Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОГУРЦА В ЗАКРЫТОМ ГРУНТЕ

Олива Т.В. 1 Лицуков С.Д. 1 Панин С.И. 1 Манохина Л.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина»
Изучена стимуляция продукционных процессов при выращивании тепличной культуры огурца гибрида Мева F1 с применением инновационных хелатных микроудобрений «Органомикс» и «Органо-бор». В состав удобрений входят природный биостимулятор биофлавоноид дигидрокверцетин и в активной хелатной форме биогенные макро- и микроэлементы (магний, сера, марганец, железо, цинк, медь, кобальт, бор и молибден). Для капельного полива установлена оптимальная (0,1 мг/л) и токсичная (0,3 мг/л) доза внесения бора в виде раствора хелатного комплекса «Органо-бор». В статье обоснованы результаты усиления фотосинтетической активности и метаболизма растения, увеличения динамики роста и формирования количества завязей плода. Показано влияние удобрений на физиологические процессы и изменение химического состава органов огурца. Установлены ряды распределения биогенных элементов в вегетативных органах и плодах культуры огурца . Уровень токсичных элементов кадмия и свинца в плодах огурца был значительно ниже ПДК, а ртуть и мышьяк обнаружены не были. Применение дополнительной подкормки увеличивает в тканях листа уровень сухого вещества, массовую долю азота и белка (р < 0,05), хлорофилла (р < 0,01) и витамина С. Это ускоряет начало процесса плодоношения в среднем на 2–3 дня, а также повышает урожайность огурца гибрида Мева F1 в среднем на 26–36 % по сравнению с контрольным вариантом. Рентабельность производства огурца повышена в среднем на 46–65 %. Содержание нитратов в огурцах было ниже ПДК. Выращивание огурцов с применением изучаемых микроудобрений является ресурсосберегающей и экологически безопасной технологией возделывания культуры огурца гибрида Мева F1.
теплица
капельный полив
партенокарпический гибрид огурца
подкорневая подкормка
хелатное микроудобрение «Органомикс»
хелатное микроудобрение «Органо-бор»
1. Селиванова М.В. Влияние удобрений на структуру урожая огурца в защищенном грунте / М.В. Селиванова, О.Ю. Лобанкова, В.В. Агеев // Вестник АПК Ставрополья. – 2013. – № 1 (9). – С. 28–31.
2. Селиванова М.В. Применение удобрений и их сочетаний в подкормку огурца в защищенном грунте – резерв сокращения затрат и повышения урожайности / М.В. Селиванова, А.Н. Есаулко, О.Ю. Лобанкова, В.В. Агеев // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view id=9191.
3. Олива Т.В. Использование хелатного микроудобрения и гумата в технологии выращивания тепличного огурца / Т.В. Олива, Л.А. Манохина, Е.А. Кузьмина // Успехи современной науки и образования. – 2016. – Т. 7, № 12. – С. 139–144.
4. Колесниченко Е.Ю. Влияние органоминеральных удобрений на выращивание рассады культуры огурца гибрида Гладиатор F1 в условиях защищенного грунта / Е.Ю. Колесниченко // Успехи современной науки. – 2016. – Т. 10, № 11. – С. 136–140.
5. Олива Т.В. Экологическая безопасность с.-х. технологий и управление качеством продукции на основе современных методов с.-х. биотехнологии / Т.В. Олива / В кн.: Национальные проекты и сбережение нации. – М.: ИНИОН РАН. – 2008. – С. 365–368.
6. Литвинов С.С. Защищенный грунт: стратегия развития / С.С. Литвинов // Картофель и овощи. – 2013. – № 10. – С. 20–21.
7. Медведев С.С. Механизмы регуляции морфогенеза растений / С.С. Медведев // В мат. VII съезда общества физиологов растений России. Материалы докладов (в двух частях). Часть II. Нижний Новгород. – 4–10 июля 2011. – С. 470–471.
8. Костин В.И. Влияние регуляторов роста на фотосинтетическую активность растений и урожайность тепличного огурца и томата / В.И. Костин, П.В. Смирнов, Н.И. Епифанов // Гавриш. – 2013. – № 4. – С. 17–19.

Потребность тепличных овощных культур в биогенных микроэлементах из питательного раствора для гидрополива различная. Для отдельных культур обнаружена тенденция их повышенного накопления в вегетативных органах и плодах [1–3]. Формы химического соединения, из которых растения поглощают элементы питания, также влияют на содержание элементов в питательном растворе капельного полива [4]. Поэтому для повышения продуктивности и урожайности сельскохозяйственных культур необходимо знать форму соединения биогенных элементов и их оптимальное содержание в растворе системы капельного полива растений. В то же время для управления устойчивым качеством экологически безопасной продукции необходимо внедрение методов сельскохозяйственной биотехнологии [5, 6]. Исходя из этого целью работы является изучение особенностей применения инновационных хелатных комплексов микроэлементов при выращивании культуры партенокарпического гибрида огурца Мева F1 с использованием системы капельного полива в условиях ООО СХП «Теплицы Белогорья».

Материалы и методы исследования

Опыт проводили в соответствии с общепринятой методикой полевого опыта с овощными культурами в сооружениях защищенного грунта по Б.А. Доспехову. Стимуляцию продукционных процессов тепличного огурца осуществляли концентрированными хелатными микроудобрениями, которые были произведены в ЗАО «Петрохим» (Россия, г. Белгород). Жидкое хелатное удобрение «Органо-бор» содержит 110 г/л бора в биологически активной форме ускоренного усвоения в виде четырехкоординированного внутрикомплексного соединения. «Органомикс», включает хелатные формы марганца (8 г/л), железа (30 г/л), магния (5 г/л), серы (21 г/л), цинка (8 г/л), меди (8 г/л), кобальта (0,1 г/л), бора (4 г/л) и молибдена (0,1 г/л). Оба препарата нетоксичны, экологически безвредны, без запаха, не вызывают аллергии и принадлежат к IV классу малоопасных веществ. В состав этих удобрений входит природный биофлавоноид дигидрокверцетин, обладающий свойствами природного биостимулятора. Данные хелаты легко усвояемы растениями и не имеют ожогового эффекта из-за невысоких концентраций при их применении.

Схема опыта включала варианты: контроль – выращивание культуры огурца с применением питательного раствора по схеме выращивания теплицы; вариант 1 – с дополнительной подкорневой подкормкой раствором «Органо-бор» в двух группах с концентрацией 0,1 и 0,3 мг/л (в пересчете на бор); вариант 2 – с подкорневой подкормкой раствором «Органомикс» в концентрации 0,1 мг/л.

В каждом варианте опыта было по 90 растений. Подкормки хелатными удобрениями проводили непосредственно в ватоминеральный кубик под корень растения в фазу формирования первого листа, 3–4 листа, через неделю после переноса растений из цеха рассады в цех роста, перед цветением и в фазу начала образования плодов. Известно, что растения очень чувствительны к потреблению бора и других микроэлементов. Нашей задачей было установить грань между их дефицитом и переизбытком с учетом применения биогенного элемента в хелатной легкодоступной для растения форме.

Семена опытных вариантов предварительно в течение 4 часов замачивали в растворах удобрений, затем проводили высев в насыщенные питательными растворами ватоминеральные кубики Grodan (7х7 см). Температуру среды, влажность субстрата в течение нескольких дней поддерживали в пределах 20 °С и на уровне 75–89 % от наименьшей влагоемкости. Массовые всходы гибрида огурца Мева F1 были на 4 день после посадки: для контрольного варианта – 83,3 %; для варианта 1 и 2 – 94,5 и 97,8 % соответственно. Проводили выбраковку растений. В контрольном варианте выбраковка растений составила 7 %, в первом варианте – 3 %, во втором варианте выбракованных растений не было. Первый настоящий лист у растений появлялся на четвертый день после всходов. В этот период в рассадном отделении поддерживали параметры среды: освещение не менее 10 тыс. люкс, среднесуточная температура воздуха ночью – не менее 18 °С, днем – не менее 21 °С. Второй настоящий лист быстрее формировался у растений второго и первого вариантов опыта (98,0 и 97,7 % от общего количества растений) по сравнению с контрольным вариантом (94,6 %). Однако у огурца из группы с применением раствора с концентрацией активного бора 0,3 мг/л были обнаружены явные признаки борной токсичности. Окантовка второго настоящего листа пожелтела. Известно, что бор не мигрирует из старых листьев во вновь образовавшиеся молодые листья. То есть, с одной стороны, растение требует постоянного внесения биогенного элемента для нормального развития, а с другой стороны, необходимо точно подобрать дозу вносимого быстроусвояемого бора из активной хелатной формы. Из-за признаков токсичности раствор «Органо-бора» в концентрации 0,3 мг/л прекратили применять. Растения огурца сняли с опыта, продолжая проводить наблюдения за развитием растений с применением активного бора в концентрации 0,1 мг/л.

Когда у растения огурца появлялся шестой лист, культуру осторожно перевозили в цех роста теплицы. Растения расставляли по 4 штуки на ватоминеральные маты Grotop. Капельницу для введения питательного раствора подводили в ватоминеральный кубик под каждое растение. Параметры среды в этот период были следующие: освещение не менее 12 тыс. люкс, среднесуточная температура не менее 19 °С. Ec равнялась 2,45–3,30 мСм/см.

На стадии начала плодообразования отбирали по 10 штук из каждой группы методом рандомизации растения для фенологических и биохимических испытаний. Проводили биометрический и биохимический анализ образцов стебля, листа и плода растения огурца по общепринятым методам исследования. Сухое вещество, массовую долю азота, калия и фосфора, минеральные элементы и токсичные вещества определяли по ГОСТ 20851.4, ГОСТ 30181.1, ГОСТ 20851.3 и ГОСТ 20851.2, ГОСТ 30692 и ГОСТ 30178 соответственно. Общий сахар – по Бертрану; витамин С, хлорофилл и каротин – по общепринятым методикам.

Результаты исследования и их обсуждение

В табл. 1 показана динамика высоты растений в период интенсивного вегетативного роста огурца под влиянием изучаемых удобрений после переноса в блок роста теплицы. Изучаемые удобрения стимулировали рост и развитие огурца.

Анализ результатов исследований показывает, что максимальная скорость роста растений огурца под влиянием удобрения «Органо-бор» обнаружена к 22 дню после всходов, а под влиянием удобрения «Органомикс» – к 32 дню после всходов. Интенсивным опережающим ростом растений под влиянием удобрений можно объяснить большее количество образовавшихся завязей. Масса сформированного к 39 дню выращивания растений зеленца огурца из опытных вариантов была значительно больше контрольного варианта. Более интенсивный рост и быстрое начало плодообразования у растения огурца можно объяснить влиянием биогенных элементов из доступных форм изучаемых удобрений на физиологические процессы, протекающие в тканях листа.

Таблица 1

Влияние удобрений на высоту растения огурца гибрида Мева F1

Показатели

Контроль

Вариант 1

± %

к контролю

Вариант 2

± %

к контролю

Высота растений (22 день после всходов), см

31,13 ± 1,50

44,83 ± 1,50*

+ 44,0

42,83 ± 0,67*

+37,6

Высота растений (25 день), см

41,47 ± 2,60

54,82 ± 1,80*

+32,2

51,08 ± 0,88*

+23,2

Высота растений (32 день), см

69,40 ± 1,60

96,33 ± 1,40**

+ 38,8

104,8 ± 0,50**

+51,0

Количество завязей (38 день), шт.

4,0 ± 0,20

6,2 ± 0,20*

+55,0

6,0 ± 0,40*

+50,0

Масса зеленца огурца (39 день), г

8,21 ± 0,20

13,29 ± 0,10*

+61,9

16,20 ± 0,20**

+97,3

Примечание. *– р < 0,05; **– р < 0,01 по сравнению с контролем.

Таблица 2

Влияние удобрений на химический состав листьев рассады огурца

Показатели

Контроль

Вариант 1

± %

к контролю

Вариант 2

± %

к контролю

Массовая доля влаги, %

86,9 ± 0,16

84,89 ± 0,19

–2,3

85,86 ± 0,12

–1,2

Массовая доля общего азота, %

0,59 ± 0,05

0,67 ± 0,04*

+13,6

0,67 ± 0,05*

+13,6

Массовая доля белка, %

3,69 ± 0,31

4,19 ± 0,31*

+13,6

4,19 ± 0,31*

+13,6

Хлорофилл, мг/кг

5600 ± 20

7000 ± 25**

+25,0

6120 ± 15**

+9,3

Каротин, мг/кг

60,0 ± 2,5

54,0 ± 1,6

–10,0

49,0 ± 1,4*

–18,3

Витамин С, мг/кг

46,0 ± 1,9

47,90 ± 1,6

+4,1

47,0 ± 1,5

+2,2

Примечание. *– р < 0,05; ** – р < 0,01 по сравнению с контролем.

В табл. 2 представлены данные о влиянии удобрений на химический состав зеленой массы листьев огурца в пересчете на натуральное вещество в фазу интенсивного роста рассады.

Анализ таблицы показывает, что применение дополнительной подкормки увеличивает в тканях листа уровень сухого вещества, массовую долю азота и белка (р < 0,05), хлорофилла (р < 0,01), витамина С и снижает содержание каротина. Лучшее развитие ассимиляционного аппарата растений свидетельствует об усилении метаболизма в тканях растения, что согласуется с выводами других научных работ [7, 8]. Итак, применение вегетативной подкормки растений способствовало ускорению сроков поступления продукции в среднем на 2–3 дня, а значит, ресурсной экономии воды, электродосвечивания и питательных веществ из удобрений.

Накопление питательных веществ в организме растения в начальную фазу интенсивного плодоношения в вариантах опыта было разным. В табл. 3 представлен химический состав в пересчете на натуральное вещество вегетативных органов огурца в результате применения удобрения «Органо-бор» и «Органомикс».

В табл. 4 представлен химический состав в пересчете на натуральное вещество плодов огурца в результате применения удобрения «Органо-бор» и «Органомикс».

Применение удобрений увеличивало содержание сухого вещества во всех органах растения. Хотя динамика накопления питательных элементов в вегетативных органах и плодах огурца под влиянием удобрений была разная. В листьях и плодах растения наблюдалась общая тенденция увеличения уровня основных питательных элементов, таких как азот и калий. По-разному накапливался фосфор в тканях органов. Отмечено повышение его уровня в стебле и плодах огурца и уменьшение в листьях растения. Максимальное накопление сахара отмечено для листьев растений под влиянием удобрения «Органомикс». Разное присутствие химических элементов в удобрениях по-разному влияло на поступление токсичных металлов в ткани огурца, хотя уровень кадмия и свинца в плодах огурца был значительно ниже ПДК. ПДК для кадмия составляет не более 0,03 мг/кг, для свинца – не более 0,5 мг/кг. Ртуть и мышьяк в растении огурца обнаружены не были. Содержание нитратов в огурцах тоже было ниже ПДК. Поэтому товарную продукцию, выращенную при использовании изучаемых удобрений, согласно нормативам СанПиН 2.3.2.1078 – 2001 надо отнести к группе экологически безопасной.

Анализируя данные табл. 3 и 4, составили ряды распределения биогенных элементов в тканях вегетативных органов и плодах огурца. Убывающие ряды для общего азота, серы, меди, марганца, железа и цинка: лист – стебель – плод; в отношении магния, натрия, калия, фосфора и кальция: лист – плод – стебель; для общего сахара: плод – лист – стебель. При сравнении результатов химического анализа по вариантам опыта обнаружено, что максимальное количество сахара обнаружено в плодах огурцах, которые подкармливали концентрированным микроудобрением «Органомикс». Так как под влиянием удобрений в листьях растения происходят интенсивные метаболические процессы, в тканях огурца также отмечено максимальное накопление общего азота, макро- и микроэлементов.

Применение хелатных борного и комплексного микроудобрений повлияло на среднюю урожайность огурца гибрида Мева F1 (табл. 5).

Таблица 3

Влияние удобрений на химический состав стебля огурца гибрида Мева F1

Показатели

Контроль

Вариант 1

± %

к контролю

Вариант 2

± %

к контролю

стебель огурца

Влага, %

95,30

95,25

–0,05

95,08

–0,23

Зола, %

1,01

1,03

+1,98

1,10

+8,97

Общий азот, %

0,11

0,13

+18,18

0,11

0

Сахар, %

0,03

0,03

0

0,03

0

Кальций, %

0,035

0,040

+14,29

0,50

+28,57

Фосфор, %

0,044

0,045

+2,27

0,050

+13,64

Калий, %

0,458

0,479

+4,59

0,499

+8,95

Натрий, %

0,018

0,013

–27,78

0,019

+5,56

Сера, г/кг

0,14

0,15

+7,14

0,15

+7,14

Магний, г/кг

0,17

0,20

+17,65

0,16

–5,58

Железо, мг/кг

4,54

5,88

+29,59

6,37

+40,31

Цинк, мг/кг

6,95

7,21

+3,74

8,52

+22,59

Медь, мг/кг

0,31

0,35

+12,90

0,46

+48,39

Марганец, мг/кг

0,67

0,76

+13,43

0,73

+8,96

Кадмий, мг/кг

0,006

0,010

+6,67

0,008

+3,33

Свинец, мг/кг

0,62

0,54

–12,90

0,53

–14,52

лист огурца

Влага, %

90,45

89,48

– 1,07

89,88

–0,63

Зола, %

1,88

2,07

+10,11

2,07

+10,11

Общий азот, %

0,51

0,56

+9,81

0,52

+1,96

Сахар, %

0,08

0,085

+6,25

0,09

+12,50

Кальций, %

0,41

0,41

0

0,42

+2,44

Фосфор, %

0,088

0,081

–7,96

0,082

–6,82

Калий, %

0,38

0,45

+18,42

0,40

+5,26

Натрий, %

0,016

0,018

+12,50

0,015

0

Сера, г/кг

0,53

0,74

+39,62

0,76

+43,40

Магний, г/кг

1,09

1,20

+10,08

1,16

+6,42

Железо, мг/кг

12,46

16,88

+35,47

16,32

+30,98

Цинк, мг/кг

6,95

7,21

+3,74

8,52

+22,60

Медь, мг/кг

0,99

1,04

+5,05

1,14

+15,15

Марганец, мг/кг

3,22

3,33

+0,31

3,70

+14,91

Кадмий, мг/кг

0,13

0,17

+3,77

0,17

+3,08

Свинец, мг/кг

0,94

0,94

0

1,00

+6,38

 

Таблица 4

Влияние удобрений на химический состав плода огурца гибрида Мева F1

Показатели

Контроль

Вариант 1

± % к

контролю

Вариант 2

± % к

контролю

Влага, %

95,30

95,25

–0,05

95,08

–0,23

Зола, %

1,01

1,03

+2,18

1,08

+6,93

Общий азот, %

0,10

0,13

+30,0

0,11

+10,0

Сахар, %

0,55

0,55

0

0,60

+9,09

Кальций, %

0,35

0,40

+14,30

0,50

+42,86

Фосфор, %

0,44

0,45

+2,27

0,50

+13,64

Калий, %

0,458

0,479

+4,59

0,499

+8,95

Натрий, %

0,060

0,050

–16,67

0,050

–16,67

Сера, г/кг

0,14

0,10

–14,29

0,14

0

Магний, г/кг

0,46

0,48

+4,35

0,36

–21,74

Железо, мг/кг

4,49

4,52

+0,67

5,11

+13,81

Цинк, мг/кг

1,06

1,74

+64,15

1,68

+58,49

Медь, мг/кг

0,29

0,31

+6,90

0,39

+34,48

Марганец, мг/кг

0,64

0,66

+3,13

0,67

+4,69

Кадмий, мг/кг

0,011

0,016

+4,46

0,013

+1,82

Свинец, мг/кг

0,177

0,118

–33,33

0,148

–16,38

 

Таблица 5

Влияние удобрений на структуру урожая огурца гибрида Мева F1

Показатели

Контроль

Вариант 1

Вариант 2

Урожайность, кг/м2

октябрь

6,0 ± 0,985

8,85 ± 0,339

7,20 ± 0,432

Выход плодов, %

товарных

99,88

99,90

99,90

нетоварных

0,12

0,10

0,10

Урожайность, кг/м2

ноябрь

9,80 ± 0,360

11,80 ± 0,424

11,30 ± 0,283

Выход плодов, %

товарных

99,50

99,79

99,70

нетоварных

0,50

0,21

0,30

Урожайность, кг/м2

декабрь

6,95 ± 0,180

10,20 ± 0,270

10,11 ± 0,365

Выход плодов, %

товарных

99,08

99,30

99,20

нетоварных

0,92

0,70

0,80

Урожайность, кг/м2

в среднем за вегетацию

22,75 ± 0,375

30,85 ± 0,330

28,61 ± 0,326

Выход плодов, %

товарных

98,46

98,99

98,8

нетоварных

1,54

1,01

1,2

Товарная урожайность, кг/м

интервалы

22,40 ± 0,363

30,54 ± 0,322

28,27 ± 0,320

22,037–22,763

30,218–30,862

27,950–28,590

d

 

8,14

5,87

НСР001

 

3,28

4,45

 

Таблица 6

Экономическая эффективность производства товарной продукции огурцов

Показатели

Контроль

Вариант 1

Вариант 2

Урожайность, кг/м2

22,40

30,54

28,27

Закупочная цена 1 кг, руб.

100

100

100

Стоимость продукции, тыс. руб./ т

2240

3054

2827

Затраты, тыс. руб.

1045

1060

1060

Прибыль, тыс. руб.

1195

1994

1767

Рентабельность, %

114,35

188,11

166,70

Результаты математической обработки показали, что доверительные интервалы не перекрываются, фактическая разница между вариантами опыта с удобрениями и контролем больше НСР, следовательно, удобрения оказывают существенное влияние на урожайность огурца гибрида Мева F1. В первом и во втором вариантах опыта товарная урожайность была выше в 1,36 и 1,26 раза соответственно контрольного варианта. Это повысило рентабельность производства огурцов в среднем на 46–65 % (табл. 6).

Заключение

В эксперименте показано, что рекомендуемая научной литературой норма бора в концентрации 0,3 мг/л при включении в питательный раствор для полива огурца в ватоминеральные кубики в виде хелатного активного соединения токсична. Впервые установлена оптимальная доза бора в виде активного хелатного комплекса в питательном растворе для капельного полива в концентрации 0,1 мг/л для снижения выбраковки, повышения продуктивности и урожайности огурца гибрида Мева F1.

Разработанная технология применения минеральных хелатных микроудобрений для замачивания семян, в качестве подкорневой подкормки тепличного огурца, выращиваемого на ватоминеральных кубиках с применением системы капельного полива, создает оптимальные условия роста и развития растения, сокращает период вегетации до образования плодов и таким образом ускоряет сроки поступления продукции. То есть выращивание тепличной культуры огурца гибрида Мева F1 с применением инновационных хелатных микроудобрений «Органо-бор» и «Органомикс» можно отнести к ресурсосберегающей экологически безопасной технологии производства овощей.


Библиографическая ссылка

Олива Т.В., Лицуков С.Д., Панин С.И., Манохина Л.А. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОГУРЦА В ЗАКРЫТОМ ГРУНТЕ // Успехи современного естествознания. – 2017. – № 12. – С. 66-71;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36607 (дата обращения: 28.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674