Управлять ростом: исследования по применению биопрепаратов на томате в открытом грунте

Текст: А. Д. Боровская, Н. А. Мащенко, Институт генетики, физиологии и защиты растений АН Республики Молдова; А. В. Гуманюк, ГУ «Приднестровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Экологическая безопасность сельского хозяйства — первоочередное требование при проведении любых аграрных мероприятий, в том числе механизации, химизации и мелиорации. По этой причине современные технологии возделывания овощных культур, заключающиеся в применении биологически активных веществ в качестве регуляторов роста, имеют большое практическое значение.

Использование биопрепаратов способствует повышению всхожести семян, получению высококачественной рассады и, как следствие, увеличению урожайности и улучшению качества плодов. С учетом того, что главным принципом развития агропромышленного комплекса должна стать экологизация всех сельскохозяйственных процессов, особую важность приобретают биологически активные соединения — вторичные метаболиты высших растений, обладающие регулирующими рост свойствами.

НА ВСЕХ УРОВНЯХ

Высокая продуктивность, хорошие вкусовые качества и многообразие вариантов использования сделали томат одной из самых распространенных культур по всему миру. В частности, в Республике Молдова, согласно данным Anuarul Statistic al Moldovei, в 2018 году ее посевы занимали 8,2% от площадей, отведенных под овощи в открытом грунте. В специализированных хозяйствах урожайность томатов достигает 50–60 т/га, однако их средний сбор обычно не превышает 12–15 т/га. Одной из причин такой продуктивности является низкая полевая всхожесть семян из-за неблагоприятных условий — весенних заморозков, частых дождей и высокой температуры. При недостаточной энергии прорастания всходы не могут преодолеть почвенную корку, образовавшуюся в результате обилия осадков и быстрого подсыхания земли.

Воздействуя на процессы развития, экзогенные биорегуляторы растительного происхождения способствуют ускорению роста сельскохозяйственных культур, повышению их урожайности и улучшению качества получаемой продукции. Учитывая, что в России и Республике Молдова индустриальное производство пестицидов развито в недостаточной степени, применение фитопрепаратов позволит в определенной степени компенсировать этот пробел. Такой подход экологически безопасен для потребителя и окружающей среды, экономически выгоден и способствует реализации биологического потенциала существующих сортов, обеспечивая сбор реальных урожаев овощей в различных почвенно-климатических условиях. Выбранное направление исследований актуально также потому, что биологически активные вещества растительного происхождения из-за доступности сырья, простоты выработки и низких доз можно отнести к малозатратным элементам технологии, что делает их использование оправданным с экологической и экономической точек зрения. Ранее было установлено, что вторичные метаболиты гликозидной природы, полученные из растений как в индивидуальном, так и в суммарном видах, обладают широким спектром свойств, представляющих большой интерес для повышения устойчивости посевов в целях обеспечения гарантированных урожаев. Их применение для предпосевной обработки способствует улучшению всхожести семян, особенно при их низкой жизнеспособности. Стимулируя начальные фазы развития и тем самым индуцируя устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессам, они содействуют повышению урожайности и качества получаемой продукции.

ТЕСТ В ЛАБОРАТОРИИ

В связи с актуальностью данного направления специалисты двух институтов Республики Молдова провели исследования по применению препаратов природного происхождения на томате в открытом грунте. В качестве регуляторов роста и развития культуры использовался комплекс биологически активных веществ, полученных из растений семейств Solanaceae, в частности семян Capsicum annuum L., и Scrophulariaceae, которые широко представлены в дикорастущей флоре страны. Для получения необходимых средств надземная часть экземпляров Verbascum densiflorum и Scrophularia nodosa, собранных в период цветения, измельчалась и исчерпывающе экстрагировалась 60%-ным водным этанолом. Контроль за полнотой извлечения осуществлялся методом тонкослойной хроматографии. Экстракты упаривались досуха и далее очищались от сопутствующих примесей адсорбционно-распределительной хроматографией на колонках с силикагелем и полиамидом. Идентичные фракции объединялись и упаривались на роторном испарителе.

Объектом исследований являлся среднеспелый сорт томата Примула. Для предпосевной обработки материала применялся препарат «Молдстим» из семян Capsicum annuum, а также биологически активные соединения — веробаскозиды из растений Verbascum densiflorum и скрофулариозиды из Scrophularia nodosa. Для определения наиболее эффективной концентрации биорегуляторов было проведено лабораторное тестирование. В рамках него посевной материал замачивался в водных растворах полученных веществ в диапазоне концентраций от 0,0001 до 0,01% с экспозицией в 24 часа. Контролем служили семена, выдержанные в воде. Далее они проращивались в термостате при температуре 25ºС. Изучение влияния биорегуляторов растительного происхождения подтвердило, что испытанные вещества в оптимальном содержании оказывали стимулирующее действие на первичные процессы метаболизма семян, повышая энергию прорастания, общую всхожесть и длину проростков.

ДОСТОВЕРНОЕ УЛУЧШЕНИЕ

В ходе производственного опыта для замачивания посевного материала применялись водные растворы биорегуляторов в концентрации 0,01%, отобранные по эффективности действия в результате лабораторного тестирования, с экспозицией в 20–30 минут и последующей подсушкой. В рамках подобного испытания на 20-й день после высева показатели полевой всхожести обработанных семян превосходили контрольный вариант более чем в два раза, что обеспечило появление в производственном опыте дружных и выровненных всходов. Растения в данных схемах отличались интенсивным развитием и сочной окраской листовой розетки. Помимо этого, использование биорегуляторов оказало влияние на дату вступления томатов в фазу плодоношения — она началась на 2–4 дня раньше, чем у контрольных образцов. Следует отметить, что на экспериментальных участках в результате стимулирования ростовых процессов также наблюдалось значительное повышение урожайности — достоверный прирост составил 3,1–11,8 т/га, или 30–54%.

Известно, что для данной сельскохозяйственной культуры важное значение имеет биохимический состав плодов. Анализ показал, что томаты во всех вариантах, где вносились растворы препаратов, по данным параметрам были высокого качества. Общее содержание сахара в экземплярах, полученных на опытных участках, оказалось на 6,1–18,2% больше контрольных цифр, при этом кислотность была ниже, чем у образцов на проверочной делянке. Концентрация витамина С в плодах из обработанных семян также превышала контроль. Помимо этого, применение биорегуляторов способствовало повышению товарного качества овощей. В частности, на вариантах, где был высеян опытный семенной материал, выход стандартных плодов массой 43–51,7 г превышал соответствующий показатель у экземпляров с контрольного участка на 9,2%, то есть с гектара дополнительно было получено 4,7 т стандартных томатов.

Таким образом, проведенные исследования показали, что предпосевная обработка семян биорегуляторами растительного происхождения обеспечивает дружное появление всходов и оптимальную густоту стояния, ускоряет динамику нарастания ассимиляционной поверхности растений и массы плодов, а также уменьшает последствия стрессов, возникающих в процессе развития. В связи с этим при выращивании томатов может быть рекомендовано применение водных растворов биологических веществ, полученных из перца стручкового, коровяка высокого и норичника узловатого, для замачивания семян в качестве важного элемента агротехнологии.