ИЗУЧЕНИЕ ПОСТСТРЕССОВОЙ РЕАКЦИИ ТОМАТОВ В УСЛОВИЯХ ВНЕСЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ИЗУЧЕНИЕ ПОСТСТРЕССОВОЙ РЕАКЦИИ ТОМАТОВ В УСЛОВИЯХ ВНЕСЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Вахромова И.А. 1
1
Прошкина О.И. 1
1
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы:Ответ растений на действие экстремальных факторов среды включает неспецифические реакции и процессы специализированной адаптации. Их биологическое значение заключается в срочной мобилизации защитных систем для сохранения жизнеспособности в неблагоприятных условиях и обеспечивает сохранение высокого уровня продуктивности растений в данных условиях. Важным свойством живых объектов является способность поддерживать гомеостаз - относительное постоянство внутренней среды при действии внешних факторов.

При действии на растение неблагоприятных факторов (стрессоров) возникает напряженное состояние, отклонение от нормы. Ответные реакции, индуцируемые в организме любыми внешними воздействиями, часто называют «адаптационным синдромом» или «стрессом» (от англ. stress - напряжение). В физиологии стресс - это комплекс неспецифических изменений, возникающих в организме в ответ на действие неблагоприятных факторов. При нормализации условий эти изменения могут полностью исчезнуть, если повреждение не было радикальным. Проведение исследований по оценке стрессовых реакций сельскохозяйственных растений важно с практической точки зрения. Подбор надежных методов обработки растений может обеспечить получение устойчивых урожаев, особенно в районах рискованного земледелия.

Особое место среди овощных культур отводится томату – растение, часто используемое на приусадебных участках, его плоды используются, как в свежем виде, так и в составе различных консервированных продуктов и салатов. Это теплолюбивое растение, которое плохо переносит повышенную влажность воздуха, но требует много воды для роста плодов. Посевы томата способны обеспечивать высокие урожаи плодов, особенно в условиях дополнительного орошения - до 100 т с 1 га [5].

При внесении органических и минеральных удобрений и поддержания грунта в рыхлом состоянии томат может расти на любых (кроме очень кислых) почвах. Однако посевные площади томата в России сравнительно не велики. Расширение посевов томата во многом сдерживается отсутствием современных высокоэффективных технологий ее возделывания и комплекса машин для механизации технологических операций.

Цель исследования: Выявить влияние внесения БАВ на рост и развитие томатов в условиях действия стресса.

Задачи исследования:

  1. Выяснить роль биологически активных веществ (БАВ) в постстрессовой реакции томатов;

  2. Проследить динамику ростовых процессов, при воздействии БАВ;

  3. Выяснить действие такой обработки на урожай исследуемых растений, определить структуру урожая и продуктивность растений.

Объект исследования: Физиологические особенности Solanum lycopersicum (томатов).

Предмет исследования: Ростовые и продукционные процессы этих растений в зависимости от воздействия на семена температурного стресса и БАВ.

Гипотеза исследования: Воздействие на семена томатов повышенной температуры оказывает влияние на рост и развитие, развивающихся из них растений. В каких-то случаях это воздействие обнаруживается сразу - на этапах прорастания, а в каких-то - лишь на более поздних, например, в фазе плодоношения. Обработка семян БАВ может помочь растению в постстрессовой реакции и повлиять на урожайность культуры.

Практическая значимость: Разработаны предложения для получения максимальной урожайности плодов томата в открытом грунте с использованием БАВ, рассчитана экономическая эффективность применения биологических препаратов.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ИЗУЧАЕМОМУ ВОПРОСУ

1.1. Эколого-биологическая характеристика томата

Томат (Solánum lycopérsicum) - однолетнее или многолетнее травянистое растение сем. Паслёновые. Родина томата Южная Америка, где его выращивали туземцы задолго до открытия континента европейцами. В Европу это растение завезено в 16 веке испанскими и португальскими мореплавателями из Перу. Долгое время (до 18 в.) томат выращивали в садах в декоративных целях, ради его золотисто-оранжевых и ярко-красных плодов, считавшихся несъедобными. Им украшали клумбы, цветники, выращивали в горшках на окнах среди других комнатных растений.

В России помидоры появились в 18 в. сначала в южных районах: в Бессарабии, на юге Украины, в Крыму, Закавказье, Астраханской губернии. Одними из первых стран мира, начавших культивировать томат в качестве пищевого растения, были Россия и Украина. Долгое время считали, что помидоры можно выращивать только на юге. Постепенно помидоры стали распространяться в районы лесостепи и центральной нечерноземной полосы, где урожаи их в настоящее время почти такие же, какие получают на юге. Кроме того, в этих районах они более устойчивы к поражению растений болезнями.

Томат имеет развитую корневую систему стержневого типа. Корни растут быстро, уходят в землю на большую глубину (при безрассадной культуре до 1 м и более), распространяясь в диаметре на 1,5-2,5 м. При наличии влаги и питания дополнительные корни могут образовываться на любой части стебля, поэтому томат можно размножать не только семенами, но также черенками и боковыми побегами (пасынками). Стебель прямостоячий или полегающий, ветвящийся, высотой от 30 см до 2 м и более. Листья непарноперистые, рассеченные на крупные доли, иногда картофельного типа.

Цветки мелкие, невзрачные, желтые различных оттенков, собраны в кисть. Томат – факультативный самоопылитель: в одном цветке имеются мужские и женские органы. Плоды - сочные многогнёздные ягоды различной формы (от плоско-округлой до цилиндрической; могут быть мелкими (масса до 50 г), средними (51-100 г) и крупными (свыше 100 г, иногда до 800 г и более). Окраска плодов от бледно-розовой до ярко-красной и малиновой, от белой, светло-зелёной, светло-жёлтой до золотисто-жёлтой. Семена мелкие, плоские, заострённые у основания, светло- или тёмно-желтые, обычно опушённые, вследствие чего имеют серый оттенок [13].

Благодаря своим высоким вкусовым качествам томат культивируют почти повсюду, являясь излюбленным овощем многих народов. Плоды отличаются высокими питательными, вкусовыми и диетическими качествами. Калорийность спелых плодов (энергетическая ценность) - 19 ккал. Они содержат 4-8 % сухого вещества, в котором главное место занимают сахара (1,5-6 % от общей массы плодов), представленные в основном глюкозой и фруктозой, белки (0,6-1,1 %), органические кислоты (0,5%), клетчатка (0,84%), пектиновые вещества (до 0,3%), крахмал (0,07-0,3%), минеральные вещества (0,6%). В плодах томата высокое содержание каротиноидов (0,8-1,2 мг/100 г сырой массы), витаминов (В1, В2, В3, В5), фолиевой и аскорбиновой кислоты (15-45 мг/100 г сырой массы), органических, высокомолекулярных жирных и фенолкарбоновых кислот. В плодах найдены антоцианы, стеарины, тритерпеновые сапонины, абсцизировая кислота. Имеющийся в плодах холин понижает содержание холестерина в крови, предупреждает жировое перерождение печени, повышает иммунные свойства организма, способствует образованию гемоглобина.

Томат - тепло-светлолюбивая культура. Для нормального развития и роста необходима оптимальная температура 23-250С. Если температура ниже 100С, рост растения останавливается, при температуре ниже 150С прекращается его цветение. Заморозки - главный враг томатов. При температуре выше +320С пыльцевые зерна не прорастают и замедляется фотосинтез. Растения томата требуют высокой интенсивности света. Чем лучше освещение, тем скорее закладывается цветочная кисть и раньше наступает плодоношение.

Томат устойчив к засухе, но при этом резко уменьшает урожай и заболевает вершинной гнилью. Чтобы получить урожай 50 т/га, нужно около 5600 м3воды (обычно в наших условиях влаги меньше, т.е. нужны поливы). Оптимальная влажность почвы для томата в период вегетативного роста 60-70% ППВ, в период плодоношения - 75-80% ППВ. При влажности ниже 70% применяют орошение. Оптимальная относительная влажность воздуха составляет 45-60%. При более высокой (70%) ухудшается опыление цветков: только сухая пыльца может отделиться от тычинок и попасть на рыльце пестика. К сожалению, в открытом грунте нельзя уменьшать влажность воздуха, но можно это делать в теплице (Планк, 1992). Для выращивания подходят суглинистые или супесчаные почвы. Томат лучше других овощей переносит большую кислотность почвы (рН = 5,5-7). Вегетационный период у раннеспелых сортов составляет 90-110 дней, у среднеспелых - 111-120, у позднеспелых - более 120 дней. При этом благоприятные температурные условия для томатов в открытом грунте в средней полосе России составляют 2 - 2,5 месяца. Поэтому вегетационный период удлиняют искусственно, выращивая рассаду в теплицах или парниках [11].

1.2. Использование регуляторов роста при возделывании томатов

К числу перспективных агроприёмов, обеспечивающих повышение урожайности и качества томатов следует отнести метод предпосевной обработки семян регуляторами роста, которые участвуют в метаболических процессах растительного организма [14]

Исследованиями ученых Ульяновской ГСХА разработаны дополнительные экологически чистые, ресурсосберегающие технологические приемы увеличения урожайности томатов в условиях закрытого грунта. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что природные и синтетические регуляторы обладают физиологической активностью, ускоряют рост, развитие, способствуют формированию экологически чистой овощной продукции с хорошими биохимическими показателями. Применение регуляторов роста оказывает влияние на количество и массу плодов. В среднем за шесть сборов количество плодов на контроле составило 13,1 шт./раст, а на опытных вариантах от 16,7 до 20,8 шт., что составило 27,458,7%. Регуляторы роста способствуют формированию и более крупных плодов от 187,5 до 212,6г. Предпосевная обработка семян томата регуляторами роста повышает урожайность на 31,0-73,6%, что составляет 1,32 и 3,13 кг/м2. Для улучшения посевных качеств семян томатов, повышения урожайности и качества получаемой продукции в условиях защищенного грунта рекомендуется за 10-18 часов до посева проводить предпосевную обработку семян томатов рабочими растворами регуляторов роста: мелафен - 1-10" 7%; экстрасол - 100 мл/л; янтарная кислота - 0,002 г/л; крезацин - 1 г/л; крезации (1 г/л) + янтарная кислота (0,002 г/л).

Исследованиями Дагестанской ГСХА установлено, что регуляторы роста улучшают посевные качества семян томатов, повышают энергию прорастания на 3,0-4,0%, снижают межфазные периоды на 5-8 дней, ускоряют созревание плодов и влияют на репродуктивный потенциал растений. Препараты Эпин Экстра и Иммуноцитофит повышают сырую массу растений томата у сорта Талалихин 186 на 9-15%, Волгоградского скороспелого 323 – на 7,0-13,9%. Изучаемые препараты повышают устойчивость растений томата к черной ножке: у сорта Утро этот показатель достигает 100% при обработке Цирконом, у сорта Талалихин 186 устойчивость повышается после обработки Иммуноцитофитом и Эпином Экстра в 1,5 раза, у сорта Волгоградский скороспелый 323 в 2,5 раза и у сортов Аран 735 и Утро в 2, 4 раза.

Регуляторы роста вызывают положительные сдвиги в обменных процессах прорастающего семени и развивающегося из них растения, особенно в условиях закрытого грунта [7],[12],[2],[4],[1],[3].

1.3. Методы обработки растений регуляторами роста

Существуют различные способы обработки растений [19].

Опрыскивание: Этот метод самый распространенный, производится при помощи пульверизаторов с резиновой грушей, ручных, ранцевых, тракторных и авиационных опрыскивателей.

Обработка порошком: Применяется для обработки клубней, семян, луковиц, черенков и целых растений.

Кратковременное погружение: В растворы регуляторов роста погружают семена, клубни, луковицы.

Нанесение капель: Способ применяется в опытных целях. Регулятор роста наносят пипеткой на верхушечные почки или листья.

Нанесение ланолиновой пасты: Паста наносится на верхушки растений, основания почек и молодых побегов, отдельные участки стеблей.

Инъекция. При изучении действия более глубокого введения регулятора роста его вводят при помощи медицинского шприца в ту или иную часть растения.

1.4. Стресс у растений

Стресс у растений – это комплексная защитная реакция, включающая как неспецифические (общие для разных типов стрессоров), так и специфические компоненты [21].

Понятие «стресс» введено в науку Гансом Селье, который называл это явление также «общим адаптационным синдромом». Под стрессом обычно понимают стереотипный (примерно одинаковый у разных особей) ответ организма на разные воздействия, сопровождающийся перестройкой его защитных сил. Считается, что главная роль стресса – мобилизация сил организма в критической ситуации.

В невысоких дозах повторяющиеся стрессы способствуют закаливанию организма, причем, во многих случаях показано, что закаливание по отношению к одному стрессовому фактору способствует повышению устойчивости организма и к некоторым другим стрессорам.

Поскольку при стрессе изменяется фитогормональный статус растений, возникла идея об искусственном, экзогенном внесении фитогормонов и биологически активных веществ (БАВ) для восстановления исходных оптимальных показателей. Довольно часто в системе наблюдалось восстановление баланса и отмечалось снижение негативного эффекта от действия стресса. Однако положительный эффект обнаруживался не всегда, одной из причин этого называлась недостаточная изученность реагентов – фитогормонов и БАВ. В настоящее время создана классификация регуляторов роста и изучаются тонкие механизмы их действия на растения [15].

1.5. Реакция растений на изменение температуры

Диапазон температур, действующих в природе на растения, достаточно широк: от -77ºС до + 55°С, т.е. составляет 132°С. Для каждого вида имеется интервал температур, когда интенсивность физиологических процессов максимальна. Из культурных растений жароустойчивостью обладают растения южных широт - сорго, рис, хлопчатник, клещевина. Большинство растений повреждается при температуре 35-40 °С [10].

Повышенная температура влияет на скорость диффузии и, как следствие, на скорость химических реакций (прямое влияние), вызывает изменение структуры белковых макромолекул, приводит к изменению активности ферментов, увеличению проницаемости мембран, нарушению гомеостаза, изменению взаимодействия между нуклеиновыми кислотами и белками, гормонами и рецепторами, происходит денатурация белков и нарушения структуры мембран, увеличивается интенсивность транспирации, что сопровождается возникновением у растения водного дефицита [18]. Высокая температура нарушает опыление и оплодотворение, приводит к недоразвитию семян, вызывают стерильность цветков и опадание завязей в период цветения [6].

Причины повреждения и гибели растений под действием пониженных температур: увеличение проницаемости мембран, разобщение окислительного фосфорилирования и дыхания, фотосинтетического фосфорилирования и темновой фазы фотосинтеза, нарушение белкового синтеза и накопление токсичных веществ. Низкие температуры (+4°С) вызывают у теплолюбивых растений (огурцы, томаты) уменьшение интенсивности дыхания, нарушается согласованность в работе ферментов, катализирующих ход различных реакций, следствием чего является резкое увеличение количества эндогенных токсинов (ацетальдегид, этанол и др.). При длительном действии пониженных температур увеличивается продолжительность всех фаз митотического цикла и снижается скорость роста клеток в фазе растяжения [17], [9].

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика биологических препаратов используемых в опыте

Агрика - препарат для повышения продуктивности растений. Применяется для обработки почвы, опрыскивания растений и обработки семян всех сельскохозяйственных культур, в любых климатических условиях как отдельно, так и с любыми минеральными подкормками, стимуляторами, фунгицидами, гербицидами, инсектицидами и биопрепаратами. Безвреден для человека и теплокровных животных, не загрязняет окружающую среду.

Действие препарата Агрика сводится к активизации процессов метаболизма растений за счет его способности синтезировать гормоны роста, витамины. Поселяясь на корнях растений и питаясь продуктами их выделений, полезные бактерии проникают в сами корни и передвигаются по сосудистой системе растения, обеспечивая ему защиту от бактерий-вредителей. Агрика повышает иммунитет растений, защищает их от стрессов, таких как засуха или чрезмерная влажность. Агрика улучшает развитие корневых волосков и усиливает поглотительную активность корней. Механизм действия при проведении обработок посевного материала сводится к тому, что при инокуляции происходит искусственное заселение поверхности семян полезной микрофлорой. При посеве, бактерии начинают интенсивно размножаться и активно колонизируют ризосферу развивающегося растения.

По имеющимся сведениям обработка препаратом Агрика дает прибавку до 2.5-5,5 ц зерна с 1 га, заболеваемость растений снижается в 2-5 раз. Для предпосевной обработки семян сои 1 литр препарата разводят в 8-10 литрах воды и расходуют на тонну посевного материала, обработку можно проводить за 1-14 дней посева.

Мизорин – препарат на основе ассоциативных азотфиксаторов для повышения урожайности и улучшения качества продукции сельскохозяйственных культур. Препарат повышает устойчивость к засухе, заморозкам и другим, неблагоприятным для растений условиям. Улучшает всхожесть семян, стимулирует рост и развитие растений. Мизорин обладает широким спектром воздействия на фитопатогенные микроорганизмы, подавляя развитие корневых гнилей в 2-5 раз, плодовых гнилей - 1,5-4 раза, фитофтороза - в 2-4 раза; ограничивает поступление и накопление в растениях нитратов; повышает урожайность, улучшает качество продукции. Гектарная норма препарата по действию заменяет 40-60 кг/га минеральных удобрений. Повышает содержание крахмала в картофеле на 0,8-2,5%, урожайность на 40-60 ц/га, проса на 3-4 ц/га [23].

Агрофил – бактериальный препарат, рекомендуемый при выращивании капусты, огурцов, томатов, перца, салата, моркови, тыквы, лука, плодово-ягодных растений. Это чистая культура бактерий рода агробактериум, поддерживаемых в активном состоянии на специально приготовленном торфяном материале-носителе. В 1 грамме Агрофила содержится не менее 10 миллиардов клеток бактерий. Агробактерии вырабатывают антибиотики, подавляющие развитие фитопатогенных грибов и бактерий. Агробактерии, способны растворять труднодоступные для растений минеральные соединения почвы, выделять ростостимулирующие вещества (природные аналоги ауксинов и гетероауксинов) и витамины, ускоряя созревание урожая. Агрофил обладает свойством превращать недоступный фосфор почвы (до 30%) в легко усвояемые соединения. Он улучшает всхожесть семян, стимулирует рост и развитие овощных культур, повышает устойчивость растений к болезням, улучшает минеральное и водное питание растений, ускоряет выход ранней продукции. Применение Агрофила увеличивает содержание витаминов, каротина в продукции на 10-30%, ускоряет созревание на 7-10 дней, снижает содержание нитратов, радиоактивных веществ и тяжёлых металлов. Обработку семян следует проводить в день посева, а ещё лучше – непосредственно перед посевом, так как клубеньковые бактерии, нанесённые на поверхность семян, быстро гибнут – уже через 5-6 часов после обработки их количество уменьшается вдвое [22].

  1.  
    1. Характеристика метеорологических условий

Из абиотических факторов существенное влияние на рост и развитие томатов, формирование урожая оказывали погодные условия.

Анализ агроклиматических факторов, что за период январь – апрель выпало 113,6 мм атмосферной влаги, что на 20,6 мм больше среднемноголетнего значения. В пределах нормы выпали дожди в первой декаде мая. Однако вторая и третья декады месяца были засушливыми с суммой осадков 7,4 мм, при норме 22 мм. В целом дефицит атмосферной влаги в мае составил 37,3 %, при температуре воздуха на 31,4% выше нормы.

Развитие опытных растений в июне проходило при повышенных температурах и не равномерном выпадении осадков. В первой декаде, когда растения находились, в фазе бутонизации дожди полностью отсутствовали, а среднесуточная температура воздуха была на 4,5 0С больше обычного. Практически отсутствовали осадки и в третей декаде июня. Но во второй декаде их выпало в 3,2 раза больше нормы. Период цветения и образования плодов в июле проходил также при дефиците атмосферной влаги, причем

количество выпавших осадков равнялось, только 5,4 мм при среднегодовом значении 47 мм. Ход среднесуточных температур был близок к норме и составил 20,30С. Вегетация растений в августе продолжалась в условиях недостатка влаги, который составил 20 мм или 45,5%. При норме осадков 44 мм выпало только 24 мм.

В целом за вегетационный период (май-август) в зоне нахождения опытного участка выпало 94,3 мм осадков при норме 163 мм или 57,8 %. Дефицит увлажнения равнялся 68,7 мм или 42,2 %.

  1.  
    1. Материал и методы исследований

Для решения поставленных задач в 2015 году на семейном приусадебном участке, расположенном в селе Красный Яр в открытом грунте закладывался полевой опыт по изучению действия следующих биологических препаратов: Агрика; Мизорин и Агрофил на рост и развитие раннеспелого гибрида томата Семко-Синдбад F1.

Для этого гибрида характерно то, что его плодоношение начинается на 90-93-й день после появления всходов. Первое соцветие закладывается над 6-7 м листом, последующие – через 1-2 листа. В соцветии 6-8 плодов. Плоды округлые ярко-красной окраски, массой 90 г. Урожайность 9-10 кг/м2.

Схема опыта представлена в таблице 1. Она включала контрольный вариант, в котором рассада высевалась без обработки препаратами.

Таблица 1

Схема опыта

Варианты опыта

Учетное число растений, шт.

Схема посева

Число повторений

Контроль (без обработки)

4

60 см х 40 см

3

Агрика

4

60 см х 40 см

3

Мизорин

4

60 см х 40 см

3

Агрофил

4

60 см х 40 см

3

Опыт закладывался в 3-х кратной повторности. Таким образом, каждый вариант обработки биологическим препаратом и контроль предусматривал высадку 9 рассадных растений (по 4 растения в каждом повторении). В общей сложности на опытном участке высаживалось 48 растений.

Почва участка – чернозем типичный легко суглинистый. Предшественник – лук. Участок был вспахан с осени, весной проводилось боронование почвы в ручную содовой бороной, а после появления сорняков опытный участок обрабатывали ручной мотыгой на глубину 3-4 см.

Высадка рассады проводилась вручную в предварительно сделанные лунки (рис. 2). Перед высадкой корневая система рассада погружалась на 6 часов в раствор биопрепаратов. Обработка проводилась в помещении. Посадка проводился после захода солнца, что исключало попадание солнечных лучей на корневую систему и биопрепараты. В качестве прилипателя использовалось цельное молоко.

В течение вегетационного периода проводились следующие фенологические наблюдения, измерения и подсчеты:

  1. Отмечалась дата высадки рассады, цветения, образования первого плода, начало уборки урожая уборки;

  2. Подсчитывалась число цветков и число плодов;

  3. Проводилось взвешивание всех плодов с их разделением на мелкие и крупные, затем рассчитывались средние значения, и определялся вес одного плода;

  4. Рассчитывался урожай со всей площади учетных делянок и с 1 га.

В опытах использовались препараты Агрика, Мезорин и Агрофил произведенные в апреле 2015 г. ООО «Биофабрика» г. Кузнецк, Пензенской области. Погодные условия наблюдались в течение вегетации растений, а также отслеживались по данным АМС «Усть-Кинельская».

Для изучения ответных реакций томатов на тепловой стресс был заложен лабораторный опыт, включающий в себя изучение всхожести семян после предварительной их обработки растворами биологически активных веществ. Опытные семена хранились при температуре около 200С и влажности 20%.

Заранее были приготовлены обеззоленные фильтры определённых размеров, чтобы они подходили для чашек Петри, которые предварительно были вымыты и высушены. В каждую чашку, на фильтр, разделённый на четыре части и смоченный дистиллированной водой, правильными рядами выкладывались семена. Количество семян в одной чашке Петри равно 40. Опытные семена перед посевом подвергали термострессу – выдерживали в сушильном шкафу при температуре 40оС в течение 3 дней. Контроль составляли растения, не подвергавшиеся предпосевному температурному воздействию. Этот метод, разработанный в конце 50-х гг А. Леопольдом, применяется для моделирования неблагоприятных условий хранения зерна на току. Семена получили названия «стрессовые».

Затем семена заливались водными растворами биологически активных веществ (Агрика, Мизорин, Агрофил). Часть семян, как в контроле, так и в опыте, заливалась дистиллированной водой. Инкубация проводилась в чашках Петри, в темноте, при комнатной температуре. На 10 сутки определялась схожесть семян. Проросшими принимались семена, имеющие длину стебля более 1 см и длину корня более 1,5 см. Подсчёт проводился путём нахождения среднего арифметического (статистический подсчёт). С контролем производились те же подсчёты.

По результатам исследований полученные данные заносились в таблицы и составлялись графики.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

  1.  
    1. Всхожесть томатов под влиянием теплового стресса и обработки БАВ

Всхожесть – параметр показывающий жизнеспособность всего посевного материала. Вычислялось процентное отношение всхожести томата по действие БАВ и теплового стресса (табл. 2).

Таблица 2

Всхожесть томатов под влиянием теплового стресса и обработки БАВ

Обработка БАВ

норма

тепловой стресс

%

% К*

%

% К*

Контроль

83

100

40

48

Агрика

83

100

50

60

Мизорин

84

101

47

57

Агрофил

86

103

43

52

* за Контроль приняты растения, не подвергнутые действию теплового стресса и БАВ

По данным таблицы вода при нормальных условиях показывает 83% процента всхожести, процентное отношение к контроль растениям, не подвергнутым теплового стресса и БАВ равна 100%, при тепловом стрессе 40% и 48% к К (контроль растения, не подвергнутые действию теплового стресса и БАВ). Применяя Мизорин мы имеем следующие показатели: от нормы 84% и 101% к контролю. Агрофил при норме показывает 86% и 103% к контролю, при тепловом стрессе мы имеем 43% и 52% к контролю. Агрика при норме 83% и 100% к контролю, тепловой стресс показывает 50% и 60% к контролю. В результате проделанных измерений получаем, что при тепловом стрессе показатели всхожести ниже, чем при нормальных условиях обработке томата БАВ.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют, что способными к прорастанию оказались 83% семян. Для томатов этот показатель достаточно высок. Обработка таких семян БАВ значительно снизила негативный эффект температурного стресса, подняв всхожесть с 40% (без БАВ) до 50% (с БАВ).

  1.  
    1. Фенологические наблюдения

Наблюдениями за растениями установлено обработка рассады томата биологическими препаратами ускоряет начало образования плодов. Выявлено, что фаза начало цветения у растений, обработанных Агрикой, Мизорином и Агрофилом наступает в среднем на 2 дня раньше, чем у контрольных растений и приходится на начало июня (табл. 3).

Таблица 3

Фенологические наблюдения

Варианты

опыта

Фаза развития. Дата

высадка рассады

начало цвете-

ния

образование 1 плода

начало уборки

окончание уборки

Контроль

22.05

4.06

27.06

28.07

17.09

Агрика

22.05

2.06

27.06

26.07

22.09

Мизорин

22.05

2.06

20.06

20.07

15.09

Агрофил

22.05

2.06

20.06

20.07

15.09

Образование первого плода у растений, обработанных Мизорином и Агрофилом, отмечалось через 18 дней после начала цветения – 20 июня. У контрольных растений плоды начинали формироваться к концу месяца – 27 июня или на 7 дней позже. Вместе с контрольными растениями запаздывало образование плодов и в варианте с Агрикой. Сбор первого урожая томатов проводился в июле примерно через 30 дней после образования первого плоды. При этом в среднем на 8 дней раньше контрольных растений начиналась уборка урожая в вариантах с Мизорином и Агрофилом – 20 июля. Первые плоды у контрольных растений снимались 28 июля или на 8 дней позже. В варианте с Агрикой первые плоды снимались 26 июля это на 2 дня раньше контрольного посева, но на 6 дней позже посевом с Мизарином и Агрофилом (Приложение 1). В течение вегетации в опытах проводилось 7 сборов урожая. При этом на контрольных делянках сбор плодов оканчивался 17 сентября. В вариантах с Мизарином и Агрофилом – 15 сентября или на 2 дня позже. На делянках с Агрикой наоборот, растения вегетировали до 22 сентября. Это на 5 дней позже контрольных делянок. Данный биологический препарат способствовал увеличению вегетативной массы растений, повышалось число листьев и стеблей. Очевидно, это задерживало созревание плодов.

Таким образом, можно сделать заключение, что применение биологических препаратов Мизорин и Агрофил ускоряет образование цветов и плодов, в среднем на 7-8 дней сокращая срок вегетации растений в среднем на 2 дня. Обработка рассады Агрикой также сокращает срок начала уборки урожая в среднем на 2 дня по сравнению с контролем, но увеличивает период вегетации растений на 5 дней (Приложение 2).

  1.  
    1. Структура урожая

Анализ структуры урожая показал, что контрольный вариант позволяет получить в сумме с трех повторений 22,4 кг плодов. В варианте с Агрикой урожай плодов составил 27,3 кг, что на 21,8% больше. При этом существенно возрастал размер и вес одного плода с 123 г – на контроле до 160 г – в варианте с Агрикой. Это на 30,0% больше веса контрольного плода (табл. 4).

Таблица 4

Анализ структуры урожая, суммарно по трем повторениям

Показатели

Контроль

Агрика

Мизорин

Агрофил

Количество плодов, шт.

182

170

216

178

Средний вес плода, г

123

160

110

132

Вес всех плодов, кг

22,4

27,3

23,8

23,6

Обработка семян Мизорином также способствует увеличению продуктивности посевов в среднем на 6,2%. Возрастает и число плодов – на 37 шт. Однако их вес снижается по сравнению с контролем на 11,8%. Примерно на равном уровне с Мизорином отмечалась прибавка урожая и в варианте с Агрофилом. Но при этом общее число плодов снижалось до 178 шт., а вес одного плода возрастал до 132 г.

Таким образом, можно сделать заключение, что применение биологических препаратов Агрика, Мизорин и Агрофил увеличивает сбор плодов с единицы площади в среднем на 5,3-21,8%. При этом максимальный выход плодов с единицы площади, а также наибольший вес плода обеспечивается при замачивании рассады в растворе Агрики (Приложение 3).

3.4. Влияние БАВ на урожайность плодов

Взвешивание плодов в собранных за период уборки урожая показало, что наибольшее их количество с одного повторения (4 растения) получается в варианте с Агрикой, в среднем – 9,1 кг или 22,7 т плодов с 1 га. Это на 22,0% больше контрольного посева (табл. 5).

Таблица 5

Урожай плодов

Варианты

опыта

Вес всех плодов по повторениям опыта, кг

Урожай плодов, т/га

1

2

3

среднее

Контроль

7,90

7,42

7,07

7,46

18,6

Агрика

9,50

9,20

8,60

9,10

22,7

Мизорин

7,79

8,20

7,80

7,93

19,8

Агрофил

7,78

8,20

7,60

7,86

19,6

НСР 05

0,25

0,30

0,42

0,33

0,28

Очевидно, обработка рассады Агрикой существенно активизирует обменные процессы растений, повышает их иммунитет и защищает от стрессов, что положительно сказывается на продуктивности растений. Выявлено, что предпосадочная обработка рассады Мизорином и Агрофилом также увеличивает продуктивность растений и позволяет получить урожай плодов на уровне 19,6-19,8 т с 1 га, что в среднем 15,2% или 3 т/га меньше варианта с Агрикой. Но в среднем на 5,9% или 1,1 т/га больше значения контрольного варианта. Математическая оценка урожаев томата по повторениям и вариантам опыта показала достоверность полученных результатов.

Таким образом, можно сделать заключение, что обработка рассады Агрикой позволяет получать около 22,7 т плодов томата с 1 га, что на 3,0 т/га больше контрольного посева. Применение Мизорина и Агрофила увеличивает урожайность томата в среднем на 5,9%.

3.5. Экономическая эффективность применения биологических препаратов

Экономическая оценка полученных результатов показала, что все варианты опыта обеспечивают получение дополнительного количество плодов и денежного дохода (табл. 6).

Таблица 6

Экономическая эффективность

Показатели

Агрика

Мизорин

Агрофил

Дополнительно получено плодов, т/га

4,1

1,2

1,0

Рыночная стоимость томата, тыс. руб. /т

200

200

200

Стоимость дополнит. плодов, тыс. руб./га

820

240

200

Стоимость препарата руб./га

600

550

550

Экономический эффект, тыс. руб./га

819,4

239,5

199,5

При этом максимальное количество дополнительного урожая плодов – 4,1 т/га и денежной прибыли – 819,4 тыс. руб./га обеспечивает вариант с применения препарата Агрика. Использование Мизарина и Агрофила обеспечивает дополнительный денежный доход в пределах 239,5 тыс. руб./га и 199,5 тыс. руб./га, что соответственно в 3,4 раза и 4,1 раза меньше варианта с Агрикой.

ВЫВОДЫ

По результатам исследований можно сделать следующие основные выводы:

  1. Постстрессовая реакция томатов на повышенную температуру выражается в снижении активности прорастания семян. Действие БАВ снижает негативный эффект стресса и стимулирует развитие растения на ранних этапах его развития.

  2. Применение биологических препаратов Мизорин и Агрофил сокращает срок вегетации растений в среднем на 2 дня. Обработка рассады Агрикой также сокращает срок начала уборки урожая в среднем на 2 дня по сравнению с контролем, но увеличивает период вегетации растений на 5 дней.

  3. Обработка растений биологическими препаратами Агрика, Мизорин и Агрофил ускоряет образование цветов и плодов томата, в среднем на 7-8 дней, увеличивает сбор плодов с единицы площади в среднем на 5,3-21,8%. При этом максимальный выход плодов с единицы площади, а также наибольший вес плода обеспечивается при замачивании рассады в растворе Агрики. Обработка рассады Агрикой позволяет получать около 22,7 т плодов томата с 1 га, что на 3,0 т/га больше контрольного посева. Применение Мизорина и Агрофила увеличивает урожайность томата в среднем на 5,9%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения максимальной урожайности плодов томата в открытом грунте (22,7 т с 1 га) и дополнительного денежного дохода (819,5 тыс. руб./га) рассаду перед посадкой необходимо обрабатывать биологически активным препаратом Агрика.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Можарова, И. П. Перспективы использования регуляторов роста растений / И. П. Можарова // Плодородие, 2006. – № 6. – С. 13–14.

  2. Наумова, Г. В. Эффективность регуляторов роста растительного происхождения при выращивании томатов в закрытом грунте / Г. В. Наумова, Н. Л. Макарова, А. А. Хрипович, И. В. Кляуззе, Н. А. Жмакова, Т. Ф. Овчинникова // Природопользование. – Минск, 2003. – Вып. 9. – С. 164–167.

  3. Степуро, М. Ф. Влияние биологически активных препаратов на урожайность и биохимический состав овощей / М. Ф. Степуро, А. Э. Томсон, Г. В. Наумова, Н. Л. Макарова, Н. А. Жмакова, Т. Ф. Овчинникова // Овощеводство: Сб. науч. тр. Ин-та овощеводства НАН Беларуси. – Минск, 2010. – Вып. 18. – С. 187–191.

  4. Пироговская, Г. В. Об эффективности применения регуляторов роста растений при возделывании многолетних трав / Г. В. Пироговская, И. М. Богдевич, В. И. Сорока, А. С. Силкова, Г. В. Наумова, Т. Ф. Овчинникова, Н. Л. Макарова, В. А. Хрипач // Природопользование. – Минск, 2003. – Вып. 9. С. 168–171.

  5. Алпатьев, А. В. Влияние условий выращивания на формирование признаков у томата / А. В. Алпатьев // Экологическое изучение и испытание сортов и гибридов овощных культур: Сб.науч.тр. / ВНИИССОК. – М.: Изд-во «ВНИИССОК», 1982. – С.39 – 44.

  6. Альтергот, В. Ф. Действие повышенной температуры на растения в эксперименте и природе / В. Ф. Альтергот. М.: Изд-во «Наука». 1981. – 57 с.

  7. Баскаков, Ю. А. Регуляторы роста растений / Ю. А. Баскаков, А. А. Шаповалов. М.: Изд-во «Знание», 1982. – 64 с.

  8. Ван дер Планк, Я. Устойчивость растений к болезням / Я. Ван дер Планк. – М.: Изд-во «Колос», 1992. – 202 с.

  9. Войников, В. Н. Температурный стресс и митохондрии растений / В. Н. Войников. – Новосибирск: Изд-во «Наука», 1987. – 132 с.

  10. Генкель, П. А. Физиология растений / П. А. Генкель. М.: Изд-во «Просвещение», 1975. – 335 с.

  11. Глущенко, Е. Я. Томаты / Е. Я. Глущенко, А. И. Стрекалова. – Л.: Изд-во «Поляна»,1996. – 110 с.

  12. Дерфлинг, К. Гормоны растений. Системный подход / К. Дерфлинг. – М.: Изд-во «Мир», 1985. – 304 с.

  13. Должков, Д. С. Томаты: экология, агротехника, переработка / Д. С. Должков, О. С. Безуглова. Ростов-на-Дону: Изд-во «Феникс», 2000. – 448 с.

  14. Кефели, В. И. Химические регуляторы растений / В. И. Кефели, Л. Д. Прусакова. – М.: Изд-во «Знание», 1985. – 64 с.

  15. Коф, Э.М. Регуляторы роста природного типа и отдельные фазы онтогенеза / Э.М. Коф, Т.А. Борисова, Н.А. Аскоченская, под. ред. проф. И.Н. Якушкиной // Физиология растений, 1990. – С. 41–83.

  16. Кулаева, О.Н. Гормональная регуляция физиологических процессов у растений на уровне синтеза РНК и белка / О.Н. Кулаева. – М.: Наука, 1982. – С. 10–17, 48–57, 60–72.

  17. Либберт, Э. Физиология растений / Э. Либберт. – М.: Изд-во «Мир», 1976. – 580 с.

  18. Муромцев, Г. С. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений / Г. С. Муромцев, Д. И. Чкаников, О. Н. Кулаева, К. З. Гамбург. – М.: Изд-во «Агропромиздат», 1997. – 383 с.

  19. Овчаров, К. Е. Регуляторы роста растений / К. Е. Овчаров. – М.: Изд-во «Просвещение», 1968. – 283 с.

  20. Полевой, В. В. Фитогормоны / В. В. Полевой. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1982. – 248 с.

  21. Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. – М.: Высшая школа, 1989. – С. 38–42, 339–341.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Фенологические наблюдения

Приложение 2

Сбор урожая

Приложение3

Определение структуры урожая и взвешивание плодов

Просмотров работы: 1300