WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

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 «24» 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 УНЦ 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.

Лабораторную 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 карто­фельного растения в конкретных почвенно-климатических условиях. Для получения максимального урожая необходимо знать реакцию растений карто­феля на различные факторы внешней среды и соответственно подоб­рать 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

7…5

54+3,9

7

Фитоспорин-М

42+2,3

7…5

39+3,7

7…6

Гуми-20

54+2,4

7…5

48+2,8

7…6

Борогум

51+2,3

7…6

41+2,2

7…6

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 поражен­ности на всех вариантах у сорта Невский 7…6 баллов, за исключением кон­тро­ля 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

13,6±1,5

12,7±1,4

13,0±0,7

13,1

Фитоспорин-М

15,2±1,3

14,0±0,9

14,1±0,9

14,4

Гуми-20

14,2±1,6

13,2±0,4

13,7±0,8

13,7

Борогум

14,5±1,7

136,±0,7

13,9±1,0

14,0

сорт Невский

Контроль

16,2±0,4

14,2±0,9

14,7±0,8

14,7

Фитоспорин-М

16,3±0,7

15,5±0,7

15,8±0,2

15,8

Гуми-20

15,9±0,8

14,3±0,8

15,0±0,3

15,0

Борогум

16,0±0,5

15,0±0,7

15,5±0,2

15,5

Результаты исследований показывают, что на всех вариантах содержание крахмала у сорта Невский выше на 1,3–1,5%, 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

0,25±0,05

0,52±0,02

0,09±0,04

0,48±0,04

42±3,1

20±3,1

12±1,9

2,0±0,04

80,15

Фитоспорин-М

0,28±0,04

0,59±0,03

1,7±0,05

0,68±0,02

66±3,9

31±3,0

16±1,7

2,4±0,05

118,65

Гуми-20

0,26±0,06

0,53±0,04

0,9±0,04

0,50±0,01

49±4,1

19±2,8

12±1,8

2,0±0,03

84,21

Борогум

0,25±0,06

0,57±0,07

1,5±0,05

0,66±0,01

69±3,1

28±3,1

14±1,9

2,2±0,04

111,18

сорт Невский

Контроль

0,30±0,08

0,72±0,01

1,1±0,001

0,52±0,01

56±4,3

23±5,1

16±3,0

2,0±0,05

99,64

Фитоспорин-М

0,31±0,08

0,81±0,02

1,4±0,02

0,86±0,01

72±5,1

32±5,6

20±3,1

2,2±0,05

129,58

Гуми-20

0,30±0,07

0,73±0,04

1,1±0,01

0,55±0,81

55±5,0

26±4,1

17±2,8

2,0±0,04

102,68

Борогум

0,28±0,08

0,80±0,05

1,3±0,02

0,72±0,01

70±4,1

28±4,3

21±3,0

2,0±0,05

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

10,9±0,1

1,3±0,1

6,6±0,2

0,240

0,354

0,03

0,19

Фитоспорин-М

10,5±0,1

1,5±0,1

6,1±0,2

0,210

0,300

0,03

0,18

Гуми-20

11,6±0,1

1,6±0,1

5,8±0,1

0,133

0,262

0,03

0,13

Борогум

10,5±0,1

1,5±0,1

5,8±0,3

0,137

0,312

0,03

0,16

  сорт Невский

Контроль

11,3±0,5

1,6±0,03

5,1±0,2

0,27

0,35

0,04

0,21

Фитоспорин-М

11,0±0,7

1,6±0,03

5,0±0,2

0,22

0,35

0,04

0,20

Гуми-20

11,6±0,5

1,4±0,02

4,2±0,4

0,17

0,29

0,04

0,16

Борогум

11,6±0,5

1,4±0,02

4,3±0,4

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 пора­женных клубней

в том числе фитофто­розом

всего пора­женных клубней

в том числе фитофто­розом

всего пора­женных клубней

в том числе фитофто­розом

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

  1. 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.
  2. 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 %.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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 %.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Типография ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.