Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.86

Національний університет водного господарства та природокористування

ВПЛИВ ПРЕПАРАТІВ ІЗ САПРОПЕЛЮ НА ЛАБОРАТОРНІ ПОКАЗНИКИ НАСІННЯ ТА ВРОЖАЙНІСТЬ ПОМІДОРІВ

Шевчук М.Й.

Стимуляторами росту рослин називаються хімічні речовини, які при надходженні в рослини, викликають в них відповідний фізіологічний ефект: покращується засвоєння елементів живлення з ґрунту і добрив, посилюється розвиток кореневої системи або плодів, прискорюється ріст всієї рослини, скорочуються строки цвітіння - плодоношення та ін., що призводить до підвищення врожайності, покращення якості вирощеної продукції, полегшення збирання і зберігання врожаю [1].

Наукові дослідження на терені пошуку нових регуляторів росту рослин досягли з середини 70-х років минулого століття такого ж розмаху, як аналогічні розробки фунгіцидних препаратів. Проте нові регулятори, які знаходять широке застосування в сільському господарстві, вченим вдається створити досить рідко. Це зумовлено тим, що їх пошук значно складніший, ніж синтез, нових гербіцидів, а витрати на розробку перевищують їх в 10 - 1000 разів. Окрім того, на ефективність регуляторів росту рослин значно впливають зовнішні фактори (кліматичні і ґрунтові умови тощо), що призводить в ряді випадків до втрати активності розроблених препаратів при переході від вегетаційних до польових дослідів. Тому до нових препаратів - регуляторів росту, ставляться жорсткі вимоги, зокрема, їх використання повинно забезпечувати істотний економічний ефект впродовж семи років з десяти.

До природних регуляторів росту, які в останнє десятиліття набувають все більшого поширення належать і гумінові препарати.

Колективом авторів під керівництвом А.Д. Фокіна та Л.А. Христєвої (1975) встановлено, безпосередній вплив гумусових речовин на життєдіяльність рослин: гумінова кислота надходить в рослину не лише в окремі органи вищих рослин, але і в клітини, досягаючи їх важливих органел - ядра, мітохондрії, хлоропластів і на відповідних етапах розвитку виконує функцію оксигеназ; включає в обмін речовин додаткову кількість кисню, і таким чином посилює оксидативний обмін, що в свою чергу підвищує енергетичний потенціал і всю життєдіяльність організму. В результаті чого інтенсифікується надходження елементів мінерального живлення, активізуються ферментативні синтези, збільшується утворення сухої маси, прискорюється поділ клітин [2].

Багатьма вченими [3] встановлено, що під впливом гумусових речовин в рослин активізується коренеутворення, за рахунок селективності протоплазматичних мембран посилюється надходження води і елементів живлення. Дослідженнями А.И. Горової (1985) виявлено, що гумусові речовини позитивно впливають на всі фази мітотичного циклу клітин і сприяють збільшення мітотичного індексу в 1,5 рази [3]. Показано їх вплив на посилення поглинання кисню, активізацію ферментативних систем (каталази, пероксидази, амілази, інвертази та ін) і вуглецевого обміну, посилення утворення хлорофілу, збільшення вмісту цукрів і білків.

Послідуючими дослідженнями відмічено, що фізіологічно активні гумусові речовини можуть здійснювати пряму і побічну дію на фотосинтетичні процеси в рослин.

Особливо важливу роль відіграють гумусові кислоти в послаблені дії несприятливих зовнішніх факторів на рослини. Так, гумусові кислоти, нівелюють негативний вплив високих доз мінеральних добрив [4], послаблюють шкідливий вплив на рослини ґрунтововтомлюючих речовин і радіонуклідів, підвищують стійкість рослин до токсичного впливу важких металів [5].

Біологічна активність та специфічна поведінка гумусових кислот в реакціях передбачають можливість їх використання в сільському господарстві, медицині і техніці.

Ще в минулому столітті розпочалося широке використання гумусових речовин в якості регуляторів росту та як компонентів складних добрив.

Відомо, що в таких каустоболітах, як торф і вугілля, на частку гумусових речовин може припадати більша частина органічної речовини. Це дозволило їх розглядати як сировину для отримання біологічно активних препаратів та добрив. Природні гумусові кислоти не розчинні у воді і не можуть легко засвоюватись. Вони переходять в фізіологічно активний стан і ефективно діють як стимулятори росту рослин і джерело елементів живлення лише після активізації. Тому в основі отримання гумінових препаратів лежать властивості гумусових кислот каустоболітів утворювати водорозчинні солі з одновалентними катіонами натрію, калію, амонію.

Солі одновалентних лужних металів та амонію добре розчинні і легко доступні для рослин. На відміну від гумінових кислот, їх солі більш активно включаються у фізіологічні процеси розвитку рослин [7].

Якщо в минулому столітті основою виробництва таких препаратів був торф та вугілля, то на сьогоднішній день в якості сировини для їх виробництва використовують різні види біогумусів, сапропелі та ін.

Біогумус (вермикомпост) - це біологічний матеріал, який представлений високомолекулярними органічними сполуками, що мають циклічну структуру та аліфатичні ланцюги, утворені внаслідок переробки черв'яками органічних речовин (гною, соломи, листя, решток силосу, сіна, відходів харчової, м'ясної, плодоовочевої промисловості, комунального господарства, пташиного посліду).

Вміст органічної речовини в біогумусі становить 40-60%, а гумусових кислот 5,6-17,5% в перерахунку на суху речовину. Крім того, до його складу входять неспецифічні органічні сполуки, які надають йому фізіологічної активності, сприяють структуроутворенню та утворенню органо-мінеральних комплексів. До складу біогумусу входять елементи живлення рослин, дубильні речовини, пігменти, вітаміни та деякі інші сполуки.

В наш час біогумус використовують не лише як добриво, але і як сировину для виготовлення препаратів. Прикладом таких препаратів є «Вермистим», «Гумісол» та ін.

Прогнозні запаси сапропелю в Україні оцінюються біля 90 млн. тонн. Вміст органічної речовини в сапропелях різних типів змінюється в широких межах: від 15 до 94,3% на суху речовину. Її компонентний склад досить розманітний і залежить від вихідного матеріалу та умов опадонакопичення .

Вміст гумусових речовин в сапропелі знаходяться в широких межах - від 6,7 до 71,2% на органічну речовину. Більш як на половину вони складаються з гумусових кислот. Сапропелі відрізняються відносно низьким вмістом бітумів, тільки в окремих з них їх вміст сягає 6,0-8,4% на органічну речовину. гуміновий препарат помідор вегетація

Гумусові кислоти сапропелів представляють собою сполуки з високою часткою аліфатичних фрагментів, малим ступенем бензойдності. В складі перефиричних аліфатичних структур присутні як гідролізуючі (амінокислоти та вуглеводи), так і не гідролізучі сполуки, які складаються із прямих або розгалужених вуглеводневих ланцюгів [9, 10].

Дослідженнями встановлено, що відмінність гумусових кислот сапропелів від ґрунту полягає в тому, що азот в них знаходиться в легкодоступній формі (60-80%) та мають в 3 рази менше біохімічно стійких фракцій. Крім того, вони відновлені, а згідно встановленого взаємозв'язку між біологічною дією гумусових кислот і їх окислювально-відновним станом: більш відновленні гумусові речовини володіють і більш ефективною стимулюючою дією на фотосинтез рослини.

Головна ж відмінність гумусових кислот сапропелів від гумусових кислот торфу полягає в тому, що основна частина їх молекул (більш ніж 90%) - це гідролізований вуглеводнево-поліпептидний комплекс в поєднані із сполуками жирного ряду при дуже малому вмісті ароматичних структурних одиниць [11].

Різниця в складі гумінових кислот сапропелю і торфу, пояснюється особливою структурою вихідного матеріалу сапропелю (фіто- і зоопланктон), який має мало лігніну і значну кількість пірольних структур, а також уповільненим характером гуміфікації в підводних умовах через низький вміст кисню, слабку мікробіологічну активність [12].

В сапропелі містяться біологічно активні речовини, зокрема, вітамін В12, вітаміни групи В1, в тому числі тіамін (В1), рибофлавін (В2), пантотентова кислота (В3), піридоксин (В6), фолієва кислота (В9). Виявлені також вітаміни Е, С, Д, Р, а також каротиноїди. Присутні і гормоноподібні речовини, ферменти [9].

Враховуючи значний вміст гумусових сполук в органічній речовині сапропелю та їх високу стимулюючу активність, макро-, мікроелементів, біологічно активних речовин та вітамінів перспективним є проведення досліджень по розробці технологічних засад виробництва гумінових препаратів із цієї сировини та вивчення ефективності їх застосування при вирощуванні сільськогосподарських культур.

Із сапропелю виготовляють такі препарати, як «Дарина», «Плодородие», «Добрин» та ін. Ефективність впливу на сільськогосподарські культури цих препаратів знаходиться на стадії вивчення, а поодинокі результати досліджень вказують на їх високу ефективність.

На сьогоднішній день намітились нові підходи виготовлення гумінових препаратів - проведення диспергування сировини з використанням сучасного обладнання. А.А. Івановим, Н.В. Юдіною, Т.Я. Гашинською та іншими (2006) встановлено, що механохімічна активація являється раціональним методом переробки природних каустоболітів. Роль її полягає в збільшенні ефективної поверхні контакту між компонентами дисперсних систем, зменшення дифузійних взаємозв'язків за рахунок порушення морфології сировини і створення умов для ефективного протікання хімічних перетворень речовин у високо розчинні у воді форми (відбувається розрив хімічних зв'язків, зменшення їх молекулярної маси та полідисперсності, утворення лінійних продуктів з розгалуженими фрагментами). Вихід гумінових кислот в результаті механохімічних перетворень зростає в 1,5 рази.

Саме тому працівниками Поліського філіалу Національного наукового центру «Інституту агрохімії та ґрунтознавства» було розроблено технологічні засади виробництва гуматів із сапропелю з використанням диспергатора та проведені дослідження щодо ефективності їх використання при вирощуванні сільськогосподарських культур. Технологія виробництва препарату забезпечує найбільш повний перехід всіх біологічно активних речовин (особливо гумінових речовин) в доступні для рослин форми. При цьому гумусові сполуки перетворюються в фізіологічно активні водорозчинні солі - гумати і фульвати Na, К і NH4.

Мета досліджень - вивчення впливу гуматів на лабораторні показники насіння; - дослідження впливу біостимуляторів на кількісні та якісні показники врожаю.

Таблиця 1 Характеристика препаратів

Протягом досліджень вивчалась ефективність препаратів: Сапрогум-K, Сапрогум-Na, Сапрогум-NH4 та Вермистим. Характеристика препаратів наведена в табл. 1.

Робочі розчини готувались шляхом розведення вихідних концентратів до концентрації вуглецю гумусових речовин - 0.1, 0.01, 0.001 та 0.0001% при замочуванні насіння, а також 0.005% - при обробці рослин протягом вегетації.

Вивчення впливу гумінових препаратів на лабораторні показники насіння проводились згідно умов, передбачених ГОСТом 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести»: пророщення проводили при постійній температурі - + 200С. Строки визначення: енергії проростання на 3, схожості та довжини паростка - 7 день. Насіння - помідори сорту «Наско-2000»

Дослідження препаратів на врожайність помідорів проводились протягом 2005-2006 років на сірому лісовому грунті в плівковій теплиціза схемою: 1. Контроль (обробка водою); 2. Вермистим (2 обробки: у фазу 2-4 листочків та на початку бутонізації); 3. Сапрогум-NH4 (1обробка у фазу 2-4 листочків);4. Сапрогум-NH4 (2 обробки: у фазу 2-4 листочків та на початку бутонізації); 5. Сапрогум-NH4 (3 обробки: у фазу 2-4 листочків, на початку бутонізації та в фазу цвітіння); 6. Сапрогум-NH4 (4 обробки: у фазу 2-4 листочків, на початку бутонізації, в фазу цвітіння та у фазу плодоношення);7. Сапрогум-NH4 (5 обробок: у фазу 2-4 листочків, на початку бутонізації, в фазу цвітіння, у фазу плодоношення та через 15днів після останньої);8. Сапрогум-Nа (5 обробок: у фазу 2-4 листочків, на початку бутонізації, в фазу цвітіння, у фазу плодоношення та через 15днів після останньої); 9. Сапрогум-К (5 обробок: у фазу 2-4 листочків, на початку бутонізації, в фазу цвітіння, у фазу плодоношення та через 15днів після останньої)

Культура вирощування - помідори сорту «Княжич». Площа дослідної ділянки - 5 м2. Площа облікової ділянки - 3 м2. Повторність в досліді - 3-х разова.

За результатами досліджень першого року (вивчення впливу амонійного препарату) було встановлено, що п'ятикратна обробка гуматом із сапропелю є найбільш ефективною. Тому в 2006 році при включені варіантів із застосуванням калійного та натрієвого препаратів проводилось лише їх п'ятиразове використання протягом вегетації.

Внесення препаратів проводились шляхом некореневого підживлення - обробки рослин у відповідні фази розвитку з допомогою ручного обприскувача.

Результати досліджень свідчать, що при замочуванні насіння помідорів сорту «Наско-2000» позитивний ефект спостерігається при використанні Сапрогум-Na у концентраціях - 0.1-0.0001, а Вермистим, Сапрогум-NH4 та Сапрогум-K - 0.01-0.0001 відсотків. Найбільш ефективною концентрацією, що забезпечує найвищі прибавки в порівнянні з контролем (замочування насіння в дистильованій воді) при використанні препарату:

- Вермистим є концентрація 0.01%: показник енергії проростання (Е) збільшився на 25.3, схожості (Сх.)- 2,6%, довжини паростка (Дп) - 21.7мм;

- Сапрогум-NH4 - 0.0001%: Е - 28, Сх. - 5.3%, Дп - 26.7мм;

- Сапрогум-Na - 0.01%: Е - 21.3, Сх. - 4.0%, Дп - 20.7мм;

- Сапрогум-K - 0.001%: Е - 24.0, Сх. - 5.3%, Дп - 24.0мм.

Отримані результати досліджень щодо впливу гуматів на врожай помідорів сорту «Княжич» (таблиця 2) свідчать, що їх використання сприяє збільшенню листкової площі на 40.0-238.3 см2, кількості плодів - 4-15 шт., маси плоду - 51.9-24.1 і, як наслідок, врожайності - 0.6-4.0 кг/м2 та покращенню якості плодів: зростанню вмісту вітаміну С у плодах - 0.4-13.6 мг%, в порівнянні з контролем та зниженню вмісту нітратів з 31.5 до 9.8 мг/кг сирої речовини. Слід відмітити, що використання препарату Сапрогум-NH4 в порівнянні з аналогічною кількістю обробок Вермистимом забезпечує більший приріст площі листкової пластинки на 113.5 см2 та вмісту вітаміну С - 6.7 мг%. Щодо врожайності, кількості і маси плоду та вмісту нітратів, то суттєвої різниці між цими варіантами не було виявлено. Найбільшу, площу листкової поверхні було відмічено на варіанті з обробкою препаратом Сапрогум-NH4 у фазі 2-4 листочків -747.8см2. Однак на цьому варіанті врожайність була значно нижчою - 6.9 кг/м2, в порівнянні з іншими варіантами. Найвищий приріст до контролю врожайності було відмічено на варіантах з п'ятикратним використанням препарату Сапрогум-NH4, Сапрогум-Na та Сапрогум-К протягом вегетації (у фазу 2-4 листочків, на початку бутонізації, в фазу цвітіння, у фазу плодоношення та через 15днів після останньої) - 2.2 та 4.0 кг/м2.

Таблиця 2. Ефективність гуматів при вирощуванні помідорів сорту «Княжич» (середнє за 2005-2006 роки)