

• 3)    ИУК + ферригидрит, допированный алюминием (ИУК+Feh_Al);

• 4)    ИУК + ферригидрит, допированный Со (ИУК+Feh_Со).

В растворы для замачивания черенков вносили ИУК (0,07 % на 1 л) и наночастицы (1 мг/л). Экспозиция обработки черенкового материала – 24 часа. Схема посадки 7×7 см. Повторность опыта 3-кратная, размещение вариантов систематическое. Размножение зелеными черенками и учет биометрических показателей проводили по общепринятым методикам [7, 8]. Учет окоренения черенков осуществляли в третьей декаде сентября. Качество посадочного материала определяли в соответствии ГОСТ Р 53135-2008 [9]. Лабораторный анализ почвенных образцов проводился согласно ГОСТам в Научноисследовательском центре ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Выполнялись следующие виды анализов почвенных образцов: определение рН водной суспензии по ГОСТ 26423-85 [10]; определение содержания нитратного азота – по методу ЦИНАО (ГОСТ 26488-85) [11]; определение обменного аммония по методу ЦИНАО (ГОСТ 26489-85) [12]; определение подвижного фосфора и обменного калия – по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204-91) [13]. Математическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа с использованием компьютерной программы MS Excel [14].

Результаты исследования. Лучший показатель ризогенеза черенков (100 %) при использовании растворов наночастиц отмечен на варианте ИУК+Fe_Co, что на уровне контроля (рис. 1).

Рис. 1. Влияние растворов наночастиц на окоренение зеленых черенков смородины черной, 2017 г.

При добавлении к стимулятору «чистого» ферригидрита (ИУК+Feh) и ферригидрита, до-пированного алюминием (ИУК+Feh_Al), прослеживается снижение показателя корнеобразова-ния – процент окоренения составил 47 и 73 % соответственно, что ниже контрольной делянки на 53 и 27 %.

При обработке черенков раствором ИУК+Feh_Со отмечено лучшее развитие корневой системы, где в среднем на черенке сформировалось по 60 корешков первого порядка ветвления длиною 4 см. Длина поглощающей поверхности в 2,1 раз превышает показатели контрольных черенков, что позволяет повысить морфометрические показатели и, соответственно, товарность посадочного материала в следующий вегетационный период. При использовании наночастиц модификаций Feh и Feh_Al морфометрические параметры черенков, кроме количества побегов, были ниже контрольного варианта (табл. 1, рис. 2) .

При замачивании стеблевых черенков в течение 24 часов выделился вариант ИУК+ферригидрит, допированный Со (окоренение 100 %), морфометрические показатели корневой системы при использовании данного раствора достоверно превысили контроль.

Морфометрические параметры окорененных черенков, 2017 г.

Таблица 1

Вариант	Кол-во корней 1-го порядка ветвления, шт.	Суммарная длина корней 1-го порядка ветвления, см	Кол-во побегов, шт.	Суммарная длина побегов, см
1. Контроль	33,4	113	1	14
2. ИУК+Feh	15,7	90,5	2	12
3. ИУК+Feh_Al	30,0	100	2	12,5
4. ИУК+Feh_Со	58,4	240	0	0
НСР 05	9,5	16,1	0,9	5,8

Контроль ИУК+Feh ИУК+Feh_Al ИУК+Feh_Со

Рис. 2. Морфометрические параметры окорененных черенков, май 2018 г.

На второй год исследований (2018 г.) саженцы доращивались в условиях открытого грунта на фитоучастке кафедры растениеводства, селекции и семеноводства (мкр. Ветлужанка г. Красноярска).

Все месяцы вегетационного периода 2018 г. характеризовались теплой погодой. В июне, августе и сентябре среднемесячная температура воздуха составила 19,8; 18,0; 10,3 °С соответственно, что выше среднемноголетней на 4,2; 2,7

и 1,3 °С. Май и июль отличились незначительным недостатком тепла, отклонение в мае от среднемноголетних показателей составило 1,4 °С, в июне – 0,7 °С.

Недостаток влаги в течение вегетационного периода от 3,3 мм в мае до 13,9 мм в июле при умеренно теплой погоде не оказал негативного влияния на развитие саженцев смородины.

Агрохимическая характеристика почвы представлена в таблице 2.

Таблица 2

Агрохимические показатели почвы

рН водн.	Гумус, %	Азот нитратный	Азот аммонийный	Калий по Чирикову	Фосфор по Чирикову
		мг/кг
7,95	13,81	14,5	19,3	117,4	437,3

Гумус – основная биохимическая составляющая почвы, которая является питательной средой для растений и развития полезных микроорганизмов. Содержание гумуса в почве опытного участка составляет 13,81 %, что сви- детельствует об очень высокой степени его содержания.

Для оптимального развития окорененных черенков смородины черной одним из основных агроэкологических факторов является ней- тральная реакция почвы. При соблюдении этого условия корневая система лучше развивается, в результате чего перезимовка саженцев в условиях Сибири проходит без негативных последствий. На участке доращивания окорененных черенков величина рН водн. почвы составило 7,95 единиц, что говорит о слабощелочной реакции.

В исследованиях [15, 16] отмечено, что основной формой азота, используемого для питания растений, является нитратная. Именно по количеству этой формы можно судить о степени обеспеченности растений азотом и строить прогнозы по поводу необходимости внесения азотных удобрений, а также определять оптимальные их дозы. П.С. Бугаков и В.В. Чупрова отмечают, что азот нитратов и обменного аммония в физиологическом отношении является равноценным источником азотного питания для растений [17].

Содержание нитратного азота в почве на опытных делянках составляет 14,5 мг/кг, что соответствует четвертому классу, т. е. повышенной обеспеченности.

Количество аммонийного азота высокое, оно составляет 19,3 мг/кг почвы и свидетельствует о высокой степени обеспеченности этой формой азота.

Содержание подвижных почвенных фосфатов составляет 437,3 мг/кг, что свидетельствует

Вестник КрасГАУ. 2019. № 11 об очень высоком классе обеспеченности почвы этим важнейшим элементом питания. Количество обменного калия равно 117,4 мг/кг, что соответствует средней степени обеспеченности почвы данным элементом.

В целом агрохимический фон при доращивании саженцев смородины черной в открытом грунте свидетельствует о высоком плодородии почвы по комплексу показателей и отвечает требованиям при возделывании данной культуры.

Для определения соотношения стандартной и нестандартной продукции смородины черной проведена оценка следующих показателей: средняя высота саженцев, среднее количество разветвлений на саженец (число побегов), количество и длина основных корней, длина основных корней (рис. 3–5).

Среднее количество побегов на вариантах с применением суспензий наночастиц ниже (ИУК+Feh_Al – 1,8 шт.) либо на уровне контроля (ИУК+Feh_Со – 3,1 шт.). Применение Feh незначительно повысило среднее количество побегов – 3,4 шт.

При учете средней длины побегов отмечено увеличение данного показателя на всех вариантах опыта с использованием биогенного ферри-гидрита – 41,9–52,7 см, что выше относительно контроля на 8,3–19,1 см.

Feh_Al

Feh_Co

Варианты опыта

Рис. 3. Среднее количество побегов, сентябрь 2018 г.

§ 30

Feh_Al

Feh_Co

Варианты опыта

Рис. 4. Средняя длина побегов, сентябрь 2018 г.

Варианты опыта

Рис. 5. Среднее количество корней, сентябрь 2018 г.

Параметры среднего количества корней – 20,2–22,3 шт. ниже контрольной делянки, но данный биометрический показатель саженцев не оказал значительного влияния на качество посадочного материала. Длина корней не учитывалась, так как наблюдалось значительное ее развитие.

Благоприятные зимние условия положительно повлияли на перезимовку окорененных черенков – сохранность составила 100 %. В сен- тябре 2018 г. провели учет качества посадочного материала, результаты которого отражены на рисунке 6.

Больший процент стандартных саженцев получен при использовании растворов наночастиц – 75–100 % растений 1-го и 2-го товарных сортов. На контрольном варианте было получено 52,6 % качественного посадочного материала и 47,4 % нестандартных саженцев, требующих доращивания в следующем году.

1 сорт 2 сорт 3 сорт

Рис. 6. Качество посадочного материала смородины черной, сентябрь 2018 г.

Можно отметить, что больший процент окоренения черенков на контрольном варианте в первый год выращивания оказался нивелированным после доращивания их в открытом грунте. Это относится ко всем вариантам обработки черенков наночастицами.

Выводы. Таким образом, среди изучаемых модификаций наночастиц биогенного ферри-гидрита выделяется вариант ИУК+Feh_Co, с использованием которого процент окоренения и качество посадочного материала были наибольшими по сравнению с контролем и другими вариантами опыта: ризогенез составил 100 %, выход саженцев товарных сортов – 81,3 %, из них 50 % – 1-й сорт и 31,3 % – 2-й сорт. Эффективность наночастиц Feh и Feh_Al может быть увеличена путем подбора концентраций и времени экспозиции черенков в растворах с индо-лил-3-уксусной кислотой.