Введение к работе
Актуальность темы. Картофель является культурой, возделывание которой всегда сопряжено с риском поражения болезнями. Потери от вирусных и вироидных болезней находятся в очень широких пределах - от нескольких процентов до полной гибели товарного урожая в зависимости от степени и характера зараженного материала, вида вируса, агротехнических мероприятий. Кроме того, ухудшается форма и товарность клубней, снижается содержание в них крахмала, белка.
В Самарской области картофель больше всего поражается такими болезнями, как: веретеновидность клубней (ВВКК), закручивание листьев (М-вирус), морщинистая и полосчатая мозаики (У-вирус), крапчатая мозаика (X, S-вирусы), скручивание листьев (L-вирус). Ущерб, наносимый ими картофелеводству, по данным Ю.А. Леонтьевой (1966), исчисляется потерей урожая в 25-30%.
В настоящее время все больший интерес представляют биологически активные вещества (БАВ), которые применяют для повышения урожайности и устойчивости растений к биотическим и абиотическим стрессам. Влияние регуляторов роста на устойчивость к заболеваниям картофеля в лесостепи Среднего Поволжья согласно литературным данным изучено слабо. В этой связи применение регуляторов роста для повышения устойчивости картофеля к болезням, снижения токсичности тяжелых металлов и формирования качественного урожая клубней является актуальным и перспективным направлением картофелеводства.
Степень разработанности проблемы. Исследованию применения регуляторов роста для повышения продуктивности и устойчивости картофеля к болезням в России и в отдельных ее регионах посвящены работы И.Н. Порсева, Н.Д. Романенко, А.Р. Цыганова, В.В. Вакуленко, А.А. Маладаева, В.И. Бегунова, В.П. Боровой, А.П. Голощапова, Е.В. Рогозиной, Д.А. Постникова, В.А. Шмыгли, М.Н. Кинчаровой, В.В. Немченко, С.Б. Рахмадиевой, Ю.А. Леонтьевой, Г.И. Соколовой, А.Б. Кошелевой и других.
Проблемой повышения устойчивости картофеля к болезням в Поволжском регионе в свое время занимались Ю.А. Леонтьева, А.М. Макеева, Г.И. Соколова, А.Б. Кошелева, М.Н. Кинчарова и др.
Несмотря на проведенные исследования, в условиях лесостепи Среднего Поволжья ряд аспектов этой проблемы требует дальнейшего изучения и развития. В частности, недостаточно изучена эффективность регуляторов роста по устойчивости к грибным и вирусным болезням, практически не исследовано влияние регуляторов роста на биохимические процессы в растении картофеля. Все это обусловило выбор темы исследования, его цель и задачи.
Цель исследований заключается в изучении роли регуляторов роста в повышении устойчивости картофеля к болезням, увеличении продуктивности картофеля в богарных условиях Самарской области. Для достижения данной цели в работе были поставлены следующие задачи:
выявить действие предпосадочной обработки клубней регуляторами роста Агат-25К, Гумат натрия, Эль-1, Планриз на устойчивость картофеля к болезням;
определить зависимость изменения биохимических процессов, происходящих в растении картофеля, от обработки биологически активными веществами;
исследовать действие регуляторов роста на содержание тяжелых металлов в растениях и клубнях картофеля в процессе выращивания;
дать оценку продуктивности и качества картофеля в зависимости от применения биологически активных веществ;
установить экономическую и экологическую эффективность применения регуляторов роста.
Объект исследований: посадки картофеля на черноземах обыкновенных без орошения в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
Предмет исследований: регуляторы роста, болезни различной этиологии, влияющие на продуктивность картофеля.
Научная новизна. Впервые, в условиях лесостепи Среднего Поволжья исследовано влияние предпосадочной обработки клубней картофеля регуляторами роста на биохимические процессы картофельного растения и возможность их использования для диагностирования реакции растений на стрессовые факторы. Выявлено их положительное влияние на урожайность и качество клубней.
Теоретическая и практическая значимость работы. Материалы диссертации, сформулированные в ней научные положения и выводы, могут найти применение при решении проблем борьбы с болезнями картофеля для получения стабильных урожаев высокого качества в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
Обосновано применение регуляторов роста Агат-25К и Планриз. Проведенные полевые исследования подтверждают их высокую эффективность при предпосадочной обработке клубней картофеля. Использование результатов исследований позволяет повысить устойчивость к вирусным болезням, альтернариозу, а также повысить урожайность картофеля на 0,53-4,97 т/га.
Методология и методы исследования. Методика исследований включала разработку теоретических положений по повышению устойчивости к болезням и продуктивности картофеля при использовании регуляторов роста, их экспериментальную проверку в полевых и лабораторных условиях и экономическую оценку полученных результатов. Теоретические исследования проводились на основе обобщения и анализа. Экспериментальные исследования выполнены в полевых условиях методом закладки опытов с организованными повторениями и лабораторных опытов с последующей обработкой результатов исследований статистическими методами.
Основные положения, вносимые на защиту:
обработка клубней перед посадкой регуляторами роста повышает устойчивость к болезням растений на вариантах с Агатом-25К и Эль-1 на 19,1-15,8% и клубней с Агатом-25К и Гуматом натрия на 6,7-10,2% соответственно.
биологически активные вещества повышают общую оводненность растений, обеспечивают повышение водоудерживающей способности листьев, способствуют увеличению содержания свободного пролина и активности окислительных ферментов, тем самым повышая стрессоустойчивость растений;
на фоне применения биопрепарата Планриз более эффективно снижается накопление кадмия и цинка, Эль-1 - свинца и цинка и Агата-25К - кадмия и свинца.
Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных с применением апробированных и стандартизированных методик, применением общепринятых методов математического анализа, докладами основных положений на международных научно-практических конференциях.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований проводилась в ООО «Солана-Агро-Сервис» Волжского района Самарской области на площади 20 га. Применение регуляторов роста позволило в условиях 2011 г. получить среднюю урожайность картофеля сорта Ароза на уровне 30,0 т/га. Годовой экономический эффект от внедрения составил 154 тыс. руб./га.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации представлены на международной научной конференции ГНУ Ульяновского НИИСХ Россельхозакадемии «Экология, генетика, селекция на службе человечества» (Ульяновск, 2011). Ежегодно докладывались на заседаниях кафедры химии и защиты растений и научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ФГБОУ ВПО «Самарская ГСХА» (Самара, 2007-2010).
Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, из них 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Работа изложена на 147 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы (включает 342 наименования, в том числе 14 - на иностранных языках) и 30 приложений. Содержит 10 таблиц и иллюстрирована 41 рисунком. В приложения вынесена 21 таблица.
Личный вклад соискателя состоит в изучении литературных источников по теме диссертации, получении исходных данных научных экспериментов, апробации и проверке использования регуляторов роста, подготовке материалов для написания 5 публикаций, по основным положениям, выносимым на защиту, в том числе 2 статей в журналах, рекомендованных ВАК.
