| Краткое содержание: | Обґрунтування необхідності проведення досліджень. Відомо, що найбільш стабільні рівні продуктивності цукрових буряків при високому вмісті цукру в коренях можуть бути досягнуті за рахунок покращення мінерального живлення рослин азотом, фосфором та калієм. Проте, поряд з основними поживними елементами, важливе значення для цукрових буряків мають натрій та магній. Існують припущення, що ця особливість обумовлена специфікою первинних екологічних умов географічного регіону походження рослинних аналогів цукрових буряків.
В даному аспекті особливого значення набуває вчення академіка М.І. Вавілова про центри походження культурних рослин, за яким джерела розповсюдження цукрових буряків належать до Середземноморського центру походження. Дикі пращури цукрових буряків представлені тут головним чином специфічним підвидом Beta maritima L. – буряками приморськими або морськими. Загальною екологічною ознакою для цього підвиду був постійний аерозольний вплив морської акваторії, який означав безпосередню хімічну дію морської води як на вегетативні органи рослин, так і на поверхню ґрунту місцевості існування Beta maritima L.
Аналіз вітчизняних та зарубіжних літературних джерел показав, що дослідження проводилися в двох методичних напрямках: вивчався вплив хлористого натрію на рослини буряків, який вносили в ґрунт у вигляді добрив та вплив передпосівної обробки насіння розчинами, що містять сполуки натрію. Як це не парадоксально, але з поля зору вчених фактично випала можливість вивчення впливу хлористого натрію на вегетативні органи рослин у вигляді аерозольних позакореневих підживлень, які в найбільшій мірі імітують краплево-повітряний вплив морської акваторії.
Умови та методика проведення досліджень. Наукові дослідження проводились протягом 1999–2004 рр. Методика досліджень передбачала проведення лабораторних, мікровегетаційного та польового дослідів.
В лабораторних дослідах вивчалась реакція насіння цукрових буряків на обробку сольовими розчинами натрію та магнію. Дослідження проводились в лабораторії кафедри агрохімії ХНАУ імені В. В. Докучаєва. Дослідна культура – цукрові буряки сорту Веселоподолянський.
Концентрація окремих солей, яка відповідає хімічному складу морської води Середземного моря, була прийнята для кожної солі за 100 %, що дорівнює: NaCl – 27,2 г/л; MgCl2 – 7,7 г/л; MgSO4 – 3,6 г/л. Досліджувані концентрації були виражені в залежності від існуючого 100-відсоткового рівня. Насіння цукрових буряків розміщували у чашках Петрі по 50 штук між двома зволоженими фільтрувальними папірцями і витримували в термостаті при t = + 28 ˚С протягом 10 діб. По необхідності фільтрувальний папір зволожувався. Через 5 діб визначали енергію проростання насіння цукрових буряків, а через 10 діб – їх схожість. Повторність дослідів – триразова. Всі отримані дані оброблялися математично.
Усього було проведено 4 лабораторних досліди за наступними схемами:
Дослід № 1 передбачав вивчення пророщування насіння в наступних розчинах NaCl: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl – 6,8 г/л (25 %); 3. NaCl – 13,6 г/л (50 %); 4. NaCl – 20,4 г/л (75 %);27,2 г/л (100 %); 6. NaCl – 34,0 г/л (125 %).
Дослід № 2 передбачав вивчення реакції насіння цукрових буряків на замочування їх на 2 години 30 хв. в аналогічних розчинах хлористого натрію (схема досліду № 1) з подальшим пророщуванням насіння у дистильованій воді.
Дослід № 3 полягав у вивченні реакції насіння цукрових буряків на пророщування їх в сольових розчинах за наступною схемою: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl – 1,7 г/л (6,25 %) + MgCl2 – 1,9 г/л (25 %) + MgSO4 – 0,9 г/л (25 %); 3. NaCl – 3,4 г/л (12,5 %) + MgCl2 – 3,8 г/л (50 %) + MgSO4 – 1,8 г/л (50 %); 4. NaCl – 5,1 г/л (18,75 %) + MgCl2 – 5,8 г/л (75 %) + MgSO4 – 2,7 г/л (75 %); 5. NaCl – 6,8 г/л (25 %) + MgCl2 – 7,7 г/л (100 %) + MgSO4 – 3,6 г/л (100 %); 6. NaCl – 8,5 г/л (31,25 %) + MgCl2 – 9,6 % (125 %) + MgSO4 – 4,5 г/л (125 %).
Дослід № 4 передбачав вивчення впливу замочування насіння цукрових буряків на їх життєздатність за наступною схемою, де концентрація всіх солей у розчинах дорівнювала 6,25 % від вмісту їх в морській воді: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl (1,7 г/л ); 3. NaCl + MgCl2 (1,7 + 0,5 г/л); 4. NaCl + MgSO4 (1,7 + 0,2 г/л); 5. NaCl + MgCl2 + MgSO4 (1,7 + 0,5 + 0,2 г/л).
Методика мікровегетаційних досліджень передбачала проведення аерозольних позакореневих обробок вегетативних органів рослин цукрових буряків розчином хлористого натрію за наступною схемою: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl – 6,8 г/л (25 %); 3. NaCl – 13,6 г/л (50 %); 4. NaCl – 20,4 г/л (75 %); 5. NaCl – 27,2 г/л (100 %).
Дослід було закладено 13 січня 2000 року у скляних посудинах ємністю 1 л і діаметром 10 см. Ґрунт був відібраний з польового досліду – чорнозем типовий глибокий легкоглинистий на карбонатному лесі – з глибини 0 – 20 см. Підготовку ґрунту для досліду та заповнення ним посудин проводили за методикою Доспєхова. Ґрунт у досліді доводився до 60 % ПҐВ. У першу половину дня рослини освітлювались природно, а у другу – за допомогою тепличного опромінювача ОТ – 400. Обробка рослин почалася 2 лютого і проводилась кожного тижня у кількості 1,5 мл на 1 посудину. Повторення досліду – трикратне.
Згідно з програмою досліджень, кожну декаду визначали біометричні показники розвитку рослин. Після збирання рослин з посудин (17 травня) визначали масу надземної і підземної частин, а також вміст в них сухої речовини і вологи гравіметричним методом (ГОСТ 13586.5-93). Після мокрого озолення в одній наважці визначали вміст азоту (з реактивом Несслера), фосфору (з молібденовою кислотою) і калію (МВВ-31-497058-019-2005). Азот і фосфор визначали колориметрично на ФЕК – 56, а калій – на полуменевому фотометрі.
Головна мета польового досліду – вивчення ефективності застосування сольових розчинів натрію і магнію в якості позакореневих підживлень цукрових буряків. Дослід закладено у 2000 р. на території дослідного поля ХНАУ ім. В. В. Докучаєва на базі багаторічного польового досліду кафедри агрохімії з вивчення ефективності різних рівнів насиченості добривами на урожай та його якість. Ґрунт дослідного поля – чорнозем типовий глибокий легкоглинистий на карбонатному лесі, який характеризується наступними агрохімічними показниками у шарі 0 – 20 см: pHKCl – 6,7; Hг – 2,62 мг-екв, NH4 обм. – 1,30; P2O5 CH3COOH – 10,59; K2OCH3COOH – 22,5; NO3 – 1,4 мг/100 г ґрунту. Вміст гумусу – 5,4 – 5,5 %.
Метеорологічні умови в роки досліджень відрізнялися від середньобагаторічних і не були подібні між собою. Вегетаційний період 2000 р. проходив в умовах досить високих середньодобових температур повітря та значного дефіциту вологи у повітрі та ґрунті, особливо у серпні. Найбільш сприятливим за опадами і температурою був вегетаційний період 2003 р., що сприяло отриманню високих урожаїв цукрових буряків. Початок вегетаційного періоду 2004 р. був прохолодним і посушливим. Однак у період найбільшого споживання вологи рослини потрапили у кращі умови за вологозабезпеченням та температурним режимом.
Агротехніка вирощування цукрових буряків – загальноприйнята для зони Лісостепу. Аерозольні позакореневі обробки вегетативних органів рослин проводили за наступною схемою: 1. Контроль (без обробки); 2. H2O (дистильована); 3. NaCl (27,2 г/л розчину); 4. MgSO4 (3,6 г/л розчину); 5. NaCl + MgSO4 (27,2 + 3,6 г/л розчину). Згідно зі схемою досліду обробки проводили на двох фонах: неудобреному та при основному внесенні добрив у кількості N140P70K70. Для цього вносили 400 кг/га аміачної селітри, 350 кг/га суперфосфату та 116,7 кг/га хлористого калію.
Кількість дослідних рослин на кожному варіанті становила 10 шт. Повторення досліду – трикратне. По кожному повторенню проводилась обробка та подальші спостереження для 10 рослин, тобто масив отриманих даних для кожного варіанту складав 30 визначень.
Витрати розчину на 1 га становили 250 л. Обробки розпочали у 1 декаді липня. Протягом вегетаційного періоду було здійснено 9 обробок. Загальна кількість NaCl та MgSO4, внесених на 1 га, становила 61,2 та 8,1 кг відповідно.
Протягом вегетаційних періодів 2000, 2003 та 2004 рр. вели фенологічні спостереження за рослинами та біометричні вимірювання: через кожні 10 діб визначали висоту рослин, площу листкової поверхні рослини, питому вагу листової пластинки та обводненність гички. Тричі за вегетацію відбирали рослинні зразки (по 6 рослин з кожного варіанту) і визначали масу надземної та підземної частин рослини (зважуванням), цукристість коренеплодів – поляриметричним методом (методом гарячої дігестії) на цукрометрі, вміст в них сухої речовини (гравіметричним методом).
Перший відбір рослинних зразків проводили у 3-ій декаді червня, другий – кінець липня – початок серпня, третій – 2 – 3 декада вересня. Рослинні зразки піддавали мокрому озоленню сірчаною кислотою та пероксидом водню, потім в них визначали: азот – з реактивом Несслера, фотоколориметрично на ФЕК – 56; фосфор – з молібденовою кислотою, фотоколориметрично на ФЕК – 56; калій – на полуменевому фотометрі.
Збирання урожаю коренеплодів проводили вручну з наступним доочищенням і роздільним зважуванням коренеплодів і гички (по 24 рослини на кожному варіанті). Урожайні дані було оброблено математично за методом Б.О. Доспєхова.
Ґрунтові зразки відбирались після обліку урожаю по всіх варіантах польового досліду з шару 0 – 20 см, в яких визначали склад та кількість поглинених катіонів ґрунту (ДСТУ.ISO.11260-2001) та гідролітичну кислотність (ГОСТ 26212-91).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Дослідження впливу розчинів солей натрію та магнію на показники життєздатності насіння цукрових буряків (лабораторні досліди). Результати лабораторного досліду № 1, дозволяють зробити висновок, що розчин NaCl у концентраціях більше 25 % від вмісту його в морській воді має абсолютну інгібуючу дію в якості зволожуючого фактора на проростання насіння цукрових буряків. При пророщуванні насіння у 25 %-ному розчині NaCl показники життєздатності насіння були майже вдвічі нижчими, ніж при замочуванні їх у воді.
Результати лабораторного досліду № 2 показали, що максимальні показники життєздатності насіння спостерігались на варіанті з NaCl – 50 %. Тут енергія проростання дорівнювала 39,3 %, а схожість – 41,3 %, що більше контролю на 12,6 та 10,6 % відповідно.
У той же час, дані лабораторного досліду № 3 свідчать, що при замочуванні насіння цукрових буряків в розчинах солей не тільки натрію, але й магнію, максимальну енергію проростання і схожість одержали при застосуванні розчину, який містив 6,25 % NaCl та по 25 % MgCl2 і MgSO4 від вмісту цих сполук в морській воді. Вони складали відповідно 47,3 та 56,0 % проти 36,0 та 52,0 % на контрольному варіанті. Із збільшенням концентрації солей у розчинах показники життєздатності насіння помітно зменшувалися.
За результатами досліду № 4 встановлено, що найкращих показників життєздатності насіння цукрових буряків можна досягти при сумісному використанні солей у співвідношенні 1,7 г/л NaCl, 0,5 г/л MgCl2 та 0,2 г/л MgSO4. Енергія проростання збільшилась до 38,7 %, а схожість до 54,0 %, що більше контролю на 5,4 та 16,0 % відповідно.
Дослідження впливу розчинів солей натрію та магнію в якості позакореневих підживлень на ріст і розвиток рослин цукрових буряків (мікровегетаційний дослід). Проведення мікровегетаційного досліду показало, що вже на ранніх етапах розвитку рослини, які оброблялися розчинами NaCl, позитивно відрізнялися від контролю по висоті. Найвищі рослини спостерігалися на варіанті з NaCl – 50 % і переважали контроль на 1,6 см. На момент збирання рослин з посудин ця різниця збільшилася до 2,2 см. Результати визначень площі листкової поверхні рослин дозволяють зробити досить обґрунтований висновок про позитивну дію позакореневих підживлень розчинами NaCl на розвиток листового апарату дослідних рослин. Причому, на ранніх фазах розвитку цукрові буряки найкраще реагують на невисокі дози NaCl, а в більш пізні строки – максимального позитивного ефекту було досягнуто на варіанті з NaCl – 100 %, де площа листкової поверхні рослини дорівнювала 61,5 см2 і переважала контроль майже на 12 см2. Також у цих рослин спостерігалася найбільш обводнена гичка – 84,5 % проти 80,0 % на контрольному варіанті та максимальний вміст сухої речовини в коренеплодах, який перевищував контроль на 1,4 %.
Аналіз рослинної маси на вміст азоту показав, що процес накопичення цього елементу живлення на 5-ому варіанті проявлявся активніше за інші і його вміст в гичці тут дорівнював 2,2 %, що більше контролю на 0,15 %. В коренеплодах навпаки – чим більше концентрація сольового розчину, тим менше азоту міститься в них. Так, на варіанті з NaCl – 100 % його вміст дорівнював 0,77 %, що на 0,59 % менше за контроль. Аналогічну тенденцію до збільшення вмісту в гичці і зменшення в коренеплодах ми спостерігали при визначенні вмісту фосфору в рослинах цукрових буряків. Результати визначення вмісту калію в рослинах цукрових буряків дозволяють зробити висновок про відсутність будь-якого впливу позакореневих підживлень рослин розчинами хлористого натрію на їх калійне живлення.
Зважування рослин після збирання їх з посудин показало, що позакореневі обробки розчинами NaCl призвели до деякого збільшення маси гички в порівнянні з контролем. Те, що ми не виявили очікуваного позитивного впливу розчину NaCl на збільшення маси коренеплоду цукрових буряків, на наш погляд, можна пояснити дуже ранніми строками забирання рослин з посудин, внаслідок чого позитивна дія розчину NaCl ще не встигла проявитися у повній мірі.
Ефективність позакореневих підживлень цукрових буряків розчинами солей натрію та магнію на чорноземі типовому (польовий дослід). Ріст і розвиток дослідних рослин. Вимірювання висоти рослин протягом трьох вегетаційних періодів свідчать про позитивний вплив розчинів солей натрію та магнію на висоту цукрових буряків на обох досліджуваних фонах. Максимального ефекту було досягнуто при застосуванні розчину хлористого натрію. В середньому за три роки досліджень висота рослин на цьому варіанті перевищувала контроль на неудобреному фоні на 9 см і на удобреному на 6 см відповідно.
Результати біометричних вимірювань показали, що позакореневі обробки цукрових буряків розчинами солей натрію та магнію мали також позитивний вплив і на показники довжини і ширини листя та їх кількість, що, у свою чергу, не могло не відобразитись на площі листкової поверхні дослідних рослин. Максимальні показники на обох фонах характерні для варіантів із застосуванням розчину NaCl + MgSO4. Протягом вегетаційних періодів 2000 та 2003 рр. найбільша площа була у 2-й декаді серпня і перевищувала контроль на неудобреному фоні на 13,0 та 45,0 дм2 відповідно, а на удобреному – на 4,0 та 16,7 дм2. Протягом вегетації 2004 р. максимально розвинутий листковий апарат на неудобреному фоні ми спостерігали наприкінці липня, де площа дорівнювала 55,8 дм2 проти 23,0 дм2 на контролі. Для удобреного фону максимальними показниками характеризувався кінець серпня – відповідно 65,2 проти 46,9 дм2.
Визначення питомої ваги листкової пластинки протягом трьох років показали, що обробки рослин розчином хлористого натрію максимально збільшили її на обох досліджуваних фонах, яка в середньому дорівнює 4,3 г/дм2, що більше контролю на 0,5 г/дм2. Інші розчини, крім сульфату магнію, теж сприяли деякому збільшенню цього показника.
Максимальний вміст вологи на неудобреному фоні протягом вегетаційного періоду спостерігався при обробці рослин розчином NaCl. У вересні 2000 та 2003 рр. різниця між цим варіантом та контролем досягала 10 %. На фоні внесених добрив розчини солей натрію та магнію теж сприяли збільшенню вмісту вологи в надземних органах рослин, але в дещо меншій мірі.
Результати досліджень вмісту сухої речовини в коренеплодах цукрових буряків показали, що на контрольних варіантах її містилося в середньому близько 28 % на обох досліджуваних фонах. При обробці рослин розчином хлористого натрію цей показник був вищим за контрольні на 1 % при внесенні добрив та на 2 % без їх внесення, що дозволяє нам говорити про наявність позитивного ефекту від застосування цього розчину.
Таким чином, наведені вище результати трирічних досліджень дозволяють зробити висновок про існування стабільної чітко вираженої позитивної залежності між позакореневими обробками цукрових буряків розчинами солей натрію та магнію і біометричними показниками розвитку рослин.
Особливості мінерального живлення рослин. Аналіз рослинної маси на вміст основних елементів живлення показав, що позакореневі обробки цукрових буряків сольовими розчинами впливають на азотне живлення рослин (табл. 1). Найбільш чітко це простежується при використанні розчину хлористого натрію на неудобреному фоні, де вміст загального азоту в надземних органах в порівнянні з контролем збільшився на 0,37 %. У коренеплодах спостерігається зменшення кількості азоту на варіанті з хлористим натрієм на 0,03 % та збільшення на аналогічну величину при використанні розчину NaCl+MgSO4. Розчин сульфату магнію окремо не впливав на вміст загального азоту в коренеплодах. На фоні внесених добрив максимальний вміст загального азоту в гичці рослин спостерігався на контрольному варіанті і становив 2,49 %. У коренеплодах найбільше азоту містилось на варіанті з розчином NaCl + MgSO4 – 0,80 %, що більше контролю на 0,04 %. На інших варіантах цей показник не перевищував контрольні дані. Суттєвих змін у фосфорно-калійному живленні дослідних рослин від застосування позакореневих підживлень сольовими розчинами не спостерігалося. |
