Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Роль макро- и микроэлементов в формировании урожая, повышении устойчивости растений к болезням и сохранности клубней картофеля 8
1.2. Основные направления совершенствования применения фунгицидов и повышения экологической безопасности возделывания картофеля 27
2. Условия и методика проведения исследований 34
2.1. Почвы региона и почвенный покров опытных участков 34
2.2. Агроклиматические ресурсы Татарстана и агрометеорологические условия в годы исследований 37
2.3. Методика полевых опытов и лабораторных исследований 45
3. Результаты исследований на серой лесной почве 50
3.1. Физиологические процессы в картофельном растении 50
3.1.1. Рост и развитие растений 50
3.1.2. Показатели фотосинтезирующей активности картофельного растения
3.1.3. Содержание хлорофилла и каротиноидов в листьях картофеля 60
3.1.4. Активность основных окислительно-восстановительных ферментов в листьях картофеля
3.1.5. Поглощение растениями микроэлементов 66
3.1.6. Содержание и вынос макроэлементов клубнями картофеля... 71
3.2. Влияние приемов на популяцию фитопатогенов картофеля... 73
3.2.1 Развитие болезней в период вегетации 73
3.2.2. Результаты опытов при искусственном заражении растений... 80
3.2.3. Металаксилрезистентность изолятов Phytophthora infestans dBy 82
3.2.4. Развитие болезней на клубнях 84
3.2.5. Пестицидная нагрузка и биологическая эффективность 87
3.3. Урожайность, качественные характеристики и сохранность клубней картофеля 88
3.3.1. Урожайность и структура урожая картофеля 88
3.3.2. Качественные характеристики клубней картофеля 93
3.3.3. Сохранность клубней в период хранения 96
3.4. Экономическая и энергетическая эффективность 98
3.4.1. Экономическая эффективность 98
3.4.2. Энергетическая эффективность 100
4. Результаты исследований на выщелоченном черноземе 102
4.1. Урожайность картофеля 102
4.2. Качественные характеристики клубней картофеля 103
4.3. Экономическая эффективность 103
Основные выводы и предложения
Производству 105
Список литературы 111
Приложения 140
- Основные направления совершенствования применения фунгицидов и повышения экологической безопасности возделывания картофеля
- Агроклиматические ресурсы Татарстана и агрометеорологические условия в годы исследований
- Показатели фотосинтезирующей активности картофельного растения
- Качественные характеристики клубней картофеля
Введение к работе
Актуальность проблемы. Современные технологии выращивания сельскохозяйственных культур имеют своей целью получение максимально возможных урожаев с высокими качественными характеристиками. Для достижения поставленных задач необходимо использовать все резервы повышения продуктивности растений. При этом, важнейшее значение приобретает агроце-нологический подход, базирующийся на экологических, биоэнергетических параметрах и связях, нашедший свое отражении в адаптивных технологиях возделывания. Одним из важнейших элементов таких технологий является снижение пестицидной нагрузки на агроценоз.
Картофель - одна из основных пропашных полевых культур как в Российской Федерации, так и в республике Татарстан, имеющий давнюю историю возделывания. Однако урожайность данной культуры остается на невысоком уровне. В последние годы средняя урожайность картофеля в Российской Федерации составляла 10,1-10,6 т/га, в мире - 14,6 т/га.
Территория лесостепи Поволжья относится к числу районов благоприятных по природным условиям для возделывания картофеля, что определяет значение данной культуры в этом регионе.
Минеральное питание растений оказывает воздействие на продуктивность, качественные характеристики и сохранность клубней в период хранения, динамику основных патогенов картофеля. При этом, важнейшим условием является сбалансированное применение как макро-, так и микроэлементов. В последние годы, наметилась тенденция роста интереса к созданию и производству новых форм микроудобрений, в частности на основе хелатных комплексов микроэлементов. Развитие резистентности у ряда патогенов картофеля к фунгицидам из группы производных металаксила вынуждает вести поиски систем защиты, способных преодолеть данный эффект.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом Казанской государственной сельскохозяйственной академии (номер реги- страции 81.080.992 508; 01.8600 222; 01.0960. 0002228). На основе проведенных (1997-2000 гг.) исследований сделано научное обоснование и разработана приемы получения высоких урожаев клубней картофеля с лучшими качественными характеристиками и лежкостью, экономической и энергетической эффективностью на основе чередования обработок хелатными формами микроудобрений и фунгицидами с внесением основного удобрения для условий лесостепи Поволжья, что определяет актуальность данной работы.
Цель и задачи исследований: Целью исследований явилось изучение эффективности чередования обработок хелатными формами микроудобрений (жидких удобрительно-стимулирующих составов - ЖУСС) и фунгицида (Ридо-мил МЦ) на фонах основных удобрений в регулировании продуктивности картофеля, улучшения фитосанитарного состояния, повышения сохранности клубней в период хранения. Теоретической основой работы послужило учение об агроценозе и основном его компоненте - культурном растении, исходя из того, что продуктивность агросистем определяется процессом фотосинтеза. Были поставлены следующие задачи исследований: изучить воздействие изучаемых приемов применения микроудобрений (ЖУСС) и фунгицида на основные физиологические процессы картофельного растения; установить влияние приемов использования микроудобрений (ЖУСС) и фунгицида на динамику основных элементов питания в растениях и в почве; определить характер воздействия чередования обработок ЖУСС и фунгицида на популяцию патогенов картофеля, развитие резистентности и пести-цидную нагрузку на агроценоз; выявить закономерности воздействия изучаемых приемов использования ЖУСС и фунгицида на формирование урожайности, качественные характеристики клубней и сохранность картофеля; - дать экономическую и энергетическую оценку изучаемых агроприемов. Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Поволжья осуществлено исследование влияния чередования обработок хелатными формами микроудобрений и фунгицидами на фоне основного удобрения на основные физиологические процессы растений, продуктивность, качественные характеристики и сохранность клубней картофеля, что позволяет регулировать продуктивность картофельного агроценоза за счет улучшения фотосинтетической деятельности растения, снижения потерь наносимых патогенами, повышения лежкости клубней. Разработанные приемы позволяют снизить пестицидную нагрузку в 2-3 раза, по сравнению с традиционными системами, а так же регулировать развитие резистентности патогенов к металаксилу. Защищаемые положения:
Применение сбалансированных по основным элементам питания минеральных удобрений, нормы которых подсчитаны расчетно-балансовым методом на основе местных коэффициентов выноса и использования питательных веществ в сочетании с чередованием обработок растений в период вегетации различными ЖУСС и ридомилом МЦ позволяет получать высокие урожаи картофеля, существенно улучшить фитосанитарную обстановку и повысить лежкость клубней.
Внекорневая подкормка картофеля хелатными формами микроэлементов (ЖУСС) и последующая обработка фунгицидом на фоне основного удобрения способствует улучшению функционирования фотосинтетической поверхности растений, оказывает влияние на структуру и динамику развития популяции фи-топатогенов, снижает пестицидную нагрузку. Характер влияния данных веществ определяется их видом, кратностью обработок, концентрацией рабочего состава. Для медь-молибденового ЖУСС основным механизмом положительного воздействия на контроль фитопатогенов является активизация оксидаз в листьях и клубнях картофеля.
Применение чередования обработок хелатами микроэлементов (ЖУСС) и фунгицидами способствует повышению крахмалистости, уменьшению содержания нитратов и основных тяжелых металлов в клубнях картофеля.
Практическая значимость работы заключается в разработке научно обоснованных приемов, позволяющих получать в условиях лесостепи Поволжья высокие урожаи картофеля с высокими качественными характеристиками и сохранностью клубней в период хранения, на основе экологически безопасных систем контроля продуктивности растений и фитосанитарного состояния агроценоза, что позволяет повысить экономическую и энергетическую эффективность возделывания культуры.
Реализация результатов исследований. Основные результаты исследований опубликованы в научных статьях и тезисах научных и научно-практических конференций, которые используются в практической работе специалистов при возделывании картофеля. Основные результаты внедрены в технологию производства картофеля в Бавлинском и Лаишевском районах республики Татарстан.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научных конференциях Казанской государственной сельскохозяйственной академии (1997-2000 годы); на конференциях молодых ученых в АН РТ (1997,2000); в докладах на заседаниях проблемного совета по вопросам земледелия АН РТ (1999, 2000) и получили положительную оценку.
Объем работы. Диссертация изложена на 173 страницах машинописи, состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, включает 38 таблиц, 4 рисунков, 30 приложений. Список литературы состоит из 311 наименований, в том числе 94 иностранных авторов.
Основные направления совершенствования применения фунгицидов и повышения экологической безопасности возделывания картофеля
По данным многочисленных исследований, снижение продуктивности картофеля за счет болезней и вредителей достигает значительного уровня. Так А.С. Воловик и др. (1989) оценивают ежегодный недобор урожая от вредителей и болезней в зависимости от сорта в 23-29 %, а в некоторые годы до 50 %; в период хранения в результате развития различных типов гнилей потери могут достигать 30-40 %. По данным В.А. Чулкиной, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецова (1998) в России ежегодные потери картофеля от вредных организмов составляют в среднем 32 %.
Картофель относится к числу культур, поражаемых большим числом патогенов. Количество патогенов, обнаруженных на картофеле значительно. W.J.Hooker (1981) выделяет 38 видов грибов, 23 вируса, 6 бактерий, 2 мико-плазмы и 1 вирод, поражающие картофель. В.Ф.Пересыпкин и сотр. (1990) отмечают на территории бывшего СССР 31 заболевание культуры. В европейских странах установлено по крайне мере 10 вирусов и вироидов, поражающих картофель (D. Sparr, U. Hamman, 1997). В Германии распространены 9 бактериозов и 4 микоплазмоза картофеля, из которых 8 наносят существенный ущерб (D.Sparr, W. Kleinchempel, R. Fritzche, 1987). А.С.Воловик с сотр. (1996) называют 14 наиболее важных болезней картофеля для Российской Федерации. Н.А. Mendosa, R.L. Sawyer (1985) отмечают, что основными патогенами картофеля в мире являются Phytophthora infestans вирусы: dBy, PLRV, PVY, PVX, а другие патогены имеют экономическое значение в локальных условиях, внутри географических зон. Вредоносность болезней картофеля может быть значительной (D.Spaar et all., 1977; Н.А. Дорожкин, СИ. Белыдкая,1979; Е. Langerfeld, В. Shober, 1991; W. Kurringer, 1995). По данным Е.И. Андреева, Т.С. Пронченко, Е.И. Фурсенко (1985) в бывшем СССР ежегодно от болезней в среднем терялось 20-30 %, а в отдельные годы до 50 % урожая. В. Meyer (1990) указывает, что потери урожая могут достигать и 70 % при одновременном значительном снижении качества. В США ежегодно в среднем от заболеваний теряется 19 % урожая клубней (P.S. Teng, H.L. Bissonette, 1985). Мировые потери картофеля от болезней по данным ФАО оцениваются в 11,9 % (Г.Л. Федорченко, 1992). Потери урожая определяются множеством факторов, важное значение имеют условия культивирования и особенности сорта (J. Rotem, Е. Bashi, 1983). По данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан ежегодные потери урожая картофеля от патогенов в среднем составляют 30 % валового сбора клубней.
Среди микозов картофеля, развивающихся на картофеле в период вегетации, в Татарстане можно выделить фитофтороз и раннюю сухую пятнистость. Первые научные сведения о фитофторозе в Татарстане относятся еще к 1898 году (Главные враги полеводства Казанской губернии (насекомые и паразитные грибки) ,1898), в 20-х годах изучение болезни велось проф. А.А. Алексеевым (1929). В этих работах отмечалась высокая вредоносность фитофтороза в отдельные годы. Одной из проблем, связанных с фитофторозом картофеля, является распространение на территории Западной Европы и России А2- типа совместимости (M.E.Gallegly, J. Galino, 1957; H.R. Hohl, К. Iselin, 1984; J.F. Malcolmson, 1985; Y.V. Gorborova, S.F. Bagirova, A.V. Dolgova and Y.T. Dyakov, 1989; E. Gotr, 1990). С тех пор как в Европе отмечаются оба типа совместимости (А] и А2) Phytophthora infestans dBy , развитие полового процесса ведет к более быстрому возникновению новых агрессивных рас, в том числе и к новой его форме - стеблевой (В.Г.Иванюк ,1992; В.Г. Иванюк, А.А. Константинович, 1992; G. Meinert, A. Mittnacht, 1992). Произошло изменение состава природных популяций возбудителя, повышение патогенности и вредоносности болезни, а также заметно снизилась устойчивость сортов картофеля к фитофторозу. Другой причиной высокой вредоносности фитофтороза является наличие большого числа физиологических рас патогена, поражающих отдельные сорта картофеля.
Ранняя сухая пятнистость картофеля, вызываемая несовершенными грибами порядка Hyphomycetales - Macrosporhim solani Ell et Mart и Alternaria solani Sor относится к числу распространенных микозов Solanum tuberosum на территории Татарстана. Macrosporium solani вызывает макроспориоз, a Alternaria solani - альтернариоз, совокупность данных заболеваний носит название ранней сухой пятнистости картофеля (РСП). Альтернариоз широко распространен по всему миру, особенно в условиях жаркого климата, на поливных участках (M.D. Harrison, 1974; J.Rotem, 1981; J. Kuczunska, 1989). Некрозы листовой поверхности при ранней сухой пятнистости приводят к существенному снижению продуктивности картофеля (A. Nachmias, P.D.S. Caligari, G.R. Мас-kay, L. Livesen, 1988). В больных растениях наблюдаются снижение содержания хлорофилла а и Ъ (G. Skeen, 1984). Потери урожая картофеля от данного заболевания могут достигать в отдельные годы 30 % (А.С. Воловик, В.М. Глез, А.И. Замотаев и др., 1989). В США потери от поражения альтернариозом оцениваются в 3 % валового сбора, а в отдельные годы на восприимчивых сортах достигают 30,2 % (P.S. Teng, H.L. Bissonette, 1985). Различные сорта картофеля различаются по степени устойчивости к ранней пятнистости в полевых условиях (J. Arzuaga, 1985, 1987; P.D.S. Galigari, A. Nachmias, 1988; Т.Н. Барлюк, Т.И.Сметанина, В.М. Анищенко, А.И. Гогитадзе, 1990). В большинстве исследований по оценке устойчивости сортов картофеля к альтернариозу отмечается, что иммунных сортов к Alternaria solani Sor нет, отдельные сорта отличаются лишь по степени устойчивости.
Одним из направлений снижения потерь, наносимых патогенами растениям является применение пестицидов. Однако резкое ухудшение экологической обстановки вызвало большую обеспокоенность общественности, которая в значительной степени связывает данный процесс с возрастающими объемами химизации (А.В. Яблоков, 1990). Важнейший путь оптимизации химического метода защиты и снижения вредного воздействия на окружающую среду является внедрение интегрированных систем защиты, представляющих собой особый экологический подход к использованию всех доступных методов контроля популяции возбудителей болезни (В.А. Каспаров, В.К. Промоненко, 1990).
Ридомил МЦ - смесь системного препарата ридомила и контактного -манкоцеба. Применяется для опрыскивания картофеля в период вегетации 0,5 -0,6 % суспензией препарата против фитофтороза и макроспориоза. Срок ожидания - 20 дней.
Ридомил входит в группу производных четвертичных аммониевых соединений (ацилаланины) действующее вещество - металаксил (Н.М.Гольшин,1982; Г.С. Груздев, 1989). Все ацилаланины имеют в составе 1,6 диметилфенил радикал и аланин-метил эстер алкил группу. Важность этой ал-кильной группы для антифунгинальной активности фениламидов против грибов рода фитофтора доказана для большинства ацилаланинов (L.C. Davidse, О.С Gerritsma, G.C.M. Velthuis, 1984). Конформация N - С (С) - С ацилала-нидной молекулы с одним асимметрическим атомом углерода, важнейшая для биологической активности против Оомицетов (F. Gosso et al., 1985; R. Nyfeler, P. Huxley, 1985). Причем (-) энантиомеры ацилаланинов (металаксил, беналак-сил) обладают большей фунгицидной активностью, чем (+) энантиомеры (А. Hubele et al, 1983). Биохимическое воздействие металаксила против патогена связано с ингибированием синтеза РНК гриба (L.C. Davidse, О.СМ. Gerritsma, G.C.M.Velthuis, 1983; A. Kerkenaar, 1983; Б.А. Хаскин, 1988), причем синтез рибосомной РНК под воздействием металаксила ингибируется сильнее, чем т-РНК (R. Wolligien et. al., 1984). В результате у гиф грибов рода Phytophthora возникают пузырчатые образования, изменяется соотношение между цитоплазмой и ядрами, происходит разрыхление мембран и утолщение стенок клеток, в результате разрушается клеточная структура (И.М.Милынтейн, 1988).
Агроклиматические ресурсы Татарстана и агрометеорологические условия в годы исследований
Территория РТ расположена в зоне умеренно-континентального климата с достаточным увлажнением. Зима в Татарстане - самый продолжительный сезон года (не менее 5 месяцев). Количество осадков за холодный период (ноябрь-март) составляет 100 - 150 мм. Зимой преобладают умеренные морозы. С переходом t воздуха через 0 С (6-12 апреля) устанавливается весенний период, заканчивающийся 28 мая - 3 июня (переход среднесуточных t воздуха через 15 С), продолжительность весны около 2-х месяцев. За апрель-май осадков выпадает 55-70 мм. Переход к лету совершается в первых числах июня со времени установления теплой погоды и прекращения заморозков. Среднесуточные t воздуха к этому времени достигают 15 С, почва на глубине 20 см прогревается до 17 -20 С. Лето длится 2,5-3 месяца (с 28 мая - 3 июня до 22-30 августа). Количество осадков выпадает за теплый период в пределах 280-350 мм. Осень характеризуется дождливой погодой, при которой обеспечиваются нужные запасы влаги в почве для озимых.
По степени обеспеченности вегетационного периода влагой территория республики распределяется на подрайоны: достаточного увлажнения с гидротермическим коэффициентом больше единицы (ГТК 1,0) и недостаточного увлажнения (ГТК 1,0).Приведем краткую характеристику каждого агроклиматического района.
Первый агроклиматический район (Предкамье и Заволжье) - умеренно прохладный. Занимая наиболее северное положение по отношению к другим территориям республики, район характеризуется пониженным температурным режимом. Сумма t воздуха за период с t выше 10 С колеблется в пределах 2150-2020 С. По условиям обеспеченности вегетационного периода влагой, район относится к первому подрайону (ГТК 1,0) и характеризуется наибольшим увлажнением. Количество осадков за период май-сентябрь составляет 245-265 мм. В границах второго агроклиматического района (Закамье) сумма среднесуточных температур воздуха за период с температурами выше 10 С составляет 2150-2250 С. По условиям влагообеспеченности вегетационного периода второй агроклиматический район неоднороден и делится на два подрайона: а) достаточного увлажнения (ГТК 1,0), занимающий правобережье Волги. Сумма осадков за период с температурой выше 10 С не превышает 230 мм. б) Второй подрайон - недостаточного увлажнения (ГТК 1,0) занимает территорию Восточного Закамья. Сумма осадков за период с температурой выше 10 С составляет 210 - 220 мм.
Третий агроклиматический район занимает территорию республики, известную под названием Западного Закамья. Сумма среднесуточных температур воздуха за период с температурами выше 10 С превышает 2250 С и по термическим условиям этот район наиболее теплый. По степени обеспеченности вегетационного периода влагой он относится к подрайону недостаточного увлажнения (ГТК 1,0). Количество осадков за период с t выше 10 С в пределах 210-220 мм.
Агроклиматические условия вегетационного периода картофеля в годы проведения исследований складывались следующим образом: В 1997 году в мае количество осадков и среднесуточные температуры воздуха не существенно отличались от средних многолетних (рис.1). В июне сумма среднемесячных осадков была выше на 37,3 мм (или на 64 %), чем среднемноголетние значения, при одновременно повышенных температурах воздуха. В июле количество выпавших осадков и среднемесячные температуры воздуха были ниже среднемноголетних. Аналогичная тенденция проявилась в августе и в сентябре. Таким образом, в период июль-сентябрь отмечались засушливые явления, что отразилось на продуктивности растений картофеля.
В вегетационный период (июнь, июль) 1998 года количество осадков было значительно ниже среднемноголетних, одновременно отмечались повышенные температуры воздуха (рис.2). В конце июля и в августе были обильные осадки, которые способствовали формированию урожая картофеля. Впервые две декады сентября стояла сухая погода, что способствовало проведению уборки картофеля в оптимальные сроки. В целом агрометеорологические условия вегетации характеризовались периодически засушливыми явлениями, особенно в начальный период развития картофеля.
В начальный период вегетации картофеля в 1999 году (май) отмечались интенсивные осадки и пониженные температуры, что несколько затормозило появление всходов (рис.3). В июне и июле среднемесячные температуры превышали среднемноголетние значения, тогда как количество осадков было ниже среднемноголетних, что позволяет говорить о проявлении периодически засушливых явлениях. В августе условия увлажнения складывались более благоприятно, количество осадков существенно превосходило средние значения. Однако в результате большого количества осадков и умеренных температур отмечалось интенсивное развитие фитофтороза на ботве и смыв зооспорангиев возбудителя болезни в почву.
В вегетационный период 2000 года отмечались периоды с резкими колебаниями температурного режима и количества осадков (рис.4). Интенсивные осадки в начале июля и прохладная погода в данный период способствали поражению растений фитофторозом.
Показатели фотосинтезирующей активности картофельного растения
Образование ассимилятов растений происходит в результате фотосинтеза. Фотосинтезирующая способность растений обусловлена фотосинтетической деятельностью листьев и других зеленых частей растений. Внесение основного удобрения в расчете на запланированную урожайность положительно повлияло на динамику листовой поверхности растений во все фазы развития картофеля (табл.6). В среднем за вегетацию, листовая поверхность в контроле на удобренном фоне была на 48 % выше аналогичных показателей для фона без удобрений (табл.7). Во всех изучаемых вариантах происходило повышение листовой поверхности, однако наиболее существенным прирост был при использовании схемы 2 с ЖУСС-2 и схемы 1 с ЖУСС-1. Применение 0,1 % рабочего состава ЖУСС-2 с последующей обработкой фунгицидом, на фоне без удобрений увеличило площадь листовой поверхности на 16 %, на расчетном фоне на 12 % к уровню контроля, аналогичные показатели для схемы с 0,05 % рабочим составом ЖУСС-1 составили 12 % и 9 %. На расчетном фоне все схемы с чередованием обработок ЖУСС и фунгицидом по своєму положительному влиянию на листовую поверхность превосходили варианты с обработкой фунгицидом. Максимальные значения площади листовой поверхности растений отмечались при применении медь-молибденового ЖУСС-2 на фоне NPK
Проведенные учеты показали, что обработка растений хелатными формами микроэлементов и последующее опрыскивание фунгицидом способствует стимуляции роста листовой фотосинтезирующей поверхности картофельного растения. Положительное влияние обработок с использованием хелатных источников микроэлементов обусловлено оптимизацией минерального питания растений. Интенсивное поглощение листьями бора при внекорневом внесении медь-борного ЖУСС-1 приводит к стимуляции ростовых процессов, в том числе и ассимилирующей ткани растений. Использование для обработок ЖУСС-2 способствует активности окислительно-восстановительных ферментов, повышает общую энергетику растений, что благотворно влияет на формирование листовой поверхности картофельного растений.
Положительное действие изучаемых приемов обработок с применением хелатных источников микроэлементов на листовую поверхность картофеля усиливается в сочетании со сбалансированными нормами основного удобрения. Причиной такого явления является достижение сбалансированного по макро- и микроэлементам минерального питания растений при использовании ЖУСС и основного NPK.
Внесение под картофель основного удобрения привело к существенному росту величины листового фотосинтетического потенциала растений (табл.8). За счет данного приема в контроле рост величины листового фотосинтетического потенциала (ЛФП) составил 139 %. Наибольший листовой фотосинтетический потенциал растений картофеля формировался при двукратной обработке 0,1 % рабочим составом ЖУСС-2 и последующим применением фунгицида в сочетании с внесением расчетных норм основного удобрения, несколько уступал данной схеме вариант с применением 0,05 % раствора ЖУСС-1. На расчетном фоне NPK величина ЛФП для схемы 2 с ЖУСС-2 выросла на 8,3 % к контрольным значениям, для схемы 1 с ЖУСС-1 соответствующий прирост составил 7,7 %.
Полученные результаты подтверждают, что благодаря оптимизации минерального питания растений при использование хелатных источников микроудобрений и внесения под картофель основных удобрений происходит стимуляция роста ассимилирующей поверхности растений.
Одним из основных показателей, характеризующих фотосинтез растений, является чистая продуктивность фотосинтеза-ЧПФ (табл.9). Применение под картофель сбалансированных норм минеральных удобрений привело к увеличению чистой продуктивности растений в контроле без обработок в 1,26 раза. Наибольшие значения величины ЧПФ наблюдались при использование схемы с чередованием обработок медь-борным ЖУСС-1 и последующим применением ридомила МЦ на расчетном фоне NPK, несколько ниже показатели были при применение ЖУСС 2 с 0,1 % концентрацией. В данных вариантах прирост к контролю составлял 23 % для ЖУСС-1 и 16 % для ЖУСС-2.
Качественные характеристики клубней картофеля
Использование медь-борного состава повысило содержание крахмала в клубнях картофеля, наиболее существенным рост крахмалистости клубней был для 0,05 % концентрации ЖУСС-1, прирост крахмалистости к контролю в 1,11 раз (табл.37). В данном варианте сбор крахмала с 1 га вырос в 1,34 раза к контролю. Наименьшее содержание нитратов в клубнях отмечалось при применении варианта с 0,1 % концентрацией ЖУСС-2 (снижение уровня нитратов в клубнях на 9,7 % к контролю).
Наиболее экономически выгодной схемой обработки картофеля на выщелоченном черноземе оказалась схема с 0,1 % концентрацией медь-молибденового ЖУСС-2 (табл.38). В данной схеме прирост чистого дохода на 1 га к уровню контроля составил 6089,23 руб./га, себестоимость продукции снизилась в 1,12 раза, а уровень рентабельности вырос на 13,6 % к контрольным значениям. Изложенный в диссертации материал полевых опытов, лабораторных исследований и результатов производственной проверки позволяет сделать следующие выводы: 1. Применение расчетных под запланированный урожай картофеля норм основных удобрений на серой лесной почве позволяет повысить иммунитет растений к инфекционным заболеваниям за счет повышения устойчивости растений, связанного с увеличением активности основных оксидаз в листьях. При этом улучшаются качественные характеристики и сохранность клубней, возрастает экономическая эффективность возделывания картофеля. 2. Использование схем обработок с хелатными формами микроудобрений (ЖУСС) оказывает влияние на рост и развитие картофеля. В вариантах с медь-борным ЖУСС-1 ускоряется начало наступления цветения растений, в вариантах с медь-молибденовым ЖУСС-2 отодвигается наступление отмирания ботвы. Применение схемы обработок с 0,1 % рабочим составом ЖУСС-2 способствовало повышению площади листовой поверхности на 3,2 тыс. м2/га (на 14,4 %) на фоне без удобрений и на 3,7 тыс. м /га (11,9 %) на расчетном фоне NPK по сравнению с контролем. Обработка растений 0,05 % рабочим составом ЖУСС-1 увеличило листовую поверхность растений соответственно на 2,8 тыс. м /га (на 12,8 %) и на 3,2 тыс. м /га (на 10,4 %) . В данных вариантах отмечались максимальные значения ЛФП и чистой продуктивности фотосинтеза. Коэффициент использования ФАР вырос для схемы 2 с ЖУСС-2 до 1,37 на фоне без удобрений и 1,87 на фоне NPK; для схемы 1 с ЖУСС-1 до 1,30 и 1,85 против 1,04 и 1,44 в контроле. Показатели фотосинтетической деятельности в данных схемах обработки превосходили значения в вариантах только с фунгицидом.
Схемы с ЖУСС обеспечили повышение содержание в растениях основных пигментов листьев по отношению к контролю и к вариантам с фунги цидами. Максимальное содержание хлорофилла и каротиноидов на всех фонах минерального питания были при применении 0,05% рабочего состава ЖУСС-1. Применение всех вариантов обработок приводило к повышению активности окислительно-восстановительных ферментов в листьях. Максимальные значения активности оксидаз отмечались при использовании схем с медь-молибденовым ЖУСС-2. Для схемы 2 с ЖУСС-2 на безудобренном фоне, повышение активность полифенолоксидазы соствило 15,9 %, на фоне NPK - 16,2 % к уровню контроля, аналогичные показатели для схемы 1 с ЖУСС-2 - 10,8 % и 12,8 %. Повышение активности пероксидазы для схемы 1 с ЖУСС-2 составило на первом фоне - 13,3 % , на втором - 10,3 %; для схемы 2 с ЖУСС 2 -17,9% и 18,2 % соответственно. Таким образом, обработка растений картофеля хелатными комплексами микроэлементов, повышая активность оксидаз в листьях, способствует повышению устойчивости к патогенам.
Проведенный анализ показал, что содержащиеся в хелатных формах микроудобрений микроэлементы активно поглощаются листьями при внекорневом внесении. Максимальное содержание Си в листьях картофеля отмечалось при использовании схем с ЖУСС-2. В этих же вариантах происходило наибольшее поглощение молибдена, причем данный процесс наиболее интенсивно шел при использовании 0,1 % концентрации состава ЖУСС. Наибольшее накопление В и Fe происходило при чередовании обработок медь-борным ЖУСС-1 (особенно с 0,05 % концентрации рабочего состава) и фунгицидом. Максимальное поглощение Мп и Zn отмечалось в вариантах с обработкой только фунгицидом, что связано с тем, что данные элементы входят в состав одного из компонентов препарата ридомила МЦ - манкоцеба.
Применение всех схем обработки способствовало снижению развитию болезней как в период вегетации, так и на клубнях. На фоне без удобрений минимальные значения (43,17 усл.ед.) ПКРБ фитофтороза отмечались при применении схемы 1 с ЖУСС-2, на расчетном фоне NPK при использовании схемы 2 с ЖУСС-2 (49,31 усл.ед., против 260,91 усл.ед. в контроле и 70,42 усл.ед. в ва рианте с двукратной обработкой ридомилом МЦ). Наименьшее развитие ранней сухой пятнистости (РСП) отмечалось при применении 0,1 % рабочего состава ЖУСС-2. Для данного варианта отмечалось снижение зараженности клубней обыкновенной паршой. Минимальное поражение фитофторозом клубней было на фоне без удобрений для схемы 2 с ЖУСС-2, на расчетном фоне для схемы 1 с ЖУСС-1 и двукратной обработке ридомилом МЦ.
Результаты опытов по искусственному заражению листовых дисков изолятами Phytophthora infestans dBy показали, что наименьший суммарный индекс, независимо от фона минерального питания, был при применении 0,1 % рабочего состава ЖУСС-2. Механизм такого действия связан с повышением устойчивости ткани растений к действию патогена, в результате чего снижается способность гриба заражать ткани и развиваться в них.
С увеличением кратности обработок ридомилом МЦ, доля резистентных к металаксилу штаммов фитофторы возрастала, причем на фоне без удобрений данный процесс протекал более интенсивно. Использование всех схем обработок с ЖУСС способствовало меньшему накоплению резистентных штаммов, чем в вариантах только с обработкой ридомилом МЦ. Наименьшая доля резистентных штаммов отмечалась при применении схем с ЖУСС-1, особенно с 0,05 % концентрацией рабочего состава. Таким образом, применение чередования обработок ЖУСС и ридомилом МЦ сдерживало накопление резистентных штаммов в популяции патогена.
