Влияние корневой подкормки органоминеральными и биоорганическими удобрениями на продуктивность картофеля сорта челленджер в защищенном грунте

Введение. Поиск эффективных путей оптимизации процесса оригинального семеноводства картофеля в современных условиях имеет большое значение. Особенно это актуально на первичных этапах технологической цепочки размножения посадочного материала культуры, а именно на этапах клонального микроразмножения растений в стерильных условиях in vitro в биотехнологических лабораториях и последующего выращивания из размноженных растений-регенерантов тепличных миниклубней (ТМК) в тепличных условиях [1, 2]. Практическая значимость работы, результаты которой представлены в данной статье, заключается в апробации и изучении различных вариантов корневой подкормки вегетирующих растений картофеля, выращиваемых в контейнерной культуре в условиях защищенного грунта – арочной теплицы. Проведение исследовательских работ такого рода направлено главным образом на оптимизацию режимов питания растений в технологии оригинального семеноводства картофеля на основе клонального микроразмножения посадочного материала [3]. Тепличные миниклубни картофеля (ТМК) являются первым клубневым потомством стерильных растений картофеля, выращиваемых в условиях защищенного грунта (теплицы). Получение максимально возможного количества высококачественных кондиционных миниклубней (ТМК) с каждого куста является первоочередной задачей в оригинальном семеноводстве картофеля [4, 5].

В данном направлении определенный практический интерес представляет изучение баковых смесей различных видов комплексных водорастворимых удобрений с биоорганическими удобрениями, как прием, способствующий повышению эффективности действия удобрений. Одним из прогрессивных направлений повышения плодородия почв, а также урожайности, качества и экологической безопасности растениеводческой продукции является использование при возделывании растений биопрепаратов на основе минеральных компонентов, природных минералов, гуминовых веществ [6–11].

Цель исследований – определение эффективности применения различных сочетаний комплексных водорастворимых удобрений и биоорганических удобрений в баковых смесях при корневой подкормке растений картофеля сорта Челленжер, выращиваемых в контейнерной культуре в условиях защищенного грунта.

Задачи: проведение оценки формирования основных морфометрических параметров и особенностей роста и развития растений картофеля сорта Челленжер при использовании корневой подкормки исследуемыми комбинациями удобрений; оценки семенной продуктивности ТМК (тепличных миниклубней) картофеля сорта Челленжер при использовании корневой подкормки исследуемыми комбинациями удоб- рений; проведение оценки структуры урожая ТМК картофеля сорта Челленжер при использовании корневой подкормки исследуемыми комбинациями удобрений; оценки наличия скрытой патогенной инфекции в клеточном соке вегетирующих частей растений картофеля сорта Челленжер на исследуемых вариантах опыта.

Объекты и методы . Фенологические наблюдения, учет высоты растений, учет количества побегов на опытных растениях в период вегетации проводили в соответствии с общепринятыми методиками опытного дела по культуре картофеля [12–14]. Уборка общего количества миниклубней в опыте осуществлялась вручную. Учет всех миниклубней проводился на десяти растениях в повторности, с последующим фракционированием клубней и взвешиванием.

В период вегетации культуры проводили защитные мероприятия от вредящих объектов. Пестицидная обработка растений проводилась с помощью опрыскивателя по стандартной схеме – от вредителей (колорадский жук, тли) применяли инсектициды «Регент» (0,02 л/га) и «Актара» (80,0 г/га); от болезней – фунгицид «Ридомил Голд» (2,5 кг/га). Объем рабочей жидкости – 300 л/га.

Полив растений картофеля в теплице осуществлялся автоматически методом дождевания по мере необходимости.

Фитосанитарный мониторинг скрытой вирусной инфекции в вегетирующих частях растений картофеля проводили ИФА-методом (методом иммуноферментного анализа), используя для этого отечественные диагностикумы ВНИИКХ им А.Г. Лорха (ГОСТ 33996-2016) [15]. Проведение ИФА-диагностики осуществляли с помощью автоматического промывателя планшетов ППА-01 ПРОПЛАН, используемого для отмывки планшетов из 96 микрокювет. Оценку результатов ИФА проводили инструментально при помощи анализатора иммуноферментных реакций – АИФР «УНИПЛАН» с длиной волны 492 нм.

Процедура выделения клеточного сока из листовых проб картофеля с помощью лабораторного пресса с последующим забором в конические пластиковые пробирки «Эппендорф» с герметично закрывающейся крышкой в условиях лаборатории молекулярной диагностики представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Выделение клеточного сока лабораторным прессом из листовых проб картофеля для проведения ИФА-диагностики Cell sap extraction on rollers from potato leaf samples for ELISA diagnostics

Статистическая обработка полученных экспериментальных данных методом дисперсионного анализа проводилась с использованием прикладных программ EXCEL и STATGRAFICS.

В качестве объектов исследований были использованы вегетирующие тепличные растения в контейнерной культуре и семенные миниклубни (ТМК) картофеля сорта Челленжер.

Сорт Челленжер является среднеспелым сортом, пригоден для переработки, а также для производства картофеля «фри». Период от всходов до уборки урожая составляет в среднем 80–95 дней. Кожура клубня желтая. Мякоть светло-желтая. Масса товарного клубня может варьировать от 86 до 116 г. Средняя урожайность клубней составляет 199–309 ц/га, а максимальная может достигать 387 ц/га. Товарность клубней колеблется в пределах от 80 до 96 %. Содержание крахмала достигает 16,3– 19,5 % [16].

Вегетирующие растения картофеля сорта Челленжер в условиях арочной теплицы туннельного типа представлены на рисунке 2. Теплицы, предназначенные для выращивания оригинальных семян картофеля, расположены на территории опытного поля ФГБОУ ВО Костромская ГСХА.

Рис. 2. Вегетирующие растения картофеля сорта Челленжер в защищенном грунте перед началом проведения опыта (вторая декада июня 2022 г.) Vegetative potato plants of the Challenger variety in a protected environment before the start of the experiment (second ten days of June 2022)

Перед закладкой и проведением вегетационного опыта в условиях защищенного грунта растения картофеля предварительно в период осень-зима-весна были массово размножены в стерильных условиях учебно-производственной лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии методом клонального микроразмножения (микрочеренкования).

Перед началом проведения этапа адаптации ex vitro , т. е. пересадкой размноженных растений в нестерильные условия торфяного субстрата, проводилось отмывание корневой системы от остатков питательной среды, а также обязательное обеззараживание непосредственно торфяного грунта раствором перманганата калия. Адаптация размноженных в условиях in vitro растений картофеля осуществлялась в грунт марки «Агробалт С», состоящий из верхового сфагнового торфа низкой степени разложения, известняковой (доломитовой) муки, комплексных минеральных удобрений с полным набором макро- и микроэлементов (N общ. – 150 мг/л; Ca – 120; Mg – 30; P 2 O 5 – 150; K 2 O – 250 мг/л). Кислотность субстрата рН = 5,5–6,2; содержание органического вещества – не менее 80 %, фракционный состав – 0–20 мм.

В качестве предметов исследований использовались комплексные водорастворимые органоминеральные и биоорганические удобрения преимущественно отечественного производства:

– Комплексное водорастворимое органоминеральное удобрение «Акварин Универсальный» производства «Буйского химического завода» Костромской области. Элементный состав удобрения: азот – 18 %, фосфор – 18, калий – 18, магний – 2, сера – 1,5 %; микроэлементы: железо (ДТПА) – 0,054 %, цинк (ЭДТА) – 0,014, медь (ЭДТА) – 0,01, марганец (ЭДТА) – 0,042, молибден – 0,004, бор – 0,02 % [17].

– Комплексное водорастворимое органоминеральное удобрение «BATR овощной» производства ООО «НПЦ «Сервис-Агро» Республики Татарстан. Элементный состав удобрения: аминокислоты – 7 %, гуминовые кислоты – 10 г/л, комплекс органических кислот (янтарная, лимонная, аскорбиновая) – 20 г/л, азот – 5 %, фосфор – 6, калий – 9, магний – 0,15, сера – 2,3, цинк – 0,05, медь – 0,05, железо – 0,02 % [18].

– Полимерное минеральное удобрение «Ви-танолл NP» производства ООО «Агромаркет

24» (г. Санкт-Петербург). Элементный состав удобрения: азот – 9–12 %, фосфор – 28–30, сера – 0,05, магний – 0,05, цинк – 0,02, марганец – 0,02, бор – 0,02 % [19].

– Биоорганическое удобрение «Альбит» – эффективный биопрепарат, универсальный регулятор роста растений со свойствами фунгицида и комплексного удобрения производства ООО НПФ «АЛЬБИТ» Московской области. Элементный состав удобрения: поли-бета-гидроксимасляная кислота – 6,2 г/кг, магний сернокислый – 29,8, калий фосфорнокислый – 91,1, калий азотнокислый – 91,2, карбамид (мочевина) – 181,5 г/кг [20].

– Биоорганические удобрения «Полистин» и «Прорастин» производства ООО «ГРИНТЕК» (г. Москва). Эти препараты являются продуктами переработки отходов птицефабрики и содержат набор макро- и микроэлементов, значительное количество аминокислот, пептидов и фитогормонов естественного происхождения (ауксинов, гиббереллинов, цитокининов), гуминовые и фульвосоединения, а также природные вещества, обладающие бактерицидными и фунгицидными свойствами (серу, бензойную кислоту), и комбинацию штаммов ризосферных микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов [21].

Опыт проводили в условиях защищенного грунта – арочной теплице туннельного типа на площади 300 м2 в соответствии с утвержденными методиками. Размер каждой учетной площадки составлял 10 м2. Корневая подкормка растений проводилась согласно схеме опыта в начале фазы бутонизации культуры (вторая декада июля). Нормы внесения исследуемых удобрений были составлены, основываясь на рекомендованных производителем дозировках к каждому конкретному препарату. Корневая подкормка растений картофеля исследуемыми группами препаратов осуществлялась вручную методом полива. Исследуемые удобрения применялись в виде баковой смеси с комплексным водорастворимым органоминеральным удобрением «Акварин».

Уборка миниклубней проводилась в сентябре вручную. Повторность опыта – 3-кратная.

Опыт в защищенном грунте (в условиях теплицы) закладывался и проводился в 2022 и 2023 гг. в соответствии со схемой, представленной в таблице 1.

Таблица 1

Схема опыта в защищенном грунте (категория выращиваемого семенного материала картофеля – ТМК (тепличные миниклубни))

Scheme of the experiment in protected ground (category of grown seed material of potatoes – TMK (greenhouse minitubers))

Номер варианта	Вариант вегетационного опыта	Норма расхода удобрений
1	Контроль (без обработки)	–
2	Акварин	2,0 кг/га
3	Акварин + Альбит	2,0 кг/га + 50,0 мл/га
4	Акварин + Полистин	2,0 кг/га + 2,0 л/га
5	Акварин + Прорастин	2,0 кг/га + 1,0 л/га
6	Акварин + BATR овощной	2,0 кг/га + 3,0 л/га
7	Акварин + Витанолл NP	2,0 кг/га + 1,5 л/га

Результаты и их обсуждение. Через 14 дней после проведения подкормок исследуемыми комбинациями удобрений проводили учет высоты растений и количества побегов на растениях картофеля.

Проведение биометрических измерений основных учитываемых показателей, а именно высоты растений и продуктивной кустистости, осуществлялось через 2 недели после применения корневых подкормок смесями удобрений. На момент измерения высоты растений картофеля сорта Челленжер было установлено, что наименьшая высота отмечалась на растениях контрольного варианта (без применения подкормки) – 42,3 см (рис. 3). На всех опытных вариантах высота растений была существенно выше фона («Акварин»), особенно выделились такие варианты, как: «Акварин» + «Полистин» – 56,0 см, «Акварин + Альбит» – 53,2, «Акварин» + «BATR овощной» – 52,2 см. Сравнивая высоту растений на изучаемых вариантах с фоном (вариант «Акварин») отмечаем превышение этого показателя только при дополнительном внесении с фоном препаратов «Альбит», «Полистин» и «BATR овощной».

Рис. 3. Влияние различных вариантов корневой подкормки на сформировавшуюся высоту растений картофеля сорта Челленжер в фазу цветения (среднее), см The effect of various root dressing options on the formed height of Challenger potato plants during the flowering phase (average), cm

Количество побегов на растениях картофеля в годы проведения исследований независимо от варианта обработки растений было на уровне 3,0 шт/растение.

За две недели до уборки миниклубней подсохшую на корню ботву удаляли вручную.

Проведение учета урожая картофеля в условиях защищенного грунта по сорту Челленжер позволило определить среднее количество миниклубней, формируемое каждым растением на контрольном варианте и при различных вариантах проведения корневых подкормок растений. За вегетационные периоды 2022 и 2023 гг. исследований среднее количество миниклубней на всех вариантах, включая и контрольный вариант, находилось в диапазоне от 6,0 до 9,0 шт/куст (табл. 2). Также следует отметить, что такое количество миниклубней является достаточно приемлемым для данного сорта, так как оригинаторами сорта указывается средняя продуктивность от 6,0 до 10,0 шт/куст.

Как показывают результаты таблицы 2, на увеличение общего количества полученных миниклубней положительное влияние оказывала большая часть испытуемых вариантов баковых смесей органоминеральных удобрений и биопрепаратов. А именно применение таких сочетаний удобрений, как «Акварин» + «BATR овощной» позволило получить до 8,73 штук миниклубней с каждого куста; сочетание удобрений «Акварин» + «Полистин» – до 8,57; «Акварин + Витанолл NP» – до 8,07 штук с куста. Количество миниклубней, полученных на фоне «Акварин», составляло в среднем 6,14 штук на куст.

Таблица 2

Влияние различных вариантов корневой подкормки на общее количество миниклубней (ТМК) картофеля сорта Челленжер (среднее), штук/куст

Effect of different variants of root fertilization on the total number of mini-tubers of potato variety Challenger (average), pieces/bush

Вариант вегетационного опыта	Общее количество	± к контролю	± к фону (Акварин)
Контроль (без обработки)	5,92	×	×
Акварин	6,14	+ 0,21	×
Акварин + Альбит	6,80	+ 0,88	+0,66
Акварин + Полистин	8,57	+ 2,65	+2,43
Акварин + Прорастин	6,55	+ 0,63	+0,41
Акварин + BATR овощной	8,73	+ 2,81	+2,59
Акварин + Витанолл NP	8,07	+ 2,15	+1,93
НСР 05	1,60	×	×

Применяемые препараты оказывали также определенное влияние не только на формирование общего урожая миниклубней, но и на его фракционный состав (рис. 4). В результате проведенных исследований было установлено, что применение смесей удобрений способствовало снижению в общем учетном урожае доли некондиционных миниклубней. На фоновом варианте с применением только удобрения «Акварин» такой фракции не было выявлено совсем.

Кроме того, на каждом из опытных вариантов было отмечено увеличение количества миниклубней средней фракции в среднем на 1,0 шт/куст. Также было установлено большее количество миниклубней мелкой фракции на вариантах: «Акварин» + «BATR овощной» – 5,4 шт/куст, «Акварин» + «Полистин» – 4,9, «Акварин» + «Витанолл NP» – 4,8 шт/куст по сравнению с фоном (3,3 шт/куст), что говорит о положительном влиянии применяемых препаратов.

Количество мини-клубней (ТМК) картофеля сорта Челленжер по фракциям (среднее, штук/куст)

Акварин + Витанолл NP

Акварин + BATR овощной

Акварин + Прорастин

Акварин+ Полистин

Акварин + Альбит

Акварин

Контроль (без обработки)

0123456789 10

Рис. 4. Влияние различных вариантов корневой подкормки на количество тепличных миниклубней (ТМК) картофеля сорта Челленжер по фракциям (среднее), шт/куст The influence of different root feeding options on the number of greenhouse minitubers (HMT) of the Challenger potato variety by fractions (average), pieces/bush

При учете общего урожая картофеля сорта Челленжер в весовом выражении было установлено, что достоверная прибавка общей массы всех миниклубней с одного куста была на мок смесями препаратов «Акварин» + «BATR овощной», «Акварин» + «Витанолл NP», «Акварин» + «Полистин» по сравнению с фоном (табл. 3).

вариантах после проведения корневых подкор-

Таблица 3

Влияние различных вариантов корневой подкормки на урожайность миниклубней картофеля сорта Челленжер, г/куст)

Effect of different variants of root fertilization on the yield of minitubers of potato variety Challenger, g/bush

Вариант вегетационного опыта	Общее количество	± к контролю	± к фону (Акварин)
Контроль (без обработки)	143,42	×	×
Акварин	182,43	+ 39,01	×
Акварин + Альбит	168,03	+ 24,61	-14,40
Акварин + Полистин	241,53	+ 98,11	+59,10
Акварин + Прорастин	199,15	+ 55,73	+16,72
Акварин + BATR овощной	257,70	+ 114,28	+75,27
Акварин + Витанолл NP	256,53	+ 113,11	+74,10
НСР 05	58,27	×	×

Анализируя вес полученных миниклубней каждой фракции отдельно, было выявлено следующее: в общем учетном урожае вес миниклубней крупной и средней фракций превышал аналогичные значения варианта «Акварин» (фон) на всех испытуемых вариантах препаратов, кроме «Акварин» + «Альбит» (рис. 5). Осо- бенно выделялись варианты: «Акварин» + «Ви-танолл NP» и «Акварин» + «BATR овощной», где вес миниклубней был в 2 раза выше, чем на фоне (вариант «Акварин»). Также на всех опытных вариантах был отмечен больший вес миниклубней мелкой фракции, ввиду их большего количества.

Вес мини-клубней (ТМК) картофеля сорта Челленжер по фракциям (среднее, грамм/куст)

Акварин+ Витанолл NP

Акварин+ BATR овощной

Акварин + Прорастин

Акварин+ Полистин

Акварин + Альбит

Акварин

Контроль (без обработки)

Рис. 5. Влияние различных вариантов корневой подкормки на вес тепличных миниклубней (ТМК) картофеля сорта Челленжер по фракциям (среднее), г/куст The influence of different root feeding options on the weight of greenhouse minitubers (HMT) of the Challenger potato variety by fractions (average), g/bush

При возделывании картофеля на питомниках оригинального семенного материала растения несколько раз за вегетационный период тестируют на наличие скрытой патогенной инфекции. Наряду с полевой апробацией это является обязательным дополнением к объективной оценке фитосанитарного состояния. В практике первичного семеноводства картофеля для определения степени зараженности растений патогенами существует несколько методов, однако наиболее часто используют ПЦР-анализ (полимеразная цепная реакция) и ИФА-диагностику. В соответствии с ГОСТ 33996-2016 на семенных посадках картофеля категорий ОС растительный материал тестируют на наличие следующих патогенов: вирусы X, Y, M, L, S, а также некоторые виды бактериозов (табл. 4). Наличие растений в образце с положительной реакцией на фитопато-генные вирусы X, S, M репродукции картофеля ССЭ не должно превышать 9 %, тогда как количество так называемых «тяжелых вирусов» Y и L – не более 1 % (ГОСТ 33996-2016 «Картофель семенной. Технические условия и методы определения качества»).

В соответствии с методикой проведения анализов, в фазу окончания цветения растений картофеля проводили отбор листовых проб (с 3 растений в каждую пробу), не менее чем 10 проб по каждому варианту в герметичные полиэтиленовые пакеты.

Растение считается достоверно зараженным, если по результатам ИФА-анализа оптическая плотность раствора субстрата превышает значение 0,40.

Таблица 4

Наличие в растениях картофеля сорта Челленжер скрытой вирусной инфекции (опыт в защищенном грунте)

Presence of latent virus infection in potato plants of the Challenger variety (experience in protected soil)

Вариант вегетационного опыта	Разновидность анализируемых вирусов
	X	Y	L	S	M
Контроль (без обработки)	–	–	–	–	–
Акварин	–	–	–	–	–
Акварин + Альбит	–	–	–	–	–
Акварин + Полистин	–	–	–	–	–
Акварин + Прорастин	–	–	–	–	–
Акварин + BATR овощной	–	–	–	–	–
Акварин + Витанолл NP		–	–	–	–

Примечание: «–» – наличие инфекции не установлено.

Анализ наличия латентной вирусной инфекции в листовых пробах был выполнен нашей исследовательской группой в лаборатории молекулярной диагностики патогенов самостоятельно. Результаты проведенного анализа (см. табл. 4), позволили сделать заключение, что исследуемых штаммов вирусов в растениях картофеля сорта Челленжер за проводимые периоды исследований выявлено не было, независимо от изучаемых вариантов опытов.

Заключение. В результате проведенных исследований, было установлено, что все испытуемые варианты корневых подкормок в той или иной степени оказывали положительное влияние на формирование основных биометрических показателей роста и развития растений, а также на продуктивность и качество получаемых миниклубней картофеля сорта Челленжер в контейнерной культуре в условиях защищенного грунта независимо от года исследований.

Более активному приросту растений в высоту способствовало применение следующих комбинаций удобрений: «Акварин» (2,0 кг/га) + «Полистин» (2,0 л/га), «Акварин» (2,0 кг/га) + «Альбит» (50,0 мл/га), «Акварин» (2,0 кг/га) + «BATR овощной» (3,0 л/га). Разница на данных вариантах была выше как в сравнении с контролем, так и с фоном.

Наибольшее количество тепличных миниклубней с каждого куста было получено при использовании сочетаний удобрений: «Акварин» +

«BATR овощной» – до 8,73 шт/куста; «Акварин» + «Полистин» – 8,57 шт/куста; «Акварин» + «Витанолл NP» – 8,07 шт/куста. При этом достоверную прибавку по этому показателю отмечаем на вариантах с дополнением к фону препаратов «Полистин», «BATR овощной» и «Витанолл NP».

Достоверную прибавку общей массы всех миниклубней с одного куста в сравнении с фоном «Акварин» была выявлена на вариантах с препаратами «BATR овощной» – + 75,27 г/куст, «Витанолл NP» – + 74,10 и «Полистин» – + 59,10 г/куст. Несущественное превышение по этому показателю отмечаем в варианте с применением на фоне «Акварин» препарата «Прорастим». По препарату «Альбит» выявлено несущественное снижение массы миниклубней по сравнению с фоном.

Вес миниклубней крупной и средней фракций был в 1,3 раза выше, по сравнению с фоном («Акварин») на вариантах: «Акварин» (2,0 кг/га) + «Витанолл NP» (1,5 л/га) и «Акварин» (2,0 кг/га) + «BATR овощной» (3,0 л/га).

Наличия скрытой вирусной инфекции в листовых пробах картофеля ни на одном из вариантов в годы проведения исследований обнаружено не было.

Полученные результаты являются актуальными и практически значимыми для сельхозтоваропроизводителей оригинального и элитного посадочного материала картофеля.