Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние изученности вопроса
1.1 Общие представления о фитогормонах и их функциях 7
1.2 Рост, развитие и урожай картофеля в зависимости от применения регуляторов роста 17
1.3 Качество клубней картофеля в зависимости от применения регуляторов роста 27
ГЛАВА 2 Объект, условия и методика исследований
2.1 Почвенно-климатическая характеристика и погодные условия в годы исследований 36
2.2 Методика проведения исследований 41
2.3 Характеристика изучаемых регуляторов роста 44
ГЛАВА 3 Рост и развитие картофеля в зависимости от применения регуляторов роста
3.1 Фенологические наблюдения 47
3.2 Рост и развитие растений на период цветения 48
3.3 Динамика формирования ботвы 50
3.4 Динамика развития листовой поверхности и продуктивность фотосинтеза 51
3.5 Содержание хлорофилла в листьях растений картофеля 56
ГЛАВА 4 Урожайность и качество клубней картофеля в зависимости от прріменения регуляторов роста
4.1 Динамика накопления урожая клубней картофеля 58
4.2 Урожайность и товарность клубней картофеля 58
4.3 Структура урожая картофеля 62
4.4 Содержание сухого вещества и крахмала 65
4.5 Выход крахмала 67
4.6 Содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля 68
4.7 Пораженность клубней болезнями 72
4.8 Сохранность клубней картофеля 74
ГЛАВА 5 Химический состав клубней картофеля в зависимости от примененрія регуляторов роста
5.1 Содержание зольных элементов в клубнях картофеля 76
5.2 Микроэлементный состав клубней картофеля 79
5.3 Аминокислотный состав клубней картофеля 82
5.4 Содержание витаминов в клубнях картофеля 86
ГЛАВА 6 Биоэнергетическая оценка регуляторов роста
6.1 Экономическая оценка применения регуляторов роста 90
6.2 Биоэнергетическая оценка применения регуляторов роста 91
Выводы 95
Рекомендации производству 98
Литература
Приложения
- Рост, развитие и урожай картофеля в зависимости от применения регуляторов роста
- Почвенно-климатическая характеристика и погодные условия в годы исследований
- Динамика развития листовой поверхности и продуктивность фотосинтеза
- Урожайность и товарность клубней картофеля
Введение к работе
Актуальность темы. Картофель является одной из важнейших сельскохозяйственных культур лесостепи Среднего Поволжья, возделываемой на продовольственные, технические и кормовые цели. Более 80 % всего картофеля выращивается в личных подсобных хозяйствах, но продуктивность его посадок невелика, что обусловлено ведением хозяйства на низком технологическом уровне.
При применении удобрений и средств защиты растений повышается себестоимость производства картофеля и ухудшается экологическая обстановка в агроценозах, вследствие чего появилась потребность в поиске экономически эффективных и экологически чистых агроприемов, направленных на повышение его урожайности. К числу перспективных приемов относится обработка семенного материала и посадок картофеля регуляторами роста с целью изменения и активизации процессов жизнедеятельности растений.
К настоящему времени изучено влияние регуляторов роста на урожайность и качество картофеля в различных регионах России (С. Д. Перфильева, 1994; О.П. Полякова, 1995; О.А. Зауралов, 1997; Н.А. Немирова, 2000; В.М. Ковалев, Т.Н. Глушкова, 2001; Л.А. Хоренко, 2002).
Для лесостепной зоны Среднего Поволжья такие исследования единичны (А.Н. Поздняков, 1998), отсутствуют научнообоснованные данные по оценке влияния регуляторов роста на урожайность, качество и сохранность картофеля.
Проведение подобных исследований является актуальным и перспективным направлением в производстве картофеля.
Цель исследований - изучить влияние регуляторов роста на рост, развитие, урожайность и качество клубней картофеля.
При этом ставились следующие задачи:
1. Изучить особенности роста и развития растений картофеля и определить показатели фотосинтетической деятельности;
2. Изучить динамику накопления надземной массы и урожая картофеля в зависимости от применения регуляторов роста растений;
3. Определить влияние применения регуляторов роста на урожайность, качественные показатели (содержание крахмала, витаминов, аминокислот, тяжелых металлов и т.д.) и сохранность клубней картофеля;
4. Дать экономическую и энергетическую оценку и разработать рекомендации для практического использования регуляторов роста.
Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья проведены исследо вания по влиянию регуляторов роста на урожайность и качество картофеля.
Выявлено влияние регуляторов роста на процесс формирования урожая, изменения качественных показателей растений картофеля.
Дана энергетическая и экономическая оценка выращивания картофеля в зависимости от применения регуляторов роста. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Агроклиматический потенциал высокой урожайности картофеля в зависимости от применения регуляторов роста.
2. Использование регуляторов роста на картофеле для повышения урожайности, качества продукции, уменьшения потерь при хранении.
3. Улучшение химического состава клубней при применении регуляторов роста.
4. Снижение биоэнергетических и экономических затрат при возделывании картофеля в зависимости от применения регуляторов роста.
Практическая значимость работы заключается в том, что для условий лесостепи Среднего Поволжья выявлено влияние различного применения регуляторов роста при выращивании раннеспелого сорта картофеля Утенок.
Внедрение полученных результатов обеспечит повышение урожая от 0,4 до 8,3 т/га и улучшение качественных показателей клубней картофеля.
Проведена производственная проверка результатов исследований в муниципальном унитарном сельскохозяйственном предприятие «Горзелен-хоз».
Апробация работы. Основные положения диссертации и ее результаты доложены и получили одобрение на ежегодных научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2002 - 2003гг.), на Международных, Всероссийских, региональных и областных научно-практических конференциях в городах: Москва, Волгоград, Ульяновск, Пенза, Саратов (2002 - 2003гг.).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из шести глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 3 рисунка, 61 приложение. Список литературы включает 189 наименований, в том числе 30 зарубежных.
Рост, развитие и урожай картофеля в зависимости от применения регуляторов роста
Большинство применяемых в настоящее время регуляторов роста представляют собой гомологи и антагонисты природных фитогормонов или вещества, действие которых направлено на биосинтез и метаболизм фитогормонов в растении. До недавнего времени применяемые в растениеводстве синтетические регуляторы были представлены главным образом производными ауксинов, этилен - продуцентами и ретардантами, ингибирую-щими биосинтез гиббереллинов. В настоящее время новые эффективные регуляторы созданы за рубежом на основе цитокининов и абсцизовой кислоты (J. Jung, 1985).
Установлено, что активность клубней к прорастанию находится в тесной связи с наличием в них ростовых веществ и возрастает с повышением их содержания. Наиболее обеспечена ростовыми веществами верхушечная часть клубня, где они сконцентрированы главным образом в зоне расположения глазков. При прорастании клубня содержание ростовых веществ перераспределяется, и их становится больше в верхушке за счет обеднения ими других частей клубня. Боковые почки трогаются в рост медленно и часто не прорастают, остаются спящими. Это приводит к уменьшению числа стеблевых побегов, и, следовательно, к недобору урожая (B.C. Серебрянников, 1987).
Ростовые вещества повышают проницаемость протоплазмы клеток клубней, усиливают интенсивность дыхания и активность окислительно 18 восстановительных ферментов в ростках, способствуют быстрому превращению крахмала в сахар, изменяют содержание нуклеиновых кислот и усиливают интенсивность дыхания. В конечном итоге всходы бывают более дружными, кусты отличаются повышенным количеством стеблей, хорошим развитием и облиственностью. Все это ведет к увеличению урожая (В.Ф. Верзилов,1971; Н.А. Дорожкин, З.А. Дмитриева, В.В. Валуев, 1976; С.Н. Карманов, B.C. Серебрянников, 1991).
В исследованиях В.П. Деевой (1988) установлены регуляторные свойства синтетического соединения квартазин путем опрыскивания растений картофеля в фазе начала бутонизации в дозе 0,5-1,0 кг/га. Эффективность применения в значительной мере зависела от метеорологических условий года, обеспеченности почв органическими веществами и элементами минерального питания. В фазу цветения при применении квартазина усиливается интенсивность фотосинтеза, увеличивается количество клубней и площадь листьев, идет перестройка углеводного обмена растений и изменяется соотношение белковых и небелковых форм азота. Урожайность при этом составляет в среднем 40,3-43,8 т/га, что выше контрольного варианта на 2,3-4,4 т/га. Квартазин быстро поглощается листьями и передвигается по растению. Так, квартазин введенный через листья в фазе цветения, обнаруживается в клубнях уже через 3 часа после обработки. Препарат хорошо поглощается и быстро транспортируется в растении. Квартазин быстро распадается: уже через 15-20 дней после обработки в клубнях и листьях препарат не определяется.
Исследования О.П. Поляковой (1995) свидетельствуют, что для получения высоких урожаев картофеля на серых лесных среднесуглинистых почвах Нечерноземной зоны необходимо применять предпосадочную обработку семенного материала картофеля физиологически активным соединением фумар совместно с проращиванием клубней на свету. При этом появление всходов ускоряется на 4-5 дней, наблюдается увеличение стеблей и высоты растений, увеличивается накопление ботвы растений на 24-42%, листовой поверхности, содержания хлорофилла и чистой продуктивности фотосинтеза, что способствует увеличению урожая на 7,3-27,9 %. Обработка картофеля через 2 недели после появления всходов препаратами кинетин, лайма, квартазин в дозе 0,0002-0,002% стимулирует прохождение растениями биологических фаз развития, формирование надземной массы, ассимиляционной поверхности листьев, интенсивность процесса цветения и одновременно снижает содержание в листьях хлорофилла и интенсивность дыхания. Регуляторы роста вызывают увеличение урожая у слабоцветущих сортов (Домодедовский, Топаз) на 8,8-11,9%, у активно цветущих сортов (Невский, Раменский) на 5,3-8,3% по сравнению с контрольным вариантом. Повышение урожая под влиянием регуляторов роста происходит как за счет увеличения числа клубней под кустом, так и за счет их средней массы. Установлено, что регуляторы роста целесообразно использовать при выращивании как продовольственного, так и семенного картофеля, т.к. они оказывают положительное действие на продуктивность растений и на следующий год после применения - в последействии (С.Д. Перфильева, 1994).
Полевые опыты, проведённые в ОПХ «Коренево» Московской области показали, что предпосадочная обработка клубней регуляторами роста обеспечивает повышение урожайности картофеля на 8-22%. Оптимальным оказался вариант с использованием гиббереллина в сочетании с фоспино-лом, где превышение урожая по сравнению с контролем составило 6,9т/га или 20%. Увеличение урожая на 15 % получена в вариантах с использованием препарата лайма и гумата натрия. В вариантах с гуматом натрия, кроме того, отмечалось более раннее накопление урожая (В.П. Кирюхин, В.К. Серделов, 1986). В.К. Серделов (1986) отмечает, что полевые испытания препарата лайма на картофеле в различных почвенно-климатических зонах страны показали высокую эффективность опрыскивания растений на IV этапе органогенеза. Отмечен стимулирующий эффект препарата лайма в отношении площади ассимиляционной поверхности, образовании и роста столонов, формирования клубней. Применение препарата даёт прибавку урожайности ранних, среднеспелых и позднеспелых сортов картофеля 11 -33% по сравнению с контролем. Данные исследований P.P. Галеева (1997) показывают, что величина урожайности определяется не только технологией возделывания, но и сортовыми особенностями, типом почвы и погодными условиями. В многофакторных опытах выявлено, что влияние сорта (25-36%) превышает действие на урожайность картофеля густоты посадки (16%) и доз регуляторов роста (20-28%), влияние типа почвы (8-29%) более значительно, чем действие способа внесения применяемых регуляторов роста; погодные условия влияют на урожайность сильнее, чем отдельные регуляторы роста у разных сортов картофеля, а в экстремальных засушливых условиях без орошения в основном определяют урожайность картофеля.
В Западной Сибири проведено изучение регуляторов роста гумата натрия, квартазина, лайма на рост, развитие и урожайность картофеля. Разные способы обработки картофеля гуматом натрия (опрыскивание клубней перед посадкой и вегетирующих растений в фазу бутонизации) оказывают положительное действие на формирование и продуктивность работы листьев у разных по скороспелости сортов, что обеспечило повышение урожайности в среднем на 20-22% и улучшение сохранности клубней в 1,5 раза. Однократное опрыскивание растений препаратом лайма при дозе 2 кг/га увеличивало урожай на 11-19%. Опрыскивание квартазином клубней 0,5-1 кг/га и вегетирующих растений в дозе 0,5-1 кг/га обеспечивало увеличение урожая картофеля на 11-26% и снижало заболеваемость клубней при длительном хранении в 2 раза. Статистически доказана доля влияния на урожайность картофеля регуляторов роста - 22%, сорта - 40% и погодных условий - 28%. Запатентован способ повышения засухоустойчивости картофеля путем опрыскивания растений смесью регуляторов роста кампозан и гумат натрия, что в условиях сильной засухи способствует увеличению урожайности на 40% по отношению к контрольному варианту (P.P. Галеев, 1994; P.P. Галлеев, Е.А. Порядина, 1995).
Почвенно-климатическая характеристика и погодные условия в годы исследований
Экспериментальные данные свидетельствуют, что предпосадочная обработка клубней и вегетативной массы растений картофеля препаратами группы «Симбионт» оказывает положительное влияние на повышение пищевой ценности, снижает накопление токсичных соединений. Установлено относительное увеличение содержания крахмала на 7,0-7,5 %, сухих веществ на 5,5-7,4%, витамина С на 2,0-4,1%. Отмечается некоторое увеличение содержания микроэлементов (фосфора, калия, кальция) и повышение уровня белковых веществ в клубнях картофеля на 6,5- 37,7%, что обусловливается активизацией роста растений в период вегетации. В вариантах с обработкой регуляторами роста отмечено низкое содержание общего количества Сахаров, что играет немаловажную роль в формировании органолептических и технологических свойств клубней картофеля (Л.Г. Елисеева, А.Н. Неверов, Г.В. Ковров, Н.Е. Назарова,2002).
В южных областях в богарных условиях картофель часто подвергается вырождению. Обработка гормональным препаратом Симбионт 1 с сернокислой медью обеспечивает повышение устойчивости против вирусов и патогенных грибов. Установлено также увеличение микотрофности у различных сортов картофеля на 2-3 балла. Больших успехов можно достигнуть при применении повторной обработки гормональным препаратом с микродозами меди в потомстве картофеля, где отмечено увеличение интенсивности грибного симбиоза и связанное с тенсивности грибного симбиоза и связанное с ним повышение устойчивости к патогенам (Н.Н. Балашов, 1959).
Одним из методов профилактической борьбы с болезнями картофеля является применение регуляторов роста растений - индукторов устойчивости различной направленности действия, что способствует повышению его продуктивности. Регуляторы роста, влияя на общий метаболизм растения и его отдельные структуры, изменяют также устойчивость к болезням и репродуктивных органов - клубней, которые также становятся более устойчивыми к заболеваниям. Это действие регуляторов роста дает возможность сократить пестицидную нагрузку при протравливании клубней и обработке растений.
В опытах, проведенных во ВНИИКХ, установлено, что обработка клубней и растений препаратом лайма способствует получению высокого урожая клубней картофеля и значительному снижению развития болезней. Урожайность повышается на 3,2 т/га, а количество больных клубней снижается с 84,4 до 55,3%, т. е. в 1,5 раза. Уменьшается количество клубней, пораженных в разной степени паршой обыкновенной, ризоктонио-зом, фитофторой, а также сухой гнилью. В результате урожай здоровых клубней увеличивается в 3,4 раза, по сравнению с контрольным вариантом (А.С. Воловик, Т.П. Синицына, 1990).
О.Л. Озерецковская, Н.И. Васюкова (1993) изучали влияние брассиностероидов на рост и спороношение возбудителей фитофтороза картофеля. Установлено стимулирующее действие гомо- и эпибрасинолида в концентрации 10"16 - 10"10 на рост мицелия патогена, интенсивность его спорообразования и прорастания зооспор, что существенно усиливало развитие болезни и ослабляло иммунный статус растительных тканей, а в более высокой концентрации ингибировало эти процессы. Иммуностимулирующее действие брассиностероидов, по мнению данных исследователей, носит системный и продолжительный характер, распространяясь по всем тканям клубней картофеля. В полевых опытах проведенных в 1988 - 1990 гг. в учебно-опытном хозяйстве «Михайловское» Московской с.-х. академии им. К.А. Тимирязева на среднеспелом сорте картофеля Невский, обработка брассинолидом и фузикокцином способствовала усилению клубнеобразования, подавляла прорастание клубней при хранении, обеспечивала более длительное хранение и снижало количество заболевших клубней фитопатогенными грибами. При этом урожайность клубней увеличивалась на 11,4 - 40,3%, повышался выход стандартной фракции клубней (30-90 г.) на 9,0-25% (В.Н. Карсункина, Н.П. Карсункина, Л.С. Сухова, 1991). Исследованиями в опытах М.К.Деревягиной, С.В.Васильевой (2001) при изучении влияния предпосадочной обработки клубней картофеля ре гуляторами роста гумат калия и крезацин установлено, что регуляторы роста не оказывают существенного влияния на всхожесть, но стимулируют рост и развитие картофеля. Высота растений в среднем увеличивается на 1,0-2,9 см, число стеблей на 1 куст — на 0,4-0,7 шт., масса ботвы — на 0,12 0,15 кг, площадь листовой поверхности - на 0,12-0,15 м2 по сравнению с контрольным вариантом. Распространенность и степень развития альтер нариоза после применения крезацина снижались на 22,0 и 9,4%, фитофто роза - до 24,8 и 5,9% (в контроле 81,5 и 33,6%»), после гумата калия - до 22,7 и 5,3%. Снижалось также количество клубней, пораженных патогена ми и удушьем. ; В 1986 — 1989 гг. при изучении влияния регуляторов роста на возбудителей черной ножки и кольцевой гнили установлено, что при обработке клубней кинетином распространенность черной ножки снижается с 5,1 до 0,3%, при обработке вегетативной массы растений регулятором роста лайма - до 1,8%. Наименьшее количество растений с признаками кольцевой гнили наблюдалось в вариантах, где регуляторами роста обрабатывались семенные клубни. Два опрыскивания растений уступают по эффективности обработке клубней или обработке вегетативной массы (Т.П. Синицына, 1990).
В полевом мелкоделяночном опыте на картофеле сорта Темп изучали влияние предпосадочной обработки клубней картофеля регуляторами роста эль-1, эпин, крезацин на урожай и его качество. Увеличение урожая при применении регуляторов роста составило от 11,8 до 26,5%. На фоне незначительного проявления фитофтороза пораженность растений опытных вариантов в течение вегетационного периода была значительно ниже, чем на контрольном варианте. Степень поражения болезнью клубней нового урожая не превышала 11,0 %, в то время как на контрольном варианте она достигала 20,8%. Существенно снижалась пораженность паршой обыкновенной и ризоктониозом. При этом уровень содержания цезия 137 в клубнях картофеля уменьшался на 12-25% (А.С. Филипас, Л.Н. Ульяненко, 2001).
В результате исследований, проведенных в 1999-2000 гг. было установлено, что регуляторы роста потейтин и эмистим С оказывают иммуностимулирующее действие на сорта с низкой и средней полевой устойчивостью с продолжительностью действия 5-10 дней. При этом их биологическая эффективность повышается на 10,3-24,3%. Использование регуляторов роста совместно с фунгицидом ридомил Мц при снижении нормы использования фунгицида на 25-30% против фитофтороза целесообразно для профилактической обработки и при первых признаках заболевания (СВ. Харчук, 2000).
Г. Л. Матевосян (1997) совместно с сотрудниками Санкт-Петербургского ГАУ разработали комплексную технологию применения регуляторов роста и гербицидов на картофеле. Было изучено влияние взаимодействия регуляторов роста (дифосэта и гибберсиба) и гербицидов на картофеле сорта Невский. Сочетание дифосэта с гербицидами стимулировало рост и развитие растений, увеличивало содержание хлорофилла и сухих веществ в листьях, индуцировало образование клубней и повышало урожайность на 52-81%. Гибель сорняков в комбинированных вариантах составила 88-90%. Биохимический анализ клубней показал увеличение содержания крахмала на 1,9-3,9%, сухих веществ на 1,5-2,2%, Сахаров на 0,1-0,32%, и снижения уровня нитратов на 15-20 мг/кг.
Динамика развития листовой поверхности и продуктивность фотосинтеза
Величина урожая определяется двумя основными факторами — размерами площади листьев и продуктивностью их работы. Оба эти фактора во многом зависят от условий внешней среды (интенсивность освещения, температуры, водного режима, почвенного плодородия). Для получения высоких и устойчивых урожаев в различных климатических зонах необходимо располагать сведениями о том, как влияют почвенно-климатические условия той или иной зоны на основные элементы фотосинтетической продуктивности растений — площадь листьев и чистую продуктивность фотосинтеза. Только располагая такими сведениями, можно намечать пути для дальнейшего повышения урожайности, способствуя формированию более мощной площади листьев в посевах и направляя ее развитие по оптимальным графикам или обеспечивая высокую продуктивность ее фотосинтеза, в зависимости от того, какой из этих факторов в большей степени лимитирует формирование урожая в конкретных условиях внешней среды ( Б.А. Писарев, 1977; А.Н.Орлов, 1999). Наши исследования показали, что ассимиляционная поверхность листьев меняется в зависимости от применения регуляторов роста. Наименьшие значения листовой поверхности по всем фазам развития и вариантам во все годы исследований получена в контрольном варианте - 15,7 -32,3 тыс.м2 /га.
К периоду максимального формирования листовой поверхности (через 10 дней после цветения) совместная обработка клубней и вегетативной массы различными регуляторами роста увеличивала площадь листовой по-верхности на 5,1-7,7 тыс. м /га по сравнению с контрольным вариантом.
Наибольшая площадь листовой поверхности формируется через 10 дней после цветения при предпосадочной обработке клубней с последующей обработкой вегетативной массы регулятором роста Атоник 40.0 тыс.м2/га., что выше контрольного варианта на 7,7 тыс.м2/га ( табл.3). При в#зятии динамической пробы через 20 дней после цветения пло щадь листовой поверхности начинает уменьшаться на 3-15% в результате естественного старения листьев и оттока пластических веществ из них. Однако соотношение площадей листовой поверхности по вариантам обра боток регуляторами роста сохранялось. Погодные условия также оказывают заметное влияние на процесс развития листовой поверхности. В условиях засушливого 2002г. растения картофеля смогли сформировать максимальную площадь листьев к 30 июля. Причем, наибольшей она была в вариантах с обработкой клубней регу-лятором роста Атоник - 29,0 тыс. м /га, что выше контрольного варианта на 4,9 тыс. м /га. В условиях 2001 и 2003гг. растения картофеля сформировали более мощный ассимиляционный аппарат по сравнению с 2002 годом - 51,2 и 40.1 тыс. м /га. Фотосинтез это универсальный физиологический процесс, в ходе которого создается 90-95% органического вещества растений. Одной из важнейших величин характеризующих фотосинтетическую деятельность растения, является показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), выражающий количество сухой массы растения, синтезированной единицей площади листьев. (А.А. Ничипорович,1963; А.П. Волынец, Р.А. Прохорчик, 1983)
Причины снижения урожая картофеля иногда объясняют подавлением ростовых процессов, ведущих к уменьшению листовой поверхности, без учета воздействия их на фотосинтетическую деятельность растений. В связи с этим основной целью наших исследований явилось изучение комплексного влияния регуляторов роста на основные показатели фотосинтетической деятельности картофеля.
Средняя продуктивность фотосинтеза за все годы исследований свидетельствует о его активизации при применении регуляторов роста, по сравнению с контрольным вариантом. Применение регуляторов роста усиливает процессы фотосинтеза, что играет ведущую роль в определении конечного урожая (табл.4).
Наибольший фотосинтетический потенциал отмечен в варианте с совместной обработкой клубней и вегетативной массы регулятором роста Атоник - 868 тыс. м сутки/ га, что на 18,7 % выше контрольного варианта. В этом же варианте отмечена наибольшая чистая продуктивность фото-синтеза - 4,95 г/м сутки, что на 15,1 % выше чем в контрольном варианте.
Применение регуляторов роста усиливает обменные процессы фотосинтеза, что оказывает прямое влияние на накопление урожая. Это связано с более интенсивными процессами фотосинтеза, продукты которого накапливаются в клубнях картофеля. На основании проведенных исследований можно отметить, что рост вегетативной массы и особенно формирование листовой поверхности растений является решающим фактором, определяющим величину урожая картофеля. От мощной листовой поверхности зависит фотосинтез и общая продуктивность растений.
Урожайность и товарность клубней картофеля
В настоящее время уделяется большое внимание экологической чистоте сельскохозяйственной продукции. Тяжелые металлы являются наиболее опасными загрязняющими веществами, 90% их накапливается в почве, оттуда они мигрируют в воду, поглощаются растениями и т.д. К тяжелым металлам относятся химические элементы, имеющие плотность более 5 г/см3 и атомную массу более 40 единиц. Особо опасны As, Cd, Hg, Ni, Cr.
Металлы Pb, Cd, Sr, Zn способны подавлять наиболее значимые процессы метаболизма, тормозят рост и развитие растений. В малых количествах они входят в состав биологически активных веществ, регулируют процессы жизнедеятельности. В России около 40% сельскохозяйственной продукции загрязнено токсичными веществами. Улучшение сельскохозяйственного производства имеет целью получения качественного продовольствия в условиях антропогенного воздействия на окружающую среду.
Они подавляют наиболее значимые процессы метаболизма, тормозят рост и развитие растений, что повышает количество токсичных элементов в продукции растениеводства, создающих угрозу здоровью животных и человека. На химический состав растений наибольшее действие оказывают физико-химические свойства почвы, применение удобрений, известкование, применение микроэлементов и физиологические
Негативное влияние вызывает технологическая эмиссия. В растение с выбросами топливно-энергетического и машиностроительных комплексов поступает значительный поток химических веществ, в том числе и тяжелых металлов.
Ежегодно каждый квадратный метр поверхности почвы адсорбирует до 6 кг химических веществ (свинец, кадмий и др.). Они накапливаются растениями и по трофическим уровням передаются в организмы животных и человека, в результате происходит отравление организма различными токси-канами.
Перед сельским хозяйством стоит задача производства экологически безопасной продукции, соответствующей установленным общегигиеническим, токсикологическим нормативам, не оказывающей негативное влияние на здоровье человека.
При анализе клубней картофеля на содержание тяжелых металлов было установлено, что при применении регуляторов роста происходит снижение содержания всех тяжелых металлов, по сравнению с контрольным вариантом. По интенсивности снижения их содержания составлен ряд: As Pb Си Zn. Данные показывают, что при совместной обработке клубней и вегетативной массы регулятором роста Атоник в клубнях картофеля содержание мышьяка по отношению к контрольному варианту снижается на 0,015 мг/кг, свинца - на 0,18, меди - на 0,41, цинка - на 0,6мг/кг. Таким образом, применение регуляторов роста снижает накопление тяжелых металлов в клубнях картофеля (табл. 12).
Загрязнение сельскохозяйственных культур радионуклидами представляет большую опасность для здоровья человека. Сельскохозяйственные культуры, в частности картофель, поступают в пищу человека без переработки, поэтому количество радионуклидов в них может целиком переходить в организм человека.
Сравнительно мало радионуклидов в картофеле, что в известной мере связано с концентрацией калия и кальция в клубнях. Малое количество радионуклидов в клубнях картофеля по сравнению с корнеплодами (свеклы и моркови) объясняется тем, что клубни картофеля это видоизмененный стебель. Это значит, что радионуклиды поступают в надземную часть растения, минуя клубни. В наружной части клубня радионуклидов на 1 г сухого вещества в 3 раза больше, чем в остальной части клубня. В побочной части урожая картофеля (листья, ботва) радионуклидов содержится на единицу веса сухого вещества в 6-35 раз больше, чем в товарной продукции (клубни).
Наши исследования показали, что основное количество радионуклидов концентрируется в ботве картофеля и значительно меньше в клубнях. В среднем за годы исследований содержание радионуклидов в клубнях картофеля составило: 137Cs - 8,0 - 10,3 Бк/кг, 90Sr- 0,37 - 0,65 Бк/кг.
Одним из мероприятий по снижению поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию может являться обработка картофеля регуляторами роста растений, которые широко применяются в интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Снижение концентрации радионуклидов в урожае при применении регуляторов роста может быть вызвано следующими причинами: увеличением биомассы; увеличением в растении ионов калия и кальция, которые являются антагонистами ионов радионуклидов. Так, увеличение содержания ионов кальция в растении приводит к су-щественному уменьшению поступления Sr, а увеличение ионов калия уменьшается накопление ,37Cs. При совместной обработке клубней и вегетативной массы регулятором, роста Эль- 1 содержание калия увеличивается до 2,32%, что снижает со держание Cs на 29%, а увеличение содержание кальция до 0,114% снижает содержание 90Sr на 71%. Такое количество радионуклидов соответствует нормам ПДК установленных СанПиН 2.3.2.1078-01. Таким образом, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что обработка регуляторами роста растений картофеля оказывает положительное влияние на пищевую ценность и снижает накопление токсичных соединений.
