ПРОДУКТИВНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ СОРТА НИКУЛИНСКИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК НАНОМАТЕРИАЛАМИ

Развитие современного общества сопровождается ежегодным ростом потребления высококачественной сельскохозяйственной продукции. Именно поэтому аграрное производство нуждается в постоянной интеграции достижений науки в агротехнологический процесс с целью обеспечения продовольственной безопасности населения. К таким достижениям, в частности относятся нанотехнологии, которые, не причиняя вреда для живых организмов, способствуют повышению продуктивности и качества продукции [1-11].

При этом доказано, что использование известных соединений в наносостоянии открывает беспрецедентные возможности для их действия на клеточном и субклеточном уровнях в процессе становления и развития растений [3, 4, 7, 10, 11].

Известно также, что железо, кобальт, медь, марганец и другие материалы в наноразмерном состоянии, способствуют стимуляции роста и развития растений [2]. Данные вещества отличаются от макрочастиц своими физико-химическими свойствами [4]. Отличительной особенностью наночастиц металлов является их меньший токсический эффект по сравнению с солями металлов и способность активизировать физиологические и биохимические процессы [3]. Кроме этого, за счет высокой подвижности частиц, ненасыщенных валентностей металла и образования большого набора хелатных соединений применение наночастиц металлов обеспечивает в растениеводстве, животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве и кормопроизводстве высокую биологическую и хозяйственную эффективность [3, 5].

В связи с этим нами была поставлена цель – изучить влияние различных наноматериалов (АgБион-2, Нано- Гро) на формирование продуктивности картофеля позднеспелого сорта Никулинский.

Комплексные исследования были проведены в 2014 г. в полевом однофакторном опыте в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на окультуренной дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене, супесчаной по гранулометрическому составу. До закладки опытов в почве содержалось: гумуса 1,97% (по Тюрину), Р2О5 – 312 мг/кг и К2О – 101 мг/кг (по Кирсанову), N л.г. – 63,4 мг/кг (по Корнфилду), рНсол – 5,20. В опыте изучали фактор  – вид некорневых подкормок, концентрации препаратов: 1) Без подкормки - контроль, 2) АgБион-2, (0,05%-ный рабочий раствор); 3) АgБион-2, (0,1%); 4) АgБион-2, (0,15%); 5) Нано-Гро,

(0,00025%); 6) Нано-Гро, (0,00050%); 7) Нано-Гро, (0,00075%). Норма расхода рабочей жидкости составляет 250 л/га. Размер каждой делянки: ширина – 4,2 м; общая длина – 6 м; общая площадь – 25,2 м2 (4 м х 6 м). Повторность в опыте – четырехкратная,  размещение делянок рендомизированное.  Объекты исследований – позднеспелый сорт картофеля Никулинский (оригинатор ВНИИКХ имени А.Г. Лорха); нанопрепарат Нано-Гро (корпорация Agro Nanotechnology, Corp., США); наноматериал АgБион-2 (концерн «Наноиндустрия», РФ).

В опыте применяли обычную гребневую технологию возделывания с междурядьями 70 см. Некорневые подкормки проводились в фазу бутонизации растений картофеля.

Агроклиматические условия в 2014 г. характеризовались следующими показателями: сумма осадков за период посадка-уборка составила 180,8 мм (71,6% нормы), сумма эффективных температур ∑t>10°С 1774,9° (109,9% нормы), ГТК по Селянинову 1,02 при норме 1,55 соответственно.

Учет урожая проводили вручную с каждой делянки опыта; показатели фотосинтетической деятельности растений и структуры урожая проводили – по методике З.И. Усановой (2013); статистическую обработку данных – по Б.А. Доспехову,1985; экономическую эффективность рассчитывали по типовым технологическим картам возделывания картофеля.

Результаты исследований. Урожайность картофеля является результатом фотосинтетической деятельности растений в посадках, направленности продукционного процесса и интегрированным  показателем структуры урожая. В ходе исследований был выявлен положительный эффект некорневой подкормки наноматериалами на продуктивность растений картофеля (Табл.1). Так, наибольшая в опыте урожайность 33,52 т/га была получена при обработке посадок 0,15%-ным раствором наносеребра. Все варианты некорневых подкормок обеспечили получение существенной прибавки урожая, которая колебалась при обработках АgБион-2 от 1,36 до 3,01 т/га или от 4,5 до 9,9%, Нано-Гро от 1,19 до 2,64 т/га или от 3,9 до 8,7%. При этом максимальный уровень урожайности был сформирован при использовании Нано-Гро в 0,00050%-ной концентрации.

Таблица 1 Урожайность картофеля и экономическая эффективность его возделывания при некорневых подкормках

Целесообразность применения наноматериалов в технологиях возделывания картофеля подтверждается также расчетами экономической эффективности, которые показывают рост доходности и рентабельности производства. Наивысшие условно чистый доход (261,48 и 263,54 тыс.руб./га), а также уровень рентабельности производства клубней картофеля (112,8 и 114,8%) получены при некорневых подкормках посадок АgБион-2 (0,15%) и Нано-Гро (0,00050%).

Повышение продуктивности картофеля объясняется усилением направленности продукционного процесса, улучшением показателей фотосинтетической деятельности и структуры урожая, что согласно последним исследованиям [4]   происходит за счет создания у растений при обработке  наноматериалами эффекта «воображаемого стресса», способствующего возникновению естественной ответной активации защитных механизмов на клеточном уровне и, как следствие, укреплению иммунитета, ускорению роста и развития, увеличению урожайности, улучшению качества продукции.

Нашими исследованиями также была подтверждена высокая взаимосвязь конечной продуктивности посадок с показателями фотосинтетической деятельности и структуры урожая картофеля (Табл.2). Так, наиболее продуктивное клубневое гнездо было сформировано в вариантах опыта с некорневыми подкормками АgБион-2 (0,15%) и Нано-Гро (0,00050%), в которых было образовано 0,81-0,82 кг клубней при средней массе клубней с 1 побега 176 – 178 г и выходе крупной фракции с гнезда 57 – 61%. Такому ходу продукционного процесса способствовало создание оптимального оптического аппарата, имеющего фотосинтетический потенциал посадок (ФПП) – 1707,1 – 1755,3 тыс. м2×сутки/га при чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) равной 6,89 – 6,99 г/м2 × сутки.

Важнейшими органами растений, участвующими в процессе фотосинтеза являются листья, учет формирования площади которых в динамике является важнейшей составляющей при оптимизации хода продукционного процесса. Исследования данного показателя выявили увеличение листовой поверхности под влиянием некорневых подкормок (Рисунок 1). Так, подъем кривой в лучших вариантах опыта продолжался 51 день, в зоне максимума – 40 тыс.м2/га она находилась 4 дня. Такой ход создания листового аппарата позволил получить наибольшую продуктивность посадок картофеля сорта Никулинский.

Таблица 2  

Показатели фотосинтетической деятельности и структуры урожая картофеля сорта Никулинский

Эффективность применения наноматериалов при возделывании картофеля обеспечивается за счет оптимизации направленности продукционного процесса на повышение параметрических характеристик ценоза (сохранность растений, площадь листьев, количество и крупность клубней) и как следствие конечной его продуктивности.

Список литературы

1.     Васильев, А.С. Оптимизация формирования урожайности овса посевного в условиях Верхневолжья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.01 / Васильев Александр Сергеевич. – Москва, 2013. – 22 с.

2.     Виноградов, Д.В. Использование ультрадисперсных металлов в сельскохозяйственном производстве / Д.В. Виноградов, Л.В. Потапова // Международный технико-экономический журнал. – 2009. – №3. – С.40 – 43.

3.     Куцкир, М.В. Определение экологической безопасности наноматериалов на основе морфофизиологических и биохимических показателей сельскохозяйственных культур: дис. … канд. биол. наук: 03.02.08 / Куцкир Максим Валериевич. – Рязань, 2014. – 133 с.

4.     Павлов, Г.В. Биологическая активность ультрадисперсных порошков: монография / Г.В. Павлов, Г.Э Фолманис. – М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1999. – 78 с.

5.     Полякова, О.П. Предпосадочная обработка клубней картофеля нанокристаллическими микроэлементами / О.П. Полякова [и др.]. // Достижения науки и техники АПК. – 2000. – №8. – С. 18 – 20.

6.     Усанова, З.И. Эффективность применения новых видов удобрений и наноматериала в технологии возделывания овса / З.И. Усанова, А.С. Васильев // Достижения науки и техники АПК. – 2012. – №8. – С. 19 – 22.

7.     Усанова З.И. Технологии возделывания сельскохозяйственных культур с применением наночастиц серебра / З.И. Усанова, Н.Н. Иванютина, А.С. Васильев, И.В. Шальнов // Нанотехника. -2012. -№ 2. -С. 86-88.

8.     Усанова, З.И. Оценка эффективности современных видов удобрений и наноматериала в технологии получения зернофуража / З.И. Усанова, А.С. Васильев // Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов: сб. науч. тр. Всерос. науч.-практ. конф. (Тверь, 29-30 октября 2012 г.). – Тверь: ТГСХА, 2012. – С. 232 – 235.

9.     Усанова, З.И. Теория и практика создания высокопродуктивных посадок картофеля в Центральном Нечерноземье: монография / З.И. Усанова [и др.]. – Тверь: ООО «Изд-во Триада», 2013. – 528 с.

10. Усанова, З.И. Теория и практика создания высокопродуктивных посевов овса посевного в условиях Верхневолжья: монография / З.И. Усанова, А.С. Васильев. – Тверь: Тверская ГСХА, 2014. – 325 с.

11. Усанова, З.И. Эффективность использования наносеребра в технологиях возделывания яровых зерновых культур / З.И. Усанова, А.С. Васильев, Н.Н. Иванютина // Фундаментальные исследования. – 2015. – №2- 22. – С. 4934 – 4939.