Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Биологизации и экологизация технологиивозделывния картофеля 14
1.2. Вирусные болезни картофеля, их вредоносность и распространение 23
1.3. Фиторегуляторы и их роль в жизни растений и практике сельского хозяйства 32
1.3.1. Влияние применения фиторегуляторов на рост, развитие, сроки созревания и продуктивность растений 37
1.3.2. Использование фиторегуляторов в системе защиты семенного материала от вирусных, грибных, бактериальных болезней и вредителей картофеля 46
Глава 2. Объекты, условия и методы исследования 56
2.1. Почвенно-климатические условия 56
2.1.1. Краткая характеристика природных условий (климат) 56
2.1.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований 57
2.1.3. Агрохимические показатели почвы опытных участков 60
2.2. Объекты изучения 60
2.2.1. Характеристика сортов картофеля, используемыхв исследованиях 61
2.2.2. Характеристика фиторегуляторов, используемых в исследованиях 62
2.3. Методика полевых исследований 70
2.3.1. Общие вопросы технологии выращивания картофеля 70
2.3.2. Схемы опытов 71
2.3.3. Аналитические исследования 75
Глава 3. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на урожай и качество оздоровленного картофеля в условиях волго-вятского региона 81
3.1. Численность, видовой состав и динамика лётатлей-переносчиков вирусов при выращивании оздоровленного картофеля 83
3.2. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на урожайность оздоровленного картофеля и поражаемость его вирусами 90
3.3. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на содержание крахмала в клубнях оздоровленного картофеля 101
3.4. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на поражаемость оздоровленного картофеля болезнями 104
3.4.1. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на поражаемость ботвы картофеля фитофторозом 104
3.4.2. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на пораженность клубней болезнями 106
Глава 4. Использование фиторегуляторов для повышения устойчивости к болезням, продуктивности и качества меристемного материала 111
4.1. Влияние фиторегуляторов на рост и развитие картофеля 112
4.2. Влияние фиторегуляторов на фотосинтетические процессы 120
4.2.1. Влияние фиторегуляторов на активность пероксидазы в листьях картофеля 120
4.2.2. Влияние фиторегуляторов на продуктивность фотосинтеза в листьях картофеля 123
4.3. Влияние фиторегуляторов на урожайность и качество картофеля 126
4.4. Влияние фиторегуляторов на распространенность и развитие болезней на картофеле 141
4.4.1. Влияние фиторегуляторов на распространенность и развитие болезней на ботве картофеля 142
4.4.2. Влияние фиторегуляторов на распространенность болезней на клубнях через месяц после уборки урожая 147
Глава 5. Влияние фиторегуляторов на паразитарно -энтомофаговый комплекс агрофитоценоза 152
5.1. Влияние фиторегуляторов на численность и вредоносность колорадского жука 154
5.2. Влияние фиторегуляторов на энтомофауну агроценоза картофельного поля 157
5.2.1. Влияние фиторегуляторов на энтомофауну ботвы картофеля 157
5.2.2. Влияние фиторегуляторов на энтомофагов поверхности почвы 161
Глава 6. Урожайность и качество сортов картофеля отечественной селекции в условиях нижегородской области 168
6.1. Урожайность сортов картофеля селекции ВНИИКХ 170
6.2. Качество клубней картофеля сортов отечественной селекции 175
6.3. Особенности всхожести, развитияи физиолого - биохимические показатели сортов картофеля отечественной селекции 182
6.3.1. Особенности всхожести, роста и развития картофеля 183
6.3.2. Ассимиляционная поверхность листьев картофеля 186
6.3.3. Фотосинтетическая активность листьев картофеля 189
6.3.4. Активность пероксидазы в листьях картофеля 191
6.4. Распространенность и развитие фитофтороза на картофеле 194
6.4.1. Распространенность и развитие фитофтороза на ботве картофеля 194
6.4.2. Распространенность болезней на клубнях через месяц после уборки урожая картофеля 199
Глава 7. Микотрофность картофеля 206
7.1. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на микотрофность картофеля 208
7.2. Влияние фиторегуляторов на микотрофность картофеля сорта Удача 212
7.3. Микотрофность картофеля сортов отечественной селекции, полученного методом апикальной меристемы 215
Глава 8. Экономическая эффективность 221
8.1. Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на экономические показатели выращивания оздоровленного картофеля 222
8.2. Экономическая эффективность применения фиторегуляторов при выращивании меристемного материала сорта Удача 223
8.4. Экономическая эффективность результатов испытания сортов картофеля отечественной селекции 225
Выводы 228
Предложения производству 232
Список использованной литературы 233
Приложения 281
- Влияние применения фиторегуляторов на рост, развитие, сроки созревания и продуктивность растений
- Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на содержание крахмала в клубнях оздоровленного картофеля
- Особенности всхожести, роста и развития картофеля
- Микотрофность картофеля сортов отечественной селекции, полученного методом апикальной меристемы
Введение к работе
Актуальность исследований
Для обеспечения устойчивого производства картофеля в Российской Федерации важное значение имеет повышение качества семенного картофеля отечественной селекции, что способствует его адаптивности к условиям выращивания, устойчивости к болезням, увеличению содержания сухих веществ и крахмала, определяющих стабильные показатели вкусовых качеств клубней. В настоящее время эта задача наиболее успешно решается в системе картофелеводства на основе применения биотехнологических методов оздоровления сортов, клонального микроразмножения и широкого использования оздоровленного материала в процессе производства элитного картофеля.
Но в современной практике возделывания картофеля нередко сталкиваются с явлением быстро прогрессирующего нарастания вирусной инфекции за счет новых заражений оздоровленного картофеля в полевых репродукциях, снижения его продуктивности и ухудшения качества. Поэтому выращивание семян картофеля, свободных от вирусной инфекции – это одна из предпосылок повышения урожайности и сохранения продуктивности сорта.
Немаловажным также является внедрение в технологию выращивания картофеля новых, нетрадиционных средств защиты растений. К числу перспективных препаратов, стимулирующих продуктивность растений, относятся фиторегуляторы, обладающие антивирусным и иммунизирующим действием. Однако вопросы, связанные с этими проблемами, в настоящее время разработаны еще слабо. В отечественной литературе имеются редкие сведения о существующих закономерностях и взаимосвязях между степенью поражаемости оздоровленных сортов картофеля отдельными вирусами и их комплексами, сроками удаления ботвы, вирусоустойчивостью сортов, активностью лета тлей - переносчиков вирусов, влиянием фиторегуляторов на иммунную систему растений, адаптивностью и устойчивостью сортов отечественной селекции, что предопределяет актуальность исследований по этим вопросам.
Цель и задачи исследования
Цель исследования состоит в изучении более эффективных приемов возделывания меристемного материала, использования фиторегуляторов и оптимизации производства картофеля отечественной селекции в условиях Волго-Вятского региона.
Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:
1. Оценить влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на уро-
жай и качество оздоровленного картофеля в процессе выращивания, для чего:
провести наблюдения за динамикой лета тлей-переносчиков вирусов, определить их численность и видовой состав в местах возделывания оздоровленного картофеля;
изучить поражаемость оздоровленного картофеля отдельными вирусами и их комплексами, определить степень нарастания вирусной инфекции, динамики урожайности и качества в зависимости от сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов при репродуцировании.
2. Оценить эффективность применения фиторегуляторов при выращивании кар-
тофеля, полученного методом апикальной меристемы, а именно:
изучить эффективность применения фиторегуляторов для повышения устойчивости к болезням, продуктивности и качества картофеля;
выявить влияние фиторегуляторов на паразитарно-энтомофаговый комплекс агрофитоценоза.
3. Провести экологическую оценку сортов картофеля отечественной селекции по
продуктивности и адаптированности в условиях Нижегородской области.
4. Изучить влияние фиторегуляторов, вирусоустойчивости сортов, сроков удале-
ния ботвы и способности сортов отечественной селекции к образованию эндо-
микоризы.
5. Дать оценку экономической эффективности выращивания оздоровленного кар-
тофеля в зависимости от сроков удаления ботвы, вирусоустойчивости сортов,
применения фиторегуляторов и результатов экологических испытаний сортов
отечественной селекции разных групп спелости.
Научная новизна работы
Впервые в условиях Нижегородской области дана оценка поражаемости меристемного материала отдельными вирусами и их комплексами в зависимости от устойчивости сорта и сроков удаления ботвы. При наличии вирусных очагов в многолетних посадках массовых репродукций и повышенной активности лета тлей – переносчиков вирусов с каждой последующей репродукцией общая зараженность существенно возрастала, преимущественно на восприимчивом сорте при позднем сроке удаления ботвы. Одновременно с нарастанием вирусной зараженности при поздних сроках удаления ботвы отмечено падение продуктивности оздоровленного картофеля, особенно восприимчивого сорта. Определены сроки удаления ботвы.
Установлено положительное влияние фиторегуляторов на повышение комплексной устойчивости, продуктивности и количественного выхода меристемного материала в процессе элитного семеноводства, сохранение полезной энтомофауны в агроценозе картофеля.
Определены перспективные сорта по урожайности и качеству для почвенно-климатических условий Волго-Вятского региона. Отмечено положительное влияние микоризы для повышения устойчивости к болезням, продуктивности и качества картофеля.
Защищаемые положения
-
Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на пораженность вирусами, урожайность и качество оздоровленного картофеля в процессе выращивания.
-
Использование фиторегуляторов для повышения устойчивости к болезням и вредителям, продуктивности и качества меристемного материала картофеля.
-
Эффективность перспективных сортов картофеля отечественной селекции в условиях Нижегородской области.
-
Влияние фиторегуляторов, вирусоустойчивости сортов, сроков удаления ботвы и способности сортов отечественной селекции к образованию эндомикоризы.
Практическая значимость
Для повышения эффективности элитного семеноводства рекомендовано создавать условия для быстрого роста и развития растений в первоначальный период вегетации (применение ростстимулирующих препаратов); возделывать картофель в наиболее благоприятных фитосанитарных условиях с применением препаратов, которые предотвращают распространение вирусов (ростостимулирующие или масла); использовать для размножения вирусоустойчивые сорта и проводить удаление ботвы в более ранние сроки.
Для повышения комплексной устойчивости и продуктивности меристемного материала в процессе элитного семеноводства рекомендуется применять предпосадочную обработку клубней растворами фиторегуляторов Экстрасол-55 (1 л/т), Фитохит (0,2 л/т) и Эпин (20 мл/т) в сочетании с опрыскиванием посадок картофеля в фазу бутонизации-начала цветения из расчета 2 л/га, 0,4 л/га и 80 мл/га соответственно. С целью снижения вредоносности колорадского жука и сохранения его естественных энтомофагов целесообразно применять Экстрасол-55 (2 л/га) для опрыскивания вегетирующих растений в фазу бутонизации-начала цветения.
Для снижения вредоносности грибных и вирусных болезней, повышения микотрофности, увеличения урожайности и улучшения качества продукции, снижения развития гнилей клубней в урожае целесообразно в условиях Волго-Вятского региона РФ возделывать картофель сортов отечественной селекции: ранний сорт Удачу, среднеранний сорт Белоснежку, среднеспелый сорт Голубизну и поздний сорт Победу, полученные методом апикальной меристемы.
Апробация работы
Результаты исследований были доложены на международных съездах и конференциях (Нижний Новгород, 2002, 2007, 2008; Днепропетровск, 2004; Москва, 2006; Белград, 2008; Ростов-на-Дону, 2008; Саранск, 2008; Санкт-Петербург, 2008), всероссийских научно-практических конференциях в высших учебных и научно-исследовательских заведениях городов Н. Новгорода (2000), Йошкар-Олы (2002), Пензы (2002, 2003), Казани (2003), а также на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Нижегородской ГСХА, Нижегородского ГПУ и научно-технического совета Министерства сельского хозяйства и продовольственных ресурсов Нижегородской области. По результатам исследований совместно с Минсельхозом были подготовлены методические рекомендации для курсов повышения квалификации агрономов-семеноводов элитхозов Нижегородской области.
Изучаемый в опыте ранний сорт Удача селекции ВНИИКХ, полученный методом апикальной меристемы, внедрен в производство племсовхоза «Линдовский» и ООО «Элитхоз» Борского района, где и производится до настоящего времени на площади 400 га.
Микробиологический препарат Экстрасол-55, созданный в Санкт-Петербургском ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, получивший высокую эффективность в наших исследованиях, прошел испытание на полях племсовхоза «Линдовский», СПК «Чистопольский» и ООО «Элитхоз» Борского района Нижегородской области.
Объем и структура диссертации
Диссертационная работа изложена на 280 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. В работе имеется 50 таблиц, 15 рисунков, 25 приложений. Список литературы включает 440 наименований, в том числе 60 на иностранных языках.
Выражаю искреннюю благодарность коллективам кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА, кафедрам ботаники и зоологии НГПУ, руководству племсовхоза «Линдовский», сотрудникам биотехнологической и микробиологической лаборатории ООО «Линдовская птицефабрика» за консультационную, организационную и моральную поддержку при проведении исследований и написании диссертационной работы.
Влияние применения фиторегуляторов на рост, развитие, сроки созревания и продуктивность растений
Интенсификация земледелия сопровождается широким использованием минеральных удобрений, химических средств защиты растений, интенсивной обработкой почв, внедрением высокорентабельных монокультур. Все это обеспечивает быстрый рост производства сельскохозяйственной продукции, но одновременно вызывает и негативные явления. Среди них — падение естественного плодородия почв, снижение качества сельскохозяйственной продукции, загрязнение окружающей среды (Муромцев Г.С., Черняева И.И., 1988).
Несмотря на высокую эффективность химического метода в повышении продуктивности и устойчивости к вредным организмам сельскохозяйственных культур необходимость охраны окружающей среды и интенсификации производства требует более широкого применения биологического метода. Одним из направлений данного метода является использование регуляторов роста как экологически безопасных препаратов (Гурикова Е.И., 2008).
Таким образом, в настоящее время в мировом сельском хозяйстве наблюдается устойчивая тенденция к снижению высоких доз химикатов и замене их на более экономичные и экологически безопасные ресурсосберегающие агро-технологии (Куликова А.Х., Дронина О.С., Никифорова С.А., Дронина А.С., 2008). Внедрение таких агротехнологий, наравне с получением высоких урожаев, позволяет получать экологически чистую продукцию, обеспечить экологическую безопасность сельскохозяйственного производства, не нанося вреда окружающей среде. Многолетними исследованиями в нашей стране и за рубежом установлено, что биологические средства защиты и повышения урожайности сельскохозяйственных растений безопасны для человека и животных. В отличие от химических препаратов, многолетнее использование биологических средств обеспечивает не только снижение количества возбудителей болезней в почве, но и существенно увеличивает ее плодородие.
Так называемый биологический метод защиты растений очень популярен во всем мире. По данным Агенства по охране окружающей среды США (ЕРА) в настоящее время ужесточились требования к производителям и потребителям химических пестицидов, хотя рынок западных стран по химическим пестицидам достигает ныне 14 млрд. долларов ежегодно. Заполнен он в основном Японией, Великобританией, Францией, Германией, Швейцарией, Италией. Доля биопрепаратов в этом объеме возрастает с каждым годом. В США, например, с 1988 года реализуется Государственная программа ELISA «Низкозатратное устойчивое сельскохозяйственное производство», на которую выделяется 4,5 млн. долларов и которой предусмотрено расширение объемов применения биологических пестицидов на 20 %.
На данный момент времени изучено более 5000 соединений с регуля-торным действием: это, как правило, вещества растительного, синтетического или микробного происхождения (Шевелуха B.C., Хрусталева Л.И., Бли-НОВСКИЙИ.К., 1981).
Регуляторы роста возникают в процессе обмена веществ и содержатся в растительных организмах в малых количествах. Их образование является естественной функцией жизнедеятельности растений. Они обладают высокой физиологической активностью и способны влиять на интенсивность всех процессов, происходящих в растении. Попав в растительный организм, они включаются в обмен веществ и оказывают на него определенное действие, в результате чего изменяется направление обмена веществ: поднимается или снижается уровень жизнедеятельности растений. С помощью регуляторов роста можно активизировать или задерживать тот или иной процесс, происходящий в растительном организме (Верзилин В.Ф., 1971).
В современной литературе, кроме понятий «регуляторы роста» и «ростовые вещества», иногда встречается более узкий термин - «стимуляторы роста». О.С. Безуглова (2000) использует термин «стимуляторы» в своей книге именно с целью подчеркнуть, что применяемые в ее исследованиях синтетические соединения были использованы для стимуляции роста. Таким образом, «регуляторы роста» - понятие наиболее общее.
Академик B.C. Шевелуха (1990) дал определение фиторегуляторам (стимуляторам роста) - экзогенные синтетические и природные органические соединения, не являющиеся источником питания, но влияющие на жизненные процессы растений, не оказывая на них в используемых концентрациях токсического действия. Все фиторегуляторы подразделяют на 3 группы: 1) стгимуляторы роста (фитогормоны); 2) ингибиторы роста - ретарданты; 3) негормональные вещества {микробиологические препараты, элиситоры). Фиторегуляторы обладают широким спектром действия на растение, позволяют направлено регулировать отдельные этапы их роста и развития с целью мобилизации потенциальных возможностей растительного организма, а следовательно повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции (Верзилин В.Ф., 1971; 1988; Дмитриев A.M., Страцкевич Л.К., 1986; Веденеев А.Н., Деева В.П., Санько Н.В., 1989; Муромцев Г.С., 1993; Новиков И.О., 1997; М.А. Harmey, М.Р. Growley, Р.Е. Clinch, 1966).
Первая группа фиторегуляторов, т.е стимуляторы роста или фитогормоны (ауксин, гиббереллин, цитокинин, этилен, абсцизовая кислота) — вещества, обладающие общей способностью регуляции ростовых процессов на разных этапах роста растений (Ященко Н.П., 1976; Полевой В.В., 1982; Ти хонов Б.И., Князев В.А., 1989). Действие фитогормонов на культуре картофеля достаточно подробно изучено. Анализ литературных данных (Уэринг Ф.Ф., 1984; Деева В.П., Шелег З.И., Санько Н.В., 1988; Чайлахян М.Х., 1983; 1984; 1990; Гамбург К.З., Кулаева О.Н., Муромцев Г.С., 1997) свидетельствует о том, что обработка фитогормонами клубней картофеля приводит к изменению естественного распространения эндогенных фитогормонов между верхними и нижними глазками на клубнях, между главными и боковыми почками в глазке, что снимает апикальное доминирование, ускоряет появление всходов, увеличивает длину и количество стеблей, а также площадь листьев. По мнению исследователей, явление стимуляции возникает потому, что обработка фитогормонами в определенной концентрации при определенном физиологическом состоянии растений вызывает изменение гормонального баланса, что приводит к незначительному нарушению нормального функционирования живой системы, в результате чего усиливается обмен веществ (Кефели В.И., 1985; Верзилин В.Ф., 1988; Мишке И.В., 1988; L. Mari-nus, К.В. Bodlaender, 1978).
Вторая группа фиторегуляторов представляет ингибиторы роста. Одним из наиболее изученных представителей этой группы является Тур (хлор-холинхлорид). Он относится к ретардантам первой группы, механизм действия которых сводится к жесткому прерыванию синтеза гиббереллинов, вследствие чего происходит торможение роста, которое сопровождается изменением физиологических процессов растениях (Котяшкина В.Ф., 1969; Деева В.П., 1980; Вершинин Ю.А., Немченко В.В., 1982; Никелл Л.Д., 1984; Верзилин В.Ф., 1988).
Влияние сроков удаления ботвы и вирусоустойчивости сортов на содержание крахмала в клубнях оздоровленного картофеля
Агрохимический анализ почвы проводили по общепринятым методикам (А.В. Петербургский, 1968). Наблюдения за ростом, развитием растений картофеля осуществляли по «Методике исследований по культуре картофеля» (НИИКХ, 1967).
Учет урожая выполнен методом взвешивания всех клубней с делянки. Одновременно с уборкой отбирали средние пробы в трехкратной повторносте (200 клубней с повторности) для оценки структуры урожая и проведения клубневых анализов. После анализа сетки с пробами помещали в массу картофеля в закрома хранилища с активной вентиляцией, методом конверта на трех уровнях по методике НИИКХ (1967). Результаты хранения учитывали в середине апреля каждого года. Клубневый анализ перед посадкой и после периода хранения проводили в соответствии с Государственным стандартом 29267 - 91 («Картофель семенной. Приемка и методы анализа»).
Интенсивность лета тлей в местах выращивания меристемного материала определяли с помощью ловушек Мерике (1958). Принцип метода заключается в способности некоторых видов тлей лететь на желтый цвет. Количество тлей, пойманных в желтые чашки, служит доказательством интенсивности активного лета и численности популяций на данной учетной площадке. На краю картофельного поля, на площадке, лишенной растительности, устанавливают 2 жестяные чашки, дно и стенки которых (на 2 см от дна) окрашиваются ярко-желтой масляной краской с водой (немного выше края желтой краски). Сбор насекомых проводят утром, в одни и те же часы, каждую декаду месяца. Для определения видов используют определительные таблицы проф; Ф. Мюллера (Краткое методическое пособие по учету тлей на посадках картофеля, 1968).
Определение критического порога численности крылатых тлей проводили с использованием коэффициентов вредоносности для каждого вида переносчика (Банадысев С.А., 2003). Вредоносность персиковой тли принимается равной единице, вредоносность остальных видов определялась по следующим коэффициентам: персиковая — 1,0; крушинная - 0,4; крушинниковая — 0,4; обыкновенная картофельная - 0,4; большая картофельная и черная бобовая-0,1.
Скрытую зараженность вирусами проводили методом ИФА. Иммуно-ферментный анализ основан на мечении антител ферментами, образующими с антителами прочные комплексы - коньюгаты, а также на адсорбции белковых частиц, в частности, органических полимеров (полистироловых плат). Присутствие вирусного антигена в исследуемом материале обнаруживается по цветной ферментативной реакции, обусловленной наличием коньюгата на стенках лунки платы из прозрачного полимера (Методические рекомендации по применению биотехнологических методов получения и оценки оздоровленного картофеля, 1988). Были использованы диагностические наборы для ИФА, изготовленные в лаборатории биотехнологии НИИЮС на вирусы — М X S (поливалентная), Y-вирус и L-вирус. Отбор проб для ИФА проводили в количестве 50 листовых проб с каждой делянки по ГОСТу 29267-91.
Учет численности фауны картофельного поля определяли по методикам НИИКХ (1989, 1991). Сбор фауны членистоногих осуществляли по основным фенологическим фазам развития картофеля (полные всходы, бутонизация, цветение, перед уборкой) общепринятыми методами. Обитатели ботвы картофеля (божьи коровки, перепончатокрылые, хищные клопы, златоглазки и др.) учитывали методом кошения сачком. Повторность сбора насекомых методом кошения сачком трехкратная с каждого поля, методом почвенных ловушек - шестикратная с каждого поля. Обитатели поверхности почвы (жужелицы и др. энтомофаги) учитывали методом почвенных ловушек. На каждом поле равномерно по диагонали устанавливаются по 4 земляных ловушки (на. полях картофеля: 3 в борозды, 3 в гребне). Ловушками служат 0,5 литровые банки, закопанные в почву до верхнего края, над которым устанавливаются на тонких ножках (высотой 3-5см) наклонно поставленные крышки из извести, защищающие банки от солнечных лучей и дождя. Ловушки, наполненные на 1/3 фиксирующим раствором, устанавливаются на 1 сутки. Сборы членистоногих и других животных помещали в пробирки с фиксирующим раствором и доставляли в лабораторию для разбора.
Площадь листовой поверхности учитывали весовым методом с помощью высечек по методикам НИИКХ (1967, 1989). Метод основан на учете веса и площади листьев взятой пробы в пересчете на 1 куст или 1 га. Со среднего куста обрывают листья и взвешивают. Затем отбирают 100 долей и из них физиологическим сверлом определенного диаметра вырезают 100 дисков и взвешивают. Зная вес и площадь 100 сырых дисков и общий вес листьев куста, определяют его ассимиляционную поверхность. В случае необходимости учета ассимиляционной поверхности листьев в расчете на 1 га, полученную величину умножают на число растений на 1 га. Ассимиляционную поверхность листьев определяли во время цветения и перед уборкой.
Интенсивность фотосинтеза определяли по изменению сухого веса листьев по Саксу (1989). Метод основан на учете увеличения веса листьев. От листьев отрезают половинки, оставляя другую половинку вместе с черешком на растении. Из половинок листа делают 100 высечек и высушивают их до постоянного веса. Деля вес на площадь, получают исходный вес единицы площади листа. По окончании экспозиции (через 4-6 ч) оставшиеся на растениях половинки листьев срезают и у них таким же образом определяют вес единицы площади. Установленную за время экспозиции прибыль в весе рассчитывают на единицу времени за час. Интенсивность фотосинтеза определяли по всем основным фазам вегетации картофеля (полные всходы, бутонизация, цветение, перед уборкой); Чистую продуктивность фотосинтеза определяли по методу А. А. Ничипорович (1961).
Активность пероксидазы определяли по методу Бояркина (1975). Метод основан на изменении времени, за которое опытный раствор достигает опре деленной оптической плотности. В качестве субстрата используется бензидин, в результате окисления которого образуется соединение синего цвета. Определение производили во время цветения и перед уборкой.
Определения крахмала в клубнях проводили по удельному весу (НИ-ИКХ, 1967, 1989). В основу метода положено следующее: поскольку основным компонентом сухого вещества клубней служит крахмал, а соотношение между последним и сухим веществом является величиной достаточно постоянной, то чем больше в клубнях сухого вещества (а, следовательно, и больше их удельная масса), тем выше содержание в них крахмала. Отбирают средний образец клубней. После мойки и просушивания берут здоровые клубни массой 5 кг. Для взвешивания используют весы, у которых вместо чашки для взвешивания предметов имеются две проволочные корзинки. Одна из них помещена в емкость с водой. В этом положении она устанавливается на нуль. Взвешивание клубней производят сначала в корзине на воздухе, затем в воде после погружения в нее корзины с клубнями. Второй вес будет меньше первого настолько, сколько весит вытесненный клубнями объем воды. Содержание крахмала (%) на основе удельного веса клубней определяют с помощью таблицы.
Особенности всхожести, роста и развития картофеля
Агрохимический анализ почвы проводили по общепринятым методикам (А.В. Петербургский, 1968). Наблюдения за ростом, развитием растений картофеля осуществляли по «Методике исследований по культуре картофеля» (НИИКХ, 1967).
Учет урожая выполнен методом взвешивания всех клубней с делянки. Одновременно с уборкой отбирали средние пробы в трехкратной повторносте (200 клубней с повторности) для оценки структуры урожая и проведения клубневых анализов. После анализа сетки с пробами помещали в массу картофеля в закрома хранилища с активной вентиляцией, методом конверта на трех уровнях по методике НИИКХ (1967). Результаты хранения учитывали в середине апреля каждого года. Клубневый анализ перед посадкой и после периода хранения проводили в соответствии с Государственным стандартом 29267 - 91 («Картофель семенной. Приемка и методы анализа»).
Интенсивность лета тлей в местах выращивания меристемного материала определяли с помощью ловушек Мерике (1958). Принцип метода заключается в способности некоторых видов тлей лететь на желтый цвет. Количество тлей, пойманных в желтые чашки, служит доказательством интенсивности активного лета и численности популяций на данной учетной площадке. На краю картофельного поля, на площадке, лишенной растительности, устанавливают 2 жестяные чашки, дно и стенки которых (на 2 см от дна) окрашиваются ярко-желтой масляной краской с водой (немного выше края желтой краски). Сбор насекомых проводят утром, в одни и те же часы, каждую декаду месяца. Для определения видов используют определительные таблицы проф; Ф. Мюллера (Краткое методическое пособие по учету тлей на посадках картофеля, 1968).
Определение критического порога численности крылатых тлей проводили с использованием коэффициентов вредоносности для каждого вида переносчика (Банадысев С.А., 2003). Вредоносность персиковой тли принимается равной единице, вредоносность остальных видов определялась по следующим коэффициентам: персиковая — 1,0; крушинная - 0,4; крушинниковая — 0,4; обыкновенная картофельная - 0,4; большая картофельная и черная бобовая-0,1.
Скрытую зараженность вирусами проводили методом ИФА. Иммуно-ферментный анализ основан на мечении антител ферментами, образующими с антителами прочные комплексы - коньюгаты, а также на адсорбции белковых частиц, в частности, органических полимеров (полистироловых плат). Присутствие вирусного антигена в исследуемом материале обнаруживается по цветной ферментативной реакции, обусловленной наличием коньюгата на стенках лунки платы из прозрачного полимера (Методические рекомендации по применению биотехнологических методов получения и оценки оздоровленного картофеля, 1988). Были использованы диагностические наборы для ИФА, изготовленные в лаборатории биотехнологии НИИЮС на вирусы — М X S (поливалентная), Y-вирус и L-вирус. Отбор проб для ИФА проводили в количестве 50 листовых проб с каждой делянки по ГОСТу 29267-91.
Учет численности фауны картофельного поля определяли по методикам НИИКХ (1989, 1991). Сбор фауны членистоногих осуществляли по основным фенологическим фазам развития картофеля (полные всходы, бутонизация, цветение, перед уборкой) общепринятыми методами. Обитатели ботвы картофеля (божьи коровки, перепончатокрылые, хищные клопы, златоглазки и др.) учитывали методом кошения сачком. Повторность сбора насекомых методом кошения сачком трехкратная с каждого поля, методом почвенных ловушек - шестикратная с каждого поля. Обитатели поверхности почвы (жужелицы и др. энтомофаги) учитывали методом почвенных ловушек. На каждом поле равномерно по диагонали устанавливаются по 4 земляных ловушки (на. полях картофеля: 3 в борозды, 3 в гребне). Ловушками служат 0,5 литровые банки, закопанные в почву до верхнего края, над которым устанавливаются на тонких ножках (высотой 3-5см) наклонно поставленные крышки из извести, защищающие банки от солнечных лучей и дождя. Ловушки, наполненные на 1/3 фиксирующим раствором, устанавливаются на 1 сутки. Сборы членистоногих и других животных помещали в пробирки с фиксирующим раствором и доставляли в лабораторию для разбора.
Площадь листовой поверхности учитывали весовым методом с помощью высечек по методикам НИИКХ (1967, 1989). Метод основан на учете веса и площади листьев взятой пробы в пересчете на 1 куст или 1 га. Со среднего куста обрывают листья и взвешивают. Затем отбирают 100 долей и из них физиологическим сверлом определенного диаметра вырезают 100 дисков и взвешивают. Зная вес и площадь 100 сырых дисков и общий вес листьев куста, определяют его ассимиляционную поверхность. В случае необходимости учета ассимиляционной поверхности листьев в расчете на 1 га, полученную величину умножают на число растений на 1 га. Ассимиляционную поверхность листьев определяли во время цветения и перед уборкой.
Интенсивность фотосинтеза определяли по изменению сухого веса листьев по Саксу (1989). Метод основан на учете увеличения веса листьев. От листьев отрезают половинки, оставляя другую половинку вместе с черешком на растении. Из половинок листа делают 100 высечек и высушивают их до постоянного веса. Деля вес на площадь, получают исходный вес единицы площади листа. По окончании экспозиции (через 4-6 ч) оставшиеся на растениях половинки листьев срезают и у них таким же образом определяют вес единицы площади. Установленную за время экспозиции прибыль в весе рассчитывают на единицу времени за час. Интенсивность фотосинтеза определяли по всем основным фазам вегетации картофеля (полные всходы, бутонизация, цветение, перед уборкой); Чистую продуктивность фотосинтеза определяли по методу А. А. Ничипорович (1961).
Активность пероксидазы определяли по методу Бояркина (1975). Метод основан на изменении времени, за которое опытный раствор достигает определенной оптической плотности. В качестве субстрата используется бензидин, в результате окисления которого образуется соединение синего цвета. Определение производили во время цветения и перед уборкой.
Определения крахмала в клубнях проводили по удельному весу (НИ-ИКХ, 1967, 1989). В основу метода положено следующее: поскольку основным компонентом сухого вещества клубней служит крахмал, а соотношение между последним и сухим веществом является величиной достаточно постоянной, то чем больше в клубнях сухого вещества (а, следовательно, и больше их удельная масса), тем выше содержание в них крахмала. Отбирают средний образец клубней. После мойки и просушивания берут здоровые клубни массой 5 кг. Для взвешивания используют весы, у которых вместо чашки для взвешивания предметов имеются две проволочные корзинки. Одна из них помещена в емкость с водой. В этом положении она устанавливается на нуль. Взвешивание клубней производят сначала в корзине на воздухе, затем в воде после погружения в нее корзины с клубнями. Второй вес будет меньше первого настолько, сколько весит вытесненный клубнями объем воды. Содержание крахмала (%) на основе удельного веса клубней определяют с помощью таблицы.
Микотрофность картофеля сортов отечественной селекции, полученного методом апикальной меристемы
Важным вопросом в выращивании высоких урожаев и хорошего качества является подбор сортов. Наличие сортов с различным вегетационным периодом позволяет получать более устойчивые урожаи. Как правило, ранние и среднеранние сорта эффективно используют запасы, влаги, накопленные в, почве весной и в .первой половине лета, среднеспелые — осадки июля, сред-непоздние сорта - августа. Таким образом, сорта разных сроков созревания более полно используют погодные условия, а также те элементы питания, которые вносятся с органическими и минеральными удобрениями. При наличии в посадках различных по скороспелости сортов уменьшается вероятность недобора урожая от фитофтороза, так как условия и степень развития этой болезни неодинаковы по фазам развития и физиологической устойчивости растений (Карманов С.Н., Кирюхин В.П., Коршунов А.В., 1988).
Результаты учетов показали, что при одних и тех же агрометеорологических условиях (температура, осадки, крупность семенного материала, подготовка почвы, подготовка семенного материала и другие приемы) всходы появились у ранних сортов на 1-8 дней раньше, чем у сортов других групп спелости. Объяснить этот факт можно биологическими особенностями ранних сортов (табл. 6.4, приложение 17).
В группе ранних сортов всходы появились у сорта Удача на 1 день раньше, а другие фазы развития на 2 дня раньше, по сравнению со стандартом, следовательно раньше началось и клубнеобразование. Растение картофеля раньше сформировало корневую систему. Все это способствовало более быстрому наращиванию фотосинтетического аппарата (особенно в первую половину вегетации), что в конечном итоге отразилось на урожае.
Продолжительность периода вегетации посадка — полные всходы у сортов картофеля ранней группы спелости составляет от 9 до 13 дней, самый короткий период наблюдался в 2003 и 2005 годах - от 9 до 10 дней, самый продолжительный - от 11 до 13 дней в 2001 году. Это объясняется тем, что май 2003 года характеризовался повышенными температурами воздуха»и недостатком влаги в почве, следовательно отсутствовали оптимальные условия-для появления полных всходов. Продолжительность других фаз развития не за-г висела от метеорологических условий по годам исследования, а проявилась зависимость от сортовых особенностей картофеля. Среднеранние сорта не оказали заметного влияния на появление всходов. Полное цветение у сортов Белоснежка и Эффект началось на 1 день раньше, а у сорта Колобок произошло отставание на 2 дня, по сравнению со стандартом.
Продолжительность периода «посадка картофеля — полные всходы» у сортов картофеля среднеранней группы созревания имеет зависимость от метеорологических условий по годам исследования. Максимальная продолжи- тельность периода от посадки до полных всходов наблюдалась в 2003 году и составила 14 дней по всем сортам, минимальный по продолжительности период был отмечен в 2001 и 2005 годах, и составил 11 дней. Эти годы характеризовались благоприятным влажностным и температурным режимом для прорастания картофеля, в отличие от особенно засушливого 2003 года. Длительность других фаз развития имеет слабую связь с суммой осадков и среднесуточной температурой воздуха и больше зависит от сортовых особенностей. В группе среднеспелых сортов сорта Акросия и Аспия отставали от стандарта и других сортов на 1-2 дня по всем фазам развития. Урожайность у этих сортов была ниже, чем на стандарте и у других сортов этой группы спелости. По годам исследования продолжительность периода вегетации от посадки до полных всходов у сортов среднеспелой группы зависела от метеорологических условий. Наиболее продолжительный период наблюдался в 2001 году и составил от 19 до 21 дня, наименьший период вегетации наблюдался в 2003 и 2005 годах и составлял от 16 до 18 дней. Продолжительность других фаз развития не зависела от метеорологических условий года проведения исследования, и зависела только от сортовых особенностей картофеля данной группы. В группе среднепоздних и поздних сортов сорт Победа отставал от стандарта на 1 день по всем фазам вегетации. У сорта Никулинский цветение началось на 1 день раньше по сравнению со стандартом. За пять лет средняя продолжительность периода вегетации посадка — полные всходы у сортов,картофеля среднепоздней и поздней группы созревания составляет от 18 до 22 дней. Наиболее короткий период до появления полных всходов наблюдаался в 2003 и.2005 годах — от 18 до 19 дней, наиболее продолжительный — от 21 до 22 дней в 2001 году, так как май 2001 года характеризовался повышенными температурами воздуха и дефицитом влаги в почве, которая необходима растениям в период прорастания. Продолжительность других фаз развития не зависела от метеорологических факторов по годам исследования, так как в данном случае проявилась зависимость от сортовых особенностей картофеля этой группы созревания. Это можно объяснить биологическими особенностями сортов (реакция на удобрения, соотношение элементов питания в удобрениях и другие приемы) разных групп спелости.
