Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ПРЕДПОСАДОЧНОЙ ОБРАБОТКИ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ ПОРОШКАМИ И СОЛЯМИ ЖЕЛЕЗА И МЕДИ НА ИХ УРОЖАЙНЫЕ СВОЙСТВА.

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ПРЕДПОСАДОЧНОЙ ОБРАБОТКИ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ ПОРОШКАМИ И СОЛЯМИ ЖЕЛЕЗА И МЕДИ НА ИХ УРОЖАЙНЫЕ СВОЙСТВА."

^-в^оз?

гш лравал рухсп;1си

Зорин Евгений Викторович

Особенности влияния предпосадочной обработки клубней картофеля ультраднсиерснымн порошками и солями железа и меди на их урожайные свойства.

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Автореферат

Диссертация па соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре ботаники и физиологии растений Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А. Костычева.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Левин В. И.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Л. С. Федотова кандидат сельскохозяйственных наук В, II, Ненахов

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства ( ГНУ ВНИМС )

Защита состоится « 20 » января 2005 г., в 14 часов на заседании диссертационного совета К. 006.017.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте картофельного хозяйства по адресу; 140052, Московская область, Люберецкий район, пос. Кореиево, ул. Лорха, д. 23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ картофельного хозяйства.

Автореферат разослан «......»...........................2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

05тяя характеристика работы

Актуальность темы. Одной из интереснейших областей применения ультрадисперсных порошков металлов (УДП) является их использование в качестве ультрадисперсных микроэлементов, иоЛайающкх свойствами стимуляторов роста растений.

Перспектива использования водных суспензий УДП в качестве экологически чистых коллоидных микроэлементов для подготовки семян и посадочного материала была открыта сравнительно недавно, а суспензии апробированы на ограниченном числе сельскохозяйственных культур с использованием преимущественно УДП железа.

Ультрадисперсные порошки - это химически чистые ( до 99,99 % ) элементы периодической системы Д. И. Менделеева с нулевой валентностью с размерами частиц от I до 100 нм, В них обнаружены сочетания электрических, тепловых, магнитных, сверхпроводящих и других свойств, не встречающихся у массовых материалов.

Цель работы заключается в изучении би ости мул ирующего действия и последействия предпосадочной обработки клубней картофеля и разработке оптимальных режимов использования УДП меда (Си), железа (Ре) и солей этих металлов на продуктивность и качество картофеля применительно к условиям Нечерноземной зоны России, в частности Московской области.

В задачи настоящего исследования входило изучение действия

предпосадочной обработки клубней картофеля стимуляторами роста на

начальные этапы прорастания клубней картофеля, рост и развитие,

продуктивность и качество клубней картофеля, внесенного в Государственный

реестр селекционных достижений сорта Невский, а также последействие

ультраднсперсиых порошков микроэлементов и солей аналогичных металлов и

сохранность клубней картофеля , сравнительной экономической оценки

стимулирующего действия УДП меди, железа и солей соответствующих

металлов в записи мости от формы (способа получения УДП) тгкотпщпраций на

ЦНБМСХА

клубни картофеля. ^онд научной литературы

Научная новизна. Определено влияние предпосадочной обработки клубней картофеля ультрадисперсиыми порошками мешшов на начальные ростовые процессы, рост, развитие, продуктивность растений, качество, а также лежкость полученного урожая.

Установлены оптимальные дозы (концентрации) обработки клубней картофеля copia Невский ультрадислерсными порошками железа, меди-и солей этих металлов при возделывании на среднесу глинистой пойменно-аллювиальной дерновой почве.

Выявлено влияние последействия ультрадисперсных порошков железа, меди и сернокислых солей металлов в идентичных условиях.

Практическая значимость работы заключается в получении научно-обоснованных данных по наиболее целесообразному применению микроэлементов в ультрадисперсной форме, которые обеспечивают, наряду с повышением урожайности, получение продукции лучшего качества применительно к условиям пой менно-аллювиальной дерновой среднесу глинистой почвы Центрального района Нечерноземной зоны России.

Наиболее эффективные варианты прошли производственную проверку в ГУЛ «ПНО Пойма» Луховицкого района Московской области.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научных конференциях Рязанской ГСХА им. проф. П. А. Костычева (1999-2003 г.); второй межрегиональной конференции «УДП, материалы и наноструктуры» (Селиванов В.Н., Зорин Е.В., Дзидзигури Э.Л., Левина В.В., Фолманис Г.Э. Красноярск, КГТУ, 5-7 октября 1999);V Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных систем» (Селиванов В.Н., Зорин Е.В., Сидорова E.H., Дзидзигури Э,Л., Левина В.В., Фолманис ГЭ. Екатеринбург, ИЭ УрО РАН, 9-13 октября 2000); международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века» (Зорин Е. В., Рязань, РГСХА, 2-3 марта 2004).

Публикации по теме исследований. По теме диссертации опубликовано 7 статей. Доля участия автора составляет более 70 %.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из в&едекия, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 124 листах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 4 рисунка, 19 приложений. Список литературы включает 143 источника, в том числе 29 на иностранном языке.

Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа проводилась в течение трех лет (2001-2003гг.) на поймеиио-аллювиалыюй дерновой среди есу глинистой почве в государственном унитарном предприятии «Производственно-научном объединении Пойма» (ГУЛ «ПНО Пойма») Луховицкого района Московской области в несколько этапов, включающих в себя вегетационный, полевой и производственный опыты по схеме :

1 .контроль;

2.FeSCM (сульфат железа);

3.УДП Fe - получен в Институте металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН хим и ко-металлургическим способом (восстановления из гидроксида);

4.CuS04 (сульфат меди);

5.УДП Си I - получен Институтом энергетических проблем химической физики РАН физическим методом (конденсации в потоке инертного газа);

6.УДП Си II - в Институте металлургии и материаловедения им. A.A. Ьайкова РАН хим и ко-металлургическим способом (восстановления из гидроксида);

7.УДП Си III - в научно-производственном предприятии ЗАО «Инвест-технология» химико-металлургическим способом (восстановления из оксида).

В вегетационном опыте использовали 5 концентраций - 1,5,25,125,625 мг/л, в полевом - 4 - 1,5,25,125 мг/л. В качестве контроля высаживали клубни, смоченные перед посадкой водой, а концентрация солей меди и железа

рассчитана на металл с учетом содержания воды в соли. В опытах клубни картофеля обрабатывались водными растворами УДГТ и сернокислых солей железа к меди, полученными перемешиванием в ультратуковом дезинтеграторе с частотой колебания 44 кГц в течение 1 0 минут.

Используемые в работе УДП отличались способом получения и имели разные физико-химические характеристики: размер частиц для УДП Си I составил 30 нм, УДП Ре, УДП Си П, УДП Си Ш - 20 нм. а удельная поверхность УДП Ре, УДП Си I, УДП Си 11 - 10 м 2/г, УДП Си Ш - 20 м 2/г.

Вегетационный опыт закладывался в шестикратной повторности с клубнями массой 65±5 г., которые после обработки высаживались в ящики с торфом и устанавливались в камеру проращивания на один месяц. В камере постоянно поддерживалась 1 +18±2 °С и влажность 90 %,

В полевом опыте клубни массой 60-80 граммов обрабатывались вручную из расчета рабочей жидкости 50 л/т, в производственном - опрыскивателем ПОМ-100, установленным на ТЗК — 30, с расходом рабочего раствора Шл/т.

Сразу же после обработки клубни высаживались по схеме 70 х 25 с густотой стояния 57 тыс. растений на 1 га. Посадка проводилась 20 мая, уборка - 10 сентября.

Полевой опыт был проведен методом рендомизироваиных повторений в 3-х, по хранению и последействию - в 2-х повтори остях. Площадь делянок полевого опыта - общая 56 м2 и учетная 38 мг . Площадь каждой делянки производственного опыта 140 м2. Расположение делянок в производственном опыте систематическое, в 3-х кратной по втор поста.

Опыт по хранению проводился в типовом хранилище с активным вентилированием путем периодического взвешивания и разбора образцов по каждой фракции с 10 сентября по 20 мая.

Объектом исследования был выбран сорт Невский первой репродукции.

Подготовка почвы и агротехника возделывания картофеля осуществлялась по адаптированной к условиям хозяйства «голландской» технологии.

Агрохимический анализ почвы проводился ФГУ ГЦАС «Московский» и агрохимической лабораторией ГУП «ГГНО Пойма» (табл. 1).

Таблица 1

Агрохимические показатели почв опытного участка

Год гумус, % ГН ш Нг Са ! Содержание, мг/кг

Р2О5 КгО Си (подв) Сумма Ре2 и Ре3

М- экв/]00г

2001 2,8 7,2 0,3 14,1 3,0 983 482 274 6,6 6,7

2002 3,9 6,9 0,4 16,8 4,2 98,1 430 198 6,7 5,9

2003 4,1 7,1 0,5 16,6 3,9 97,6 522 152 8,2 6,2

Метеорологические условия в годы проведения исследований (по данным ДединовскоЙ метеорологической станции) были неодинаковыми, поэтому их влияние на формирование урожая и качество было различным.

Вегетационный период 2001 года был жарким и сухим (осадков выпало 72,7 % от нормы), отмечалась почвенная и атмосферная засуха. Несмотря на это, из всех годов исследований 2001 год был наиболее оптимальным для роста и развития картофеля. Вегетационный период 2002 года был схожим по погодным условиям с 200], но отличался более неравномерным выпадением осадков. В целом за вегетацион ный период выпало 214,5 мм осадков, что составляет 68,1 % от нормы. В 2001 »2002 годах для поддержания оптимальной влажности почвы проводился полня ДДЛ-100 в июле-августе. Вегетационный период 2003 года характеризовался как умеренно теплый и влажный во второй половине. Дождливые август и сентябрь (в 1 декаду выпало 208 % от месячной нормы) привели к застаиванию воды в междурядьях картофеля, и при уборке было обнаружено много задохнувшихся клубней,

В вегетационном опыте проводилось изучение влияния ультрадисперсных порошков микроэлементов, а также солей аналогичных металлов на начальные ростосыг показатели (путем измерения длины и массы проростков и корневой системы, % проросших на клубне почек, определения воздушно сухой массы

проростков и корней клубней, убыль сухого вещества в процессе роста) за один месяц - с 20 мая по 20 июня .

В течение вегетационного периода в полевом опыте проводился подсчет основных стеблей и количества листьев, измерение высоты главных стеблей растений в фазу бутонизации и цьетекия (НИИКХ 1967), расчет ассимиляционной ( листовой ) поверхности растений ( H.H. Третьяков, Т.В. Карнаухова, 1990), определение урожайности и товарности картофеля (НИИКХ, 1967Д9&9 ), а также содержание крахмала -- методом кислотного гидролиза и золы (Б. Л, Ягодин,1989), сухого вещества ( ГОСТ 27548-97 ), содержание нитратов (МУ 5048-89 МЗСССР).

Агрохимический анализ почвы проводился Государственным центром агрохимической службы «Московский» (ФГУ Г'ЦАС «Московский») и агрохимической лабораторией ГУП «ПНО Пойма».

В почве определяли: гидролитическую кислотность (ГОСТ 26483-85), гумус, подвижный калий, подвижное содержание меди, кальций, магний спектральным (ИК - спектр) анализом на анализаторе "Aptek - 4500", сумму подвижных соединений двух -- и трехвалентного железа по Веригиной-Аринушкиной с орто - фенонтролином ( ГОСТ 27395 - 87), pH солевой вытяжки — на рН-метре, сумму обменных оснований по Каппену - Гильковицу (Б. А. Ягодин и др., 1989), подвижный фосфор - по Кирсанову на фотоэлектрокол ори метре КФК - 2 (ТОСТ 26207-91).

Данные по урожайности и основным показателям подверглись математической обработке методом дисперсионного анализа (Б. А. Доспехов, 1985).

Результаты исследований

Начальные ростовые процессы клубней картофеля. В вегетационном опыте предпосадочная обработка клубней ми Kpoüi ементами в форме УДП и сернокислых солей в среднем за годы исследований оказала положительное пли я имена развитие корневой системы картофеля (табл. 2).

Таблица 2

Действие УДП я солей Ре и Си на длину и массу корней ростков клубней, 2001-2002гг. (вегетационныйопыт)

п\п вариант концентрация, мг/л

1 5 25 125 625

см г см г см г см г см | г

1 контроль 20,3 14,5........

2 Ре$04 20,1 19,9 24,5 22,4 23,5 22,2 20,2 22,1 21,0 21,0

3 УДП Ре 21,9 22,8 25,5 23,4 24,8 22,1 25,0 22,5 23,8 21,1

4 Си 804 19,5 24,0 21,2 23,Т 23,0 21,7 21,0 22,9 21,6 24,7

5 УДП Си! 22,2 20,7 22,4 20,4 25,8 17.5 23,1 20,7 24,3 21,6

6 УДП Си II 22,4 16,8 26,1 20,0 24,1 20,8 25,6 19,2 20,6 20,3

7 УДП Си 111 27,3 22,9 28,6 24,6 24,9 23,7 21,0 21,9 22,6 20,8

Установлено, что максимальное увеличение длины и массы корней отмечено в вариантах с применением УДП Си Ш (5 мг/л), причем по сравнению с контролем длина корней увеличилась на 40,9 %, а их масса на 69,6 %.

При сравнении действия солей и УДП железа и меди наблюдается значительное увеличение длины корневой системы под влиянием УДП на 25,6 % под влиянием УДП Ре- 5 мг/л - 28,6 % - УДП Си II -5 мг/л. Однако существенных различий по действию на массу корней между СиЯ04 и УДП меди не выявлено.

Тогда как в вариантах с применением РеЗСи масса корней увеличилась на 37,2-54,5 %, а УДП Ре - значительно выше (на 45,5-61,4 %), по отношению к контролю.

Предпосадочная обработка клубней картофеля УДП и сернокислыми солями железа и меди стимулировала не только увеличение длины и массы корней, но и активизировала рост длины и массы ростков клубней картофеля (табл.3).

Исследованиями установлено, что наибольшее увеличение длины ростков клубней картофеля происходило под влиянием УДП Си III (концентрация I мг/л), где прибавка, по отношению к контролю, составила 74,3 %, а прибавка

Таблица 3

Влияние УДП и солей Яе и Си на длину и массу корней ростков клубней ,2001-2002гг. (вегетационный опыт )

п\п вариант концентрация, мг/л

1 | 5 25 125 625

см г | см г см г см г см • г

1 контроль 14,0 38,3 ........

2 FeSOi 16,2 39,3 19,9 44,3 18,5 43,8 17,7 42,7 16,5 41,8

3 УДП Fe 18,6 45,2 20,2 45,0 20,1 45,5 20,0 45 ?0 19,6 44,6

4 CuS04 18,0 43,5 18,0 43,0 18,3 45,9 16,2 46,6 16,9 45,5

5 УДП Си I 21,0 44,9 19,2 43,8 21,9 48,0 21,1 43,0 23,2 48,5

6 УДП Си II 19,8 41,9 22,0 51,5 22,9 45,3 20,2 54,0 18,1 42,4

7 УДП Си III 24,4 47,0 20,0 49,2 22,0 46,4 20.0 45,5 19,0 44,0

массы ростков под действием УДП Си I составила 41,0 % ( при концентрации 125 мг/л ).

Опытами выявлены достоверные различия в действии солей и УДП железа и меди на массу и длину ростков клубней картофеля. Под влиянием УДП Ре прибавка к контролю по длине корня колебалась от 32,9 % до 44,3 %, по массе ростков - от 16,4 % до 18,8 %, в зависимости от концентрации, что значительно выше показателей действия в вариантах с ре50-1. Длина корня при использовании РеБ04 увеличилась от 15,7 % до 42,1 %, масса ростков -от 2,6 % до 15,7 %.

Сходная закономерность прослеживается при сравнении действия УДП Си и СиЙО+ на длину и массу ростков. Под влиянием СиЭСМ длина ростков была на 15,7-30,7 % выше контроля, а под действием УДП Си I - на 37,165,7 %, УДП Си II - на 29,3-63,6 %, УДП Си Ш - на 35,7-74,3%, в зависимости от концентрации. Масса ростков под влиянием предпосадочной обработки клубней картофеля увеличилась: СиЙО-) на 12,3-21,7 %, а УДП Си I на 12,326,6%, УДП Си II на 9,4-41,0%, УДП Си III из 14.9-28,5 %.

Б.А. Писарев (1986) установил, что обработка клубней картофеля стимулирующими веществами, которые выполняют в обмене веществ роль

катализаторов биохимических процессов, способствует повышению активности ферментов, стимулирует прорастание почек, в результате чего образуется больше стеблей, увеличивается ассимиляционная поверхность и возрастает урожайность.

В наших исследованиях (табл. 4), предпосадочная обработка клубней картофеля УДП и солями железа и меди также активизировала прорастание ростков на клубне, тем самым увеличивая % проросших на клубне почек.

Таблица 4

Изменение % проросших нз клубне почек под влиянием предпосадочной обработки клубней картофеля УДП и солями Ре и Си, 200Ь2002гт.

(вегетационный опыт)

п\п вариант концентрация, мг/л

1 5 25 125 625

1 контроль 56,6 -

2 FeSCH 58,9 57,5 58,8 56,0 59,4

3 УДП Fe 64,1 69,7 69,0 64,9 66,1

4 CuS04 65,2 67,9 67,0 64,4 60,4

5 УДП Си 1 70.9 65,3 62,9 63,6 64,9

б УДП Си 11 76,2 74,0 70,9 63,6 63,5

7 УДП Си П1 70,3 62,6 70,2 62,1 69,0

Максимально увеличение % проросших на клубне почек было на вариантах с применением УДП Си, причем УДП Си III- 1 мг/л на 13,7 %, УДП Си I- 1 мг/л - на 14,3 %, УДП Си И 1мг/л -19,6 %,по отношению к контролю. Применение CuSO-j повысило изучаемый показатель на 3,8-11,3 %, по отношению к контролю в зависимости от концентрации.

Влиянне солей на прорастание клубня картофеля значительно ниже действия УДП. Так под действием FeS04 проросших на клубне почек было на 0,9-2,8 % выше контроля, а УДП Fe на 7,5-13,1 %.

Следует отметить, что лучшее развитие корневой системы и проростков под действием обработки клубней картофеля УДП микроэлементов, более

высокий уровень обменных процессов у клубней картофеля опытных вариантов способствовал достоверному стимулированию прорастания и, следовательно, положительному влиянию на последующие этапы роста и развития растений, а также их продуктивность и качество.

Биометрический аналнз.

Высота растений. За годы исследований наибольшей высоты достигли растения в варианте с обработкой клубней УДП Си III (восстановленный из оксида) в концентрации 25 мг/л, превысив контроль на 20,6%, В других вариантах с применением УДП Си показатели высоты были более низкими. Так УДП Си I ( в концентрации 5 мг/л) превысил контроль на 14,4 %, а УДП Си II в концентрации 25 мг/л - всего лишь на 5,1 %.

Существенное увеличение высоты растений картофеля отмечалось в варианте УДП Ре в концентрации 25 мг/л, где высота растений превысила контроль на 8,8 см или 17,4 %. Тогда как в варианте БеЗО« (1 мг/л) этот показатель увеличился, по сравнению с контролем только на 3,1 см или 6,1 %.

Количество стеблей. За годы исследования выявлено положительное действие предпосадочной обработки клубней картофеля УДП Си [ (полученного методом конденсации) в концентрации 5 мг/л и УДП Ре-25 мг/л . Так количество стеблей увеличилось от обработки УДП Си I на 23,2 %, а УДП Ре- на 21,4 %, по сравнению с контролем, и составило 4,03 и 3,97 шт/растение соответствен н о.

Существенное влияние оказал способ получения УДП Си, причем вариант УДП Си I, полученного методом конденсации, показал наивысший результат (123,2% по отношению к контролю). В варианте УДП Сц II (восстановленный из гидроксида ) количество стеблей увеличилось на 14,7% -при концентрации 25 мг/л, а УДП Си III (восстановленный из оксида) на 17,1% - 5мг/л, но отношению к контролю.

При сравнении влияния УДП и солей железа и меди на изменение количества стеблей выявлено, что микроэлементы в ультрадисперсной форме действовали эффективнее, чем соли.

Плсщадь листовой поверхности. Предпосадочная обработка клубней картофеля УДП и солями железа и меди способствовала не только увеличению высоты растений и количества стеблей, но и площади листовой поверхности.

В среднем за годы исследований под действием предпосадочной обработки клубней картофеля значительно увеличилась площадь листовой поверхности в сторону увеличения по отношению к контролю в вариантах с использованием : УДП Си 1 в концентрации 5 мг/л на 31,2%; УДП Си III -5 мг/л на 27,8 %; УДП Си I] - 25мг/л на 24,9 %.

Урожайность картофеля и ее структура. Результаты исследований в полной мере отражают зависимость величины урожая как от изучаемых вариантов предпосадочной обработки микроэлементами, так и от погодных условий ( табл. 5).

За годы исследований выявлено, что наибольшая урожайность была получена от предпосадочной обработки клубней сорта Невский УДП меди, полученным методом конденсации в потоке инертного газа в концентрации 5 мг/л (Си 1) .Урожайность на этом варианте в среднем составила 38,0 т/га, что выше контроля на 9,4 т/га или на 32,9 %,

Сравнивая действия солей и УДП железа и меди, можно отметить, что УДП эффективнее равных концентраций солей, и это, прежде всего, прослеживается в отношении меди.

Наблюдалась четкая тенденция увеличения товарности в среднем за годы исследований в вариантах с применением железа и меди в ультрадисперсной форме. Так, предпосадочная обработка клубней картофеля УДП Fe в концентрации 25 мг/л повысила товарность на 3 %, за счет увеличения выхода крупной фракции (>80 г.) на 7,5 %, по сравнению с контролем, и уменьшения средней (50-80 г.) - на 4,5 %. Между тем под действием УДП Си Н ( восстановленного из гидроксида ) в концентрации 125 мг/л товарность картофеля, по отношению к контролю, возросла на 3,2% в основном, за счет увеличения крупной фракции.

Таблица 5

Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля УДП и солями Ре и Си на урожайность, 2001-2003гг.(полевой опыт)

л\п вариант концент- урожайность, т /га прибавка

рация к конт-

мг/л 2001 г. 2002 г. 2003 г. средняя ролю^

1 контроль 32,3 28,0 25,6 28,6 -

2 РеЗСМ 1 32,4 29,3 27,6 29,8 4,2

5 35,3 29,5 29,1 31,3 9,4

25 37,1 31,3 29,6 32,7 14,3

125 37,2 33,2 29,4 33,3 16,4

3 УДП Ре 1 32,3 28,3 28,4 29,7 3,8

5 33,0 31,5 29,6 31,4 9,8

25 37,1 34,1 30,0 33,7 17,8

125 37,4 33,4 29,7 33,5 17,1

4 Си8СМ 1 34,2 28,8 26,3 29,8 4,2

5 36,0 30,1 28,7 31,6 10,5

25 38,1 32,4 29,4 33,3 16,4

125 35,5 29,7 26,8 30,7 7,3

5 УДП Си! 1 31,3 31,8 27,3 30,1 5,2

5 43,5 38,9 31,5 38,0 32,9

25 41,1 35,0 30,7 35,6 24,5

125 38,6 37,1 29,4 35,0 22,4

б УДП Си 11 1 39,1 32,7 29,9 33,9 18,5

5 41,2 36,4 33,7 36,4 27,3

25 42,3 33,8 31,0 35,7 24,8

125 39,0 34,7 30,3 34,7 21,3

7 УДП Си III 1 38,5 36,9 31,4 35,6 24,5

5 40,7 39,1 32,1 37,3 30,4

25 40,3 34,2 31,6 35,4 23,8

125 40,5 34,7 зоз 35,2 23,0

НСРоз 2,9 4,2 2,1

В варианте с наивысшей продуктивностью - УДП Си 1 товарность картофеля возросла на 2,6 % за счет увеличения выхода средней фракции.

Показатели качества клубней картофеля.

Содержание сухого вещества. Опытами установлено, что предпосадочная обработка клубней картофеля УДП и солями железа и меди способствовала увеличению содержания сухого вещества, но сравнению с контрольным вариантом,

В среднем за годы исследований наибольшее содержание сухого вещества было отмечено в вариантах с концентрациями 25 мг/л по фракциям: до 50г. - УДП Fe ( 22,03 % ), 50-80 г. - FeS04 ( 22,10 % ), более S0 г. УДП Си II ( 23,29% ).

В варианте с наивысшей продуктивностью - УДП Си I — 5 мг/л содержание сухого вешества в клубнях картофеля увеличилось в зависимости от фракции - в мелкой фракции под действием обработки повысился показатель на 0,58 %, средней - на 1,47 %, крупной - на 0,86 %, по отношению к контролю.

Содержание крахмала. Во всех вариантах опыта с применением предпосадочной обработки клубней картофеля УДП и солями железа и меди отмечалось более высокое содержание крахмала, по отношению к контролю (табл. 6).

Таблица 6

Содержание крахмала в клубнях картофеля в зависимости от предпосадочной обработки УДП и солями Fe и Си, 200) -2003г. (полевой опыт)

mn вариант концентрация, мг/л

1 5 1 25 125

1 контроль 12,12 - - -

2 FeS04 13,35 14,38 14,33 13,97

3 УДПРе 13,64 14,11 14,01 13,91

4 CuS04 14,23 13,80 13,11 13,61

5 УДП Си 1 12,13 13,15 13,71 13,74

6 £ЛДСи II 13,44 13,97 14,26 13,19

7 УДП Си III 13,76 13,42 1Г58 13,3 f i

Выявлено, что максимальное увеличение содержания крахмала в клубнях картофеля в среднем за годы исследований было в вариантах с применением железа в форме РеЗО* и меди в удьтрадис лерсн ой форме.

Обработка клубней картофеля перед посадкой РеБСМ в концентрации 5 мг/л повышала крахмал истость клубней на 2,26 %, по сравнению с контролем.

Немного ниже оказался результат применения УДП Си в концентрации 25 мг/л, по сравнению с контролем, содержание крахмала увеличилось на 2,14 %.

В варианте с максимальной продуктивностью (УДП Си 1-5 мг/л) содержание крахмала возросло на 1,03 %.

Содержание нитратов в клубнях картофеля. В среднем за три года исследования концентрация нитрат-иона снижалась под воздействием УДП Бе на 6,3-49,9 мг/кг и на 11,8-76,3 мг/кг под влиянием УДП Си, в зависимости от концентрации и способа получения УДП. Минимальное содержание нитратов отмечено в варианте с предпосадочной обработкой клубней картофеля УДП Си I в концентрации 1 мг/л (121,7 мг/кг),

В варианте с наибольшей продуктивностью - УДП Си I в концентрации 5 мг/л произошло снижение содержания нитратов в среднем за годы исследований на 47,3 мг/кг, по сравнению с контролем.

Содержание золы. Во всех вариантах применения железа и меди в ультрадисперсной форме отмечено уменьшение содержания золы, что, по-видимому, связано с «эффектом разбавления», когда при увеличении продуктивности клубней уменьшаются показатели качества.

Максимальное снижение содержания золы в клубнях отмечено в варианте с использованием УДП Бе в концентрации I мг/л -3,88 % от абсолютно сухого вещества, тогда как в контроле этот показатель составил 4,89 %.

В варианте с наибольшей продуктивностью (УДП Си I в концентрации 5 чг/л ) содержание золы снизилось на 0,45 %.

При сравнении влияния способа получения УДП Си на снижение содержания золы можно отметить, что УДП Си III ( полученный методом восстановлен и я оксида) максимально снизил данный показатель на 0,81 %.

Лежкость клубней картофеля. Использование предпосадочной обработки УДП Ге способствовало лежкости клубней картофеля от 82,3 до 86,2 % в зависимости от концентрации, причем вариант с оптимальной концентрацией, повышающей продуктивность УДП Fe — 25 мг/л, имел наименьшую леж кость.

Действие предпосадочной обработки клубней картофеля .УДП Си на лежкость в значительной степени зависело от концентрации и способа получения УДП. Так, вариант с использованием УДП Си II во всех концентрациях повысил лежкость на 1,1-4,2 %, по отношению к контролю, тогда как вариант с применением УДП Си Ш в концентрациях от 5 до 125 мг/л и УДП Си 1-1 мг/л снизил значения изучаемого показателя, по отношению к контролю.

Последействие ультрадисперсных порошков н солей железа и меди.

Предпосадочная обработка УДП, стимулируя ростовые процессы, изменяя физиологическое состояние растений, способствовала формированию клубней, которые отличались более высокой продуктивностью в последующей репродукции.

За годы исследования выявлено, что количество клубней 10 растений увеличилось на 36,4%, по сравнению с контролем, от предпосадочной обработки клубней картофеля сорта Невский УДП меди, полученным методом конденсации в потоке инертного газа в концентрации 5 мг/л, хотя при этом урожайность повысилась только на И,1 %. Урожайность максимально увеличилась от последействия обработки УДП Си Ш в концентрации 25 мг/л, и, по усредненным данным, составила 29,8 т/га, что выше контроля на 4,4 т/га или на 17,3%.

Сравнивая влияние последействия УДП и сернокислого железа, можно отметить, что количество клубней и урожайность в варианте с применением

Ре$С>4 увеличились, по сравнению с контролем, на 4,2-6,3 % и на 1,7-5,7 %, соответственно. Причем товарность урожая возросла до 88,7% (РеЬСМ - 5 мг/л), тогда как в контроле она составила 85,9%. Однйсс яри использовании УДП Яе количество клубней увеличилось на 14,2 — 26,8 %, урожайность на 2,4 -16,5% и товарность на 2,2-3,4 %, по отношению к контролю. Наиболее оптимальными вариантами по последействию являются - РеБСМ в концентрации 25 мг/л'и УДП Ре - 5 мг/л.

Экономическая эффективность изучаемых приемов. Анализ влияния предпосадочной обработки УДП железа н меди на экономические показатели выявил, что изучаемые варианты опыта оказали весьма существенное влияние на экономическую эффективность их использования. Во все годы исследований при стабильном повышении урожайности произошло увеличение чистого дохода с учетом товарности и потерь при хранении, по отношению к контролю, в зависимости от видов и доз УДП на 13,8-31,1 тыс. руб./га (табл. 7).

Таблица 7

Экономическая эффективность предпосадочной обработки клубней УДП н солями Ре и Си ( с учетом товарности и потерь при хранении).

п\п вариант Условно ЧИСТЫЙ доход, тыс. руб/ га Уровень рентабельности, %

концентрация, мг/л

1 5 25 | 125 1 5 25 125

1 контроль 23,0 38,1

2 Ге504 30,2 36,3 37,0 35,9 50,0 59,8 60,1 55,1

3 УДП Ре 30,0 34,0 36,8 33,8 49,6 56,0 59,7 51,9

4 Си504 26,4 30,3 34,9 28,9 43,7 49,9 56,7 44,6

5 УДП Си 1 22,9 54,1 42,4 38,6 37,9 88,2 68,7 59,1

6 УДП Си 11 42,9 51,0 44,3 40,5 70,6 83,4 71,8 62,1

7 УДП Си Ш 45,4 48,0 34,5 31,4 74,5 78,5 55,9 48,2

При этом уровень рентабельности в опытных вариантах составил 59,788,2%, тогда как в контроле этот показатель был равен 38,1 %.

Варианты с применением предпосадочной обработки УДП Си в концентрации 5 мг/л обеспечили максимальное увеличение условно чистого дохода до 25-31,1 тыс. руб./ га, по сравнению с контролем, при этом уровень рентабельности достиг максимального значения 78,5 - 88,2 %, тогда как в контроле -38,1%,

Выводы

1 .Предпосадочная обработка клубней в среднем за годы исследований оказала положительное влияние на развитие корневой системы и прорастание клубней картофеля.

Под влиянием УДП в концентрациях 5-25мг/л происходит увеличение длины корней от 27,1 % до 40,9 %, а массы корней от 20,7 до 69,6 %, по отношению к контролю.

Исследованиями установлено, что наибольшее увеличение длины ростков клубней происходит под влиянием УДП Си III (концентрация 1 мг/л - прибавка к контролю составила 74,3 %) . Тогда как масса ростков была сформирована под действием УДП Си II, превысила контроль на 41,0 %.

2.Установлено, что под действием УДП происходит увеличение проросших на клубне почек. Так, повысился % проросших почек в вариантах с УДП Си III- 1 мг/л на 13,6 %, по отношению к ко!пгродю, УДП Си I- ] мг/л на

14.3 %, УДП Си И 1 мг/л -19,6 %, а УДП Ре до 13,1%, что выше действия солей.

3.Под действием обработки клубней картофеля УДП и солями железа и меди изменились биометрические показатели растений картофеля .

Наибольшей высоты растения достигли в варианте с применением УДП Си Ш в концентрации 25 мг/л, превысив контроль на 20,6 %. Использование микроэлементов в ультрадисперсной форме, максимально увеличивая количество стеблей на растении под влиянием УДП Си I (полученного методом конденсации) в концентрации 5 мг/л на 23,2 %, а УДП Ре-25 мг/л на

21.4 % ,по сравнению . С контролем, способствует увеличению ассимиляционной поверхности листьев на 27,8 % УДП Ре в концентраций 25 мг/л -31,2% УДП Си I ( в концентрации 5 мг/л ).

4.3а годы исследования выявлено, что максимальная урожайность ( 36,438,0 т/га ) была получена от предпосадочной обработки клубней картофеля сорта Невский УДП меди в изучаемых формах при концентрации 5 мг/л, что выше контроля на 27,3-32,9 %.

Прослеживается более широкий диапазон концентраций УДП, которые дают достоверную прибавку урожайности.

5.Во всех вариантах опыта применение предпосадочной обработки клубней картофеля УДП и солями железа и меди способствовало увеличению содержания крахмала и сухого вещества.

Наибольшее увеличение крахмала в клубнях картофеля (на 2,14-2,26 % выше контроля) отмечалось в варианте с применением железа и меди в ультрадисперсной форме.

6.Предпосадочная обработка клубней микроэлементами в ультрадислерсной форме снижала показатели накопления нитратов в клубнях картофеля на 49,9 мл/кг (Ре504 -1 мг/л) -76,3 мг/кг (УДП Си I -1 мг/л ), по сравнению с контролем.

7-Обработка клубней картофеля перед посадкой микроэлементами в ультрадисперсной форме способствует большему выходу здоровых клубней на 4,2 % (УДП Си II -5 мг/л) - 5,1 % УДП Ре-25 мг/л.

8.В последействии наблюдается положительное влияние предпосадочной обработки УДП, которое дает достоверную прибавку урожайности ( до 16,517,3 %) и увеличивает товарность (на 3,4-5,6%).

9.Наиболее высокие экономические результаты были получены при применении предпосадочной обработан УДП Си - 5 мг/л, обеспечив максимальное увеличение условно чистого дохода до 25-31,1 тыс. руб./ га, по сравнению с контролем, при этом уровень рентабельности достиг максимального значения 78,5-88,2 %, тогда как в контроле 38,1 %.

Простота и низкая себестоимость предлагаемого способа позволяет без какого-либо дорогостоящего технологического оборудования повысить объемы производства к качество растениеводческой продукции. Широкое

использование УДП может явиться одним из путей достижения продовольственной и сельскохозяйственной независимости России.

10. Влияние концензраций УДП железа и меди на изменение биометрических показателей, продуктивность, качество и последействие имеет более широкий диапазон стимулирующих значений, по сравнению с сернокислыми солями. Это позволяет предположить, что предпосадочная обработка УДП обладзет пролонгированным действием на растение картофеля, которое влияет не только в год применения УДП, но и в последующий год.

Предложения производству

Для увеличения урожайности картофеля, получения экологически более чистой продукции высокого качества , а также достижения наивысшего экономического эффекта при возделывании картофеля на пойменно-аллювиалыюй дерновой среднесуглин истой почвах Центрального Нечерноземья целесообразно применять обработку посадочного материала микроэлементами в ультрадисперсной форме - железом в концентрации 25мг/л и медью - 5 мг/л.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 .Сели ванов В.Н., Зорин Е.В., Дзидзигури ЭЛ., Левина В.В., Фолманис Г.Э. Использование УДП железа и кобальта для повышения продуктивности и качества картофеля // Тезисы докладов 2 межрегиональной конференции «УДП, материалы и наноструктуры».Красноярск: КГТУ, 1999,-С, 283

2. Зорин Е.В., Полякова О.П., Селиванов В.Н., Фолманис Г.Э. Ультрадисперсные порошки микроэлементов на картофеле // Картофель и овощи, 2000, № 6,- С.$

3.СеливанС? В.Н., Зорин Е.В., Сидорова E.H., Дзидзигури Э.Л., Левина В.В., Фолманис Г.З. Применение УДП металлов для выращивания картофеля и яровой пшеницы Н Материалы V Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных систем». М. :МИФ И ,2000.-С.З54-356

4. Полякова О.П., Селиванов Б.Н., Зорин К.В., Фолманис Г.Э., Коваленко Л.В. Предпосадочная обработка клубней картофеля нанокрисгаллнческнми микроэлементами // Достижения науки и техники АПК, 2000 , Ла 8, -С.18-20

5. Селиванов В.Н., Зорин Е.В., Фолманис Г.Э., Сидорова E.H., Кузнецов Д. В. Ультрадисперсные порошки металлов для предпосадочной обработки клубней картофеля//Перспективные материалы, 2001 ,№3,-С. 48-51

6. Полякова О,П., Зорин Е.В. Повышение урожайности и качества картофеля под действием микроэлементов/ Сб. науч. Трудов РГСХЛ им. проф. П. А. Косгычева. Рязань,2001 .-С.19-21

7. Зорин Ё. В. Перспективные формы микроэлементов и использование их в сельском хозяйстве // Материалы международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века». Рязань, 2004,-С. 55-57

Лицензия ИД № 00808 от 20.01.2000 г.

Усл. J2JLлл Заказ №

Подписано в печать « $ ;

»

Тираж 100 экз.

Отпечатано на ризографе, ГНУ ВНИИКХ 140052 п. Корепёво ул. Лорха д. 23 Люберецкого района Московской облаете

•25157