Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
АМИНЕВ Ильшат Нажмитдинович
ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ БИОПРЕПАРАТОВ
В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Специальность: 06.01.01 - общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертация на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Уфа - 2011
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет на кафедре ботаники, физиологии и селекции растений
Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор г. Уфа | ХАЙБУЛЛИН Мухамет Миннигалимович |
| Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор г. Ижевск | ФАТЫХОВ Ильдус Шамилевич |
| доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный работник Высшей школы РФ г.Ульяновск | КОСТИН Владимир Ильич |
Ведущая организация | ГНУ Башкирский научно- исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии |
Защита диссертации состоится 25 января 2012 года в 16.00 часов, на заседании диссертационного совета Д 200.003.01. при ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет
Автореферат разослан л24 декабря 2011г. И размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет www.bsau.ru, а также в сети Интернет Министерства образования и науки Российской Федерации.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор с.-х. наук, доцент Р.Р. Гайфуллин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Картофель является одним из важнейших продуктов питания и занимает пятое место среди основного ряда источников питания, обладает высоким потенциалом урожайности, для более полной реализации которого на современном этапе необходимо создание гибких наукоемких технологий возделывания, которые будут включать в себя малозатратные элементы и позволяют увеличить валовые сборы клубней с учетом экологических факторов.
Одним из перспективных направлений таких технологий является использование биологических препаратов для предпосевной обработки клубней и вегетирующих растений, которые усиливают метаболические процессы, повышают устойчивость к стрессовым условиям, различным грибным (фитофтороз, макроспориоз и альтернариоз, ризактониоз, парша серебристая и бугорчатая, сухая и пуговичные гнили), бактериальным (черная ножка, кольцевая гниль, парша обыкновенная), вирусным (обыкновенная мозаика, полосчатая мозаика, морщинистая мозаика, вирусное скручивание листьев) болезням растений.
Экологическая безопасность продуктов питания относится к главному критерию при внедрении любых препаратов для защиты от вредных организмов сельскохозяйственной продукции, в том числе и клубней картофеля. Поэтому исследования по выявлению эффективности влияния разных препаратов на продуктивность, качество и безопасность продукции, а также разработка экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на агрофитоценозы являются актуальными.
Цель и задачи. Цель исследования заключается в разработке системы применения биопрепаратов перед посадкой клубней картофеля и в процессе вегетации для оптимизации продукционного процесса, сопровождающегося повышением продуктивности и улучшением биохимического состава клубней при снижении активности развития фитофтороза в агроценозе в южной лесостепи Республики Башкортостан.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
- изучить особенности ростовых и физиологических процессов при действии биопрепаратов на фоне минеральных удобрений;
- выявить влияние биологических препаратов на урожайность, качество клубней и накопление тяжелых металлов;
- изучить влияние биопрепаратов на распространение и степень поражения растений картофеля фитофторозом в период вегетации;
- изучить влияние биопрепаратов на распространение болезней при осенне-зимнем хранении клубней;
- дать экономическую, энергетическую и экологическую оценку применения различных биологических препаратов.
Научная новизна. Применительно к условиям южной лесостепи Республики Башкортостан впервые изучено действие биопрепаратов - Фитоспорина-М, Гуми-20, Борогума на фоне удобрений на запланированный урожай клубней картофеля 30 т/га. Использование биопрепаратов для обработки посадочного материала и вегетирующих растений картофеля отодвигает сроки появления и снижает степень распространения фитофтороза в полевых условиях, что способствует увеличению продуктивности растений и лучшей сохранности клубней при хранении. Установлено положительное влияние биопрепаратов на урожайность, качество картофеля и сохранность. Показана энергетическая, экономическая и экологическая эффективность применения биопрепаратов роста в технологии возделывания картофеля.
Основные положения, выносимые на защиту:
- физиологические показатели роста и развития картофеля при обработке клубней биопрепаратами;
- урожайность и биохимический состав клубней картофеля;
- влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на биологическую защиту картофеля от фитофтороза;
- сохранность клубней при хранении;
- экономическая и энергетическая оценка использования регуляторов роста в технологии возделывания картофеля на урожайность 30 т/га.
Практическая значимость работы. В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан внедрение экологически безопасного и малозатратного агроприема - обработки клубней перед посадкой и вегетирующих растений Фитоспорином-М, Гуми-20 и Борогумом на урожайность 30 т/га, обеспечит уменьшение степени пораженности болезнями растений картофеля на 19,5-37,3%, решение проблемы защиты от фитофтороза экологически безопасными биологическими препаратами, повышение урожайности на 3,8-10,8% и качество клубней за счет увеличения крахмала, витаминов С, группы В и уменьшения поражаемости клубней фитофторозом при осенне-зимнем хранении.
Результаты исследований апробированы в производственных условиях Уфимского, Чишминского районов, Ульяновской области и находят широкое применение в хозяйствах различных форм собственности.
Результаты исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО, Башкирский ГАУ, и ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА при чтении курсов Растениеводства, Физиология и биохимия растений, Физиологические основы управления продуктивным процессом в разделах Рост и развитие растений, Физиологические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур, а также на курсах факультета повышения квалификации кадров АПК.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на Международной научно-практической конференции Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии Уфа, 2008, на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках специализированной выставки АгроКомплекс-2009 (Уфа, 2009), на Международной научно-практической конференции Инновации сегодня: образование, наука, производство (Ульяновск, 2009 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе 2 в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 128 страницах компьютерного текста, содержит 21 таблицу, 10 рисунков, 19 приложений, 202 наименования источников литературы, в том числе 27 иностранных авторов.
Автор выражает искреннюю благодарность за помощь научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору М.М. Хайбуллину и сотрудникам кафедры ботаники, физиологии и селекции растений в проведении исследований и оформлении диссертации.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1 РОЛЬ ФИТОГОРМОНОВ И БИОПРЕПАРАТОВ
В ИНДИВИДУАЛЬНОМ РАЗВИТИИ РАСТЕНИЙ
(современное состояние изученности вопроса)
В данной главе приводится аналитический обзор литературы о биопрепаратах и свойствах. В этом разделе рассмотрели также вопросы их происхождения и применения в сельском хозяйстве.
2 УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объекты исследования. В исследованиях использовали два сорта Романо и Невский, районированных в Башкортостане и различающихся по устойчивости к фитофторозу. В работе использовали следующие препараты: Фитоспорин-М, Гуми-20, Борогум.
Характеристика препаратов. Фитоспорин-М - бактериальный биофунгицид с широким спектром действия. Основа препарата - живая споровая бактериальная культура Bacillus Subtilus 26Д, которая подавляет продуктами своей жизнедеятельности размножение многих грибных и бактериальных болезней растений, обладает свойством повышения иммунитета и стимуляции роста у растений, что важно для повышения продуктивности и уменьшения повторных заражений растений.
Номер Государственной регистрации - 02-0099-0168(0479)-1.
Гуми-20 - универсальный препарат биологического происхождения для стимуляции роста и развития, повышения устойчивости к болезням, вредителям, химическим пестицидам, отравлениям, заморозкам, засухе и другим стрессам растений. Действующее вещество Гуми - биоактивированные по молекулярному весу БМВ - соли гуминовых кислот природного происхождения и важнейшие микроэлементы адаптогенной природы.
Борогум - бороорганогуминовое биоактивированное удобрение, которое обладает комплексом защитных, фунгицидных, антистрессовых и иммуностимулирующих свойств, обеспечивает мощное развитие корневой системы и надземной части растений, значительно повышает коэффициент использования питательных свойств почвы.
Полевой опыт №1. Влияние биопрепаратов на урожай и качество клубней картофеля. Опыты проводили в 2006-2008 гг. на опытном поле УН - БГАУ и на поле учебного хозяйства ПУ № 83.
Cхема полевого опыта:
1.Контроль (без применения препаратов).
2. Фитоспорин-М.
3. Гуми-20.
4.Борогум.
Предпосевную обработку проводили из расчета Фитоспорина-М по норме 1,5 л/т, Гуми-20 0,2 л/т, Борогум 1 л/т семян.
Агротехника в опытах была общепринятая для зоны. Минеральные удобрения вносились из расчета на запланированный урожай 30 т/га. На делянках площадью 50 м2 высаживали по 185 клубней картофеля. Повторность трехкратная. Норма расхода рабочего раствора составляла 1 л на 50 м2. Расход Фитоспорина-М и Борогума на приготовление 200 л рабочего раствора на 1 га составлял 1 л, Гуми-20 - 0,3 л. Обработку проводили в начале бутонизации и конце цветения ранцевыми опрыскивателями.
Учет болезней в полевых условиях проводили путем осмотра всех кустов картофеля на каждой делянке и оценивали по 9-балльной шкале.
Уборку проводили вручную, с поделяночным учетом, с использованием весов с точностью 0,1 кг и оценкой клубней на зараженность болезнями.
Опыт №2. Влияние биопрепаратов на сохранность клубней картофеля от болезней в период хранения.
Cхема опыта:
1.Контроль (без применения препаратов).
2. Обработка клубней Фитоспорином-М.
3. Обработка клубней Гуми-20.
4. Обработка клубней Борогумом.
При закладке на хранение норму расхода применяли из расчета Фитоспорин-М по норме 0,5 л/т, Гуми-20 0,2 л/т, Борогум 0,5 л/т продукции.
Производственные испытания проводились в ООО Шемяк Уфимского района РБ и КФХ Агли Чишминского района РБ.
Метеорологические условия в годы проведения опытов. Агрометеорологические условия для роста и развития картофеля в 2006 году были благоприятные, однако из-за высокого фона среднесуточных температур в июне и из-за дефицита влаги произошла потеря урожая картофеля. 2007 год характеризовался накоплением сумм положительных и эффективных температур с превышением многолетней нормы. Осадков за вегетацию накопилось больше нормы: 410 мм при норме 170-290 мм. 2008 год характеризовался благоприятными погодными условиями для роста и развития растений, в частности - картофеля.
Агрохимическая характеристика почвы. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднесуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса от 8,0 до 8,4%. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая - рНсол. - 5,4, содержание подвижного фосфора - 80 мг/кг, обменного калия - 110 мг/кг. Степень насыщенности основаниями составляет 90,1%, сумма поглощенных оснований 41,0 мг.-экв./100 г почвы.
Методика исследований и наблюдений. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений проводили по общепринятой методике. Начало наступления фенофаз отмечали при вступлении 30% кустов в фенофазу, конец - более 70% кустов.
абораторную оценку качества урожая на содержание крахмала, комплекса витаминов, микроэлементов и ряда тяжелых металлов проводили в аккредитованной лаборатории ФГУ САС Ульяновская (№ РОСС.RU.001. 510.251). Листовую поверхность определяли методом высечек.
Содержание крахмала определяли поляриметрическим способом по методу Эверса. Содержание белка изучали колориметрическим методом по Лоури. Содержание каротина и витамина С определяли по методу И.К. Мурри, содержание витаминов группы В - колориметрическим методом ГОСТ7047-55. Тяжелые металлы определяли методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии (Минеев с соавт., 2001).
При закладке опыта по хранению картофеля клубни отбирали после уборки картофеля в поле, без механических повреждений и примерно одинакового размера семенной фракции.
Клубни картофеля в один слой укладывали на полиэтиленовые пленки и их обработку проводили соответствующими используемыми препаратами (Фитоспорин-М, Гуми-20, Борогум) с двух сторон ручным пульверизатором. По мере подсыхания клубни складывали в контейнеры, которые размещали на хранение в закрытом типовом картофелехранилище. Расход препарата составил 100 мл на 10 кг клубней.
В опытах проводили исследования клубней каждого варианта на наличие болезней и выявление пораженных фитофторозом клубней.
Оценку устойчивости картофеля к фитофторозу проводили по методическим указаниям (Андрюшина с соавт., 1967). Согласно методике, клубень разрезали на ломти, которые помещали в чашки Петри. На продольный разрез ломтика наносили суспензию спор. Через 4 дня по величине некротических пятен и интенсивности спороношения гриба оценивали степень поражения клубней.
Пораженность фитофторозом клубней оценивали по числу имеющихся признаков инфекции (твердых, слегка вдавленных пятен неправильной формы, бурого или свинцово-серого цвета) в день уборки урожая и в течение всего периода хранения [Филиппов, 2005]. ГОСТы 7001-91 и 11856-89.
Анализ состояния клубней в каждом варианте проводили через каждые 5-6 недель путем переборки и визуального осмотра клубней с последующим определением видов заболеваний и их количества.
Оценка энергетической эффективности проводилась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание культур и накоплению потенциальной энергии в урожае основной и побочной продукции по методике Е.И. Базарова, Е.В. Глинки [1983].
Экономическую оценку применения препаратов рассчитывали на основе натуральных и стоимостных показателей. Данные результатов исследования подвергались математической обработке методом однофакторного дисперсионного анализа [С. Б. Доспехов, 1985].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. ВЛИЯНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ПРЕПАРАТОВ НА РОСТОВЫЕ
ПРОЦЕССЫ И ПОРАЖАЕМОСТЬ КУСТОВ КАРТОФЕЛЯ
В ТЕЧЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
Формирование урожая клубней картофеля, как и других сельскохозяйственных культур, в первую очередь зависит от внешних факторов, которые складываются в процессе его роста и развития. Агротехника возделывания картофеля должна разрабатываться исключительно на основе глубоких знаний биологии картонфельного растения в конкретных почвенно-климатических условиях. Для получения максимального урожая необходимо знать реакцию растений картонфеля на различные факторы внешней среды и соответственно подобнрать сорта с высокой пластичностью, а также учитывать минеральное питание, регуляторы роста, в том числе биологического происхождения, которые нами были использованы при возделывании картофеля двух сортов, включенных в реестр Республики Башкортостан.
Фенологические наблюдения. Сроки наступления и прохождения фенофаз определялись погодными условиями. В наиболее благоприятном - 2006 году всходы появились на 22-й день после посадки. В условиях 2007 года на контроле они зафиксированы на 26-й день, а в 2008 году на 27-й день после посадки.
Проведенные фенологические наблюдения показывают, что время наступления фенологических фаз растений картофеля также в значительной степени зависит от применяемых препаратов.
Так, на контрольном варианте всходы появились 11 июля, а при обработке регуляторами роста на 2-3 дня раньше, за исключением Фитоспорина-М у сорта Романо, где всходы появились как на контрольном варианте 11 июня. За счет ранних всходов последующие сроки наступления фенофаз проходили также раньше.
Рост и развитие картофеля. Для оценки прогноза урожайности очень важно изучить некоторые показатели в течение онтогенеза, в переломные моменты жизни растений, особенно в фазу цветения, когда происходит закладка всех репродуктивных органов и образование зиготы. Для картофеля наиболее важным периодом в индивидуальном развитии является время цветения. К этому моменту практически завершается формирование количества клубней, наблюдается наибольшая масса ботвы и индекс листовой поверхности. Эти показатели могут служить прогнозом о величине урожайности, так как урожай является интегральным фактором всех ростовых, физиолого-биохимических процессов протекающих в растениях картофеля в течение индивидуального развития. Результаты исследований приведены в (табл. 1).
Таблица 1. Показатели роста и развития картофеля на конец цветения
на одно растение (среднее за 2006-2008 гг.)
Вариант | Длина стебля, см | Кол-во стеблей, шт. | Масса ботвы, г | Кол-во клуб., шт. | Масса клуб., г |
сорт Невский | |||||
Контроль | 42 | 4,7 | 172 | 8,5 | 272 |
Фитоспорин-М | 43 | 4,9 | 194 | 8,7 | 284 |
Гуми-20 | 46 | 5,2 | 230 | 8,9 | 308 |
Борогум | 44 | 5,1 | 227 | 8,8 | 300 |
сорт Романо | |||||
Контроль | 44 | 5,1 | 220 | 8,8 | 302 |
Фитоспорин-М | 46 | 5,2 | 234 | 9,1 | 318 |
Гуми-20 | 48 | 5,3 | 251 | 10,0 | 339 |
Борогум | 48 | 5,3 | 247 | 10,0 | 332 |
Результаты показывают, что все биометрические показатели по вариантам у сорта Романо выше. Все используемые нами биологические регуляторы оказали положительное влияние на показатели роста и развития картофеля. Наибольшая высота растений за годы исследований отмечена на варианте Гуми-20: она выше на 9%, что составляет 4 см. Одним из главных показателей является количество и масса клубней. Количество клубней увеличивается на 0,2-0,4 штук у сорта Невский, соответственно на 0,3-1,2 шт. у сорта Романо. Масса клубней по сравнению с контролем увеличивается на 12-28 г у сорта Невский и 16-37 г у сорта Романо, что составляет по сравнению с вариантом Гуми-20 на 12,2% и 13,2% соответственно.
Надземная масса растений является основным органом автотрофного питания, от него зависит фотосинтетическая деятельность картофеля, и в целом формирование урожайности клубней.
Регуляторы роста при обработке предпосадочного материала стимулируют основные метаболические процессы, направленно изменяют скорость стартовых ростовых процессов, ускоряют формирование ассимиляционной поверхности листьев и активизируют процессы фотосинтеза, в результате увеличивается масса ботвы у сорта Невский с 172 до 230 г, а у сорта Романо соответственно с 220 г на контроле до 251 г в варианте Гуми-20. Все эти количественные изменения растений картофеля сформировали более высокий урожай с хорошими биохимическими показателями.
Фотометрические показатели листовой поверхности растений картофеля в фазу цветения. Одним из наиболее подвижных показателей роста и продукционного процесса является развитие листовой поверхности (индекс листовой поверхности). Определение размеров и формирование оптимального индекса листовой поверхности - актуальная проблема при выращивании сельскохозяйственных растений, в том числе и картофеля. От продолжительной направленности процессов синтеза и гидролиза, происходящих в листе, зависит не только величина, но и качество урожая, поэтому выяснение влияния предпосадочной обработки клубней используемыми препаратами на развитие листовой поверхности в наших исследованиях играло большую роль (табл. 2).
Таблица 2. Влияние биопрепаратов на индекс листовой поверхности картофеля в фазе цветения, тыс. м2/га
| Вариант | Годы | Среднее | Отклонение от контроля | ||
2006г. | 2007г. | 2008г. | |||
сорт Невский | |||||
Контроль | 39,6 | 39,1 | 35,8 | 38,1 | - |
Фитоспорин-М | 40,3 | 39,6 | 38,9 | 39,6 | +1,5 |
Гуми-20 | 44,7 | 43,2 | 40,1 | 42,6 | +4,5 |
Борогум | 44,2 | 43,1 | 39,8 | 42,3 | +4,2 |
сорт Романо | |||||
Контроль | 40,1 | 39,6 | 37,2 | 39,6 | - |
Фитоспорин-М | 41,1 | 40,1 | 39,2 | 40,1 | +0,5 |
Гуми-20 | 45,6 | 43,8 | 42,7 | 44,0 | +4,4 |
Борогум | 45,4 | 43,7 | 42,1 | 43,7 | +4,1 |
Результаты исследований показывают, что наименьшая листовая поверхность картофеля по данным сортам и вариантам была в 2008 году по сравнению с предыдущими годами в связи с менее благоприятными условиями. Биорегуляторы оказывали положительное влияние на формирование ассимиляционного аппарата. В среднем за годы исследований под влиянием регуляторов роста площадь листов увеличивается на 1,5-4,5 тыс. м2/га, у сорта Невский соответственно на 0,5-4,4 тыс. м2/га.
Оценка действия биологических препаратов на фитофтороз картофеля в период вегетации. В ходе проведенных исследований посадок картофеля на распространение фитофтороза было выявлено, что первые некрозные пятна на листьях картофеля появились в середине лета, за исключением 2007 года, который в целом отличался более поздним появлением болезни и меньшим ее развитием в период вегетации. Обследованиями, проведенными в фазе клубнеобразования (после проведения второй обработки), было выявлено, что заражение фитофторозом зависит от устойчивости сорта и используемого препарата. Так, среднеспелый сорт Романо оказался менее устойчивым к фитофторозу, чем среднеранний сорт Невский, хотя по сортовым характеристикам Романо считается среднеустойчивым к фитофторозу по клубням и слабоустойчивым по ботве. По количеству пораженных кустов картофеля сорт Романо значительно превосходил сорт Невский (табл. 3).
Таблица 3. Влияние биопрепаратов на распространение пораженности кустов картофеля фитофторозом в фазу бутонизации (клубнеобразования)
| Варианты | Романо | Невский | ||
количество пораженных кустов | степень пораженности, балл | количество пораженных кустов | степень пораженности, балл | |
Контроль | 67+2,7 | 7Е5 | 54+3,9 | 7 |
Фитоспорин-М | 42+2,3 | 7Е5 | 39+3,7 | 7Е6 |
Гуми-20 | 54+2,4 | 7Е5 | 48+2,8 | 7Е6 |
Борогум | 51+2,3 | 7Е6 | 41+2,2 | 7Е6 |
Результаты исследований показывают, что под влиянием биопрепаратов происходит уменьшение поражения картофеля фитофторозом в фазу клубнеобразования. Наилучшую защиту обеспечили Фитоспорин-М и Борогум. Так, если у сорта Романо в контроле число кустов, пораженных фитофторозом, составляло 67+2,7, то при использовании Фитоспорина-М оно сократилось до 42+2,3 шт., или на 37,3% .
Аналогичная картина наблюдалось и по сорту Невский. Он более устойчив к заболеваниям, а под действием Фитоспорин-М и Борогума количество пораженных кустов снижалось на 24,1-27,8%. Степень пораженнности на всех вариантах у сорта Невский 7Е6 баллов, за исключением коннтронля 7 баллов, что соответствует поражению от 10 до 25% поверхности листьев.
Следует указать, что из исследуемых двух сортов наиболее устойчив к фитофторозу сорт Невский как в фазу бутонизации, так и в фазу раннего созревания.
4 ВЛИЯНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ПРЕПАРАТОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ
И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОДУКЦИИ
Влияние исследуемых препаратов на урожайность среднераннего и среднеспелого сортов картофеля. Нами установлено, что биопрепараты оказывают влияние на появление всходов растений, прохождение фенофаз, величину ассимиляционного аппарата, продуктивность фотосинтеза. В целом это определило уровень урожайности картофеля (табл. 4).
Результаты исследований показывают, что используемые препараты положительно влияют на урожайность, получена статистически достоверная прибавка. Урожайность повышается у сорта Романо на 3,8-7,7%, а у сорта Невский соответственно 5,9-10,8%. Наибольшая урожайность у данных сортов получена в более благоприятном 2006 году, она составила 28,1-31,2 т/га, у сорта Невский 22,6-24,8 т/га, причем у обоих сортов наибольшая прибавка получена под действием Гуми-20. Анализ зависимости урожайности клубней картофеля от внешних факторов позволяет выявить, когда экологические условия снижают продуктивность картофеля. В условиях южной лесостепи Республики Башкортостан высокая температура воздуха ограничивает фотосинтетические процессы и накопление урожая клубней.
Таблица 4. Влияние используемых биопрепаратов на урожайность картофеля, т/га
Вариант | 2006г. | 2007г. | 2008г. | Сред. за 3 года | Прибавка | |
т/га | % к контроль | |||||
сорт Романо | ||||||
Контроль | 28,1 | 27,2 | 22,5 | 25,5 | - | 100,0 |
Фитоспорин-М | 29,0 | 27,9 | 23,9 | 26,5 | 1,0 | 103,8 |
Гуми-20 | 31,2 | 28,4 | 24,3 | 27,9 | 2,0 | 107,7 |
Борогум | 30,3 | 28,3 | 2,41 | 27,6 | 1,7 | 106,5 |
НСР05 | 1.3 | 0.94 | 0.83 | |||
сорт Невский | ||||||
Контроль | 22,6 | 20,7 | 17,9 | 20,4 | - | 100,0 |
Фитоспорин-М | 23,7 | 21,9 | 19,2 | 21,6 | 1,2 | 105,9 |
Гуми-20 | 24,8 | 22,8 | 20,3 | 22,6 | 2,2 | 110,8 |
Борогум | 24,0 | 22,1 | 20,0 | 22,0 | 1,6 | 107,8 |
НСР05 | 0.84 | 0.65 | 0.81 | |||
Исследования урожайных данных опытов за 2006-2008 гг. показали отрицательную зависимость урожая клубней от среднесуточной температуры в июле месяце.
Таблица 5. Статистические данные зависимости урожайности клубней картофеля от температуры воздуха июля
Вариант опыта | Коэффициент корреляции | Средняя урожайность клубней картофеля, т/га | Параметры уравнения регрессии | |
а | b | |||
сорт Романо | ||||
Контроль (без применения препаратов) | 0,8351 | 25,98 | -1,7222 | 58,999 |
Фитоспорин-М | 0,7141 | 27,80 | -1,3791 | 54,247 |
Гуми-20 | 0,6735 | 27,39 | -1,5592 | 58,286 |
Борогум | 0,6891 | 27,13 | -1,6324 | 59,419 |
сорт Невский | ||||
Контроль (без применения препаратов) | 0,8122 | 20,73 | -1,2663 | 45,008 |
Фитоспорин-М | 0,7494 | 24,80 | -0,8790 | 38,656 |
Гуми-20 | 0,7192 | 23,14 | -1,1545 | 45,281 |
Борогум | 0,7108 | 22,40 | -0,9706 | 41,009 |
Проведенный нами корреляционный анализ (табл. 5) показал достаточно сильную зависимость урожайности клубней картофеля от среднесуточной температуры в июле месяце. Коэффициент корреляции у сорта Невский на контроле r = 0,81, а у сорта Романо r = 0,83. Связь между урожайностью и температурой воздуха за май, июнь, август и сентябрь не существенная. С повышением температуры воздуха в июне месяце снижается урожайность картофеля, данная зависимость прямолинейна и описывается в зависимости от применения биопрепаратов следующими уравнениями регрессии: У=ах+в. Применение биопрепаратов снизило влияние неблагоприятных факторов среды, в частности, высокой температуры.
Качество картофеля в зависимости от регуляторов роста. Химический состав клубней картофеля и прежде всего содержание в клубнях крахмала и азотистых веществ могут значительно изменяться в зависимости от района выращивания, типа почвы, влажности, вносимых удобрений.
Наши исследования показывают, что товарность зависит от особенностей сорта, погодных условий, вегетационного периода и используемых защитных мероприятий. Высокая товарность наблюдается в наиболее благоприятные для возделывания картофеля 2006-2007 годы.
На контроле она составила 80,6%, на опытных вариантах - от 82,2 до 89,1 у сорта Романо, а у сорта Невский товарность колеблется от 82,0 до 85,2%. Аналогично наилучшая товарность и при действии Гуми-20.
Важнейшим показателем качества клубней картофеля является содержание крахмала. Наибольшее количество крахмала было накоплено в 2006 году, характеризовавшимся более высоким температурным режимом (табл. 6).
Таблица 6. Влияние биопрепаратов на содержание крахмала, %
Вариант | 2006г. | 2007г. | 2008г. | Средняя крахмалистость, % |
сорт Романо | ||||
Контроль | 13,61,5 | 12,71,4 | 13,00,7 | 13,1 |
Фитоспорин-М | 15,21,3 | 14,00,9 | 14,10,9 | 14,4 |
Гуми-20 | 14,21,6 | 13,20,4 | 13,70,8 | 13,7 |
Борогум | 14,51,7 | 136,0,7 | 13,91,0 | 14,0 |
сорт Невский | ||||
Контроль | 16,20,4 | 14,20,9 | 14,70,8 | 14,7 |
Фитоспорин-М | 16,30,7 | 15,50,7 | 15,80,2 | 15,8 |
Гуми-20 | 15,90,8 | 14,30,8 | 15,00,3 | 15,0 |
Борогум | 16,00,5 | 15,00,7 | 15,50,2 | 15,5 |
Результаты исследований показывают, что на всех вариантах содержание крахмала у сорта Невский выше на 1,3Ц1,5%, в среднем за годы исследований крахмалистость повышается на 0,6-1,3% у сорта Романо и на 0,3-1,1% у сорта Невский.
Таблица 7. Содержание витаминов в клубнях картофеля в зависимости от биопрепаратов мг/кг,
Вариант | Каротин | Е | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В6 | Σ витам. групп. В |
сорт Романо | |||||||||
Контроль | 0,250,05 | 0,520,02 | 0,090,04 | 0,480,04 | 423,1 | 203,1 | 121,9 | 2,00,04 | 80,15 |
Фитоспорин-М | 0,280,04 | 0,590,03 | 1,70,05 | 0,680,02 | 663,9 | 313,0 | 161,7 | 2,40,05 | 118,65 |
Гуми-20 | 0,260,06 | 0,530,04 | 0,90,04 | 0,500,01 | 494,1 | 192,8 | 121,8 | 2,00,03 | 84,21 |
Борогум | 0,250,06 | 0,570,07 | 1,50,05 | 0,660,01 | 693,1 | 283,1 | 141,9 | 2,20,04 | 111,18 |
сорт Невский | |||||||||
Контроль | 0,300,08 | 0,720,01 | 1,10,001 | 0,520,01 | 564,3 | 235,1 | 163,0 | 2,00,05 | 99,64 |
Фитоспорин-М | 0,310,08 | 0,810,02 | 1,40,02 | 0,860,01 | 725,1 | 325,6 | 203,1 | 2,20,05 | 129,58 |
Гуми-20 | 0,300,07 | 0,730,04 | 1,10,01 | 0,550,81 | 555,0 | 264,1 | 172,8 | 2,00,04 | 102,68 |
Борогум | 0,280,08 | 0,800,05 | 1,30,02 | 0,720,01 | 704,1 | 284,3 | 213,0 | 2,00,05 | 124,11 |
По содержанию витамина С имеются сортовые различия во все годы исследований. В среднем на контроле разница составляет 15,3 мг/кг или 8,2%. Витамина С больше у сорта Невский по сравнению с Романо, на опытных вариантах разница составляет 6,6-10% в зависимости от биопрепарата, у сорта Романо соответственно на 3,7- 7% мг/кг.
Одним из наиболее ценных показателей качества клубней картофеля, кроме витамина С, является каротин, Е и содержание витаминов группы В.
В наших исследованиях также выявлены сортовые различия на всех вариантах, как на контрольных, так и на опытных вариантах. У сорта Невский витаминный комплекс богаче по витамину Е, то есть содержание данного витамина выше на 38-40%, витамина А, то есть -каротина на 11,6-12%, В3 на 9,3-33%, В5 на 25-33%. А по содержанию других витаминов между сортами различия не наблюдается (это витамины В1, В2, В4 и В6).
Влияние используемых препаратов на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля. Тяжелые металлы - наиболее опасные загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду, аккумулирующиеся в почве, поглощаются растениями и далее мигрируют в организм животных и человека. Поступление различных химических веществ, в частности тяжелых металлов, приводит в сельскохозяйственном производстве к снижению продуктивности и ухудшению качества продукции (табл. 8).
Таблица 8. Содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля, мг/кг
Вариант | Fe | Cu | Zn | Pb | Ni | Cd | Cr |
сорт Романо | |||||||
Контроль | 10,90,1 | 1,30,1 | 6,60,2 | 0,240 | 0,354 | 0,03 | 0,19 |
Фитоспорин-М | 10,50,1 | 1,50,1 | 6,10,2 | 0,210 | 0,300 | 0,03 | 0,18 |
Гуми-20 | 11,60,1 | 1,60,1 | 5,80,1 | 0,133 | 0,262 | 0,03 | 0,13 |
Борогум | 10,50,1 | 1,50,1 | 5,80,3 | 0,137 | 0,312 | 0,03 | 0,16 |
сорт Невский | |||||||
Контроль | 11,30,5 | 1,60,03 | 5,10,2 | 0,27 | 0,35 | 0,04 | 0,21 |
Фитоспорин-М | 11,00,7 | 1,60,03 | 5,00,2 | 0,22 | 0,35 | 0,04 | 0,20 |
Гуми-20 | 11,60,5 | 1,40,02 | 4,20,4 | 0,17 | 0,29 | 0,04 | 0,16 |
Борогум | 11,60,5 | 1,40,02 | 4,30,4 | 0,15 | 0,33 | 0,04 | 0,17 |
ПДК | 10,0* | 5,0 | 10,0 | 0,5 | 0,3* | 0,03 | 0,5 |
*-предельно допустимые концентрации (ПДК)
Результаты исследований показывают, что под действием биопрепаратов происходит снижение трансформации цинка на 0,5-0,8 мг/кг, свинца на 0,103-0,104 мг/кг, никеля до 0,42 мг/кг и хрома на 0,03-0,06 мг/кг у сорта Романо. Аналогичная картина и у сорта Невский.
5 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ В ПЕРИОД ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ БОРЬБЫ С ФИТОФТОРОЗОМ
В период хранения в клубнях происходит сложные биохимические процессы и часто развиваются патогенные микроорганизмы.
Ежегодно в апреле проводился полный подсчет потерь клубней от поражения, в том числе и от фитофтороза. За годы исследований наибольшие потери отмечены на контрольном варианте (табл. 9).
Таблица 9. Влияние биопрепаратов на потери картофеля при хранении (шт.)
| Вариант опыта | 2006г. | 2007г. | 2008г. | |||
всего поранженных клубней | в том числе фитофтонрозом | всего поранженных клубней | в том числе фитофтонрозом | всего поранженных клубней | в том числе фитофтонрозом | |
сорт Романо | ||||||
Контроль | 56,6 | 9,6 | 49,0 | 13,0 | 54,3 | 27,6 |
Фитоспорин-М | 47,3 | 7,0 | 37,0 | 8,3 | 40,0 | 17,0 |
Гуми-20 | 51,6 | 7,6 | 43,3 | 11,3 | 49,6 | 22,3 |
Борогум | 47,0 | 7,6 | 39,6 | 9,3 | 43,0 | 19,3 |
НСР05 | 2,8 | 0,8 | 2,2 | 1,6 | 3,5 | 1,8 |
сорт Невский | ||||||
Контроль | 50 | 8,3 | 36,3 | 9,0 | 47,3 | 20,0 |
Фитоспорин-М | 31,6 | 4,6 | 25,0 | 5,0 | 31,3 | 14,3 |
Гуми-20 | 45 | 6,3 | 31,0 | 6,6 | 38,6 | 18,0 |
Борогум | 39 | 5,0 | 28,0 | 5,3 | 35,6 | 17,0 |
НСР05 | 2,8 | 0,8 | 1,9 | 1,1 | 3,4 | 2,0 |
У сорта Невский тенденция к снижению поражения аналогична сорту Романо, но она более устойчива и защитный эффект выше. Даже на контрольном варианте пораженных клубней меньше в 2006 году: 50 штук, 2006-2007 гг. и, соответственно, 36,3и 47,3 штук, что на 11,7 -26,1 % меньше по сравнению с сортом Романо.
6 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ
Энергетическая эффективность применения биопрепаратов в агрофитоценозе картофеля. Результаты исследований по энергетической эффективности возделывания картофеля показали, что затраты техногенной энергии по вариантам составили от 95455,0 тыс. ГДж/га на контроле до 15861,3 ГДж/га в варианте Гуми-20 у сорта Романо. У сорта Невский применение регуляторов роста способствовало увеличению этого показателя от 9222,6 до 10392,4 тыс. ГДж/га.
Наибольший коэффициент энергетической эффективности в варианте Фитоспорин-М и Гуми-20. Применение регуляторов роста способствовало увеличению количества энергии у сорта Романо - в 1,19-1,42 раза по отношению к контролю, у сорта Невский в 1,19-1,41 раз. Наибольшее значение коэффициента энергетической эффективности в варианте Фитоспорин-М у сорта Романо - 1,52, у сорта Невский под действием Гуми-20 - 1,58, что является наиболее энергетически выгодным приемом повышения урожайности картофеля.
Экономическая эффективность биопрепаратов в технологии возделывания картофеля. Расчет экономической эффективности показал, что применение регуляторов роста обеспечивает высокий уровень эффективности, условно чистый доход в среднем по сорту Романо составил от 8626,5 до 11056,5 рублей. Наибольший условно чистый доход у сорта Романо составил 11056,5 рублей в варианте с обработкой Гуми-20. Уровень рентабельности увеличивается от 45,2 до 51,2 %.
У сорта Невский дополнительная прибыль составляет от 4176,1 до 12656,7 руб. Наибольший условно чистый доход у сорта Невский составил 12656,7 рублей в варианте с обработкой Гуми-20. Рентабельность данного сорта составляет 14,4 - 22,5 %, под действием препаратов увеличивается от 2,3 до 8,1%.
Выводы
- Под действием биопрепаратов наступление фенологических фаз ускоряется на 2-3 дня относительно растений на контроле. За счет ранних всходов последующие сроки наступления фенофаз проходили также в более ранние сроки.
- Биорегуляторы оказали влияние и на активность ростовых процессов, произошло увеличение количества стеблей на 2,3-9,5 % у сорта Невский и 4,5-9,1 % у сорта Романо. Соответственно масса ботвы увеличилась на 22-58 г, количество клубней - на 2,3-4,7 % у сорта Невский, а у сорта Романо 3,4-13,6%. Масса клубней в фазу цветения была выше у сорта Невский на 4,4-13,2%, а у сорта Романо 5,2-12,2 %.
- При применении биорегуляторов происходит увеличение ассимиляционной поверхности листьев на 3,9-11,8 % у сорта Невский и 1,2-11,1% у сорта Романо. При этом наибольший эффект у обоих сортов наблюдался под действием Гуми-20.
- На обоих сортах под действием биопрепаратов, особенно Фитоспорин-М, в фазу начала бутонизации - конца цветения наблюдается снижение фитофтороза ботвы на 19,5-37,4 % у сорт Романо и 11,2-27,8% у сорта Невский.
- Под действием используемых препаратов происходит достоверная прибавка урожая: на 3,8-7,7 % у сорта Романо при урожае на контроле 25,9 т/га и 5,9-10,8 % у сорта Невский при урожае на контроле 20,4 т/га.
- Применение биопрепаратов способствует повышению товарности клубней от 77,5 до 83,5 % у сорта Романо и от 80,6 до 84,4 % у сорта Невский. При этом крахмалистость клубней увеличивается от 13,1 до 14,4 % у сорта Романо, а у сорта Невский - от 14,7 до 15,8 %.
- Биопрепараты способствуют усилению биосинтеза аскорбиновой кислоты и ее накоплению в клубнях от 3,7 до 15,7 мг/кг у сорта Романо и на 0,7-11,0 мг/кг у сорта Невский. Количество витаминов группы В увеличивается от 80,15 до 118,65 мг/кг у сорта Романо и от 99,64 до 129,58 мг/кг у сорта Невский. У обоих сортов наблюдается тенденция к снижению накопления тяжелых металлов цинка, свинца и никеля в клубнях картофеля.
- Под влиянием используемых препаратов, в особенности Фитоспорин-М, происходит снижение распространения различных болезней, например, фитофтороза, в период хранения картофеля на 8,7-16,5 % у сорта Романо и на 10-36,8 % у сорта Невский в зависимости от года исследований.
- Показано, что обработка картофеля биопрепаратами является энергетически более выгодной. Коэффициент энергетической эффективности составляет 1,3-1,52 у сорта Романо и, соответственно, 13,9-15,8 у сорта Невский.
- Применение биопрепаратов экономически выгодно, так как происходит увеличение чистой прибыли, при этом рентабельность повышается от 45,2 до 51,2 % для сорта Романо и от 14,4 до 22,5 % для сорта Невский.
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ
В целях обеспечения надежной защиты картофеля от фитофтороза и сохранения экологического равновесия, а также повышения урожайности и качества клубней отраслям картофелеводства Республики Башкортостан рекомендуется использовать в биологической защите Фитоспорин-М или Борогум по вегетирующим растениям картофеля в виде двукратной обработки с нормой расхода 150-200 л/га рабочего раствора из расчета 1,0-1,5 л/га, действующего вещества.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Аминев, И.Н. Влияние биопрепаратов на поражаемость, урожайность и качество картофеля / Аминев И.Н., Хайбуллин М.М. // Достижение науки и техники АПК. - № 3. - Март 2011. - С. 30-32.
- Аминев, И.Н. Влияние биологических препаратов на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан / Аминев И.Н., Хайбуллин М.М., Ишкинина Ф.Ф. // Вестник Оренбургского государственного университета - 2011.- № 12 -
С. 346-349. - Аминев, И.Н. Влияние биопрепаратов на качество клубней картофеля в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан / Аминев И.Н., Хайбуллин М.М., Ишкинина Ф.Ф. // Научное обеспечение устойчивого развития АПК: материалы Всероссийской научно-практической конференции.- Уфа, ФГОУ ВПО БГАУ, 2011. - С. 6-8.
- Аминев, И.Н. Эффективность биопрепаратов для борьбы с фитофторозом в период хранения / Аминев И.Н., Хайбуллин М.М., Ишкинина Ф.Ф. // Научное обеспечение устойчивого развития АПК: материалы Всероссийской научно-практической конференции.- Уфа, ФГОУ ВПО БГАУ, 2011. - С. 84-87.
- Хайбуллин, М.М. Влияние способов предпосадочной обработки почвы и гербицидов на засоренность и урожайность картофеля / Хайбуллин М.М., Ишкинина Ф.Ф., Аминев И.Н. // Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии: материалы международной научно-практической конференции. Уфа, ФГОУ ВПО БГАУ, 2008. - С. 170-172.
- Хайбуллин, М.М. Продуктивность продовольственного картофеля в условиях Южной лесостепной зоне Республики Башкортостан / Хайбуллин М.М., Ишкинина Ф.Ф., Аминев И.Н. // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК: материалы международной научно-практической конференции с международным участием в рамках специализированной выставки Агро-Комплекс-2009 Уфа, ФГОУ ВПО БГАУ, 2009. - С. 194-197.
Подписано в печать 23.12.2011. Формат бумаги 60841/16. Усл. печ. л. 1,16. Бумага офсетная
Печать трафаретная. Гарнитура Таймс. Заказ 711. Тираж 100 экз.
Ц
Типография ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет
450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству