- Как определить, что растение нуждается в подкормке
- Ищем причину дефицита
- Выбираем правильное решение
- Перекармливать — вредно
- Влияние дифференцированной системы удобрений на урожай огурцов (сорт марфинский)
- Глицин в белках и пептидах
- Какие бывают азотные удобрения
- Мочевина (карбамид, диамид угольной кислоты)
- Аммиачная селитра (аммоний азотнокислый; нитрат аммония)
- Натриевая селитра (натрий азотнокислый; нитрат натрия)
- Молодые растения при пасмурной погоде рано весной поливают 1 — 2 раза, взрослые сильно развитые растения, особенно в летнее, жаркое время, поливают чаще (3—4 раза и более в день).
- Стимулирующее действие глицина на формирование раневой перидермы в клубнях картофеля
Как определить, что растение нуждается в подкормке
В природе запасы азота сосредоточены, в первую очередь, в гумусе; в доступную для растений форму это вещество переходит в результате разложения органики под воздействием почвенных микроорганизмов. Однако естественных запасов для полноценного развития овощных культур и хорошего урожая недостаточно, поэтому их необходимо пополнять из иных источников.
Признаки азотного голодания часто проявляются замедлением роста и развития; листья могут пожелтеть или покрыться крупными желтовато-зелеными пятнами. У земляники по краям листьев появляется красная кайма, плохо образуются усы, а у роз слабеет цветение, медленно растут и плохо одревесневают побеги.
Признаки азотного голодания часто проявляются отставанием в росте и развитии
Томаты начинают отставать в росте, сбрасывают завязавшиеся плоды; листья их мельчают и желтеют. У свеклы желтеют и быстро отмирают листья, рост их замедляется.
Если азота не хватает деревьям, они слабо ветвятся и тяжело переносят зимние холода. Плоды завязываются мелкие, да и те часто осыпаются. У семечковых культур листья бледнеют и мельчают; у косточковых может краснеть кора веток.
Ищем причину дефицита
Прежде чем бежать за удобрением, не лишним будет проанализировать причины проблемы, особенно если вы регулярно вносите подкормки, а признаки дефицита питания, тем не менее, проявляются.
Дело в том, что далеко не весь азот доступен растениям. Его усвоению может препятствовать, к примеру, повышенная кислотность почвы. Температура (не столько воздуха, сколько земли) — другое существенное условие. А на рыхлых песчаных грунтах, плохо удерживающих влагу, легкорастворимые компоненты удобрений слишком быстро вымываются при поливе.
Выбираем правильное решение
Здесь нам потребуются кое-какие теоретические знания. Самое важное, что следует запомнить: есть две формы азота, доступных для усвоения растениями, —
нитратная
и
аммиачная
. И в зависимости от условий, более эффективной оказывается либо одна, либо другая:
- при повышенной кислотности почвы нужен нитратный азот;
- если почва нейтральная или близкая к щелочной, эффективнее аммиачный азот;
- пока почва не прогрелась, лучше «работает» нитратный азот (когда придет тепло, приемлемыми станут оба варианта).
Не весь азот доступен растениям, поэтому важно выбрать правильное удобрение
На водопроницаемых песчаных почвах рекомендуется вносить быстродействующие удобрения в малых дозах, но регулярно (не забывая одновременно улучшать состав и структуру почвы). В ряде случаев целесообразно применять внекорневые подкормки
Перекармливать — вредно
Все знают, что недостаток питания растению вреден. Но
избыток азота
на результатах тоже сказывается не лучшим образом. Он вызывает обильный рост зеленой массы, а вот цветов и плодов от «перекормленного» растения можно и не дождаться вовсе. Но это еще не самое плохое. Такие культуры оказываются уязвимыми, и грибные болезни поражают их чаще прочих.
Если деревья и кустарники получили чрезмерную дозу азота осенью, резкие перепады температур способны погубить их: корневая система не может сопротивляться холоду, и при промерзании почвы гибнет. Вымерзают ростовые и плодовые побеги — даже если такое растение и перезимует, хорошего урожая будущим летом оно уже не даст.
Перекармливать растения азотом вредно
А хуже всего то, что избыток азота в виде солей многие растения (в частности, свекла, ранний картофель, салат и другие) склонны накапливать. Это те самые нитраты, о вреде которых все наслышаны. Именно страх перед нитратами заставляет многих отказаться от использования азотных удобрений — а ведь решение довольно простое: не надо чрезмерно увлекаться подкормками.
Определить избыток азота можно по внешнему виду растения. Помимо буйного роста, на проблему укажет темно-зеленая окраска и скрученные кончики листьев.
Влияние дифференцированной системы удобрений на урожай огурцов (сорт марфинский)
Поступление урожая на 1/VIII (в %)
На почвенной смеси
На гравии, стабильное питание
На гравии, дифференцированное питание
В опыте, проведенном в 1960 г. в совхозе «Марфино» (Москва), при выращивании Клинского огурца на гравии с использованием стабильного раствора В. А. Чеснокова урожай был выше, чем на почвенной смеси, на 32%, а на том же гравии, но с применением дифференцированной системы удобрения — на 96%.
На Овощной опытной станции ТСХА при выращивании Клинского огурца в теплице на гравийно-песчаной среде применяют следующий дифференцированный по составу раствор удобрений (табл. 2).
Естественно, что при другом, отличном от указанного, содержании действующего начала в удобрениях количество их по расчету на 100 л воды несколько изменится.
Суперфосфат вносят в виде водной вытяжки без осадка. Лимоннокислое железо может быть заменено сернокислым закисным железом.
Дозы микроэлементов постоянны во все периоды жизненного цикла растений. На 100 л питательного раствора вносят (в г): борной кислоты 0,2, сернокислых солей марганца 0,15, цинка 0,01, меди 0,01, молибденовокислого аммония 0,01.
Состав дифференцированного раствора удобрений
Количество удобрений (в г на 100 л подкисленной воды)
в первое время после всходов
во время усиленного роста и начала цветения
во время массового цветения и плодоношения
Калийная селитра (азота 13,63%)
Аммиачная селитра (33,3%)
Сульфат аммония (20%)
Хлористый калий (калия 53%)
Сернокислый калий (калия 44,1 %)
Двойной суперфосфат (48,91%)
Соотношение в азотном удобрении аммиачного и нитратного азота
Соотношение азота и калия
Для микроэлементов предварительно готовят примерно в 10 раз более концентрированный маточный раствор. Вначале в 0,8 л горячей воды растворяют борную кислоту, затем добавляют по каплям 5—10 куб. см (миллилитров) концентрированной серной кислоты, потом последовательно растворяют сернокислые соли цинка, марганца, меди и доводят объем раствора до 1 л.
В совхозе «Киевская овощная фабрика» при выращивании томата лучший результат показали по данным Э. А. Алиева следующие питательные растворы. При выращивании рассады раствор при содержании удобрений (в г на 1000 л воды): аммиачной селитры — 224, калийной селитры — 360, суперфосфата — 272, ортофосфорной кислоты— 170, сернокислого магния — 400, хлорного железа— 6 и микроэлементов: борной кислоты— 1,4, сернокислого марганца—1,0, сернокислой меди и цинка, а также молибденовокислого аммония и азотнокислого кобальта—по 0,1. Кислотность раствора в пределах 5,6- 5,8 pH. Концентрация раствора 1,4 г на 1 л.
В дальнейшем на «Киевской овощной фабрике» при выращивании томата применяют раствор удобрений дифференцированного состава (табл. 3).
Состав дифференцированного раствора удобрений (раствор Э. А. Алиева) при выращивании растений томата в зимне-весенний период
Удобрения (в г на 1000 л)
Во время усиленного роста
Во время массового цветения
Во время плодоношения
Дозы микроэлементов оставляют без изменения во все фазы роста и развития растений. Раствор подкисляют серной кислотой до плодоношения до pH 6—6,2, во время плодоношения до pH 5,6—5,8. Через несколько дней раствор корректируют на основании химических анализов, а через 30 дней раствор заменяют новым.
Как при выращивании растений огурца, так и томата для обеспечения большей устойчивости состава питательного раствора его необходимо иметь 50, а лучше 100 л на 1 кв. м стеллажа или поддона.
Необходимо систематически контролировать (еженедельными анализами) содержание в растворе элементов минерального питания и следить за кислотностью (pH) и концентрацией раствора. Для молодых растений огурца более благоприятна концентрация раствора, не превышающая 2 г удобрений на 1 л воды, для растений томата допустима несколько большая концентрация.
При высокой температуре в теплице, ярком освещении и большом испарении взрослыми сильно вегетативно развитыми растениями необходимо применять более разбавленные, чем указано выше, растворы (на 25 — и более процентов). По мере израсходования раствора надо доливать свежий, добавляя недостающие элементы питания в соответствии с анализами. Один раз в месяц раствор лучше менять полностью.
При смене раствора субстрат несколько раз промывают и в течение 1—2 дней увлажняют его только подкисленной водой. Еще более тщательно промывают субстрат водой, резко подкисленной серной кислотой, вплоть до 3% раствора, по окончании культуры.
Большую роль играет температура питательного раствора, особенно в ночное время, когда гравий или гранитная щебенка охлаждается сильнее, чем почвенная смесь.
Для хорошего роста и развития растений особенно во время плодоношения растений необходимо, кроме создания благоприятных условий для корневого питания, прибегать к внекорневой подкормке мочевиной.
На Овощной опытной станции ТСХА при культуре огурца внекорневые подкормки мочевиной 0,2%-ной концентрации проводят во время плодоношения через каждые 10—15 дней в вечерние часы.
Субирригационные поливы раствором удобрений проводят путем постепенного затопления твердого субстрата: сначала в нижних слоях, а затем в более верхних. Общая продолжительность цикла затопление — слив не должна превышать 30—40 минут, иначе рост растений ухудшится из-за недостатка кислорода, необходимого для жизнедеятельности корневой системы.
Одна из причин подавления роста, снижения урожайности растений — неблагоприятные условия их водоснабжения. Особенно это может сказываться при выращивании растений без почвы — на твердых субстратах, так как они слабо удерживают влагу.
Поэтому большое значение имеет частота увлажнительных поливов субстратов питательным раствором в течение дня.
Благоприятные условия водного режима растений зависят от крупности частиц субстрата, возраста растений, мощности листового аппарата и корневой системы, микроклимата в теплицах. Такая динамичность условий водного режима в значительной мере затрудняет установление конкретных сроков увлажнения субстрата для создания оптимальных условий корневого питания растений.
Глицин в белках и пептидах
Глицин — вещество не редкое. Почти ни один белок не обходится без него. В среднем глицин составляет чуть больше 7% аминокислотных остатков («жемчужин») в белках [1]. При этом давайте учтем, что разнообразие белковых аминокислот довольно велико, поэтому названная цифра — почти рекорд! А уж где глицина действительно много — так это в коллагене.
Коллаген — сложно устроенный белок, являющийся одним из основных компонентов соединительной ткани. Он присутствует в сухожилиях, коже, кровеносных сосудах, роговице, костях и хрящах, а также в чешуе рыб и шерсти млекопитающих, выполняя структурную роль и составляя до 30% массы позвоночных животных [2]. Таким образом, это один из самых распространенных животных белков. Существует несколько типов коллагена.
Коллаген обеспечивает прочность соединительных тканей, а потому и сам обладает свойством устойчивости к растяжению, и это качество определяется его структурой (рис. 2) [2].
Но причем же тут глицин? Дело в том, что полипептидные нити молекул коллагена, как орнамент, состоят из повторяющегося «узора» — паттерна из трех аминокислотных остатков: Gly—Pro—X и Gly—X—Hyp [3]. Здесь Gly — глицин, Pro — пролин, Hyp — 4-гидроксипролин, X — другая аминокислота.
Из этой формулы видно, что глицин составляет треть аминокислот коллагена! Природа не стала бы играть такими цифрами просто забавы ради. Присутствие глицина — одна из предпосылок к формированию прочных фибрилл и волокон коллагена, необходимых для многих тканей.
Три нити, формирующие коллагеновую суперспираль, переплетаются настолько плотно, что между ними нет свободного пространства. И только лишь один глицин со своей крохотной боковой группой способен интегрироваться в эту систему, как кусочек мозаики. Замена глицина на какую-то другую аминокислоту, имеющую более объемную боковую группу (например, серин), может привести к серьезным патологиям, например, к синдрому Элерса—Данлоса (это гетерогенная группа наследственных нарушений соединительной ткани) [4], [5].
Глицином богат еще один структурный белок — фиброин — основной компонент паутины и шелка. Почти половина аминокислотных остатков фиброина — глицин! Как и в случае с коллагеном, там он входит в состав повторяющейся последовательности.
Белкам близка еще одна группа биологических веществ — пептиды. Они тоже сложены из аминокислот, только меньше белков по размерам (но граница между белками и пептидами размыта).
Рисунок 3. Pyrrhocoris apterus. Это известный многим клоп-солдатик — яркий (во всех смыслах этого слова) представитель отряда полужесткокрылые, или клопы (Hemiptera). При внедрении бактерий в его гемолимфе обнаруживаются несколько антимикробных пептидов, включая богатый глицином гемиптерицин [8]. Не только он, но и многие другие животные борются с патогенами с помощью глицин-богатых пептидов.
«Википедия»
Посмотрим на так называемые антимикробные пептиды. Это, как правило, положительно заряженные (катионные) молекулы, которые участвуют в иммунном ответе, воздействуя на мембраны бактерий или других патогенов [6]. С помощью этих относительно небольших молекул человек и другие животные, включая разнообразных букашек, борются с болезнетворными организмами, которым удалось пробраться во внутреннюю среду.
До сих пор не разработано единой классификации антимикробных пептидов, но известно, что те или иные из них характеризуются определенными структурными особенностями. В частности, в них может в большом количестве присутствовать какая-то аминокислота, в том числе и глицин.
К глицин-богатым антимикробным пептидам относят акалолептины из гемолимфы жука-дровосека Acalolepta luxuriosa, акантоскуррин из гемоцитов паука Acanthoscurria gomesiana, аттацины из насекомых отрядов чешуекрылые и двукрылые, гемиптерицин из известного многим клопа-солдатика Pyrrhocoris apterus (рис. 3) и другие (гименоптецин, гловерины, колеоптерицины, риноцерозин, холотрицин-2 и −3). Глицин-богатые домены имеют пептиды гиастатин и крустины[7], [8].
Конечно, глицин присутствует и во многих других белках и пептидах. Это делает его одной из самых распространенных природных аминокислот.
Какие бывают азотные удобрения
Все
органические удобрения
, птичий помет,
, озерный ил) содержат азот. Но, как правило, для того, чтобы он перешел в минеральную форму, доступную для растений, требуется время. Если же необходимо быстро восполнить азотный дефицит, используют
азотные удобрения
, сырьем для производства которых являются азотная кислота и аммиак.
Выбрать подходящие азотные удобрения для своих растений вы можете в нашем каталоге, включающем товары многих крупных садовых интернет-магазинов. Посмотреть подборку азотных удобрений.
Карбамид (мочевина)
89 рубРусский Огород
Селитра известково-аммиачная
69 рубРусский Огород
Карбамид (Мочевина) (1.0 кг.)
109 рубАгрофирма Поиск
Карбамид (Мочевина) (0,8кг.) (Факториал)
98 рубАгрофирма Поиск
Мочевина (карбамид, диамид угольной кислоты)
Самое концентрированное азотное удобрение; выпускается чаще в гранулах. Хорошо растворяется в воде. Содержание азота (в амидной форме) не менее 46%. Азот из мочевины растениями усваивается плохо — предварительно необходимо, чтобы он перешел в минеральную форму, а этот процесс непосредственно зависит от кислотности почвы и ее температуры. Эффективнее всего применение мочевины для подкормок на нейтральных почвах в теплое время года.
Мочевина — самое концентрированное азотное удобрение
Оптимальный способ использования — внекорневые азотные подкормки, особенно полезные для плодовых деревьев (весной, начиная с момента формирования листьев и далее через каждые 10-12 дней на протяжении мая и июня; раствор готовят в пропорции 50 г удобрения на 10 л воды).
Вообще, мочевину лучше вносить в жидком виде; при внесении сухого удобрения следите, чтобы оно распределялось в почве равномерно — высокая концентрация азота чревата ожогами у растений.
Справочно (как отмерить нужную дозу удобрения): спичечный коробок –13 г, столовая ложка –10 г, чайная ложка –3 г.
Аммиачная селитра (аммоний азотнокислый; нитрат аммония)
Легкорастворимое в воде, быстродействующее удобрение, выпускаемое чаще всего в гранулах. Содержание азота 34 – 35%. Благодаря тому, что азот в этом удобрении находится как в нитратной, так и в аммиачной форме (поровну), оно имеет универсальное применение и может использоваться практически в любых условиях и для любых культур (некоторые источники не рекомендуют вносить его под огурцы и бахчевые). Стоит учитывать, однако, что при регулярном применении аммиачная селитра подкисляет почву.
Справочно (как отмерить нужную дозу удобрения): спичечный коробок –17 г, столовая ложка –12 г, чайная ложка –4 г.
Натриевая селитра (натрий азотнокислый; нитрат натрия)
Хорошо растворимый в воде желтоватый или сероватый мелкокристаллический порошок. Содержание азота (в нитратной форме) около 16%. Щелочное удобрение универсального применения, наиболее эффективное на неизвесткованных кислых почвах. Лучше использовать в виде жидких подкормок (в частности, для свеклы и картофеля). Не слеживается при хранении.
Используя любые удобрения, не превышайте рекомендованные для каждой культуры дозы и сроки подкормок. Не забывайте, что потребность в азоте у большинства растений снижается во второй половине лета, и в эту пору внесение азотных удобрений следует сократить, а то и вовсе отказаться от их использования, чтобы многолетние культуры успели полноценно подготовиться к предстоящей зимовке. А вот весной и сад, и огород будут признательны, если вы восполните запасы питания, необходимые для активного роста зеленых питомцев.
Молодые растения при пасмурной погоде рано весной поливают 1 — 2 раза, взрослые сильно развитые растения, особенно в летнее, жаркое время, поливают чаще (3—4 раза и более в день).
Точных показателей для назначения очередного полива при выращивании растений без почвы пока не имеется.
Исследования, проведенные в совхозе имени М. Горького (Н. П. Родников, П. В. Посметухов) с культурой огурца на гранитном щебне, показали, что показателем для назначения очередного полива может быть учет потерь в весе пленочной воды в субстрате, происходящих вследствие использования ее во время роста растений и испарения с поверхности субстрата.
Весовой метод учета потерь пленочной воды по мере роста растений прост, доступен, он отражает обеспеченность растений влагой и может вполне определенно указывать на необходимость очередного полива.
Имея установленную на весах контрольную систему определенного веса (вес ящика с субстратом, вес пленочной воды в нем и вес растения), где динамичным показателем будет убывающий вес пленочной воды в субстрате, и ведя наблюдения за изменениями ее веса, очередной полив необходимо назначать при снижении веса системы до определенного уровня, не оказывающего угнетающего действия на рост и развитие растений.
Условия выращивания растений в контрольной системе должны быть максимально приближены к условиям их культуры в гидропонной установке: одинаковая площадь питания растений, равное количество одного и того же субстрата, приходящегося на одно растение, и т. п.
За нижний предел увлажнения субстрата для проведения очередного полива необходимо принимать 75% влажности от полной его влагоемкости. При такой степени увлажнения субстрата начинают появляться признаки легкого привядания огуречных растений.
Путем корректировки степени увлажнения гранитного щебня как в гидропонной, так и в контрольной системах должна быть установлена синхронность показателей увлажнения на основе особенностей роста и развития растений. Субирригационные поливы в гидропонной и контрольной системах следует проводить одновременно.
Включение в устройство для автоматизации полива по весу контрольной системы самописца, регулирующего время каждого полива, показало, что в большинстве случаев поливы в летнее время происходили в ранние утренние часы (задолго до прихода в теплицу на работу обслуживающего персонала) и часто ночью в связи с резко изменяющимся комплексом условий при гидропонном выращивании растений в теплицах.
Все это показывает целесообразность проведения очерёдного полива на основе учета весовых потерь пленочной воды в субстрате.
При возделывании на гравии или на гранитной щебенке с субирригационными поливами из-за пересыхания верхнего слоя субстрата, его нагревания и повышения в нем концентрации солей в растворе растения сильно повреждаются в корневой шейке (расщепление стеблей), что может приводить в последующем к поражению их болезнями, значительному выпаду и снижению урожая.
Таким субстратом может являться крупнозернистый речной песок.
Н. П. Родниковым и Н. П. Дашковой в весенней стеллажной теплице совхоза имени М. Горького в 1966— 1967 гг. были проведены опыты, в которых изучалась эффективность выращивания растений Клинского огурца на гранитной щебенке с субирригационным орошением и на песке с поверхностным увлажнением субстрата в соответствии с его водоудерживающей способностью. В контроле растения возделывали на почве по агротехнике, принятой в этом хозяйстве.
Там, где растения выращивали на гранитном щебне, устраивались водонепроницаемые стеллажи, приспособленные для субирригациоиных поливов. При возделывании растений на песке стеллажи с внутренней стороны выстилались полиэтиленовой пленкой; каждый стеллаж имел одно дренажное отверстие.
На дно стеллажей сначала помещали небольшой слой гранитной щебенки, а затем насыпали крупнозернистый промытый речной песок с заранее установленным объемным весом и водоудерживающей способностью. В каждый стеллаж помещали одинаковое количество по весу песка, что при заранее установленной водоудерживающей способности позволяло установить количество раствора удобрений или воды, необходимой для полного его увлажнения.
В опытах при гидропонном выращивании растений применяли раствор дифференцированного состава Н. П. Родникова.
Раствором удобрений песок увлажняли с поверхности примерно один раз в течение 5—7 дней, а систематические поверхностные поливы подкисленной серной кислотой водой (до pH 6,2—6,8) проводили в соответствии с водоудерживающей его способностью. Частоту поливов определяли влагомерами.
При выращивании растений на гранитной щебенке ежедневные субирригационные поливы проводили, как обычно, руководствуясь внешними (визуальными) признаками.
При гидропонном способе в весенние сроки проращенные семена сразу высевали на постоянное место, а при выращивании на почве применяли рассадную культуру при том же сроке посева семян (посев в апреле, уборка в августе).
В опытах в среднем за два года получены следующие урожаи (в кг с 1 кв. м стеллажа):
на почвенной смеси 19,6
на гранитном щебне 24,3
то же, с дополнительной заправкой песка преципитатом 25,7
Еще более высокие урожаи огурцов собирали в опыте, когда вместо песка применяли гравийно-песчаную смесь (смесь песка с мелким гравием — отсевом от песка). В этом опыте были получены следующие урожаи (в кг с 1 кв. м стеллажа):
на гранитном щебне 20,3
на гравийной-песчаной смеси (1:4) 26,1
Как видно из результатов опытов, при выращивании на песке с поверхностным орошением и особенно на гравийно-песчаной смеси можно получать более высокие урожаи, чем на гранитной щебенке с субирригационными поливами.
При таком выращивании отпадает необходимость в водонепроницаемых стеллажах и не требуется сложных устройств по механизации и автоматизации подачи питательного раствора, что составляет одну из основных статей расходов при оборудовании гидропонной установки.
О размере затрат можно судить, например, по данным типового проекта Росгипросельхозстроя № 80-12-1. Согласно этому проекту, каждый квадратный метр гидропонной теплицы стоит на 13 руб. дороже, чем 1 кв. м грунтовой теплицы.
Значительно уменьшаются также затраты на заготовку субстрата. Надо иметь в виду, что обычно рекомендуемая гранитная щебенка с очень малым содержанием известковых включений дороже, чем гравийно-песчаная смесь, более чем в 10 раз (по расчету на 1 кв. м).
Кроме того, при поверхностных поливах гравийно-песчаной среды в соответствии с влагоудерживающей способностью на 30—40% уменьшается расход удобрений, сокращается число повреждений растений в корневой шейке и выпадов растений.
Гидропонные гряды для выращивания растений на песке с поверхностным орошением возможно устраивать и в грунтовой теплице в виде неглубоких обортованных котлованов (глубина до 20 см), имеющих сток (как и при устройстве гидропоники на стеллажах) и дренаж из гранитной щебенки.
Стимулирующее действие глицина на формирование раневой перидермы в клубнях картофеля
Литература
1. Блинохватов А.Ф., Вихрева В.А., Марковцева О.В. Модуляция селеном адаптивных возможностей растений // Труды IV межд. науч.-практ. конф. «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». — Ульяновск, 2002. -С. 140 — 142.
2. Боса к В.Н., Скорина В.В., Колоскова Т.В. Эффективность применения микроэлементов при возделывании сои на дерново-подзолистой супесчаной почве // Вестник Белорусской госуд. с.-х. академии № 2,- 2021,- С. 61-64.
3. Калюжина А.Н. Влияние микроудобрений на урожайность семян сои сорта Вилана на черноземе выщелоченном // VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2021. -С. 110-113.
4. Костевич C.B., Асокин О.И. Применение бора и молибдена на посевах сои / C.B. Костевич, О.И. Асокин // Масличные культуры: Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. — Вып. 2 (139). — 2008,- С. 65- 69.
5. Савенко О.В. Зернобобовые: новые подходы к технологии // Российская аграрная газета «Земля и жизнь ЮФО». — № 1-2 (53).- 2021,- С. 8-9.
6. Савенко О.В. Зернобобовые культуры: особенности инокуляции и подкормок. Ресурсосберегающее земледелие. — № 4 (24).- 2021,- С. 32-34.
7. Демьянова-Рой Г.Б., Борцова Е.Б. Сортовые особенности формирования элементов структуры урожайности сои при использовании регуляторов роста и микроудобрений: // Сб. тр. X международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». — СПб.: Изд-во Политехи, ун-та.- 2021. — 424 с.
8. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.- Т.1. Сорта растений, 2021.
9. Посыпанов Г.С. Соя в Подмосковье. Сорта северного экотипа для Центрального Нечерноземья и технология их возделывания. — М.,2007,- 200 с.
10. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.-М.: Издательство стандартов, 1985.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): Учебное пособие/.-5-е изд., доп. и перераб.-М.: Агропромиздат, 1985.-351 с.
12. Демьянова-Рой Г.Б. Проблемы и перспективы использования биологически активных веществ в растениеводстве. — Кострома: Изд. ФГОУ ВПО КГСХА, 2003,- 202 с.
13. Романова Е.В., Маслов М.И. Регуляторы роста и развития растений с фунгицидными свойствами // Защита и карантин растений,- №5. — 2006. С — 26-27.
УДК 644.8.037 631.811.98
Доктор техн. наук C.B. МУРАШЕВ
(СПбГАУ, s.murashevfaîmail.rii)
СТИМУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ГЛИЦИНА НА ФОРМИРОВАНИЕ РАНЕВОЙ ПЕРИДЕРМЫ В КЛУБНЯХ КАРТОФЕЛЯ
Глицин, картофель, стимуляция, раневая перидерма, кора и внутренняя флоэма клубней
Сохранение урожая картофеля, равно как и других сельскохозяйственных культур, представляет собой комплексную задачу. Прежде всего, необходимо вырастить высококачественную растительную продукцию, способную к длительному хранению. Разрабатываемые новые методы защиты связаны с индуцированной устойчивостью растений к фитофагам [1], уменьшением морфофизиологических параметров паразита, что одновременно увеличивает массу клубней картофеля нового урожая [2]. Сбор урожая и его дальнейшая переработка создают новые проблемы.
Травмирование сельскохозяйственной продукции во время уборки урожая, перевозке и закладке на хранение, нарушает, покрывающий запасающие органы растений, защитный эпителиальный слой, в результате чего, возникает опасность заболеваний, увеличивающих потери растительной продукции при хранении. Именно поэтому ее важным качеством является способность в случае повреждения в сжатые сроки формировать защитный слой раневой перидермы. На репарационную способность растительных организмов можно повлиять с помощью глицина.
Глицин способен оказывать стимулирующее действие на рост и развитие растений, и формирование их запасающих органов [3]. Обработка водным раствором глицина увеличивает продуктивность, повышает стрессоустойчивость и усиливает адаптационные способности растений.
Действие, аналогичное глицину, способен оказывать и продукт, получаемый кислотным гидролизом коллагена [4], в силу того, что на долю глицина в коллагене приходится наибольшая часть аминокислотного состава. Кроме того, глицин при кислотном гидролизе коллагена из всех входящих в его состав аминокислот в наименьшей степени подвергается разрушающему воздействию высокой температуры и кислотной среды.
Рост продуктивности, стрессоустойчивости и адаптационных возможностей под влиянием глицина или содержащего глицин продукта кислотного гидролиза коллагена происходят с растениями, имеющими как надземные плодоносящие органы, например, семечковыми культурами [5], так и корнеплодными растениями с подземными плодоносящими частями [6].
Обработка раствором глицина многолетних плодовых растений может быть осуществлена в фазе бутонизации [7] или при завершении вегетационного периода [8]. Особенность последнего варианта обработки заключается в углублении состояния покоя растений в неблагоприятный для них зимне-весенний период, благодаря чему растения позднее выходят из состояния покоя, и наступает переход к весенней вегетации. Это позволяет избежать опасностей для растений, связанных с частыми возвратными весенними заморозками, что актуально для северных и центральных регионов России.
Обработка семян корнеплодов или клубней картофеля осуществляется перед посадкой и заключается в выдержке в водном растворе глицина в течение определенного времени.
Механизм стимулирующего действия глицина на растения предполагает индукцию синтеза ауксина [9]. Ауксин в свою очередь вызывает повышение энергетического потенциала клеток, увеличение прочности клеточных стенок и ряд других эффектов. Усиленный механический барьер клеточных стенок предупреждает инфицирование, препятствуя внедрению патогенов. Усиление механической прочности клеточных стенок непосредственно связано с увеличением осмотического давления в клетках в результате индукции синтеза ауксина.
С образованием более прочных клеточных стенок может быть тесно связан процесс раневой репарации по формированию раневой перидермы. В связи с этим целью данной работы является исследование ускорения процесса образования раневой перидермы в клубнях картофеля, выращенных по технологии с предпосевной обработкой водным раствором содержащего глицин препарата, полученного кислотным гидролизом коллагена.
Актуальность проблемы формирования раневой перидермы связана с тем, что уборка, транспортировка и подготовка к хранению представляют серьезное испытание для всех видов сельскохозяйственной продукции, так как в это время очень велика вероятность получения травм. Это могут быть повреждения различного вида: пацения, удары, порезы, сдавливающие и деформирующие воздействия любой сложности с нормальным, тангенциальным или комбинированным способом приложения внешнего усилия.
Все виды травмирующих воздействий нарушают, хотя и в различной степени, и на различную глубину, защитный эпителиальный слой, в результате чего увеличивается вероятность заболевания. Поэтому очень важным качеством сельскохозяйственной продукции является способность в случае повреждения в сжатые сроки формировать защитный слой раневой перидермы. Репарационная способность растительных организмов может быть изменена обработкой глицином.
Исследование образования раневой перидермы и подсчет ее слоев осуществлялся под микроскопом с использованием контрастного красителя, в качестве которого использовался метиленовый синий, окрашивающий оболочки паренхимных клеток в сине-фиолетовый цвет, а сосуды и трубки проводящих пучков — в яркий фиолетовый цвет. Все исследования проводились с трехкратной повторностью.
Образование раневой перидермы в клубнях картофеля исследовалось в зоне коры и внутренней флоэмы, для чего из этих частей клубней вырезались цилиндры постоянного размера. Использование этих областей связано с тем, что клубни могут получать повреждения различной глубины проникновения. В реальных условиях во время уборки урожая и при подготовке к хранению клубни картофеля могут подвергаться воздействию воды. Поэтому в целях максимального приближения эксперимента к реальным условиям исследуемый растительный материал из клубней картофеля обрабатывался водой.
В табл. 1, 2, 3 и 4 представлены результаты определения количества слоев раневой перидермы, сформировавшихся в клубнях картофеля сортов Адретта и Изора в осенний период, сразу после уборки урожая в конце сентября, а также зимой и весной. Картофель указанных сортов закладывался на хранение в стандартных условиях, при температуре 2-4°С. В зимне-весенний период часть картофеля отеплялась для исследований при температуре 18-20°С.
Таблица 1. Образование слоев раневой перидермы в клубнях картофеля сорта Изора в осенний период _хранения_
Вариант обработки Место локализации в клубне Количество слоев раневой перидермы в зависимости от продолжительности и температуры процесса
3 сут. 7 сут. 14 сут.
18-20°С 2-А°С 18-20°С 2-А°С 18-20°С 2-А°С
Контроль зона коры 2,7 0 3,3 0 2,5 0
внутренняя флоэма 1.3 0 1,8 0 4,0 0
Опьгг зона коры 0 0 2,3 1,3 4,0 1,1
внутренняя флоэма 0 0 1,3 0,8 3,8 1,0
Таблица 2. Образование слоев раневой перидермы в клубнях картофеля сорта Адретта в осенний _период хранения_
Вариант обработки Место локализации в клубне Количество слоев раневой перидермы в зависимости от продолжительности и температуры процесса
3 сут. 7 сут. 14 сут.
18-20°С 2-А°С 18-20°С 2-А°С 18-20°С
Контроль зона коры 0 0 1,2 0 2,3 0,3
внутренняя флоэма 0 0 1,7 0 1,3 0,6
Опьгг зона коры 1,0 0,2 2,5 1,3 2,5 1,4
внутренняя флоэма 1,0 0,2 2,3 1,3 2,3 1,0
Таблица 3. Образование слоев раневой перидермы в клубнях картофеля сорта Адретта в зимний _период хранения_
Вариант обработки Место локализации в клубне Количество слоев раневой перидермы в зависимости от продолжительности и температуры
3 сут. 7 сут. 14 сут.
18-20°С 18-20°С 18-20°С
Контроль зона коры 0,7 0,2 2,3 1,7 1,3 1,3
внутренняя флоэма 1,7 0,2 1,3 1,2 1,3 0,7
Опьгг зона коры 1,3 0,2 1,7 0,2 1,3 0,2
внутренняя флоэма 1,3 0,7 1,7 0,2 1,6 1,0
Таблица 4. Образование слоев раневой перидермы в клубнях картофеля сорта Адретта в весенний _период хранения_
Вариант обработки Место локализации в клубне Количество слоев раневой перидермы в зависимости от продолжительности и температуры
3 сут. 7 сут. 14 сут.
18-20°С 18-20°С 18-20°С
Контроль зона коры 1,7 1,3 2,0 1,7 1,8 1,7
внутренняя флоэма 1,3 1,3 1,7 2,0 2,0 1,7
Опьгг зона коры 1,7 1,0 1,6 2,3 2,0 1,9
внутренняя флоэма 1,0 0,7 1,6 1,7 2,0 1,8
Полученные в ходе исследований результаты свидетельствуют, что образование слоев раневой перидермы в основном определяется следующими факторами: местом локализации повреждения в клубне картофеля (кора или внутренняя флоэма), температурой проведения процесса, предпосевной обработкой клубней картофеля глицин содержащим препаратом и сортовыми особенностями картофеля.
Указанные факторы располагаются по влиянию на формирование раневой перидермы в
следующем порядке: наибольшее влияние оказывают температура процесса и предпосевная обработка препаратом, содержащим глицин, и в меньшей степени влияют сортовые особенности картофеля и место локализации травмы в клубнях.
Активное влияние температуры и обработки глицином на формирование раневой перидермы в осенний период подтверждается замедлением ее образования, если процесс осуществляется при температуре 2-4°С на нестимулированном картофеле. В этих температурных условиях у опытных образцов в течение первых трех суток после нанесения травмы раневая перидерма не образуется, что характерно для сорта Изора, или она формируется медленно на картофеле сорта Адретта.
У контрольных образцов картофеля развитие репарационного процесса при температуре 2-4°С существенно хуже. Для контрольного картофеля сорта Адретта задержка в образовании раневой перидермы достигает 14 суток и только по истечении этого срока появляются первые признаки ее формирования.
В контрольном картофеле сорта Изора перидерма не образуется даже по истечении 14 суток. Одновременно визуально зафиксировано микробиальное поражение контрольного картофеля. Таким образом, даже при температуре 2-4°С стимулированные образцы картофеля активны в формировании раневой перидермы, что является практически важным результатом.
В осенний период при температуре 18-20°С в течение первых трех суток раневая перидерма формируется на опытных образцах картофеля сорта Адретта и контрольных сорта Изора, а задерживается ее формирование на опытных клубнях сорта Изора и на контрольных сорта Адретта, то есть в отепленном состоянии отсутствует четкая закономерность во влиянии стимуляции на репарационный процесс. Однако по максимальному количеству слоев перидермы, образующихся при температуре 18-20°С, опытные образцы картофеля превосходят контрольные. Следовательно, в отепленном состоянии также обнаруживается положительное влияние обработки глицином.
В целом процесс образования раневой перидермы интенсивнее протекает при температуре 18-20°С, чем при 2-4°С, что находит свое выражение как в увеличении числа ее слоев, которое достигает четырех, так и в более интенсивном развитии этого процесса на начальном этапе сразу после поранения.
Еще одной особенностью кинетики формирования раневой перидермы в осенний период является ее более интенсивное образование в зоне коры в сравнении с зоной внутренней флоэмы. Эта закономерность наблюдается независимо от температурных условий и в равной степени для опытных и контрольных клубней сортов Адретта и Изора. Поскольку на зону коры приходится наибольшая часть механических повреждений, то следовательно превосходство этой области клубней над внутренней флоэмой в формировании раневой перидермы является очень важным практическим результатом.
Зимой показатели опытных и контрольных клубней картофеля сорта Адретта по числу слоев раневой перидермы при температуре 18-20°С выравниваются. При этой температуре в опытных клубнях количество ее слоев уменьшается, а в контрольных остается примерно на уровне осеннего периода, так что в результате оба варианта имеют близкие показатели.
При температуре 2-4°С у опытных клубней сорта Адретта число слоев раневой перидермы уменьшается, причем уменьшение происходит преимущественно в зоне коры, а у контрольных клубней картофеля их число по прежнему минимально. Уменьшение числа слоев раневой перидермы в опытных образцах клубней картофеля при температуре 2-4°С в зимний период, вероятно, связано с наступлением глубокого физиологического покоя, характерного для этого периода.
Весной активность в образовании раневой перидермы у обоих вариантов картофеля увеличивается в сравнении с зимним периодом. Причем в опытных клубнях картофеля активизация происходит в большей степени, чем в контрольных клубнях (табл. 4). Однако, несмотря на увеличение, активность опытного варианта в весенний период все же не достигает активности осени. Весной активность образования раневой перидермы в зоне коры и в зоне внутренней флоэмы очень близка в обоих вариантах картофеля — опытного и контрольного.
Таким образом, для опытных клубней независимо от температурных условий в зимний период наблюдается минимум активности в образовании раневой перидермы. У контрольных клубней при температуре 18-20°С аналогичная динамика изменения активности в образовании раневой перидермы, а при температуре 2-4°С низкая активность образования перидермы не зависит от сезонности осуществления процесса.
Проведенные исследования показали, что для стимулированного картофеля в наиболее значимый и важный для хранения осенний период сразу после уборки урожая в силу более активного формирования раневой перидермы возможны два варианта обработки. Первый заключается в выдержке картофеля в отепленном состоянии в течение лечебного периода, после чего его охлаждают для длительного хранения. Второй вариант позволяет, сразу минуя лечебный период, охлаждать и закладывать картофель на хранение, что сокращает потери и сохраняет в нем большее количество питательных веществ.
Для контрольного картофеля возможен единственный вариант обработки. Предварительно его необходимо выдерживать определенное время в отепленном состоянии и лишь после образования раневой перидермы охлаждать и закладывать на хранение, что вызывает излишний расход питательных веществ в лечебный период.
Таким образом, активизация формирования раневой репарации в клубнях картофеля, выращенных по технологии с предпосевной обработкой водным раствором, содержащим глицин, предотвращает раннее микробиальное поражение и обеспечивает лучшую сохранность собранного урожая.
В данной работе рассмотрено влияние глицин-содержащего продукта гидролиза коллагена на формирование раневой перидермы. Однако в отличие от продукта кислотного гидролиза коллагена использование чистого глицина как регулятора роста растений, имеет ряд существенных преимуществ. Основное из них заключается в большей эффективности, его оптимальная концентрация в 3-4 раза меньше по сравнению с гидролизатом коллаген, в котором он, как уже было сказано, также является основным биоактивным началом. Высокая эффективность чистого глицина, как стимулятора роста, в сочетании с низкой стоимостью создают благоприятные экономические предпосылки для создания новых высокопродуктивных технологий получения растительной продукции. Дальнейшее развитие исследования процесса формирования раневой перидермы заключается в определении влияния на этот процесс чистого глицина.
Литература
1. Агансонова Н.Е. Оценка влияния ответных реакций растений на фитофагов в системах растения -фитопаразитические нематоды // Вестник защиты растений. — 2021. — №2(84). — С.41-48.
2. Агансонова Н.Е., Данилов Л.Г., Магомедов Ш.А. Влияние продуктов метаболизма симбиотических бактерий энтомопатогенных нематод на золотистую картофельную нематоду // Защита и карантин растений. — 2021. — №4. -С. 44-45.
3. Мурашев C.B., Вержук В.Г., Бурмистров Л.А. Способ подготовки плодов семечковых культур к холодильному хранению. Пат. № 2283576. Опубликовано: 20.09.2006. -Бюл. № 26.
4. Куцакова В.Е., Мурашев C.B., Бурова Т.Е. Влияние предпосевной обработки биостимулятором БКМ на структурное совершенство клубней картофеля // Известия ВУЗов. Пищевая технология. — 1997. -№2-3.-С. 22-24.
5. Мурашев C.B., Вержук В.Г. Современная технология получения плодово-ягодной продукции с усиленными постоянно действующими защитными механизмами // Плодоводство и ягодоводство России. — М.: 2009. — T. XXII, 4.2. — С. 153-158.
6. Большаков О.В., Куцакова В.Е., Мурашев C.B., Бурова Т.Е. Препараты «Биостим А» и «Биостим М» — новые регуляторы роста и развития растений // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1999. -№6. — С.29-31.
7. Мурашев C.B., Коломичева Е.А., Вержук В.Г., Бурмистров Л.А. Стимулирующее действие глицина на формирование плодов хеномелеса и сокращение потерь при хранении // Вестник РАСХН. — 2021. -№1. — С. 79-80.
8. Коломичева Е.А., Мурашев C.B. Действие аминокислотной обработки на состояние покоя растений, формирование плодов и их холодильное хранение (теоретические положения) // Научный жу рнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. — 2021. — №2(16).
9. Мурашев C.B. Сопоставление эффективности и безопасности защитных механизмов, индуцируемых в растительных организмах // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. — 2021 -№4(18).
