Влияние гиматомелановой кислоты на урожайность и качественные показатели картофеля сорта Тюменский

В последние годы в связи с резким удорожанием минеральных удобрений возрос интерес к использованию в растениеводстве различных стимуляторов роста, способных существенно активизировать физиолого-биологические процессы в растительных тканях и таким образом влиять на урожай и качество продукции. Среди них значительную группу представляют гуминовые препараты, полученные из различного органогенного сырья с использованием различных технологий. Большинство из них обладают росторегулирующим действием на растения и способностью их адаптации к неблагоприятным условиям среды и техногенных воздействий.

Картофель в России является одной из важнейших сельскохозяйственных культур. Разработка приемов повышения урожайности картофеля – актуальная задача для увеличения его валовых сборов. Эта культура отзывчива на применение обработок гуминовыми препаратами, стимулирующих рост и развитие растений.

При использовании гуматов в земледелии отмечается следующее:

- повышается урожайность зерновых, овощных и кормовых культур;

- повышается всхожесть и энергия прорастания семян;

- усиливается корнеобразование и обмен веществ у растений, поглощение и потребление элементов минерального питания;

- улучшается приживаемость рассады и растений при их пересадке;

- усиливается активность нитратредуктазы и, как следствие, увеличивается сопротивляемость растений болезням, заморозкам и засухе;

- снижается содержание в почве нитратов, пестицидов, ионов тяжелых металлов и радионуклидов

Среди множества препаратов подобного типа пока отсутствуют препараты, получаемые на основе гиматомелановых кислот. Гиматомелановые кислоты – фракция гуминовых кислот, растворимая в кислородсодержащих растворителях (спирт, диоксан, ацетон). Первые сведения о ГМК были получены Гоппе – Зейлером в 1889 году. ГМК, обладая большим количеством полярных групп и более низкой молекулярной массой, проще способны проникать через клеточные мембраны, обусловливая повышенную, в сравнении с гуминовыми кислотами и гумином, питательную ценность. Особенностью ГМК также является их обогащенность аминокислотами, полипептидами, пяти- и шестичленными азотсодержащими гетероциклами, пигментами, витаминами, стеринами, каротиноидами, металопорфиринами. Названый спектр соединений отвечает за высокую биологическую активность

Недостаточное внимание к данной группе неоправданно поскольку, в связи с их большей растворимостью, подвижностью, по сравнению с гуминовыми кислотами, а также большей биокаталитической активностью, они могут играть весьма важную роль в почвенных процессах, влияя на гумификацию и формирование свойств почвы. Эти данные, в совокупности с недостаточной изученностью, делают гиматомелановые кислоты и их соли интересными объектами для изучения с точки зрения перспективности использования в качестве основы для получения препаратов сельскохозяйственного назначения

Целью нашей работы являлось изучение влияния гиматомелановой кислоты в различных концентрациях на урожайность и качественные показатели (содержание крахмала и сухого вещества) картофеля сорта Тюменский.

Исследования проводились в 2021-2023 годах на опытном участке Государственного аграрного университета Северного Зауралья в районе деревни Труфаново. Объектами исследования являются гиматомелановая кислота торфа и картофель сорта Тюменский.

Гиматомелановая кислота была получена экстракцией кипящим спиртом в аппарате Сокслета. В качестве экстрагента использовали этиловый спирт. Экстракцию ГМК проводили непосредственно из декальцинированной навески низинного торфа с зольностью 21%, а не из препаратов гуминовых кислот

Почвенный покров опытного участка – чернозём выщелоченный, маломощный, тяжелосуглинистый, пылевато-иловатый на карбонатном покровном суглинке. Содержание подвижного фосфора достигает 195 мг/кг, подвижного калия 130 мг/кг, азота в нитратной форме 17 мг/кг. Кислотность почвы – слабокислая, рН=5,8. Среднеобеспечен по содержанию гумуса 6,0

Информация о погодных условиях в годы проведения полевого опыта была получена с метеорологической станции Тюмень (Тюменская область, Россия). Современное местоположение метеостанции: широта 57.12, долгота 65.43, высота над уровнем моря 102 м. Годы проведения опытов отличались по влагообеспеченности и температуре воздуха. Так, 2021 г. характеризовался как жаркий и сухой, 2022 г. – влажный и жаркий. В мае 2023 г. количество осадков было на 90% ниже нормы с повышенной температурой воздуха; в последующие месяцы количество осадков превышало средние многолетние значения. Более подробная информация представлена в таблице 1.

Картофель сорта Тюменский выведен в государственном аграрном университете Северного Зауралья. Сорт картофеля Тюменский (Линия 11) создан путем индивидуального отбора из гибридной популяции, полученной от скрещивания сортов Идеал и Гранат. Сорт Тюменский по вегетационному периоду относится к сортам среднеспелого типа. Сорт высокоурожайный. Масса товарного клубня 100-200 г. Содержание крахмала – 19,4%, что относит данный сорт к категории со средним содержанием крахмала.

Клубни картофеля перед посадкой замачивались в воде и в растворах ГМК 0,01% и 0,001% в течение 60 минут.

Полевой опыт проводился по следующей схеме:

1. Контроль (вода).

2. ГМК 0,01%.

3. ГМК 0,001%.

Площадь делянок составила 7 кв. м, повторность 3-х кратная. Обработка почвы производилась трактором МТЗ-82 с культиватором-доминатором на глубину 14-17 см, нарезка гребней трактором «Беларус»-320 с культиватором окучником навесным КОН-1.5, посадка вручную, уборка урожая трактором МТЗ-82 картофелекопателем навесным КТН-2в. Уход за посадками картофеля заключался в 1-ой междурядной обработкой культиватором КОН-1.5 со стрельчатыми лапами и 2-ой междурядной обработкой – окучивание

Урожайность картофеля сорта Тюменский представлена в таблице 2. В 2021 году урожайность картофеля сорта Тюменский на контроле составила 5,8 т/га. Такая невысокая урожайность связана с очень жарким и засушливым летом. В 2022 и 2023 годах урожайность была более высокая и составляла 16,0 т/га, в связи с более благоприятными погодными условиями.

В 2021 году урожайность на варианте ГМК 0,01% составила 10,0 т/га. Урожайность по сравнению с контролем увеличилась на 72%. Такое увеличение связано с тем, что гиматомелановая кислота, как регулятор роста усиливала рост и развитие растений и повышала сопротивляемость картофеля к неблагоприятным условиям, в частности, к воздушной засухе и высоким температурам. В 2022 году урожайность на этом же варианте составила 18,3 т/га, что выше контроля на 14%, такую небольшую разницу можно объяснить более благоприятным по климатическим условиям году. В 2023 году урожайность составила 27,3 т/га, что выше контроля на 70%.

В 2021 году урожайность на варианте ГМК 0,001% составила 9,0 т/га, что выше контроля на 55%. При снижении концентрации ГМК до 0,001% приводит к уменьшению действия кислоты, а точнее солей гиматомелановой кислоты на растение. В 2022 году урожайность составила 15,3 т/га, что ниже контроля. В 2023 году урожайность составила 18,8 т/га, что выше контроля на 17%.

Одним из определяющих факторов конкурентоспособности и целевого использования сорта картофеля остаётся его качество, которое обусловлено наличием и соотношением в клубнях химических компонентов. Крахмалистость – это одно из основных качеств, за которое ценится картофель

В 2021 году содержание крахмала в клубнях картофеля на варианте ГМК 0,01% составила 13,5%, что ниже контроля на 5%, а на варианте ГМК 0,001% составила 13,1%, что ниже контроля на 8%. Такое снижение крахмала в клубнях на данных вариантах свидетельствует о том, что во время неблагоприятных климатических условиях происходит не накопление питательных веществ, а их расходование на рост и развитие наземной части. В 2022 и 2023 годах уменьшение крахмала на варианте ГМК 0,01% составила соответственно 10% и 4%, а на варианте ГМК 0,001% составила соответственно 16% и 20% (таблица 3).

В 2021 году содержание сухого вещества на контроле составляла 20,7 %, в 2022 и 2023 годах соответственно 22,7 и 22,6%. Увеличение содержания сухого вещества на контроле зависело от климатических условий этих лет. Вариант ГМК 0,01% и вариант ГМК 0,001% в 2021 году показала небольшое снижение сухого вещества в клубнях картофеля на 3% и 5%. В 2022 году наблюдалась снижение сухого вещества на этих же вариантах на 7% и 12%. В 2023 году снижение крахмала наблюдалось на 7% и 18% (таблица 4).

При обработке клубней картофеля перед посадкой ГМК 0,01% и 0,001% приводит к повышению урожайности картофеля сорта Тюменский. В среднем за 3 года урожайность картофеля возросла при обработке ГМК 0,01% на 52% и ГМК 0,001% на 36%. Исходя из полученных данных полевого опыта о влиянии ГМК на урожайность картофеля сорта Тюменский, можно сделать следующий вывод, что оптимальной концентрацией является 0,01% и именно на этом варианте наблюдается максимальное увеличение урожайности картофеля.

При изучении качества клубней определяли содержание крахмала и сухого вещества. В среднем за 3 года заметили тенденцию к уменьшению содержания сухого вещества и крахмала при обработке клубней ГМК 0,01% и 0,001%. Снижение крахмала и сухого вещества в большей степени зависело от неблагоприятных климатических условий этих лет. Минимальное снижение содержания крахмала и сухого вещества наблюдалось на варианте ГМК 0,01%.