Вплив ADEPT Agro.Bio та гумату калію на вихід із стану спокою бульб картоплі при дворічній системі
Питання насінництва картоплі в Степу України успішно вирішується методом дворічної культури — посадкою влітку після жнив молодих свіжозібраних бульб. Однак дворічна культура картоплі не знаходить широкого застосування через недосконалість існуючих методів порушення періоду спокою у свіжозібраних бульбах. Вивчаючи вплив механічних способів порушення періоду спокою у свіжозібраних бульбах протягом 4 років, ми встановили, що жоден із цих способів не є настільки ефективним, щоб його можна було рекомендувати виробництву.
Про стимулюючу дію гібереліну на порушення періоду спокою у свіжозібраних бульбах вказують у своїх роботах зарубіжні та радянські вчені. Однак як у зарубіжній, так і у вітчизняній літературі повідомляється про негативну дію гібереліну на кореневу систему. Гіберелін, на відміну від гетероауксину та інших речовин, що стимулюють ріст, сприяючи утворенню та росту пагонів, пригнічує коренеутворення. У суміші ж гіберелін і гетероауксин діють як антагоністи.
Порівняно високу активність при порушенні періоду спокою у рослин виявляють речовини, що містять сульфгідрильні групи (SH) або здатні їх утворювати в процесі ізомеризації або хімічного перетворення, такі як тіосечовина та солі ксантогенових кислот. Для порушення періоду спокою найбільше значення з цієї групи речовин набула тіосечовина, 2-відсотковим розчином якої обробляють розрізані на частини бульби протягом двох годин з подальшим пророщенням їх у парниках у піску, змішаному наполовину з тирсою.
Цей метод, хоча й досконаліший порівняно з механічними, має низку недоліків. Перш за все, рани розрізаних бульб повільно загоюються, погано покриваються щільною пробковою непроникною тканиною, що сприяє проникненню в бульби гнильних бактерій і викликає їхнє псування. Крім того, бульби проростають малим числом очок, нерівномірно, і вибірку їх із парників для посадки доводиться проводити у два прийоми. Дуже погано стимулюється ріст кореневої системи. Бульби, посаджені в ґрунт із пагонами, але без коренів, дають сильно запізнілі сходи, а кущі часто не дають урожаю. З цього видно, що успіх дворічної культури картоплі передусім залежить від досконалості методу порушення періоду спокою.
Метою нашої роботи було знайти спосіб активного втручання в біохімічні процеси, що відбуваються у свіжозібраних бульбах, викликати посилене дихання тканин і змусити бульби проростати рівномірно, багатьма пагонами з одночасним появою кореневої системи. Тому у своїх дослідженнях для порушення періоду спокою бульб ми використовували низку фізіологічно активних органічних речовин, таких як гумінова кислота, гетероауксин, нафтове ростове речовина (НРВ), тіосечовина та їх суміші.
Нафтове ростове речовина (НРВ), за повідомленнями, значно стимулює не тільки ріст надземної частини рослин, а й кореневої системи. За літературними даними, великий вплив на процес росту та розвитку вищих рослин мають гумінові кислоти. Встановлено, що бульби картоплі дихають переважно за участі фенолазної системи. Згідно з вченням О.М. Баха, для того щоб відбулося біологічне окиснення, необхідна активація молекули кисню, яка досягається утворенням проміжних перекисів — оксигеназ. Як оксигенази можуть функціонувати поліфеноли та їх похідні. За даними Л.О. Христєвої, гумінова кислота, перебуваючи в іонодисперсному стані, надходить у рослину, де поліфенольні групи гумінових кислот за участі поліфенолоксидази окиснюються киснем повітря і дають перекиси, тобто перетворюються на оксигенази. Оксигенази за участі ферменту пероксидази відщеплюють атомарний кисень, який каталітично переноситься на субстрат, а перекисна форма поліфенолу переходить у хінони, що мають дуже високий окисний потенціал, внаслідок чого вони можуть відбирати «активований» водень із органічних речовин, які зазнали відповідного ферментативного каталізу, і знову переходити в поліфеноли. Отже, першопричиною фізіологічної дії гумінової кислоти Л.О. Христєва вважає залучення додаткових кількостей молекулярного кисню в реакції окиснення та безпосередню участь її молекул у процесах оксидоредукції.
Виходячи з усіх цих теоретичних передумов, ми здійснили низку досліджень з цього питання.
Результати досліджень
Способи порушення періоду спокою у свіжозібраних бульбах
У досліді з порушення періоду спокою свіжозібрані бульби картоплі перед пророщенням розрізали вздовж на дві частини і потім обробляли протягом двох годин водою, 2-відсотковим розчином тіосечовини, 0,001-відсотковим гетероауксином і 0,02-відсотковим розчином гумату калію як джерела гумінової кислоти. Пророщували бульби 20 днів у піску при вологості 70-90% від повної вологоємності та температурі 25-28°C. Результати досліду наведено в таблиці 1.
| Сорт | Контроль (необроблені бульби) | Оброблені водою | 2%-на тіосечовина | 0,001%-ний гетероауксин | 0,02%-ний гумат калію | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Пророщених бульб, % | Кількість пагонів на бульбу | Пророщених бульб, % | Кількість пагонів на бульбу | Пророщених бульб, % | Кількість пагонів на бульбу | Пророщених бульб, % | Кількість пагонів на бульбу | Пророщених бульб, % | Кількість пагонів на бульбу | |
| Сорт №1 | 8,1 | 1,2 | 12,7 | 1,2 | 68,4 | - | - | - | - | - |
| Сорт №2 | 9,8 | 1,2 | 17,9 | 1,4 | 65,7 | - | - | - | - | - |
| Сорт №3 | 7,2 | 1,1 | 11,3 | 1,2 | 81,7 | - | - | - | - | - |
| Сорт №4 | 9,0 | 1,2 | 14,2 | 1,3 | 77,4 | - | - | - | - | - |
| Сорт №5 | 7,9 | 1,2 | 12,8 | 1,3 | 71,2 | - | - | - | - | - |
| Сорт №6 | 5,2 | 1,1 | 8,4 | 1,3 | 48,9 | - | - | - | - | - |
Результати цих досліджень показують явну перевагу тіосечовини над гетероауксином і гуматом калію. Низький відсоток пророщених бульб під дією гетероауксина легко пояснити тим, що він є переважно стимулятором росту кореневої системи та інгібітором надземної частини. Що ж до гумінової кислоти, то причина її майже нейтральної дії на свіжозібрані бульби була зовсім незрозумілою.
Надалі нами було закладено низку дослідів зі спільної дії гумату калію, НРВ та гетероауксину з тіосечовиною. Крім того, у дослід з порушення періоду спокою свіжозібраних бульб був включений і гіберелін. Умови проведення цих дослідів були аналогічними умовам попереднього досліду. Результати досліджень наведено в таблиці 2.
| Сорт | Розчини, якими оброблялися бульби | Показники | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Пророщених бульб, % | Середня кількість пагонів на бульбу | Середня довжина пагона, см | Бульб із коренями від числа пророщених, % | ||
| Сорт №1 | 2%-на тіосечовина | 64,3 | 1,40 | 0,63 | 31,3 |
| 0,02%-ний гумат калію | 21,0 | 1,68 | 0,86 | 38,7 | |
| Тіосечовина + гумат калію | 96,2 | 2,18 | 2,04 | 74,6 | |
| 0,001%-не НРВ | 23,4 | 1,52 | 0,82 | 33,8 | |
| Тіосечовина + НРВ | 93,4 | 1,86 | 2,00 | 73,5 | |
| Тіосечовина + 0,001%-ний гетероауксин | 65,6 | 1,41 | 0,56 | 63,9 | |
| 0,001%-ний гіберелін | 96,8 | 1,72 | 2,21 | 48,8 | |
| Сорт №2 | 2%-на тіосечовина | 65,8 | 1,37 | 0,90 | 36,8 |
| 0,02%-ний гумат калію | 24,2 | 1,56 | 1,72 | 11,9 | |
| Тіосечовина + гумат калію | 95,6 | 2,29 | 2,25 | 79,4 | |
| 0,001%-не НРВ | 22,1 | 1,45 | 1,43 | 42,1 | |
| Тіосечовина + НРВ | 94,1 | 2,10 | 2,53 | 71,9 | |
| Тіосечовина + 0,001%-ний гетероауксин | 68,4 | 1,39 | 0,72 | 68,2 | |
| 0,001%-ний гіберелін | 95,5 | 2,15 | 2,49 | 49,9 | |
| Сорт №3 | 2%-на тіосечовина | 71,1 | 1,27 | 0,58 | 32,3 |
| 0,02%-ний гумат калію | 19,6 | 1,49 | 0,84 | 38,0 | |
| Тіосечовина + гумат калію | 95,8 | 1,92 | 2,16 | 75,4 | |
| 0,001%-не НРВ | 20,7 | 1,31 | 1,18 | 38,1 | |
| Тіосечовина + НРВ | 95,2 | 1,87 | 2,10 | 74,8 | |
| Тіосечовина + 0,001%-ний гетероауксин | 66,6 | 1,30 | 0,55 | 66,0 | |
| 0,001%-ний гіберелін | 95,7 | 1,71 | 2,26 | 41,3 | |
| Сорт №4 | 2%-на тіосечовина | 93,4 | 2,10 | 1,30 | 54,2 |
| 0,02%-ний гумат калію | 87,2 | 2,34 | 1,46 | 61,8 | |
| Тіосечовина + гумат калію | 98,7 | 2,78 | 2,62 | 83,9 | |
| 0,001%-не НРВ | 88,0 | 2,40 | 1,41 | 60,0 | |
| Тіосечовина + НРВ | 98,8 | 2,69 | 2,50 | 83,3 | |
| Тіосечовина + 0,001%-ний гетероауксин | 90,2 | 2,07 | 1,27 | 82,0 | |
| 0,001%-ний гіберелін | 99,3 | 2,88 | 2,80 | 70,7 | |
Спільна дія тіосечовини з гуміновою кислотою, як і НРВ з тіосечовиною, за своєю активністю значно перевершила їхню дію окремо. Сприятлива взаємодія гумінової кислоти з тіосечовиною та НРВ з тіосечовиною на прискорене пробудження свіжозібраних бульб, на нашу думку, викликана явищем синергізму, тобто дією цих двох компонентів в одному напрямку. Гумінова кислота значно посилює розпочаті під дією тіосечовини окисно-відновні процеси, викликає посилене ділення клітин у точках росту, значно прискорюючи ріст пагонів і коренів.
Подібне явище спостерігав у своїх роботах академік Прат, стимулюючи живці різних рослин гуміновою кислотою. Він вказує, що в початковий період під дією гумінової кислоти ріст рослин нічим не відрізняється від контрольних, але, як тільки з'являються бруньки, їхній ріст значно прискорюється. Причиною такої дії гумату калію, очевидно, є активізація дихання та обміну речовин у цілому. Динаміка активності пероксидази є підтвердженням цього.
Для з'ясування причин підвищеної стійкості шматочків свіжозібраних бульб, оброблених сумішшю розчинів тіосечовини та гумату калію в період пророщення проти ураження їх гнильними бактеріями, нами було проведено дослідження ступеня загоєння зрізів у свіжозібраних бульбах. Появу на зрізах бульб пробкової тканини — суберину — визначали за методом Ламалієра. Проведені дослідження утворення пробкової тканини — суберину — на зрізах свіжозібраних бульб картоплі сорту Рання роза показали, що бульби, оброблені сумішшю тіосечовини з гуматом калію, вже через 6-8 годин по краях зрізів почали покриватися суберином, а через 32-36 годин зріз повністю покривався тонким шаром цієї тканини. На бульбах, оброблених одним розчином тіосечовини, зрізи почали покриватися суберином через 10-12 годин і повністю покривалися тонким шаром через 50-52 години.
При спільній дії тіосечовини та гетероауксину на пробудження свіжозібраних бульб явище синергізму не проявлялося. Активність гібереліну за кількістю пророщених пагонів у нашому досліді дорівнювала активності спільної дії тіосечовини з НРВ і гуматом калію, а за кількістю бульб із коренями була значно нижчою.
Вплив стимуляторів росту на висоту урожаю картоплі
Вивчення впливу стимулюючих речовин на ріст вегетативної маси та урожай картоплі проводилося з найперспективнішими концентраціями стимуляторів, що забезпечують найбільший відсоток пробудження свіжозібраних бульб. Для цього бульби картоплі обробляли сумішшю тіосечовини з гуматом калію, тіосечовини з НРВ та гібереліном. Контролем слугував варіант, де бульби обробляли лише 2-відсотковим розчином тіосечовини. Садили картоплю протягом усіх років проведення дослідів у липні, збирали у жовтні. Результати обліку росту вегетативної маси та урожаю бульб картоплі наведено в таблиці 3.
| Сорт | Розчини, якими обробляли бульби | Вегетативна маса в період цвітіння | Урожай бульб | |
|---|---|---|---|---|
| Висота рослини, см | Кількість основних стебел | |||
| Сорт№1 | 2%-на тіосечовина | 30,0 | 1,26 | - |
| Тіосечовина + 0,02%-ний гумат калію | 47,7 | 1,78 | - | |
| Тіосечовина + 0,001%-не НРВ | 43,1 | 1,67 | - | |
| 0,001%-ний гіберелін | 42,5 | 1,69 | - | |
| Сорт№2 | 2%-на тіосечовина | 41,9 | 1,26 | - |
| Тіосечовина + 0,02%-ний гумат калію | 51,1 | 2,07 | - | |
| Тіосечовина + 0,001%-не НРВ | 50,5 | 1,94 | - | |
| 0,001%-ний гіберелін | 48,3 | 2,00 | - | |
| Сорт№3 | 2%-на тіосечовина | 40,3 | 1,15 | - |
| Тіосечовина + 0,02%-ний гумат калію | 50,9 | 1,82 | - | |
| Тіосечовина + 0,001%-не НРВ | 50,6 | 1,74 | - | |
| 0,001%-ний гіберелін | 48,3 | 1,64 | - | |
| Сорт№4 | 2%-на тіосечовина | 28,6 | 1,63 | - |
| Тіосечовина + 0,02%-ний гумат калію | 34,9 | 2,52 | - | |
| Тіосечовина + 0,001%-не НРВ | 33,9 | 2,37 | - | |
| 0,001%-ний гіберелін | 34,4 | 2,48 | - | |
Ці дані показують, що висота рослин у період цвітіння за всіма досліджуваними сортами була значно вищою за варіантами, де бульби обробляли гібереліном, а також сумішшю тіосечовини з НРВ і гуматом калію. Таке ж явище спостерігалося і за кількістю основних і бічних стебел. Однак товщина бічних стебел (діаметр на висоті 5 сантиметрів від поверхні ґрунту) досягала найбільшої величини за варіантами, де бульби обробляли сумішшю тіосечовини з гуматом калію або НРВ.
Наші дослідження показали, що прискорення росту кореневої системи та вегетативної маси картоплі, а також підвищення урожайності бульб під дією гумінової кислоти пояснюється не лише посиленням фізіологічних процесів, що відбуваються в рослині, але й зміною анатомічної будови тканин коренів і листя. Клітини всіх елементів тканини молодого корінця (екзодерміс, паренхіма кори, ендодерма, перицикл, флоема та ксилема) були значно витягнуті і мали більш видовжену форму порівняно з тканинами кореня, які обробляли лише тіосечовиною. Під дією гумату калію клітини палісадного паренхіму листа значно подовжувалися, формувався другий шар палісадного паренхіму, а покривні та залозисті волоски були більш розвинені і складалися з більшої кількості клітин. Листя ж рослин картоплі, бульби яких стимулювалися лише тіосечовиною, мали клітини палісадного паренхіму, розташовані в один шар, були укороченими і частково розширеними, а покривні та залозисті волоски були менш розвинені і складалися з меншої кількості клітин. Подібне явище — подовження клітин кореня та зміна палісадного паренхіму листа під дією гумінових кислот — спостерігалося у пшениці, цукрового буряка та помідорів.
Підвищена фотосинтетична діяльність рослин картоплі, бульби яких обробляли гуматом калію, обумовлена також підвищеним вмістом хлорофілу в їх листі (таблиця 4).
| Варіанти досліду | Вміст хлорофілу, мг на 1 г сухої речовини |
|---|---|
| Обробка бульб 2%-ним розчином тіосечовини | 13,7 |
| Обробка бульб сумішшю розчину тіосечовини та 0,02%-ного гумату калію | 15,8 |
Високий урожай бульб картоплі за роки проведення дослідів був відзначений також за варіантами, де порушували період спокою бульб сумішшю розчинів тіосечовини з НРВ. Дещо нижчим був урожай за гібереліном і на останньому місці за урожайністю опинився варіант, де бульби обробляли лише тіосечовиною.
Вплив фізіологічно активних речовин на ріст кореневої системи у свіжозібраних бульбах
Наведені дані показують, що суміш розчинів тіосечовини з гуматом калію та НРВ значно прискорює пробудження свіжозібраних бульб, сприяє проростанню їх багатьма пагонами, прискорює загоєння зрізів і зменшує кількість бульб, уражених гнильними бактеріями, збільшує кількість пророщених бульб із коренями та підвищує урожай картоплі. Однак утворення кореневої системи під дією цих стимуляторів росту вдавалося отримати не у всіх пророщених бульбах.
Подальші пошуки в цьому напрямку наштовхнули нас на таку думку. Відомо, що корені рослин, ізольовані від надземної частини, у штучному середовищі продовжують подальший ріст і, як орган гетеротрофний, активніше реагують на різні складні органічні сполуки, ніж листя, що їх синтезують. Слід зазначити, що в перегної, компості, перегнійному ґрунті, у гної-сипці накопичуються в значних кількостях утворювані мікрофлорою та грибами антибіотики, біологічні активатори та гумінові кислоти. У перегної є нікотинова кислота, похідні піридину, тіамін, біотин, рибофлавін, фолієва кислота, пантотенова та альфа-амінобензойна кислоти, ауксини, стрептоміцин, пеніцилін, тераміцин та інші біологічно активні сполуки. Особливо позитивну роль у стимулюванні росту кореневої системи відіграють ауксини, тіамін (вітамін B1), гумінова кислота, а також бурштинова, фумарова кислоти та інші. Виходячи з цих міркувань, ми замінили раніше застосовуване середовище для пророщення свіжозібраних бульб — пісок і тирсу — на перегній.
| Сорт | Середовище для пророщення | Середнє за роки проведення дослідів |
|---|---|---|
| Сорт №1 | Пісок | 95,5 |
| Сорт №1 | Перегній парниковий | 99,7 |
| Сорт №2 | Пісок | 96,0 |
| Сорт №2 | Перегній парниковий | 99,9 |
| Сорт №3 | Пісок | 94,7 |
| Сорт №3 | Перегній парниковий | 99,5 |
| Сорт №4 | Пісок | 96,4 |
| Сорт №4 | Перегній парниковий | 99,8 |
Цей прийом дав хороший результат. Усі бульби до кінця пророщення (на 20-й день) мали по кілька розвинених пагонів і добре розвинену кореневу систему. Крім того, за ростом і розвитком рослини з бульб, пророщених у перегної, значно випереджали рослини з бульб, пророщених у піску. Наведені дані показують, що рослини з бульб, пророщуваних у перегної, мали більш розвинену вегетативну масу, особливо листову поверхню, і забезпечили урожай бульб за окремими сортами на 11,9-12,7% вищий порівняно з рослинами з бульб, пророщуваних у піску.
Зняття кисневої недостатності при порушенні періоду спокою у свіжозібраних бульбах
Однією з основних умов нормального проростання свіжозібраних бульб є підвищена вологість середовища. Нестача вологи гальмує їхнє проростання, а надлишок викликає загибель від задухи. Дихання рослин — процес аеробний. Його інтенсивність визначається тим кількістю кисню, яке клітина може засвоїти. У природі часто створюється розрив між потребою рослини в кисні, його вмістом у середовищі та біологічним засвоєнням. Отже, явище кисневої недостатності може бути причиною тих чи інших форм страждання рослини. На думку Л.О. Христєвої, зняття кисневої недостатності підвищує здатність рослини переносити несприятливі умови, і для цієї мети можна використовувати гумінову кислоту, а також групи вітамінів, що беруть безпосередню участь у перенесенні водню.
Стимулююча дія гумінових кислот особливо помітна на початку розвитку рослин і тоді, коли дуже напружені біохімічні процеси, наприклад, у момент утворення репродуктивних органів, а також у тих випадках, коли зовнішні умови відхилені від норми. Цією цінною особливістю гумінової кислоти ми скористалися при пророщенні свіжозібраних бульб, яке вимагає частих поливів. Для того щоб уникнути кисневої недостатності, закладені на пророщення бульби тричі поливали різними стимуляторами росту власного та іноземного виробництва з інтервалами між кожним поливом у 5 днів. Як показує таблиця 7, найкращий ефект був досягнутий при пророщенні шматочків свіжозібраних бульб, оброблених сумішшю розчинів гумінової кислоти та тіосечовини у ящиках-яровизаторах, перешаруваних парниковим перегноєм і тричі политих 0,01-відсотковим розчином гумінової кислоти. При цьому способі протягом 18-20 днів досягалося 100-відсоткове проростання всіх бульб із великою кількістю пагонів і з добре розвиненою кореневою системою. Загибелі бульб від задухи та ураження гнильними бактеріями не спостерігалося.
| Бульби поливали | Вегетативна маса | Листя | Урожай | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Висота рослин, см | Кількість стебел | Кількість листків на рослину | Довжина листа середнього ярусу, см | Число листкових пластинок одного листа | Урожай бульб, ц/га | Вміст товарних бульб, % | |
| Водою (контроль) | 48,6 | 2,2 | 60 | 93 | 25,4 | 363,62 | 4,4 |
| Mind Extra, 60 г на 10 л води | 51,0 | 2,3 | 67 | 127 | 26,5 | 446,92 | 5,5 |
| Mind (0,01%-ний) | 46,3 | 1,4 | 63 | 112 | 21,5 | 359,17 | 5,4 |
| Монометиламін (0,004%-ний) | 42,0 | 1,2 | 55 | 96 | 17,1 | 382,65 | 4,4 |
| Гумат калію Agro.Bio (0,01%-ний) | 44,0 | 1,3 | 61 | 100 | 18,7 | 362,25 | 4,9 |
| Adept Agro.Bio (0,005%-ний) | 50,0 | 1,8 | 63 | 122 | 24,5 | 423,48 | 5,2 |
| Adept Agro.Bio (0,01%-ний) | 57,0 | 2,5 | 66 | 132 | 27,8 | 464,28 | 5,5 |
| Adept Agro.Bio (0,05%-ний) | 48,5 | 2,0 | 62 | 124 | 27,0 | 427,55 | 5,1 |
| Adept Agro.Bio (0,1%-ний) | 45,5 | 1,7 | 56 | 118 | 25,4 | 358,15 | 5,1 |
Найвищий урожай бульб при цьому становив 464,28 ц/га. На другому місці за розвитком вегетативної маси та урожаєм бульб опинився зарубіжний препарат Mind Extra, що дав урожай бульб у середньому 446,92 ц/га.
Таким чином, комбінуючи обробку бульб картоплі сумішшю стимуляторів росту та пророщення їх у перегної з поливом фізіологічно активними речовинами, застосовуючи певну систему агротехніки, нам вдалося протягом низки років отримувати стійкі урожаї картоплі при післяжнивних посадках свіжозібраними бульбами.
Висновки
Найефективнішим способом порушення періоду спокою у свіжозібраних бульбах є обробка їх сумішшю 2-відсоткового розчину тіосечовини та 0,02-відсоткового розчину гумату калію, а також 2-відсоткового розчину тіосечовини та 0,001-відсоткового розчину нафтового ростового речовини (НРВ) з подальшим пророщенням бульб у перегної з періодичним поливом їх сумішшю зазначених розчинів. Спільна дія цих препаратів на свіжозібрані бульби картоплі проявлялася у вигляді синергізму, тобто взаємної дії їх в одному напрямку. Короткочасна дія тіосечовини посилюється подальшою дією гумінової кислоти або НРВ, завдяки чому значно посилюється активність окисних ферментів, і бульби проростають більш рівномірно, великою кількістю пагонів і коренів. Але абсолютним лідером за урожаєм картоплі залишається препарат Adept Agro.Bio.