CC BY
27
УДК 635.21:631.81.002
влияние пектиновых полисахаридов лемнана
и силенана на рост и развитие картофеля
А.Г. ТУЛИНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией картофелеводства
НИИСХ Республики Коми
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили в 2012-2013 гг. с целью изучения влияния применения пектиновых полисахаридов на скороспелость, урожайность и качество картофеля в условиях Республики Коми. Почва опыта - дерново-подзолистая, среднее содержание гумуса 2,8%. Объект исследования - районированный сорт картофеля Невский (среднеранний). В качестве регуляторов роста испытывали пектиновые полисахариды: лемнан - пектин ряски малой Lemna minor L. и силенан - пектин каллусной ткани смолевки обыкновенной Silene vulgaris (M.) G. Лемнан относится к типу апиогалактуронановых пектинов, у которых к основной углеводной цепи a-1,4-D-галактуронана с включенными в нее в небольшом количестве остатками а-1,2-связанной L-рамнопиранозы присоединяются боковые цепи из одиночных и 1,5-связанных остатков D-апиозы, силенан - к типу рамногалактуронана I (RG-I) с высоким содержанием боковых цепей, состоящих из арабинана, галактана и арабиногалактана. Препараты применяли для обработки семенных клубней массой 50...80 г за 7 дн. до посадки в течение 5 мин. и опрыскивания вегетирующих растений в фазе 3.5 листьев и клубнеобразования. Доза препаратов во всех случаях 10 мл на 1 литр воды. Применение пектиновых полисахаридов способствовало повышению ранней урожайности, по сравнению с контрольным вариантом, на 32,5.51,2%, общей - на 38,0.48,4% (7,3.9,3 т/га). Использование регуляторов роста увеличило содержание в клубнях картофеля сухого вещества, крахмала и витамина С.
Ключевые слова: картофель, регуляторы роста, пектиновые полисахариды, урожайность, качество.
Основная задача современного сельскохозяйственного производства - обеспечение населения качественными, экологически безопасными для здоровья продуктами питания и промышленности сырьем в необходимых объемах. Решить ее можно лишь путем повышения урожайности и качества продукции. С этой целью в растениеводстве применяют современные биопрепараты - регуляторы роста, фитогормоны и др., способствующие сокращению затрат при возделывании сельскохозяйственных культур [1, 2].
Одно из перспективных направлений фундаментальной и прикладной аграрной науки - изучение вопросов регуляции роста и развития растений с помощью природных и синтетических физиологических веществ [3...5].
Цель нашей работы - исследование влияния пектиновых полисахаридов в качестве регуляторов роста на скороспелость, урожайность и качество клубней картофеля.
Условия, материалы и методы. Эксперимент на картофеле районированного среднераннего сорта Невский проводили в 20122013 гг. в полевом севообороте ФГУП «Северное» Россельхозакадемии (г. Сыктывкар). Предшественник в 2012 г. - многолетние травы, в 2013 г. - однолетние травы.
В качестве регуляторов роста и развития картофеля испытывали препараты, произведенные в Институте физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН: лемнан - пектин ряски малой Lemna minorL. и силенан - пектин каллусной ткани смолевки обыкновенной Silene vulgaris (M.). Лемнан относится к типу апиогалактуронановых пектинов, у которых к основной углеводной цепи а-1,4^-галактуронана с включенными в нее в небольшом количестве остатками а-1,2-связанной L-рамнопиранозы присоединяются боковые цепи из одиночных и 1,5-связанных остатков D-апиозы, силенан - к типу рамногалактуронана I (RG-I) с высоким содержанием боковых цепей, состоящих из арабинана, галактана и араби-ногалактана.
Схема полевого опыта включала варианты с предпосадочной обработкой клубней и последующим опрыскиванием вегетирующих растений в фазе 3.5 листьев и клубнеобразования водой (контроль), раствором лемнана и раствором силенана.
Предпосадочная обработка клубней картофеля состояла в замачивании в течение 5 мин. в воде или в соответствующем растворе регулятора роста (10 мл препарата на 1 л воды) с последующим просушиванием в тени за 7 дн. до посадки. Обработку в период вегетации проводили из расчета 10 мл препарата на 1 л воды, расход рабочей жидкости -300 л/га.
Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок - рандомизированное. Площадь учетной делянки - 10,5 м2 (схема посадки - 70x30 см), общая площадь опыта - 126 м2.
Почва опытного участка дерново-подзолистая со средним содержанием гумуса 2,8 % (по Тюрину, ГОСТ 26213-91); рНкс| - 6,6 (ГОСТ 26483-85); N 100 мг/кг (по Кьельдалю, ГОСТ 26107-84), 225 мг/кг, К2О - 190 мг/кг почвы (по Кирсанову, ГОСТ 26207-91). В опытах применяли агротехнику, рекомендованную для зоны. Все учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам [6.8]. Анализ почвы и химического состава клубней картофеля выполняли по методикам принятым в агрохимической службе РФ.
Метеоусловия в годы исследований отличались от климатической нормы. Сумма среднесуточных температур за период май-сентябрь в 2012 г. составила 2101,7 0С, в 2013 г. - 2169,9 0С (при многолетних значениях - 1847,3 0С), количество выпавших осадков в 2012 г. - 501,9 мм, в 2013 г. - 199,2 мм (норма -321,0 мм).
Таблица 1. влияние применения пектиновых препаратов на урожайность картофеля (2012-2013 гг.)
общ. Р2О5 -
Вариант Количество клубней под кустом, шт. Урожайность клубней, т/га
2012 г. 2013 г. 1 в среднем 2012 г. 2013 г. I в среднем
Контроль 6,4* 6,3 6,4 15,1 9,5 12,3
7,6 7,1 7,4 22,4 15,9 19,2
Лемнан 7,9 10,3 9J. 19,6 17,5 18,6
8,8 11,4 10,1 27,1 29,8 28,5
Силенан 7,8 86 8,2 18,3 14,2 16,3
8,5 9,6 9,1 26,7 26,3 26,5
НСР05 0,6 0,7 1,4 И
0,7 0,8 2,0 1,9
* - в числителе на 65 день, в знаменателе на 85 день. Достижения науки и техники АПК, №4-2014 -
Таблица 2. влияние применения пектиновых препаратов на биохимический состав клубней картофеля (2012-2013 гг.)
Содержание
Вариант сухое вещество, % крахмал, % витамин С, мг% нитраты, мг/кг
2012 г. 2013 г. в среднем 2012 г. 2013 г. в среднем 2012 г. 2013 г. в среднем 2012 г. 2013 г. в среднем
Контроль 24,6 24,8 24,7 18,4 17,2 17,8 22,2 21,0 21,6 47 104 76
Лемнан 24,9 25,6 25,3 18,8 18,9 18,9 23,1 21,6 22,4 37 70 54
Силенан 25,3 24,9 25,1 19,5 17,8 18,7 22,7 21,9 22,3 44 91 68
НСР05 2,0 2,0 1,5 1,4 1,8 1,7 3,0 7,0
Результаты и обсуждение. Результаты учета раннего урожая (на 65-й день после посадки) свидетельствуют о влиянии изучаемых пектиновых препаратов на скороспелость. Наиболее интенсивное образование и нарастание массы клубней в среднем за период исследований наблюдали в варианте с применением регулятора роста лемнана - 18,6 т/га (табл. 1), что превышало контроль на 6,3 т/га (51,2%).
Влияние регуляторов роста существенно повысило количество клубней под кустом, по сравнению с контролем, на 1,8. ..2,7 шт.
Учет на 85-й день после посадки выявил достоверную прибавку урожайности, по сравнению с контролем, которая в среднем составила 7,3.9,3 т/га (38,0.48,4%). Наибольшее количество клубней под кустом (10,1 шт.), отмечено в варианте с применением пектина ряски малой, что было выше, чем в контроле, на 2,7 шт.
В среднем содержание сухих веществ в клубнях варьировало от 24,7 (контроль) до 25,3% (лемнан). Максимальное в опыте содержание крахмала в картофеле выявлено также в случае применения лемнана -18,9%. При использовании силенана и в контрольном варианте оно было меньше соответственно на 0,2 и
1,1%. Концентрация витамина С колебалась от 21,6 до 22,4 мг% (табл. 2).
В соответствии с требованиями к экологической безопасности сельскохозяйственной продукции в РФ большое внимание уделяется содержанию в ней опасных для человека и животных химических соединений. В нашем опыте концентрация нитратов в клубнях изменялась в пределах от 76 мг/кг (контроль) до 54.68 мг/кг (изучаемые варианты), что не превышало ПДК (250 мг/кг сырых клубней).
Выход сухого вещества, крахмала и витамина С с одного гектара посадок в вариантах с применением пектиновых полисахаридов был выше, чем в контроле, на 2,0.2,5 т/га, 1,6.2,0 т/га и 1,9.2,3 кг/га соответственно.
выводы. Использование пектиновых полисахаридов в качестве регуляторов роста способствовало повышению ранней урожайности картофеля по сравнению с контрольным вариантом, на 32,5.51,2%. Прибавка общего урожая в случае их применения составила 7,3.9,3 т/га (38,0.48,4 %). Обработка изучаемыми полисахаридами способствовала увеличению содержания в клубнях картофеля сухого вещества, крахмала, витамина С.
Литература.
1. Курылева А.Г., Фатыхов И.Ш. Эффективность применения биопрепаратов и фунгицидов при предпосевной обработке семян ячменя «Раушан» // Вестник БГАУ. 2012. № 1 С. 15-19
2. Аминев И. Н., Хайбуллин М. М., Ишкинина Ф.Ф. Влияние биопрепаратов на качество клубней картофеля в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан//Вестник БГАУ. 2012. № 1. С. 5-7
3. Елькина Е. А., Шубаков А. А., Оводов Ю. С. Влияние растительных полисахаридов на скорость прорастания семян Lycopersicon esculentum M. и Cucumis sativus Ly/Химия растительного сырья. 2002. № 2. С.105-109.
4. Структурные исследования и физиологическая активность лемнана - пектина из Lemna minor/Оводова Р. Г., Головченко В. В., ШашковА.С., Попов С.В., Оводов Ю.С.//Биоорганическаяхимия. 2000. № 10. Т. 26.С.743-751.
5. Гюнтер Е.А., Оводов Ю.С. Продуцирование полисахаридов каллусной культурой Silene vulgaris в зависимости от углеводов среды // Биохимия. 2003. Вып. 8.Т. 68. С.1079-1087.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агро-промиздат, 1985. 351 с.
7. Симаков Е.А., Склярова Н.П., Яшина И.М. Методические указания по технологии селекционного процесса картофеля. М.: ООО «Редакция журнала «Достижения науки и техники АПк», 2006. 70 с.
8. Методические указания по технологии селекции картофеля. М.: ВАСХНИЛ, 1994. 22 с.
influence of PECTiC PoLYsACCHARiDEs oF LEMNAN AND siLENAN on the growth and development of potatoes
A.G. Tulinov
scientific Research Institute on Agriculture of Komi Republic of Russian Academy of Agrarian sciences summary. Researches were conducted in 2012-2013 to study the effectiveness of pectin polysaccharides applying on growth, yield and quality of potato in the conditions of the Komi Republic. Soil - sod-podzol, content of humus- 2,8%. Object of research - homologated potato variety Nevsky (mid-early). As regulators of growth and development the following pectic polysaccharides were researched: lemnan - pectin from Lemna minor L. and silenan - pectin from callus tissue of Silene vulgaris (M.). Lemnan is an apiogalacturonan type of pectin: the side chains of single and 1,5-linked residues of D-apiose join to the main carbohydrate chain of a-1,4-D-galacturonan with included residues of a-1,2-linked L-ramnopyranose in a small amount. Silenan refers to the type of ramnogalacturonan I (RG-I) with a high content of the side chains, consisting of arabinan, galactan and arabinogalactan. Preparations were applied on 50...80 g seed potato tubers with the at the rate 10 ml per 1 liter of water for 7 days before planting for 5 minutes and in the phase of 3-5 leaves and tuber formation - 10 ml of preparations per 1 l of water, consumption rate of the working fluid - 300 l-ha. It is known that pectin substances have a significant influence on the rate of germination of seeds and growth of seedlings. Application of pectin polysaccharides as growth regulators helped to improve early potato yield by 32,5...51,2%, compared to the control. Increase the total crop using preparations was 7,3. 9,3 t per hectare (38,0 ... 48,4%) to the control variant. Researched regulators of growth allowed increasing the content of dry substance, starch and vitamin C in potato tubers.
Key words: potato, growth regulators, pectin polysaccharides, yield, quality.
50
Достижения науки и техники АПК, №4-2014
