Изучение морфологических показателей и урожайности овощных культур на фоне внесения влагосорбентов в закрытом грунте

В статье представлены результаты опытов по оценке метода внесения влагосорбентов в почву в за­крытом грунте, оптимизированы способы внесения и дозы гидрогелей в общую почвенную смесь с последующим перемешиванием и высевом семенного материала, а также путем внесения по грядкам одновременно с посевом овощных культур. Испытывались следующие варианты внесения гидрогеля с различными почвенными смесями: контроль, почвосмесь + опилки, почвосмесь + гидрогель, почво-смесь + опилки + гидрогель. Опыты закладывали последовательно в весенний, летний и осенний пе­риод, без смены грунта. Установлено, что использование влагосорбентов в закрытом грунте способст­вует повышению всхожести семенного материала овощных культур, ускорению роста и увеличению накопления товарной массы. 

Актуальность. В последние годы особое внимание исследователей уделено сшитым полимерам, так называемым супервлагоабсорбентам или гидрогелям. Благодаря комплексу варьируемых уни­кальных свойств супервлагоабсорбенты нашли на мировом рынке самое широкое применение в ме­дицине, промышленности, сельском хозяйстве, при решении водных и экологических проблем.

В настоящее время все больше стран мира сталкиваются с проблемами дефицита питьевой и по­ливочной воды, особенно в странах аридного пояса. Часть территории Казахстана также находится в зоне рискованного земледелия, что связано с дефицитом поливочной воды, высокими летними тем­пературами, интенсивным испарением почвенной влаги, низким плодородием почвы и слабым усвоением используемых удобрений. Использование современных влагосорбентов отечественного производства позволит повысить всхожесть семенного материала, уменьшить отмирание молодых всходов из-за дефицита почвенной влаги.

Объекты и методика исследований

Объектами исследований являлись овощные культуры: редис сорта Вера, редис сорта РКБК, листовой салат Руккола, листовой салат сорта Кучерявец Одесский, петрушка листовая.

Опыты для овощных культур проводили в закрытом грунте, посев производили в посадочные ящики, содержание опытов осуществляли в лаборатории молекулярной генетики и биотехнологии биолого-географического факультета КарГУ им. Е.А.Букетова.

При закладке опытов с овощными культурами (редис сорта Вера, редис сорта РКБК, листовой салат Руккола, листовой салат Кучерявец Одесский, петрушка листовая) в закрытом грунте нами ис-пытывались следующие варианты:

  • готовые почвосмеси для овощных культур;
  • готовые почвосмеси + гидрогель;
  • готовые почвосмеси + опилки;
  • готовые почвосмеси + опилки + гидрогель.

Гидрогель вносили в 2-х вариантах: внесение при подготовке почвенной смеси с последующим перемешиванием объемов; внесение по рядкам непосредственно при посеве овощных культур(рис. 1).

Посев семенного материала проводили в 3 срока (февраль, июнь, август 2014 г.) для оценки эф­фективности 1-кратного внесения влагосорбентов. Посев в каждой серии опытов проводили одно­временно. Семенной материал делился на партии высева по количеству семянок. Посев салатов про­изводили поверхностно, семена редиса заделывали на глубину 0,5 см.

Оценку биологии прорастания семян и всхожесть оценивали в грунтовых условиях, с примене­нием стандартных методик [1-6]. Фиксировали следующие показатели: всхожесть, энергию прорас­тания, выживаемость проростков.

Подготовка посадочных ящиков по вариантам опыта

Культивирование овощных культур осуществляли в течение 3-4 недель, после чего растения выкапывались, оценивались морфологические показатели и урожайность.

Статистическую обработку результатов проводили при помощи программы Excell 2010.

Результаты и их обсуждение

На 1-м этапе в закрытом грунте нами проведены исследования по возможности проращивания семенного материала полностью на влагосорбентах, чтобы определить возможность использования в качестве основы для гидропонной культуры. Однако результаты показали, что на фоне внесения влагосорбентов семена овощных культур прорастали на 40-60 % хуже, чем в почвенной смеси с гид­рогелем (табл. 1, рис. 2); увеличивалось время получения всходов, снижались морфологические пока­затели проростков. Аналогичные результаты были получены при проращивании салата Руккола (рис. 3).

Биология прорастания семенного материала редиса сорта Вера на влагосорбентах и на чашках Петри (на 7-е сутки после начала прорастания)

По-видимому, это связано с тем, что семена при прорастании требуют значительного количества влаги, однако в начальный период прорастания гидрогель не «отдает» влагу в нужной мере, что за­держивает как прорастание, так и сам рост молодых проростков. В дальнейшем, после формирования начальной корневой системы, всасывающая сила корней позволяет успешно использовать абсорби­рованную влагу.

Заложены опыты по оценке метода внесения влагосорбентов в почву. Гидрогели вносили дози-рованно в общую почвенную смесь с последующим перемешиванием и высевом семенного материа­ла, а также путем внесения по рядкам одновременно с посевом овощных культур (рис. 4).

Показатели всхожести семенного материала овощных культур при различных формах внесения влагосорбентов

Рисунок 4. Показатели всхожести семенного материала овощных культур при различных формах внесения влагосорбентов

Определено, что внесение в общую почвенную смесь с последующим высевом менее эффективно, чем внесение вместе с семенами по рядкам. Варианты с внесением гидрогелей в общую почвенную смесь показали результаты на 5-7 % хуже, чем в варианте внесения вместе с семенным материалом.

Таким образом, внесение влагосорбентов лучше производить вместе с семенным или посадоч­ным материалом.

На втором этапе нами заложены опыты с различными почвенными смесями. Опыты закладывали последовательно в весенний, летний и осенний период, без смены грунта. Полив проводили дозиро-ванно 2 раза в неделю нормами 200 мл на 0,003 м3.

Результаты показали, что на фоне внесения влагосорбентов наблюдается более активное и дружное прорастание семенного материала овощных культур (рис. 5-7, табл. 2).

Фотографии вариантов опытов по получению всходов редиса сорта Вера

Фотографии вариантов опытов по получению всходов редиса сорта РКБК

Фотографии вариантов опытов по получению всходов салата Руккола

Результаты прорастания семенного материала овощных культур в зависимости от почвенной смеси (средние показатели по трем повторностям опыта)

Результаты прорастания семенного материала овощных культур в зависимости от почвенной смеси (средние показатели по трем повторностям опыта)

Начало прорастания обоих сортов редиса в закрытом грунте в контрольном варианте отмечено на 5-6-е сутки после посева, вариант с применением опилок прорастал на 3-4-е сутки, варианты с гидрогелем прорастали на 2-3-е сутки. Массовые всходы в опытных вариантах с гидрогелем появи­лись на 3-4 суток раньше, чем в контроле.

Прорастание салата Кучерявец Одесский в контрольном варианте началось на 7-8-е сутки после посева, варианты с гидрогелем прорастали на 5-6-е сутки, вариант с применением опилок прорастал на 4-5-е сутки, варианты с гидрогелем прорастали на 6-7-е сутки. Так же как для сортов редиса, мас­совые всходы получены раньше на 3-4 суток у вариантов с применением влагосорбентов.

Салат Руккола в контрольном варианте начал прорастать на 4-5-е сутки после посева, варианты с гидрогелем прорастали на 3-4-е сутки, вариант с применением опилок прорастал на 4-5-е сутки, варианты с гидрогелем прорастали на 3-4-е сутки. Массовые всходы получены раньше на 2-3 суток у вариантов с применением влагосорбентов.

Начало прорастания петрушки листовой в контрольном варианте наблюдалось на 13-14-е сутки после посева, варианты с гидрогелем прорастали на 10-11-е сутки, вариант с применением опилок прорастал на 14-15-е сутки, варианты с гидрогелем прорастали на 12-13-е сутки. Массовые всходы в опытных вариантах с гидрогелем появились на 3-4 суток раньше, чем в контроле (табл. 3).

Даты появления всходов овощных культур в закрытом грунте в 2014 г.

Результаты показывают, что в 4-м варианте (почвосмесь + опилки + гидрогель) более низкие по­казатели выживаемости молодых растений, так как в закрытом грунте наблюдается поражение про­ростков грибковыми заболеваниями. Это происходит из-за создания режима повышенной влаги в почве за счет 2-х мульчирующих компонентов.

Таким образом, использование гидрогелей в сочетании с другими увлажняющими и мульчи­рующими компонентами не рекомендуется.

Вес овощных культур после 3-4 недель вегетации показал, что внесение гидрогеля способствует накоплению вегетативной массы, т.е. повышению урожайности корнеплодов и листовой массы (рис. 8).

Урожайность видов и сортов овощных культур в различных вариантах опыта с применением влагосорбентов

Рисунок 8. Урожайность видов и сортов овощных культур в различных вариантах опыта с применением влагосорбентов (в пересчете на вес 1-го товарного растения, г)

Урожайность сортов редиса РКБК и Вера, листового салата Руккола, Кучерявца Одесского и петрушки листовой в вариантах опыта с влагосорбентами оказалась выше, чем в контроле, причем наилучшие показатели получены при использовании почвенной смеси с внесением гидрогеля (табл. 4).

Размеры растений по вариантам опыта

Кратность использования грунта с внесенными влагосорбентами показала, что указанные выше показатели сохраняются как в 1-м применении, так и после 3-го применения, что позволяет осущест­влять многократное использование мульчирующего материала в закрытом грунте (рис. 9).

Результаты урожайности редиса сорта Вера в кратных посевах после внесения влагосорбентов

Рисунок 9. Результаты урожайности редиса сорта Вера в кратных посевах после внесения влагосорбентов

Таким образом, нами определен оптимальный способ внесения влагосорбентов — использова­ние при посеве вместе с семенным материалом. Использование влагосорбентов в закрытом грунте способствует повышению всхожести семенного материала овощных культур, ускорению роста и уве­личению накопления товарной массы.

Заключение

На основании проведенных исследований был сделан вывод о том, что оптимальный способ внесения влагосорбентов лучше производить вместе с семенным или посадочным материалом.

Выявлена кратность использования грунта с внесенными влагосорбентами, которая показала, что указанные выше показатели сохраняются как в 1-м применении, так и после 3-го применения, что позволяет осуществлять многократное использование мульчирующего материала в закрытом грунте.

Урожайность сортов редиса РКБК и Вера, листового салата Руккола, Кучерявца Одесского и петрушки листовой в вариантах опыта с влагосорбентами оказалась выше, чем в контроле, причем наилучшие показатели получены при использовании почвенной смеси с внесением гидрогеля.

Следует отметить, что использование влагосорбентов в закрытом грунте способствует повыше­нию всхожести семенного материала овощных культур, ускорению роста и увеличению накопления товарной массы.

Исследования выполнены в рамках грантового проекта КНМОН РК «Создание новых влагосор­бентов на основе сополимеров ненасыщенных полиэфирных смол для улучшения показателей всхо­жести и продуктивности некоторых сельскохозяйственных культур 2013-2015гг».

 

 

Список литературы

  1. Зорина М.С., Кабанов С.П. Определение семенной продуктивности и качества семян интродуцентов // Методики ин-тродукционных исследований в Казахстане: Сб. науч. тр. — Алма-Ата: Наука, 1976. — С. 75-85.
  2. Методика определения качества семян. ГОСТ 12038-84. — М., 1984. — 15 с.
  3. Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений: Семя. — Л.: Наука, 1990. — 204 с.
  4. Saatkamp A., Affre L., Dutoit T., Poschlod P. The seed bank longevity index revisited: limited reliability evident from a buri­al experimental and database analyses // Ann. Bot. — 2009. — 104. — P. 715-725.
  5. Bekker R.M., Bakker J.P., Grandin U., Kalamees R., Milberg P., PoschlodP., Thomson K., Willems J.H. Seed size, shape and vertical distribution in the soil: indicator of seed longevity // Functional Ecology. — 1998. — 4. — P. 834-842.
  6. Thomson K., Bakker J.P., Bekker R.M. The soil seed banks of North West Europe: methodology, density and longevity. — Cambridge: University Press, — 140 p.
Фамилия автора: С.У.Тлеукенова, М.Ю.Ишмуратова, Е.А.Гаврилькова, А.Е.Алимбаева
Журнал: Вестник Кар
Год: 2015
Город: Караганда
Категория: Биология
Яндекс.Метрика