Содержание к диссертации
Введение
1.Обзор литературы.
1.1.Значение и практика использования микроэлементов в растениеводстве 9
1.1.1. Влияние и эффективность использования железа 9
1.1.2. Влияние меди на рост и развитие растений 14
1.1.3. Влияние хелатных соединений на сельскохозяйственные культуры 20
1.2. Ультрадисперсные порошки металлов 23
1.2.1. Свойства ультрадисперсных порошков и область применения 23
1.2.2. Ультрадисперсные порошки металлов и влияние их на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур 25
2. Условия и методика проведения исследований 29
3. Результаты исследований.
3.1.Влияние ультрадисперсных порошков и солей железа и меди на начальные ростовые процессы клубней картофеля 39
3.1.1. Корневая система проростков клубней картофеля 39
3.1.2. Ростки клубней картофеля 45
3.1.3. Убыль сырой массы и сухого вещества клубней картофеля 53
3.2. Биометрический анализ 56
3.2.1. Высота растений 56
3.2.2. Количество стеблей 60
3.2.3. Площадь листовой поверхности 61
3.3. Урожайность картофеля и ее структура в зависимости от предпосадочной обработки клубней УДП и солями железа и меди 63
3.4. Влияние ультрадисперсных порошков и солеи железа и меди на показатели качества клубней картофеля 68
3.4.1. Содержание сухого вещества 68
3.4.2. Содержание крахмала 70
3.4.3. Содержание нитратов в клубнях картофеля 73
3.4.4. Содержание золы 76
3.5. Изменение лежкости клубней картофеля под действием предпосадочной обработки ультрадисперсными порошками и солями железа и меди 78
3.6. Последействие ультрадисперсных порошков и солей железа и меди 80
3.7. Экономическая эффективность изучаемых приемов и производственная проверка результатов исследований 84
Выводы 89
Предложения производству 91
Список литературы 92
Приложения 106
- Влияние и эффективность использования железа
- Ультрадисперсные порошки металлов и влияние их на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур
- Убыль сырой массы и сухого вещества клубней картофеля
- Последействие ультрадисперсных порошков и солей железа и меди
Введение к работе
Российская Федерация относится к числу государств со значительными объемами производства и потребления картофеля. При 3 % населения земного шара на долю России приходится около 15 % мирового валового производства этой культуры.
В последние годы реально низкие доходы населения обусловили сокращение потребления продуктов животноводства, овощей и фруктов и в значительной мере возмещение их картофелем.
В расчете на душу населения потребление картофеля в нашей стране возросло со 106 кг в 1990 году до 123 кг в 2002 году. По данным за 1998 год (Основные показатели АПК ...,2000) потребление картофеля на душу населения в Великобритании составило 108, в Нидерландах - 83, в Германии - 75, в США - 64 кг.
В России основное количество картофеля используется в свежем виде, а на переработку приходится лишь 2-3 % валового сбора. Ш Предприятия крахмалопаточной промышленности загружены только на 5 10 %, рынок готовой продукции слабо развит.
Нарушение хозяйственных связей, системы заготовок, неудовлетворительное материально-техническое обеспечение, резкое удорожание энергоресурсов, монопольные цены на средства производства, необоснованно высокие налоги, правовая незащищенность хозяйств, а также недостаточная государственная поддержка привели к спаду производства картофеля в общественном секторе России .
В среднем за 1980-2000 гг. урожайность картофеля в России составила 96-109 ц/га, что соответствует уровню таких развитых стран, как США, Япония и Германия 30-40-х годов. По данным за 90-е годы (Основные показатели АПК ...,2000) урожайность в Великобритании, Германии, Нидерландах, США и Японии составила 300-430 ц/га. Я Главными причинами низкой урожайности во всех категориях хозяйств России являются недостаточное применение органических и минеральных удобрений, средств защиты растений, нарушение сроков проведения работ, отсутствие семеноводства, недостаточное внедрение прогрессивных технологий возделывания и в целом - низкая культура производства. Однако достижения передовых хозяйств России свидетельствуют о высоком генетическом и хозяйственном потенциале этой культуры по формированию урожая.
Все вышеизложенное определяет главное направление разработки приемов возделывания картофеля, а именно: системный подход в м регулировании агроценоза этой культуры. Такой системный подход, предусматривающий по А.А. Жученко (1994): «...гармоничное развитие и взаимодействие всех основных факторов интенсификации производства (природных, биологических, техногенных, организационно экономических, информационных) », находит свою реализацию в адаптивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур.
Современная концепция адаптивного земледелия ориентирована на Ф достижение наибольшего эффекта в продукционном и средообразующем процессах агроэкосистем, на комплексное использование техногенных и биологических факторов с целью снижения энергопотребления на единицу производимого продукта и уменьшения зависимости продуктивности и экологической устойчивости агроценозов от неблагоприятных абиотических факторов.
Регулирование продуктивности картофеля в адаптивных технологиях в первую очередь должно базироваться на учете биологических и экологических особенностей растений, структуры картофельного агроценоза, характере связей между абиотическими, биологическими и антропогенными факторами.
Одним из направлений повышения продуктивности картофельных агроценозов является регулирование минерального питания растений за Л счет использования сбалансированных норм макро- и микроэлементов (Б.А. Рубин,1979). Картофель относится к числу культур, предъявляющих повышенные • требования к элементам питания. Для получения хороших урожаев с высокими характеристиками качества питательные вещества должны быть доступны растениям в необходимом количестве и в нужной форме ( Н. Sturm, A. Buchner, W. Zerulla,1994).
К основным питательным веществам, необходимым для нормального развития картофеля, относятся азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера, медь и другие.
Интенсификация производства сельскохозяйственных культур значительно обострила проблему обеспечения растений микроэлементами, воздействие которых на растения носит сложный многофункциональный характер. Во многих случаях недостаток микроэлементов является лимитирующим фактором в повышении урожайности сельскохозяйственных культур (А.Н. Аристархов, 1985; И.А. Гайсин,1989; W. Bergmann,1968 ; Use of micro-nutrients ..,1990).
Одним из перспективных способов применения микроэлементов является предпосадочная обработка семенного материала. Использование микроэлементов создает предпосылки, направленные на изменение уровня обменных процессов, в результате чего улучшается и одновременно оптимизируется минеральное питание растений, активизируются физиологические и биохимические процессы, снижается повреждающее действие экстремальных факторов, что создает предпосылки максимальной реализации потенциальных возможностей культуры и сорта. В процессе роста и развития растения используют микроэлементы в виде ионов различных солей металлов, а также хелатных соединений, причем использование их с одной стороны ограничивается существующими предельно-допустимыми концентрациями для растений, а с другой стороны - опасностью загрязнения окружающей среды ионами тяжелых металлов.
В связи с этим возникает необходимость замены солей металлов • такой формой состояния, которая будет оказывать меньшее загрязняющее влияние на окружающую среду и обеспечивать минимальные требования к концентрации, используемой для обработки растений и семян. Такой формой являются ультрадисперсные порошки (УДП) металлов.
Актуальность темы.
Научная работа посвящена актуальной проблеме разработки и внедрения передовых энерго-ресурсосберегающих технологий отрасли . материаловедения в области сельского хозяйства - в частности, для предпосадочной обработки клубней картофеля ультрадисперсными порошками металлов, представляющих собой коллоидные частицы, и сравнительной оценки действия, а также последействия солей микроэлементов аналогичных металлов на рост, развитие, продуктивность, качество и сохранность картофеля.
Перспектива использования водных суспензий УДП, обработанных 1 ультразвуком, в качестве экологически чистых коллоидных микроэлементов для подготовки семян и посадочного материала была открыта сравнительно недавно, а суспензии апробированы на ограниченном числе сельскохозяйственных культур с использованием преимущественно УДП железа.
Цель работы заключается в изучении биостимулирующего действия и последействия предпосадочной обработки клубней картофеля и разработке оптимальных режимов использования УДП меди (Си), железа (Fe) и солей этих металлов на продуктивность и качество картофеля применительно к условиям Нечерноземной зоны России, в частности Московской области.
В задачи настоящего исследования входило изучение действия предпосадочной обработки клубней картофеля стимуляторами роста на ф начальные этапы прорастания клубней картофеля, рост и развитие, продуктивность и качество клубней картофеля районированного сорта
Невский, а также последействие ультрадисперсных порошков микроэлементов и солей аналогичных металлов и сохранность клубней картофеля, сравнительной экономической оценки стимулирующего действия УДП меди, железа и солей соответствующих металлов в зависимости от формы (способа получения УДП) и концентрации на клубни картофеля.
Научная новизна.
Определено влияние предпосадочной обработки клубней картофеля ультрадисперсными порошками металлов на начальные ростовые процессы, рост, развитие, продуктивность растений, качество, а также лежкость полученного урожая.
Установлены оптимальные дозы (концентрации) обработки клубней картофеля сорта Невский ультрадисперсными порошками железа, меди и солей этих металлов при возделывании на среднесуглинистой поименно-аллювиальной дерновой почве.
Выявлено влияние последействия ультрадисперсных порошков железа, меди и сернокислых солей металлов в идентичных условиях.
Практическая значимость работы заключается в получении научно-обоснованных данных по наиболее целесообразному применению микроэлементов в ультрадисперсной форме, которые обеспечивают наряду с повышением урожайности получение продукции лучшего качества применительно к условиям поименно-аллювиальной дерновой среднесуглинистой почвы Центрального района Нечерноземной зоны России.
Результаты исследований углубляют знания о микроэлементах как об одном из методов, позволяющих максимально реализовать потенциальные возможности сорта.
Простота и низкая себестоимость предлагаемого способа позволяет без какого-либо дорогостоящего технологического оборудования обеспечить положительное действие на растение ультрадисперсных порошков.
Низкая токсичность металлов в ультрадисперсной форме, пролонгированность действия на биосистемы являются предпосылками для расширения номенклатуры биостимуляторов роста.
Наиболее эффективные варианты прошли производственную проверку в ГУП «ПНО Пойма» Луховицкого района Московской области. Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научных конференциях Рязанской ГСХА им. проф. П. А. Костычева (1999-2003 г.); второй межрегиональной конференции «УДП, материалы и наноструктуры» (Селиванов В.Н., Зорин Е.В., Дзидзигури Э.Л., Левина В.В., Фолманис Г.Э. Красноярск, КГТУ, 5-7 октября 1999); V Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных систем» (Селиванов В.Н., Зорин Е.В., Сидорова Е.Н., Дзидзигури Э.Л., Левина В.В., Фолманис Г.Э. Екатеринбург, ИЭ УрО РАН, 9-13 октября 2000); международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века» (Зорин Е. В., Рязань, РГСХА, 2-3 марта 2004). Публикации по теме исследований. По теме диссертации опубликовано 7 статей. Доля участия автора составляет более 70 %.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 124 листах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 4 рисунка, 19 приложений. Список литературы включает 143 источника, в том числе 29 на иностранном языке.
Влияние и эффективность использования железа
Среди микроэлементов, играющих важную роль в жизни растений, доминирующее место занимает железо, поэтому некоторые ученые относят этот элемент к макроэлементам (В.Ф. Ильин, 1974).
Отдельные факты, указывающие на значение железа для растения, были известны уже давно. Так, более 150 лет назад было доказано, что отсутствие этого элемента в питательном растворе ведет к побледнению листьев. После смачивания листьев растворами солей железа они снова становились зелеными ( E.Gris, 1844 ). Вначале даже считали, что железо входит в состав хлорофилла, и лишь позднее была обнаружена ошибочность этого мнения.
Первые попытки выделить из растений соединения железа относятся к концу XIX века. Дж. Стоклаза получил из луковиц лука вещество, содержащее 1,68 % железа, однако природа его не была выяснена.
Исследуя железосодержащую фракцию семян и вегетативных частей гороха, В. К. Залесский и В. Г. Шаталов(1915) обнаружили, что больше половины общего железа освобождалось при переваривании этой фракции желудочным соком и, следовательно, было связано с белком.
D. Keilin (1925), применив оптические методы, показал, что животные, растения и дрожжи содержат дыхательный пигмент - цитохром, составной частью которого является комплекс железа с порфирином . Это открытие имело очень большое значение и положило начало многочисленным исследованиям процесса дыхания и участия в нем железопорфириновых соединений.
Исследования физиологической роли железа в обмене веществ растений показали, что железо так же, как и другие металлы восьмой группы периодической системы Д.И. Менделеева, является сильно выраженным комплексообразователем, которое образует стойкие комплексы с лигандами, содержащими серу, азот, кислород. Железо входит в активные группы многих редуктаз и дегидрогеназ, главным образом в соединении с серосодержащими лигандами, и в состав важнейших органелл, комплексы которых участвуют в реакциях хемосинтезов. Геминовые производные, где железо связано с азотосодержащими группами порфиринов, участвуют в ферментативном разложении перекиси водорода и переносе электронов при дыхании (Е. А. Бойченко, Н.И. Захарова, 1959; Е. А. Бойченко, 1968). Физиологическая роль железа главным образом сводится к участию и данного микроэлемента в образовании хлорофилла и в ферментативных процессах. Участие железа в ферментативных реакциях приводит к активизации целого ряда ферментативных систем и ферментов, таких, как каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза, ксантиноксидаза и другие. Железо входит в состав железосодержащего белка - ферридоксина, участвующего в фотосинтезе и превращениях азотосодержащих веществ в растениях, а также участвует в окислении углеводов и восстановлении сульфатов. По своей активности в биохимических ферментативных реакциях железо вполне можно отнести к элементам - биокатализаторам (Я. В. Пейве, 1961 ; D. J. Arnon, 1965 ). Участвуя в переносе электронов, железо меняет свою валентность, переходя из двухвалентного в трехвалентное и обратно. В реакциях фотосинтеза железо участвует не в ионных, а в прочно связанных с хлорофиллом формах, в которых и входит в состав хлоропластов. По данным S. Klein и В Ginzburg (1960), железо , а также медь и марганец способствуют упрочнению клеточной оболочки путем образования связи между фибриллами целлюлозы за счет мостиков через белок. Нарушение метаболизма растений, произрастающих на почвах с высоким содержанием карбоната кальция, проявляющегося в виде хлороза, возникает как следствие нарушения режима снабжения железом (P. Khan, К.С. Berger,1980). Также железо может осаждаться и в клетках растений при неблагоприятной реакции клеточного сока или при высоких концентрациях в нем фосфорной кислоты (А. М. Белоу, К. Т. Конник, 1991). Железо оказывает влияние на калийное питание растений. Калий уменьшает хлороз, вызванный недостатком железа, а железо ослабляет влияние калийной недостаточности (Я. В Пейве, 1961). Как показали исследования Н. А. Зайцевой и Л.К. Островской (1984), нарушения метаболизма при хлорозе носят полифункциональный характер, и наряду с уменьшением содержания пигментов (различных форм хлорофилла и каратиноидов) в листьях снижаются активность циклического и нециклического фотофосфорилирования, реакция Хилла, поглощения СОг, супероксиддисмутазы. Также задерживается синтез и происходит распад ростовых веществ - ауксинов (Y. Komatsu, М. Takagi, М. Yamaguchi, 1978). Физиологическая потребность растений в микроэлементах определяется их оптимальным содержанием и составляет для железа 300 1000 мкг х г" сухой массы (Г. Н. Саенко, А.В. Карякин, В.Э. Крауя, 1968; П. А. Власюк ,1979; J.F. Loneragan, 1975). Известно, что 82 % общего количества железа листьев шпината связано с хлоропластами (H.Liebich ,1941). Это железо разделено на различные фракции, причем обнаружено, что свыше 80 % прочно связанного железа находится в комплексе с фосфорсодержащими белками.
Хлоропласты листьев сахарной свеклы, по данным F.R. Whatley, R. Ordin (1951), содержат 61 % общего железа. По данным А.С. Вечер (1961), в хлоропластах фасоли сконцентрировано до 80 % железа клетки.
Ультрадисперсные порошки металлов и влияние их на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур
Одной из интереснейших областей применения УДП является их использование в качестве ультрадисперсных микроэлементов, обладающих % свойствами стимуляторов роста растений (И. Д. Морохов, 1989; Л.В. Коваленко, Г.Э. Фолманис, Н.С. Вавилов, 1998; С. Д. Полищук, В. Н. Селиванов, Г. А. Подобуев и др., 2000; Р. А. Гиш, 2000). В связи с тем, что УДП чрезвычайно активны в воздушной среде, был предложен прием смешивания их с водой и для устойчивости во времени и среде УДП требовали обработки в ультразвуковом дезинтеграторе (Т.Н. Винецкая , В.А. Брюквин, А. Л. Шварц и др., 1994). В результате основными способами использования в сельскохозяйственном производстве УДП были избраны предпосевная и некорневая способы обработки семян и растений. Разработанный Московским институтом металлургии им. А. А. Байкова РАН препарат УДП а-железа (К - ульдиферрит) с размером частиц 20 нм испытывался в широкомасштабных полевых опытах, в различных климатических и почвенных зонах, с разными культурами. УДП железа показал достоверный биостимулирующий эффект, который определялся по величине интенсивности поглощения кислорода корнями проростков огурцов, семена которых обрабатывались водной суспензией порошков (Л.В. Коваленко, Г.Э. Фолманис,1996). В опытах с семенами хлопчатника установлено, что всхожесть семян, обработанных препаратом УДП железа, выше контроля. Препарат также оказал положительное действие на созревание, число коробочек и их среднюю массу, а соответственно, и урожайность на 13 - 18 % (А. М. Артюшин, Г. В. Павлов, Г. Э. Фолманис,1999). Использование препарата в предпосевной и некорневой обработках кукурузы, помимо увеличения урожайности на 25 %, обеспечило резкое увеличение доли незаменимых аминокислот в сыром протеине. Проведенными контрольно-токсилогическими исследованиями проб корма была установлена их нетоксичность (Г. Э. Фолманис, Н. И. Игнатьев, М. И. Алымов и др., 1995 ). Обработка УДП железа семян ряда кормовых культур позволила получить зеленую массу, которая при вскармливании способствовала повышению их продуктивности (Л.В. Коваленко, Г.Э. Фолманис, 1998). В опытах Северо-Кавказского НИИ сахарной свеклы и сахара при обработке вышеуказанным препаратом сахаристость свеклы была на 1,5 - 2 % выше (Л.В. Коваленко, Г.Э. Фолманис, 2000 ). Биопрепарат на основе УДП железа запатентован (№ патента 2056084), зарегистрирован в Министерстве сельского хозяйства и продовольствия России (№ 000369 - М), допущен к использованию в России, утверждены технические условия его производства ТУ - 931899 - 001 - 42720760 - 96. В ВНИИОФИ разработан и запатентован (№ патента 2049877) синтез УДП через маловодные гидроксиды, и в результате использования УДП железа (с размером частиц 15 нм) совместно с сотрудниками Тимирязевской сельскохозяйственной академии в предпосевной стимуляции яровой пшеницы урожайность данной культуры повысилась на 30 %, а картофеля -на 43 ц/га (А. В. Шойтова, М. А. Шойтов,1998 ) . В условиях Рязанской области при обработке семян рапса увеличилась ; урожайность зеленый массы под действием УДП железа на 30,9 %,от УДП кобальта - на 24,9 %, УДП меди - на 27,0 %, причем увеличилось содержание аскорбиновой кислоты на 21,8-31,4 %,а также сырого протеина и клетчатки (М. М.Сушилина,2003) По мнению некоторых авторов (Л. Е.Амплеева, С. Д. Полищук,2000; В. Ю. Шапкин, С. Д. Полишук,2000), микроэлементы в ультрадисперсной форме положительно влияют на накопление сырого протеина, белка и т клетчатки у вики и клевера красного, а также на переваримость питательных веществ. На основании результатов исследований в условиях Западного Предкавказья Р. А. Гиш (2000,2001) установил, что при обработке семян перца суспензией УДП железа в концентрации 15 мг 100 мл воды прибавка урожая плодов составила от 9,7 до 10,7 ц/га. Такая же закономерность наблюдалась и на баклажане. М.И. Ивановой (1997) было обнаружено, что при намачивании семян капусты в суспензиях УДП железа в концентрации 1 мг, цинка-15 мг на 100 мл воды происходит ускорение прорастания семян капусты и стимуляция их роста в течение всего вегетационного периода. По данным А. Н. Сармосовой (2002) в условиях Чувашской Республики, обработка семян капусты УДП металлов (медь, железо, кобальт, магний, молибден) при норме расхода 75 мг/кг повышала их всхожесть на 2,9-8,7 %,урожайность - до 15,9т/га по сравнению с контролем. Этот же автор указывает на высокую биологическую эффективность УДП металлов против сосудистого бактериоза капусты (51,2-60,0%), килы (21-30%), возбудителей черной ножки (10-20%). По мнению некоторых авторов (М.И. Иванова, 1997; А. Н. Сармосова, 2002), возможное воздействие УДП на развитие растений с нанесенными на семена УДП связано с проникновением частиц порошка в микроскопические поры. Последующее взаимодействие частиц с жидкой средой приводит к переходу металла в ионную форму. Растворение частиц, удерживаемых в порах, обеспечивает растянутую подпитку формирующегося растения необходимыми микроэлементами. Особенности химического взаимодействия ультрадисперсных частиц с жидкой средой могут явиться одним из определяющих факторов в стимулировании развития растений.
Таким образом, вышеизложенный обзор информации по УДП показал, что исследования по обработке семенного материала УДП проведены сравнительно недавно и малочисленны, а суспензии апробированы на ограниченном числе сельскохозяйственных культур с малым ассортиментом металлов. Практически не изучены многие технологические приемы: влияние концентраций, сравнительной оценки УДП металлов с солями микроэлементов, в большинстве случаев не указано содержание подвижной формы микроэлемента в почве при проведении опытов , что в значительной мере обесценивает результаты исследований для сельскохозяйственной практики.
Убыль сырой массы и сухого вещества клубней картофеля
Установлено, что урожай клубней картофеля формируется подземными стеблями ( столонами ), при этом один стебель формирует от 2,8 до 4,6 клубней, причем это позволяет получить от одного стебля не менее 4-5 т картофеля с гектара, то есть между продуктивностью картофеля и количеством стеблей существует прямая зависимость.
За годы исследования выявлено, что обработка посадочного материала картофеля УДП и солями железа и меди в варианте с применением УДП Си I (полученного методом конденсации) в концентрации 5 мг/л и УДП Fe-25 мг/л резко увеличивает стеблестой растений. Так количество стеблей от обработки, по сравнению с контролем, повысилось в среднем за исследуемые годы, от применения УДП Си I на 23,2 %, а УДП Fe- на 21,4 % и составило 4,03 и 3,97 шт/ растение соответственно (табл. 13, приложение 9).
Существенное влияние оказал способ получения УДП Си, причем вариант с применением УДП Си I, полученный методом конденсации, оказался наиболее эффективным (123,2% по отношению к контролю). На варианте УДП Си II (восстановленный из гидроксида ) при концентрации 25 мг/л увеличение, по отношению к контролю, количества стеблей составило 14,7% , а УДП Си III ( полученный методом восстановления оксида) -17,1% - при концентрации 5 мг/л.
При сравнении влияния УДП и солей железа и меди на изменение количества стеблей выявлено, что микроэлементы в ультрадисперсной форме действовали эффективнее, чем соли. Так под действием предпосадочной обработки FeSCU количество стеблей увеличилось по отношению к контролю на 3,1-9,8 %, а от УДП Fe - от 12,8 до 21,4 % .
Предпосадочная обработка клубней CHS04 способствовала увеличению количества стеблей, по отношению к контролю, не более 6,7 % (при концентрации 5 мг/л), тогда как под действием УДП Си, в зависимости от способа получения и концентрации, это увеличение стеблей составило 5,8-23,2 %. В целом можно сказать, что применение микроэлементов в ультрадисперсной форме, увеличивая количество стеблей на растении, создает предпосылки для получения более высоких урожаев. Предпосадочная обработка клубней картофеля УДП и солями железа и меди способствовала не только увеличению высоты растений и количества стеблей, но и площади листовой поверхности. Максимальная ассимиляционная поверхность листьев отмечалась при использовании обработки посадочного материала ультрадисперсными порошками меди, причем более существенное влияние на эффективность оказал способ получения УДП. В среднем за годы исследований при предпосадочной обработке клубней картофеля значительно увеличилась площадь листовой поверхности в сторону увеличения, по отношению к контролю, в вариантах с использованием : УДП Си I ( полученного методом конденсации ) на 31,2% (в концентрации 5 мг/л ), УДП Си III ( полученного методом восстановления оксида ) на 27,8 % ( 5 мг/л ), УДП Си II ( восстановленного из гидроксида) на 24,9 % при концентрации 25 мг/л. Данные табл. 14 (приложение 10) свидетельствуют, что предпосадочная обработка клубней картофеля ультрадисперсными порошками микроэлементов способствовала в более широком диапазоне концентраций увеличению площади ассимиляционной поверхности. Это четко прослеживается в отношении действия УДП железа. Во всех вариантах опыта под действием УДП Fe при концентрациях от 1 до 125 мг/л выявлено увеличение площади листовой поверхности, по отношению к контролю, на 18,6-27,8 %, а в абсолютных значениях - 56,23-60,58 тыс. м2/га. В то же время под действием FeS04 отмечалось увеличение площади листовой поверхности всего лишь на 4,6-13,6 %, по отношению к контролю, при тех же концентрациях. При сравнении влияния УДП и солей железа и меди на изменение площади листовой поверхности выявлено, что медь в ультрадисперсной форме эффективней действовала, чем CuS04. Так, в варианте при использовании CuSCU прирост величины площади листьев к показателям в контроле составил от 1,9 % до 10,9 %, тогда как в варианте с УДП Си I- 5 мг/л изучаемый показатель увеличился до 31,2 %. Установлено, что площадь листовой поверхности увеличилась как за счет увеличения количества стеблей, а соответственно количества листьев, так и за счет увеличения их листовой поверхности. Это еще раз убедительно доказывает, что предпосадочная обработка клубней картофеля эффективнее действует на биометрические показатели роста растений картофеля по сравнению с солями аналогичных металлов. Характерной особенностью действия ультрадисперсных порошков микроэлементов является то, что широкий диапазон концентраций стимулирует увеличение биометрии как показателя, отражающего физиологическое состояние исследуемых растений. Следует согласиться с А. Н. Сармосовой (2002), что возможное воздействие УДП на развитие растений картофеля, по-видимому, связано с проникновением частиц порошка в микроскопические поры. Развитая поверхность ультрадисперсных систем в сочетании с особым, возбужденным состоянием атомов и электронов предопределяет высокую реакционную способность и каталитическую активность ультрадисперсных частиц, которая обеспечивает направленную и распределенную во времени подпитку формирующегося растения необходимыми микроэлементами.
Последействие ультрадисперсных порошков и солей железа и меди
Необходимость того или иного агроприема, дающего прибавку урожая или улучшение качества, должна быть экономически обоснована.
Для повышения рентабельности производства картофеля первостепенное значение имеет выход товарной продукции с единицы площади и сохранность клубней в результате хранения.
Экономическая эффективность возделывания картофеля при различных приемах предпосадочной обработки клубней рассчитывалась на основании проведенных работ с учетом норм выработки и тарифных ставок ГУП «ПНО Пойма» в ценах 2003 года. Главным фактором подтверждения экономической эффективности отдельных вариантов предпосадочной обработки клубней картофеля УДП железа и меди служила окупаемость дополнительных затрат, условный чистый доход и уровень рентабельности .
Анализ влияния предпосадочной обработки УДП железа и меди на экономические показатели выявил, что изучаемые варианты опыта оказали весьма существенное влияние на экономическую эффективность их использования. Во все годы исследований при стабильном повышении урожайности произошло увеличение чистого дохода с учетом товарности и потерь при хранении, по отношению к контролю, в зависимости от видов и доз УДП на 13,8-31,1 тыс. руб./га.
При этом уровень рентабельности в опытных вариантах составил 59,7-88,2%, тогда как в контроле этот показатель был равен 38,1 %.
Варианты с применением предпосадочной обработки УДП Си в концентрации 5 мг/л обеспечили максимальное увеличение условно чистого дохода до 25-31,1 тыс. руб./ га, по сравнению с контролем, при этом уровень рентабельности достиг максимального значения 78,5 - 88,2 %, тогда как в контроле 38,1 %.
При применении предпосадочной обработки клубней картофеля солями железа и меди выявлено изменение экономических показателей в сторону увеличения, по отношению к контролю, но значительно ниже вариантов с применением УДП . Причем условно чистый доход от предпосадочной обработки клубней картофеля FeS04 составил от 7,2 до 14 тыс. руб./ га выше контроля, a CuS04 - от 3,4 до 11,9 тыс. руб./ га , а уровень рентабельности увеличился до 56,7 % (CuSC 4) -60,1% (FeSO).
На изменение экономических показателей действия предпосадочной обработки клубней картофеля существенное влияние оказала концентрация микроэлементов и способ получения УДП. Оптимальными концентрациями для исследуемых вариантов по наилучшим экономическим показателям являются: FeS04 ,УДП Fe , CuS04 - 25 мг/л, а УДП Си изучаемых способов получения -5 мг/л. Между тем медь, полученная методом конденсации в потоке инертного газа, наиболее эффективна по сравнению с другими способами получения влияла на экономические показатели.
Таким образом, предпосадочную обработку клубней картофеля УДП и солями железа и меди можно рассматривать как экономически эффективный агрономический прием. После проведения в первые два года (2001-2002) опытов были выявлены наиболее эффективные варианты по способам предпосадочной обработки клубней картофеля и проведена производственная проверка в ГУЛ «ПНО Пойма» на поле площадью 9 га. Производственный опыт ( стр.124 ) был заложен в 2003 году по схеме из 5 вариантов: 1. Контроль. 2. УДП Си I (полученный методом конденсации) в концентрации 5 мг/л; 3. УДП Си II (восстановленный из гидроксида ) в концентрации 5 мг/л; 4. УДП Си III ( полученный методом восстановления оксида) в концентрации 5 мг/л; 5. УДП Fe в концентрации 25 мг/л. Агрохимическая характеристика почвы подобна опытным вариантам. Почва поименно-аллювиальная дерновая среднесуглинистая характеризовалась следующими агрохимическими показателями : рНксІ - 7,1 ; Нг - 0,5 м-экв на 100 г почвы ; Рг О 5-522 мг на 100 г почвы ; Кг О 152 мг на 100 г почвы ; гумус 4,1 %. Как видно из результатов таблицы, предпосадочная обработка клубней картофеля ультрадисперсными порошками железа и меди позволяет повысить урожайность картофеля на 14,3-26,6 %, причем также увеличить выход товарной части на 2-2,6 %. Таким образом, в условиях производственной проверки на поименно-аллювиальной дерновой среднесуглинистой почве получены данные, подтверждающие положительное действие предпосадочной обработки картофеля ультрадисперстными порошками железа и меди на урожайность и товарность, что наблюдалось ранее в условиях полевого опыта ( 2001-2003 гг.). Производственная проверка дает возможность рекомендовать этот прием предпосадочной обработки клубней для широкого испытания и применения в хозяйствах и на участках фермеров, а также огородников картофелеводов.
