The effect of chemicals with various spectrum of action on yield of potato mini-tubers cv. Ariel and cv. Sadon grown in protected ground

Full Text

Введение

Картофель для России — ценная продовольственная, кормовая, техническая и стратегическая культура [1].

Возделывание картофеля требует использования качественного посадочного материала. Новые сорта картофеля необходимо быстро размножить для сохранения заложенных в него конкурентных преимуществ. Вегетативный способ размножения картофеля позволяет сохранить генетический потенциал культуры от расщепления, но одновременно способствует быстрому накоплению комплекса заболеваний различной этиологии. Повторное заражение картофеля и снижение его продуктивности — это естественный процесс ¹ [2, 3].

В семеноводстве картофеля выделяют несколько способов получения и воспроизводства оздоровленного исходного материала:

— отбор исходных растений в полевых условиях на основании внешнего состояния растения с использованием лабораторных методов исследования на наличие возбудителей болезней;
— оздоровление сортов в культуре in vitro [4, 5].

В настоящее время оригинальное семеноводство картофеля базируется на использовании традиционного метода клонального размножения in vitro оздоровленных растений в пробирках и получения мини-клубней в условиях, контролируемых от повторного заражения среды ².

Основная цель технологий производства мини-клубней — получение как можно большего их количества, хорошего состояния здоровья на одно растение и на единицу площади теплицы. Многие методы растениеводства можно использовать для манипулирования параметрами урожайности [6].

При выращивании картофеля в защищенном грунте чаще всего используют интегрированную систему защиты растений, в которую входит применение не только химических, но и биологических средств защиты. Применение химических препаратов не всегда положительно сказывается на росте и развитии растений, зачастую при борьбе с патогенами происходит угнетение и полезной микрофлоры, именно поэтому целесообразно применение биопрепаратов [7].

Их применение направлено на повышение продуктивности и качества картофеля, снижение зависимости урожайности от климатических условий, стрессов, развития болезней, патогенного фона почв [8].

Так, например, при совместном применении биоорганических удобрений Прорастин и Полистин увеличивается число клубней в клубневом гнезде. При этом доля крупных и средних клубней растет, а доля мелких клубней снижается [9].

Аналогичные результаты повышения урожайности и качества клубней с увеличением чистой продуктивности фотосинтеза и интенсивности дыхания листьев картофеля получены в Курганском государственном университете при обработке картофеля регулятором роста Альбит [10].

По результатам исследований В.С. Курсаковой, обработка семян картофеля биопрепаратами корневых диазотрофов и микоризы может способствовать увеличению урожайности сортов картофеля до 108 % [11].

В России и за рубежом проводятся широкие исследования по изучению возможности использования полезных форм микроорганизмов для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и улучшения качества продукции [12, 13].

В рамках развития системы семеноводства все больше внимания уделяется развитию экологических методов борьбы с заболеваниями растений, которые рассматриваются как альтернатива химическим методам защиты, оказывающим отрицательное воздействие на экологию агрофитоценозов. Среди них особое место занимает применение микробиологических препаратов на основе ризосферных микроорганизмов [14].

Применение микробных удобрений может позволить получать экологически чистую продукцию, улучшать продуктивность растений и повышать устойчивость к грибным заболеваниям. Известно, что устойчивость растений к заболеваниям и лучший рост во многом определяются результатами взаимодействия между корневой системой растений и разнообразными населяющими ее микроорганизмами [15, 16].

Цель нашего исследования состояла в определении влияния изучаемых биологических препаратов на выход кондиционных мини-клубней картофеля сортов Ариэль и Садон и их среднюю массу в условиях защищенного грунта.

Рассмотрено влияние препаратов, обладающих действием регуляторов роста: Альбита (поли-бета-гидроксимасляная кислота + магний сернокислый + калий фосфорнокислый + калий азотнокислый + карбамид) со свой­ствами фунгицида и комплексного удобрения, микробиологического препарата БисолбиСан (Bacillus subtilis, штамм Ч-13 + метаболиты, полученные в процессе культивирования штамма), биоорганических удобрений Прорастина (N, P₂O₅, K₂O, Cu, Co, Zn, гуминовые кислоты, ауксины, гиббереллины, цитокинины) и Полистина (N, P₂O₅, K₂O, Cu, Co, Zn, фульвокислоты, ауксины, гиббереллины, цитокинины), биопрепарата на основе гриба арбускулярной микоризы вида Rhizophagus irregularis (получен из ФГБНУ ВНИИСХМ, г. Санкт-­Петербург).

Материалы и методы исследований

Опыт был заложен в 2022 г. на базе Костромского НИИСХа — филиала ФГБНУ «ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха» в теплице весенне-­летнего типа. Объект изучения — сорта картофеля российской селекции Ариэль и Садон. Оба сорта среднераннего срока созревания и столового назначения. Оригинатором обоих сортов является ФГБНУ «ФИЦ картофеля им. А.Г. Лорха».

Микрорастения картофеля в мае высаживали в пластмассовые горшки объемом 5 л, заполненные грунтом Агробалт-­С со следующими агрохимическими характеристиками: содержание органического вещества — не менее 80 %, рН — 5,5…6,5, общее содержание азота — 150, фосфора — 150, калия — 250, кальция — 120, магния — 30 мг/л.

Полив проводился методом дождевания раз в 2 дня до предельной полевой влагоемкости грунта.

Опыт включал 5 вариантов, заложенных методом систематического размещения с использованием фона Акварин 13 + монокалийфосфат.

Акварин 13 и монокалийфосфат применяли в качестве корневой подкормки (концентрация рабочего раствора 1 %) и некорневой (концентрация рабочего раствора 0,5 и 1 % соответственно) согласно инструкции по применению.

Варианты опыта:

1. Контроль, без обработки.
2. Альбит, предпосадочная обработка + некорневая обработка 2 раза.
3. БисолбиСан, предпосадочная обработка + некорневая обработка 3 раза.
4. Прорастин + Полистин, предпосадочная обработка (Прорастин) + некорневая обработка 2 раза (Полистин).
5. Препарат на основе гриба арбускулярной микоризы вида Rhizophagus irregularis, предпосадочная обработка микрорастений.

Альбит применяли в качестве предпосадочной обработки грунта (концентрация рабочего раствора — 3 %) и двух некорневых обработок: первая в фазу бутонизации растений картофеля, вторая — через 10 дней после первой обработки (концентрация рабочего раствора — 0,02 %).

БисолбиСан применяли в качестве предпосадочной обработки грунта (концентрация рабочего раствора — 0,1 %) и трех некорневых обработок: первая через 20 дней после посадки, вторая на период начала бутонизации, третья — после цветения картофеля (концентрация рабочего раствора — 1 %).

В варианте Прорастин + Полистин проводили предпосадочную обработку грунта Прорастином (концентрация рабочего раствора — 0,01 %). Полистин использовали в качестве некорневой обработки 2 раза: через 20 дней после посадки и в фазу бутонизации (концентрация рабочего раствора — 1 %).

Биопрепарат на основе гриба арбускулярной микоризы вида Rhizophagus irregularis наносили на корневую систему микрорастений перед посадкой в количестве 2 г на растение.

Корневую подкормку картофеля препаратами проводили из расчета 0,5 л рабочего раствора на сосуд, некорневую обработку растений вели до полного смачивания листьев.

Планирование и проведение опыта осуществлялось по методике исследований по культуре картофеля ВНИИКХ ³.

Фенологические наблюдения за посадками картофеля включали установление фаз бутонизации, цветения и отмирания листьев.

Определение урожайности мини-клубней проводили во время естественного отмирания ботвы. Для этого брали по 10 растений (контейнеров) в 3-кратной повторности. Проводили деление мини-клубней на 5 фракций, подсчитывали количество клубней и определяли их массу в каждой фракции. Выделяли кондиционные и некондиционные мини-клубни. К некондиционным мини-клубням по ГОСТ 33996–2016 ⁴ относили уродливые и несоответствующие размеру клубни. Математическую обработку результатов проводили методом дисперсионного анализа в соответствии с методикой полевого опыта Б.А. Доспехова ⁵.

Результаты исследования и обсуждение

Проведенные наблюдения позволили выявить особенности прохождения растениями картофеля фаз развития. На посадках сорта Ариэль фенологические фазы проходили на всех вариантах опыта практически одновременно. Межфазный период от посадки до бутонизации составил 35 суток, продолжительность бутонизации и цветения оказалась весьма кратковременной — 7 суток, наиболее долговременным был промежуток от окончания фазы цветения до отмирания ботвы — более 54 суток. Тогда как на сорте Садон переход от вегетативного к генеративному развитию не на всех вариантах имел соответствующие фазе морфологические признаки. По этому сорту только на вариантах Прорастин + Полистин и применении биопрепарата на основе гриба Rhizophagus irregularis отмечен переход к фазам бутонизации и цветения на 10 % растений.

По результатам опыта был определен выход кондиционных клубней и средняя масса клубней картофеля изучаемых сортов. Выход кондиционных мини-клубней сорта Ариэль по фракциям приведен в табл. 1. Количество их менялось от 12,2 шт./растение на контроле до 13,9 шт./растение в варианте с применением биоорганических препаратов Прорастина и Полистина.

Таблица 1. Фракционный состав мини-клубней картофеля сорта Ариэль, шт.

Вариант	Фракции, мм					Всего, шт./ растение
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Контроль	5,7	5,4	1,1	0,0	—	12,2
2. Альбит	6,4	5,8	0,7	0,0	—	12,9
3. БисолбиСан	7,3	5,8	0,4	0,0	—	13,5
4. Прорастин + Полистин	5,7	6,7	1,5	0,0	—	13,9
5. Микоризный препарат (Rhizophagus irregularis)	5,0	6,4	2,1	0,1	—	13,6
НСР05						2,3

Table 1. Fractional composition of mini-tubers of potato cv. Ariel

Variant	Fractions, mm					Tubers per plant
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Control	5.7	5.4	1.1	0.0	—	12.2
2. Albit	6.4	5.8	0.7	0.0	—	12.9
3. BisolbiSan	7.3	5.8	0.4	0.0	—	13.5
4. Prorastin+Polistin	5.7	6.7	1.5	0.0	—	13.9
5. Mycorrhizal product (Rhizophagus irregularis)	5.0	6.4	2.1	0.1	-	13.6
LSD05						2.3

Удельный вес фракции клубней размером 9…25 мм составил 47 % на контроле, 50 % в варианте с обработкой препаратом Альбит, 54 % — с применением БисолбиСан, на остальных вариантах опыта доля мини-клубней этой фракции была меньше, чем на контроле.

Удельный вес фракции 25…35 мм по выходу клубней составил от 44 % на контроле до 47…48 % в варианте с обработкой растений микоризным препаратом и совместным применением Прорастина и Полистина.

Таким образом, именно эти фракции обеспечили более 90 % выхода мини-клубней.

Средняя масса клубня сорта Ариэль приведена в табл. 2, она составила от 14,0 г в варианте с применением БисолбиСан до 20,1 г — с использованием препарата на основе гриба арбускулярной микоризы. Существенная прибавка по этому показателю получена в вариантах с применением Прорастина + Полистина — 2,4 г и использованием препарата на основе гриба арбускулярной микоризы — 4,6 г.

Таблица 2. Средняя масса мини-клубня картофеля сорта Ариэль, г

Вариант	Фракции, мм					По всем фракциям
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Контроль	5,6	21,0	49,6	0,0	—	15,5
2. Альбит	6,3	21,1	51,1	0,0	—	14,7
3. БисолбиСан	6,9	20,9	56,1	0,0	—	14,0
4. Прорастин + Полистин	6,9	21,3	46,4	0,0	—	17,9
5. Микоризный препарат (Rhizophagus irregularis)	6,4	21,2	49,6	82,7	—	20,1
НСР05						2,4

Table 2. Average weight of mini-tubers of potato cv. Ariel, g

Variant	Fractions, mm					Total weight, g
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Control	5.6	21.0	49.6	0.0	—	15.5
2. Albit	6.3	21.1	51.1	0.0	—	14.7
3. BisolbiSan	6.9	20.9	56.1	0.0	—	14.0
4. Prorastin + Polistin	6.9	21.3	46.4	0.0	—	17.9
5. Mycorrhizal product (Rhizophagus irregularis)	6.4	21.2	49.6	82.7	—	20.1
LSD05						2.4

Выход кондиционных клубней сорта Садон в опыте приведен в табл. 3. Полученные результаты свидетельствуют о более низкой количественной продуктивности клубней с растения по сравнению с сортом Ариэль. Но на сорте Садон в вариантах с применением Прорастина + Полистина и препарата на основе гриба арбускулярной микоризы были получены мини-клубни фракции 55…60 мм, которых не было у сорта Ариэль.

Таблица 3. Фракционный состав мини-клубней картофеля сорта Садон, шт.

Вариант	Фракции, мм					Всего, шт./растение
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Контроль	4,0	4,7	0,8	0,0	—	9,5
2. Альбит	3,1	3,8	2,4	0,3	—	9,6
3. БисолбиСан	3,0	3,3	2,2	0,3	—	8,8
4. Прорастин + Полистин	2,6	3,4	3,0	1,0	0,1	10,1
5. Микоризный препарат (Rhizophagus irregularis)	1,5	2,7	3,1	1,6	0,3	9,2
НСР05						1,6

Table 3. Fractional composition of mini-tubers of potato cv. Sadon

Variant	Fractions, mm					Number per plant
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Control	4.0	4.7	0.8	0.0	—	9.5
2. Albit	3.1	3.8	2.4	0.3	—	9.6
3. BisolbiSan	3.0	3.3	2.2	0.3	—	8.8
4. Prorastin + Polistin	2.6	3.4	3.0	1.0	0.1	10.1
5. Mycorrhizal product (Rhizophagus irregularis)	1.5	2.7	3.1	1.6	0.3	9.2
LSD05						1.6

Количество клубней на растение изменялось от 8,8 шт./растение на варианте с использованием БисолбиСан до 10,1 шт./растение в варианте с применением Прорастина и Полистина. Существенной прибавки по выходу мини-клубней не обеспечил ни один из исследуемых препаратов.

Удельный вес фракции 9…25 мм по выходу клубней составил 42 %, фракции 25…35 мм — 49 % на контроле и это были максимальные величины в сравнении со всеми вариантами опыта.

При этом средняя масса клубня сорта Садон (табл. 4) менялась от 17,8 г в контрольном варианте до 47,6 г в варианте с применением препарата на основе гриба арбускулярной микоризы. Величина прибавки по средней массе клубня существенна по всем вариантам опыта. Наилучшими вариантами, оказавшими положительное влияние на продуктивность мини-клубней, как и по сорту Ариэль, оказалось применение препаратов Прорастина и Полистина, а также использование препарата на основе гриба арбускулярной микоризы. Прибавка к контролю средней массы клубня составила 98 и 167 % соответственно.

Таблица 4. Средняя масса мини-клубня картофеля сорта Садон, г

Вариант	Фракции, мм					По всем фракциям
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Контроль	6,3	22,5	55,8	0,0	—	17,8
2. Альбит	7,4	22,1	50,7	97,8	—	25,5
3. БисолбиСан	7,0	22,6	50,0	86,9	—	25,7
4. Прорастин + Полистин	5,9	23,0	51,2	104,7	158,0	35,2
5. Микоризный препарат (Rhizophagus irregularis)	5,9	23,1	50,1	98,2	192,2	47,6
НСР05						7,7

Table 4. Average weight of mini-tubers of potato cv. Sadon, g

Variant	Fractions, mm					Total weight
	9…25	25…35	35…45	45…55	55…60
1. Control	6.3	22.5	55.8	0.0	—	17.8
2. Albit	7.4	22.1	50.7	97.8	—	25.5
3. BisolbiSan	7.0	22.6	50.0	86.9	—	25.7
4. Prorastin + Polistin	5.9	23.0	51.2	104.7	158.0	35.2
5. Mycorrhizal product (Rhizophagus irregularis)	5.9	23.1	50.1	98.2	192.2	47.6
LSD 05						7.7

Заключение

При выращивании мини-клубней картофеля сортов отечественной селекции среднераннего срока созревания Ариэль и Садон в условиях защищенного грунта выяснено, что лучшие показатели по выходу мини-клубней кондиционной фракции сорта Ариэль и средней массе клубней обоих сортов обеспечили варианты с применением Прорастина + Полистина и обработкой корневой системы микрорастений перед посадкой биопрепаратом на основе гриба арбускулярной микоризы вида Rhizophagus irregularis.

 

 

^{1 Семеноводство картофеля: современные технологии, нормативное регулирование, проверка качества: методическая рекомендация / под ред. Б.В. Анисимова. Чебоксары, 2017. 36 с.}

^{2 Овэс Е.В., Анисимов Б.В., Усков А.И. Методические рекомендации по тиражированию in vitro материала для оригинального семеноводства картофеля. М.: ФГБНУ ВНИИКХ, 2017. 25 с.}

^{3 Методика исследований по культуре картофеля / под ред. Н.С. Бацанова. М.: НИИКХ, 1967. 262 с.}

^{4 ГОСТ 33996–2016. Картофель семенной. Технические условия и методы определения качества. М., 2017.}

^{5 Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1986. 351 с.}

About the authors

Tatyana S. Malkova

Kostroma Scientific Research Institute of Agriculture - branch of Russian Potato Research Center

Author for correspondence.
Email: malkova-ts2017@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-9350-4714
SPIN-code: 5000-8154

Junior Researcher

18 Kukolevsky st., Minskoye vil., Kostroma, 156543, Russian Federation

Galina B. Demyanova-Roy

Kostroma Scientific Research Institute of Agriculture - branch of Russian Potato Research Center

Email: gdemjan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7564-0788
SPIN-code: 1102-6905

Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Chief Researcher

18 Kukolevsky st., Minskoye vil., Kostroma, 156543, Russian Federation

References