Рост и урожайность картофеля при обработке растений биологически активным веществом биогумуса

Обеспечение продовольственной безопасности страны в настоящее время тесно связано с необходимостью применения в сельскохозяйственном производстве экологически чистых веществ природного происхождения. В связи с этим большой интерес ученых и практиков вызывают препараты на основе биогумуса (вермикомпоста) (1-3). Механизмы, благодаря которым гуминовые препараты реализуют регуляторное действие на почву и растения, окончательно не ясны. Чаще всего эффективность гуминовых препаратов объясняют либо особенностями их химической структуры, либо прямым физиологическим эффектом. В первом случае предполагается такое преобразование гуминовых веществ исходного сырья, при котором в результате разрушения органоминеральных взаимодействий, гидролиза и окисления, изменяющих строение молекул, они переходят в химически более активную форму. Второе объяснение обосновывается наличием в растениях физиологических процессов, на которые непосредственно могут влиять гуминовые вещества (снижение активности ингибиторов дыхания, ускорение синтеза белков, воздействие на метаболические реакции) (4, 5). При поступлении гуминовых веществ в растительную клетку в мембранах и эндоплазматических компонентах происходит ряд биохимических реакций. Возможно, гуминовые вещества усиливают синтез АТФ, который оптимизирует процессы дыхания. Некоторые составляющие гуминовых веществ способствуют формированию ростовых фитогормонов или действуют как гормоноподобные вещества. Вероятно, это связано с присутствием в ароматической части молекулы гуминовой кислоты ортохинонов, которые играют роль дегидрогеназ в окислительных процессах (6).

Цель нашего исследования заключалась в выделении биологически активных веществ из биогумуса и изучении их влияния на урожайность и устойчивость к биотическим факторам у растений картофеля.

Методика. Испытание препаратов на основе биогумуса проводили на растениях картофеля сорта Жуковский ранний. Посадку осуществляли по схеме 0,3 м*0,7 м, густота стояния растений составляла 47 619 шт/га. Полевые эксперименты выполняли в 2005-2006 годах на опытных участках Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур (г. Орел). По дан- ным агрохимического анализа, почва участка темно-серая лесная, средне -суглинистая с содержанием гумуса 4,3-5,6 %, азота — 0,21-0,26 %, фосфора — 8,4-9,3 мг/100 г почвы, калия — 8,5-13,8 мг/100 г почвы, рН — 5,0-5,4.

Основой для получения вермикомпоста (продукт жизнедеятельности элитной промышленной линии дождевых червей Владимирский гибрид Старатель) был конский компост (80 %), выдержанный в течение 6 мес, с добавлением клетчатки (15 %) и извести (5 %). Влажность равнялась 7080 % от общей влагоемкости, рН — 6,8-7,2; температура — 18-23 ° С. Полученный биогумус имел следующий агрохимический состав: содержание гумуса — 26,20 %, азот общий — 2,25 %, фосфор (Р₂О₅) — 1,13 %, калий (К₂О) — 0,66 %, зола — 65,60 %, рН — 6,3. Биологически активные вещества вермикомпоста (в основном, гумусовые кислоты — гуминовые, гима-томелановые, фульвокислоты) получали методом щелочной экстракции по описанным ранее методикам (7, 8) (выход активного вещества — 3,25 мг на 1 кг биогумуса). В эксперименте использовали растворы активного вещества биогумуса с концентрациями 1,5*10^-2 %, 1,5х10^-3 % и 1,5*10^-4 %. Влияние активного вещества биогумуса на развитие и урожайность картофеля изучали в вариантах с сочетанием предпосевной обработки клубней и некорневой обработки растений в разные периоды вегетации.

При биохимическом анализе клубней содержание крахмала (%) определяли методом кислотного гидролиза (9), сухого вещества (%) и аскорбиновой кислоты (мг%) — согласно описанию (10).

В типовых стационарных хранилищах с естественной вентиляцией, куда помещали клубни, поддерживалась температура в интервале 2-5 ° С, влажность составляла 85-95 % (11). Состояние картофеля при хранении оценивали визуально, учитывая долю клубней, пораженных бактериальной гнилью, фитофторозом и фузариозом, от их общего числа.

Обработку данных проводили по Б.А. Доспехову (12).

Результаты . Актуальность использования биологически активных препаратов на основе биогумуса в картофелеводстве продиктована тем, что картофель — единственная из главных сельскохозяйственных культур, которая размножается вегетативно. В этой связи к важным задачам относится защита семенного материала от вирусных и других болезней, сохранение репродуктивных свойств, повышение устойчивости сортов в период вегетации, а также рост урожайности.

Полевые опыты подтвердили положительное влияние активного вещества биогумуса на развитие, продуктивные показатели и, как следствие, на урожайность растений картофеля (табл. 1).

1. Показатели продуктивности у растений картофеля сорта Жуковский ранний под влиянием разных концентраций препарата на основе биогумуса (опытный участок Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур, г. Орел, 2005 год)

Так, вытяжка из компоста незначительно повлияла на продуктивные качества растений, тогда как применение экстрактов активного вещества биогумуса в концентрации 1,5х10-3 % и 1,5х10-4 % привело к рос- ту числа клубней, увеличению их массы и повышению урожайности на 3040 %. В высокой концентрации (1,5х10-2 %) экстракт активного вещества биогумуса, как и вытяжка из компоста, не оказал существенного эффекта.

Известно, что некорневая обработка посевов гуминовыми препаратами не только непосредственно влияет на биохимические процессы в растении, но и позволяет увеличить потребление минеральных веществ из почвы, что, в свою очередь, вызывает ускорение роста и развития сельскохозяйственных культур (13-15). Растворы гуминовых препаратов содержат в доступном для растений виде микро- и макроэлементы, аминокислоты, гуминовые кислоты, энзимы, растительные гормоны, антибиотики (16). Сообщалось, что замачивание семян зерновых культур из расчета 1 л/т повышает урожай на 7-18 %, а при 1- и 2-кратном опрыскивании растений картофеля, овощных и зерновых культур препаратами в концентрации 0,8 % урожай увеличивался на 6-17 % и более (17).

В нашем опыте под влиянием активного вещества биогумуса при замачивании клубней наблюдалось увеличение высоты растений, увеличение площади листьев до 200 см2, при опрыскивании растений в стадии цветения — до 126,4 см2 по сравнению с контролем (117,5 см2). Замачивание клубней в вытяжке из компоста и опрыскивание этой же вытяжкой показало результат несколько ниже контрольного (табл. 2).

Замачивание посевного материала в вытяжке из компоста и растворах активного вещества биогумуса отразилось на урожайности. Так, урожай с одного растения повысился соответственно до 514,5 и 577,5 г, что больше контроля (392,7 г) в 1,30 и 1,47 раза. При опрыскивании растений в стадии цветения вытяжкой из компоста урожайность оставалась на уровне контроля, при опрыскивании раствором активного вещества биогумуса (концентрация 1,5*10-4 %) — повышалась в 1,40 раза (см. табл. 2). В целом урожайность увеличилась на 35 % (26,2 т/га) (см. табл. 2).

2. Показатели развития и продуктивности у растений картофеля сорта Жуковский ранний под влиянием активного вещества биогумуса (опытный участок Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур, г. Орел, 2006 год)

При обработке активным веществом из биогумуса содержание крахмала в клубнях повышалось на 7,8 %, аскорбиновой кислоты — на 2,5 %. Обработка положительно повлияла на сохранность картофеля: число клубней, пораженных бактериальной гнилью, снизилось в 2 раза относительно контроля, фитофторозом — уменьшилось на 15 %, фузариозом — на 10 %.

Таким образом, препараты, полученные на основе биогумуса, обладают биологической активностью. Обработка посевного материала и опрыскивание растений раствором активного вещества биогумуса в концентрации 1,5х10-4 % увеличивает урожайность картофеля сорта Жуковский ранний на 35 %. Кроме того, препараты на основе биогумуса повышают устойчивость клубней к поражению бактериальной гнилью, фитофторозом и фузариозом при хранении.