«Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева»
| Вид материала | Автореферат |
- Эффективность хозяйственного использования животных разных генотипов в холмогорской, 304.53kb.
- «Рязанский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова Федерального, 241.22kb.
- Осрб 1-36 04 02-2008, 702.53kb.
- Информационное письмо гоу впо «Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина», 61.38kb.
- А. А. Никольский Рязанские топонимы в художественной литературе, 536.95kb.
- Булатецкий Сергей Владиславович, 940.84kb.
- И. С. Собенников диагностика рака предстательной железы методические рекомендации, 388.71kb.
- Казакова Светлана Сергеевна, 251.31kb.
- Юрина татьяна Александровна Формирование и развитие орфографических навыков в школе, 317.79kb.
- Выбор методики и границ лапароскопической передней резекции прямой кишки 14. 00. 27-Хирургия, 656.53kb.
Эффективность использования некогерентного красного света на стадии размножения пробирочных растений и миниклубней картофеля.
С целью подбора оптимальных режимов облучения пробирочных растений, изучали несколько вариантов, отличающихся экспозицией и сроками облучения. Выявлено, что наиболее эффективным приемом, обеспечивающим максимальное нарастание высоты растений и увеличение количества междоузлий, является трехкратное облучение пробирочных растений картофеля с интервалом в один день. При этом наблюдается кумулятивный эффект воздействия красного света. Начинать облучение следует не сразу после черенкования растений, а через 5-7 дней, чтобы дать возможность черенкам оправиться от шока, связанного с повреждением тканей, и проявить более выраженную положительную реакцию на действие красного света.
Результаты производственных испытаний отработанных режимов облучения пробирочных растений выявили, что у облученных растений в конце вегетации стабильно увеличивается высота растений на 6,1-7,8 % и количество междоузлий - на 10 – 12,1 % по сравнению с необлученными, что приводит к увеличению коэффициента размножения пробирочных растений в 1,1 – 1,3 раза.
Таблица 4 – Продуктивность и выживаемость тепличных растений
(2004-2005 гг.)
| Показатели | Конт-роль | Облучение КС 15 мин | Отклонение от контроля | Облучение КС 30 мин | Отклонение от контроля |
| Масса миниклубней с одного куста, г | 55,1 | 62,3 | +7,2 | 67,3 | +12,2 |
| Число миниклубней с куста, шт | 5,7 | 6,6 | +0,9 | 5,8 | +0,1 |
| Выживаемость, % | 73 | 87 | +14 | 92 | +19 |
| Выход кустов с единицы площади, шт/ м2 | 11,7 | 13,9 | +2,2 | 14,7 | +3,0 |
| Выход миниклубней с единицы площади, шт/м2 | 66,7 | 91,7 | +25,0 | 85,3 | +18,6 |
При высадке облученных черенков в теплицу повышается масса и число миниклубней с одного куста, соответственно, на 7,2-12,2г (13,1-22,1 %) и 0,1- 0,9 шт (3,5-15,8 %) (табл.4). За счет одновременного увеличения количества сохранившихся кустов в вариантах с облучением повышается выход миниклубней с единицы площади на 18,3-25,0 шт/м2, что обеспечивает увеличение коэффициента размножения тепличных миниклубней в 1,28-1,38 раз. При площади теплицы 1000 м2 это обеспечит дополнительное получение 18600 – 25000 штук миниклубней за одну вегетацию или 37200-50000 шт за сезон. При густоте посадки 50 тыс шт/га такого количества миниклубней достаточно для высадки на площади 0,8 – 1 га.
Таким образом, исследования влияния облучения некогерентным красным светом на пробирочные растения картофеля выявили эффективность данного приема. Наиболее эффективной экспозицией для созданного нами источника красного света является 15 мин, что обеспечивает суммарную дозу облучения 90 Дж/м2. Данная доза облучения была принята в дальнейшем за основу при работе с пробирочными растениями и клубнями полевой репродукции картофеля.
Использование некогерентного красного света и озона для
предпосадочной обработки семенных клубней картофеля
Установлено, что предпосадочное облучение клубней некогерентным красным светом и озоном, стимулируя начальные ростовые процессы в растениях, увеличивает величину ассимиляционной поверхности листового аппарата и продуктивность фотосинтеза. Наибольший фотосинтетический потенциал отмечен при совместном применении красного света и озона –2124 тыс.м2 сутки/га у сорта Сантэ и 2263 тыс.м2 сутки/га у сорта Луговской, что выше контрольных показателей на 20,6 % и 38,8 %, соответственно, по сортам. В этом же варианте отмечена наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза – 4,60 г/м2 сутки у сорта Сантэ (+7,87 % к контролю) и 4,52 г/м2 сутки у сорта Луговской (+8,4 % к контролю). В конечном итоге это определило прибавку урожайности клубней.
Таблица 5 - Урожайность клубней картофеля в зависимости от предпосадоч- ной обработки некогерентным красным светом и озоном ( 2004-2006 гг.)
| Показатели | Контроль т/га | Облучение КС | Озонирование | КС + озонирование | |||
| т/га | ± к контролю, % | т/га | ± к контролю,% | т/га | ± к контролю, % | ||
| Сорт Сантэ | |||||||
| Урожайность: общая товарных клубней | 34,3 30,0 | 37,2 34,6 | +8,5 +15,3 | 34,4 30,5 | +0,3 +1,6 | 38,8 36,2 | +13,1 +20,7 |
| НСР05 по общей урожайности - 2,05 т/га Сорт Луговской | |||||||
| Урожайность: общая товарных клубней | 29,3 26,2 | 33,4 31,4 | +14,0 +19,8 | 30,9 27,8 | +5,5 +6,1 | 34,2 32,5 | +16,7 +24,0 |
| НСР05 по общей урожайности - 1,51 т/га | |||||||
Практически все примененные обработки привели к увеличению как общей урожайности клубней, так и её товарной части по отношению к контролю, соответственно, на 5,5-16,7% и 1,6 -24,0 % (табл.5). В варианте с совместным действием некогерентного красного света и озона прибавка общей урожайности клубней двух сортов картофеля в среднем за три года составила 13,1-16,7 %, еще существеннее возросла урожайность товарных клубней – на 20,7-24,0 %.
При действии красного света и озона повышается не только общий уровень урожайности клубней, но и изменяется её структура в сторону увеличения выхода фракций семенного и продовольственного картофеля. Это происходит как за счет возрастания массы товарных клубней, так и за счет повышения их доли под кустом от общего количества. Указанные изменения приводят к увеличению коэффициента размножения клубней по фракции семенного картофеля в 1,1 – 1,4 раза.
Выявлено положительное влияние совместной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном не только на продуктивность растений, но и на качество клубней. Отмечено увеличение по отношению к контролю содержания сухого вещества на 3,0-3,6 %, крахмала – на 3,0-3,4 % и витамина С – на 2,7-4,0 мг%, что улучшает пищевое и технологическое достоинство клубней, повышая их пригодность для промышленной переработки.
Применение некогерентного красного света и озона приводит к получению более качественной и безопасной продукции. В результате предпосадочной обработки физическими факторами клубни в 1,18-1,20 раза или на 15,3 -16,5 % меньше накапливают нитратов.
Полученные данные открывают широкие возможности для применения разработанного способа предпосадочной обработки клубней не только в элитном семеноводстве картофеля, но и при производстве высококачественного продовольственного картофеля, предназначенного для реализации в свежем виде и для переработки на различные картофелепродукты.
В связи с этим наши дальнейшие исследования были направлены на оценку влияния применяемых физических факторов на сохраняемость и технологические свойства клубней.
Все изучаемые обработки оказали положительное влияние на сокращение общих количественных потерь картофеля при хранении, снизив данный показатель у обоих сортов на 0,60-6,01 % по отношению к контролю. Выявлено также улучшение технологических показателей клубней. Так, содержание редуцирующих сахаров в опытных вариантах ниже контроля на 0,09-0,14 %; количество крупных и средних крахмальных зерен увеличилось по отношению к контролю на 1,9-7,2 %; повысилась устойчивость к потемнению мякоти у клубней обоих сортов.
Выявленное улучшение технологических показателей повышает пригодность клубней для переработки на различные картофелепродукты. Результаты органолептической оценки качества хрустящего картофеля показали, что совместная обработка семенных клубней перед посадкой некогерентным красным светом и озоном приводит к увеличению комплексного показателю качества готового продукта на 3,6-3,9 балла по отношению к контролю. Ломтики хрустящего картофеля в этом варианте имели приятный, равномерный цвет, нежную хрустящую консистенцию, ярко выраженные вкус и запах.
Экономическая и биоэнергетическая оценка технологии производства продовольственного картофеля с применением предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном
Расчет экономической эффективности производства и реализации продовольственного картофеля по изучаемым вариантам показал, что применение предпосадочной обработки семенных клубней некогерентным красным светом и озоном обеспечивает высокий условно чистый доход. В среднем за три года он составил от 3882 до 4373 руб/т, что выше чем на контроле на 129-435 руб/т (в масштабах цен 2006 г.). Наибольший уровень рентабельности отмечен в варианте с совместным применением красного света и озона – 268,8 % у сорта Сантэ и 231,1% у сорта Луговской при значении на контроле 205,8 % и 167,0 %, соответственно, по сортам.
Отношение энергии, содержащейся в урожае, к энергии, затраченной на производство основной продукции, показывает энергетическую эффективность технологии выращивания картофеля. Применение предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном увеличивает энергетический коэффициент в 1,05-1,26 раз, что свидетельствует о повышении биоэнергетической эффективности выращивания картофеля (табл. 6). Наиболее эффективным вариантом является совместное применение красного света и озона.
Таблица 6 – Биоэнергетическая эффективность возделывания
картофеля (2004-2006 гг.)
| Вариант | Совокупные затраты энергии, МДж | Содержание энергии в урожае, МДж | Энергетический коэффициент |
| Сорт Сантэ | |||
| Контроль Облучение КС Озонирование КС + озон | 61640 61654 61668 61681 | 136171 164052 135192 171884 | 2,21 2,66 2,19 2,79 |
| Сорт Луговской | |||
| Контроль Облучение КС Озонирование КС + озон | 61640 61654 61668 61681 | 113098 144288 118656 150138 | 1,83 2,34 1,92 2,44 |
Таким образом, при использовании предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном технология возделывания картофеля становится более энергосберегающей.
Про итогам проведенных исследований разработаны рекомендации для Управления сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области по внедрению в производство АПК Рязанской области способа обработки посадочного материала картофеля с использованием некогерентного красного света и озона. Данная технология внедрена в Рязанском НИПТИ АПК при выращивании пробирочных растений и семенных клубней картофеля репродукции суперэлита.
На способ обработки посадочного материала картофеля некогерентным красным светом получен патент № 2283561 (2006).
ВЫВОДЫ
1. Главный биологический фактор технологии – сорт. Выбор хозяйственно-ботанических сортов картофеля для использования в каждом регионе, следует производить с учетом максимального удовлетворения требований потребителей и перерабатывающих предприятий. При этом в каждой зоне необходимо использовать те сорта, которые способны в полной мере раскрыть свой генетический потенциал в конкретных агроклиматических условиях выращивания. Существенное расширение культивируемого сортимента продуктивными, адаптированными сортами в соответствии с направлением их использования позволит значительно повысить эффективность картофелеводства Центрального региона.
2. Агроэкологическая оценка 35 сортов картофеля позволила выявить следующие закономерности изменения хозяйственно-полезных признаков клубней, которые следует учитывать при выращивании их в Центральном регионе:
- устойчивость картофеля к микробиологическим заболеваниям определяется сортовыми особенностями и погодными условиями вегетационного периода. Большинство изученных сортов проявили высокую устойчивость к фитофторозу и парше обыкновенной. Однако в годы с избыточным увлажнением отмечается значительное развитие фитофтороза на вегетирующих растениях, переходящее на клубни;
- урожайность и химический состав клубней подвержен сильной изменчивости в зависимости от генетических особенностей и группы спелости сорта, а также от погодных условий, особенно в период клубнеобразования. Среднеспелые и среднепоздние сорта накапливают больше сухих веществ и крахмала по сравнению с ранними, раннеспелые и среднеранние сорта содержат больше белка и витамина С. Лучшие сорта внутри каждой группы спелости дают стабильный урожай клубней высокого качества в любых условиях выращивания;
- способность аккумулировать нитраты в клубнях является прежде всего сортовым признаком картофеля. За годы исследований по данному показателю сорта различались в 2 и более раз. В среднем за 3 года содержание нитратов в картофеле составило от 55,2 до 135,7 мг/кг, что ниже предельно допустимого уровня;
- за время хранения в картофеле происходит изменение химического состава, связанное с расходованием пластических веществ на дыхание. Наибольшие потери при хранении отмечаются по содержанию витамина С, количество которого снижается за 8 месяцев хранения на 50-70 % от исходного; наименьшие потери – по содержанию белка – на 0,01-0,3 % от исходного количества.
3. Оценка изучаемых сортов как сырья для производства крахмала, сухих и жаренных картофелепродуктов, проведенная по комплексу биохимических, технологических и экономических показателей, позволила выделить универсальные сорта картофеля, пригодные как для столового использования, так и к различным видам переработки. К ним относятся районированные сорта голландской селекции Сантэ, Импала, Фреско, а также перспективные сорта белорусской селекции Каприз и Журавинка.
4. Высокую пригодность к промышленной переработке на продукты питания имеют районированные сорта Ред Скартет, Романо, Елизавета, Петербургский и перспективный сорт Пранса. Для технической переработки (на крахмал) хорошо подходят районированный сорт Криница, перспективные сорта Сказка и Наяда. Производство и переработка этих сортов высокорентабельна и обеспечивает максимальный выход конечного продукта стабильно высокого качества в течение всего периода использования.
5. Вместе с тем, выявлены сорта, не проявившие удовлетворительных потребительских свойств и пригодности к различным видам переработки, и среди них десять сортов, районированных в Центральном регионе. Их использование не удовлетворяет требованиям современного сельскохозяйственного производства и снижает конкурентоспособность российского картофеля на потребительском рынке.
6. Применение биопрепаратов защитно-стимулирующего действия в технологии хранения картофеля продовольственного и для промышленной переработки позволяет эффективно управлять процессом хранения картофеля и добиваться сокращения количественных и качественных потерь при использовании более высоких температур хранения, чем рекомендуемые в нашей стране. При этом не нарушается принцип экологической чистоты продукции.
7. Применение защитно-стимулирующих средств биологической природы приводит к сокращению общих количественных потерь картофеля при хранении на 3,06 – 7,03 % по отношению к контролю. Характер действия изучаемых биопрепаратов на картофель зависит не только от вида препарата, но и от глубины и продолжительности периода естественного покоя обрабатываемых сортов.
8. Выявлен положительный эффект от применения защитных средств биологической природы на изменение химического состава, пищевого и технологического достоинства клубней в процессе хранения. За восемь месяцев хранения при использовании данного приема потери сухих веществ в клубнях сокращаются на 1,6-4,0 %, крахмала – на 1,9-3,6 %, белка – на 0,01-0,04 %, витамина С - на 0,9-1,8 мг%. Отмечено улучшение таких технологических показателей клубней, как размер крахмальных зерен и потемнение мякоти клубней. Это в конечном счете играет важную роль в сохранении качества продовольственного картофеля и пригодности его к переработке при длительном хранении.
9. Установлено, что биопрепараты оказывают пролонгирующее действие на иммунизацию картофеля, изменяют направленность обмена веществ в клубнях в сторону сокращения накопления нежелательных продуктов метаболизма, ухудшающих технологические и кулинарные свойства клубней и качество картофелепродуктов. В обработанных клубнях снижается скорость накопления редуцирующих сахаров в 1,2-1,8 раз, свободных аминокислот – в 1,3-1,9 раз, изменяется активность ферментов, что приводит к сокращению потерь, стабилизации товарного качества и пищевой ценности продукции в процессе длительного хранения.
10. Преимущество препаратов Крезацин и Циркон, выявленное при хранении, сохранилось и в последействии. Осенняя обработка клубней данными препаратами способствует росту общей и товарной урожайности в последействии на 7,9-12,6 т/га и 10,8-17,1 т/га, соответственно. В варианте с применением препарата Циркон выявлена достоверная прибавка по отношению к контролю содержания в клубнях сухого вещества и крахмала у обоих сортов на 1,2-2,6 % и 1,4-2,3 %, соответственно. Это дает возможность рекомендовать применение препаратов Крезацин и Циркон для осенней обработки не только продовольственного, но и семенного картофеля.
11. Разработанная и научно обоснованная технология хранения картофеля с использованием осенней обработки защитно-стимулирующими средствами биологической природы проста в применении, экологически безопасна и экономически выгодна. Она позволяет получить экономический эффект за счет дополнительной стоимости сохраненной части продукции в размере 90-370 руб на каждую тонну картофеля. Это дает возможность рекомендовать разработанные технологические приемы к использованию не только в крупных сельскохозяйственных предприятиях, но и мелкими товаропроизводителями продовольственного картофеля.
12. Разработан новый способ обработки посадочного материала картофеля, включающий воздействие некогерентным красным светом в диапозоне длин волн 540-680 нм на различных этапах производства семян, оздоровленных методом верхушечной меристемы (патент № 2283561, 2006). Внедрение данного способа для ускоренного размножения перспективных сортов не требует больших капиталовложений, существенной перестройки технологических процессов в организации эффективного семеноводства при одновременном снижении ресурсо- и энергозатрат и экологической нагрузки на окружающую среду.
13. При использовании некогерентного красного света на стадии размножения пробирочных растений картофеля наиболее эффективным приемом является трехкратное облучение пробирочных растений в течение вегетации через 5-7 дней после черенкования с интервалом в один день при дозе облучения 90 Дж/м2. При этом наблюдается кумулятивный эффект действия красного света. У облученных растений в конце вегетации увеличивается высота на 6,1-7,8 % и количество междоузлий на одном растении на 10,0 – 12,1 % по сравнению с необлученными, что приводит к увеличению коэффициента размножения пробирочных растений в 1,1 – 1,3 раза.
14. При высаживании облученных пробирочных растений в теплицу улучшается их выживаемость на 14-19 % и повышается масса и число миниклубней с одного куста, соответственно, на 7,2-12,2 г и 0,1-0,9шт. За счет этого увеличивается выход миниклубней на 18,3-25,0 шт/м2, что значительно повышает эффективность использования тепличных площадей при выращивании миниклубней и в конечном итоге сокращает время получения требуемого количества оздоровленных семян перспективных сортов картофеля и затраты на его производство.
15. Доказано положительное влияние совместного действия некогерентного красного света и озона при предпосадочной обработке семенных клубней на динамику роста, продуктивность фотосинтеза, формирование урожая и качества картофеля. При использовании данного приема повышается урожайность клубней на 13,1-16,7 %, товарность урожая – на 5,2-7,9 %, возрастает содержание в клубнях сухих веществ на 3,0-3,6 %. За счет изменения структуры урожая увеличивается коэффициент размножения клубней по фракции семенного картофеля в 1,1 – 1,4 раза.
16. Предпосадочная обработка клубней некогерентным красным светом и озоном позволяет получить более качественную и безопасную продукцию. В потомстве обработанных клубней происходит снижение содержания нитратов, наиболее выраженное при совместном действии факторов, на 15,3-16,5 %, в среднем за три года. Ускорение развития растений под действием обработки некогерентным красным светом и озоном позволяет получить более физиологически зрелые клубни и повысить их сохраняемость. Общие количественные потери у двух сортов картофеля за 8 месяцев хранения при совместном действии факторов снизились на 4,3-6,0% по отношению к контролю.
17. Предпосадочная обработка клубней некогерентным красным светом и озоном улучшает технологические показатели клубней и повышает их пригодность к промышленной переработке. Выявлено уменьшение содержание редуцирующих сахаров в клубнях на 0,13 %, увеличение доли крупных и средних крахмальных зерен на 3,8-7,2 % по отношению к контролю, повышение устойчивости мякоти к потемнению, улучшение качества хрустящего картофеля на 3,6-3,9 балла. Это открывает широкие возможности для использования данного приема предпосадочной обработки клубней в технологии производства картофеля продовольственного и для промышленной переработки.
18. Технология предпосадочной обработки семенных клубней некогерентным красным светом и озоном имеет значительные экономические преимущества по сравнению с традиционными технологиями обработки семян. Её использование увеличивает условно чистый доход в расчете на 1 т продовольственного картофеля на 129 - 435 руб, повышает энергетический коэффициент в 1,05-1,26 раз, что свидетельствует о возрастании экономической и биоэнергетической эффективности выращивания картофеля. Наиболее эффективным приемом является совместное применение красного света и озона.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для расширения сортимента картофеля в Центральном регионе с целью удовлетворения потребностей населения в высококачественном продовольственном картофеле, а перерабатывающей промышленности сырьем рекомендовать ГСУ принять к районированию сорта, прошедшие всестороннюю оценку, показавшие высокую продуктивность, качество и пригодность клубней для многостороннего использования: Каприз, Пранса, Сказка, Наяда и Журавинка. Это позволить повысить рентабельность производства и переработки картофеля на 23-169 %.
2. С целью снижения количественных и качественных потерь и риска поражения картофеля инфекционными заболеваниями и сохранения пригодности его к промышленной переработке при длительном хранении рекомендовать осеннюю обработку клубней биологическими препаратами Крезацин и Циркон. Опрыскивание клубней растворами данных препаратов производить после прохождения лечебного периода перед закладкой на основное хранение при нормах расхода: для Крезацина – 2 мл/т, для Циркона – 0,5 мл/т; расход рабочей жидкости – 10 л/т.
3. Для ускорения размножения перспективных сортов рекомендовать в элитном семеноводстве картофеля, основанном на методе верхушечной меристемы, обработку посадочного материала некогерентным красным светом в диапазоне длин волн 540-680 нм при дозе облучения 90 Дж/м2. При обработке пробирочных растений картофеля использовать трехкратное облучение пробирок в течение вегетации через 5-7 дней после черенкования с интервалом в один день.
4. Для сохранения исходного качества семян, оздоровленных методом меристемной культуры и недопущения повторного заражения клубней в полевых условиях вирусными и другими микробиологическими заболеваниями при выращивании семенного и продовольственного картофеля следует использовать совместную обработку семенных клубней некогерентным красным светом в дозе 90 Дж/м2 и озоном в концентрации 350 мг/м3. Для повышения эффективности озонирования перед обработкой озоном клубни следует смачивать водой.