INFLUENCE OF CHITOSAN ON POTATO PRODUCTIVITY UNDER AEROPONICS CONDITIONS
INFLUENCE OF CHITOSAN ON POTATO PRODUCTIVITY UNDER AEROPONICS CONDITIONS
Abstract
The influence of chitosan growth regulator on productivity of mid-season potatoes of Vostorg variety selection of Federal Potato Research Center named after A.G. Lorkh under aeroponics conditions was studied in the experiment. It was found that treatment of vegetative plants with chitosan leads to an increase in plant height by 25.3%, root length by 8.6%, number of stolons by 39.2%, bush yield by 67.4%, reproduction rate by 26.7%. A slight increase in biochemical parameters of mini-tubers was also obtained. The excess was 14.5% for dry matter, 33.3% for protein content, and 20.4% for starch accumulation. The content of vitamin C remained at the level of control. In general, treatment of vegetative plants with the drug Chitosan at a concentration of 0.01% in aeroponic conditions contributes to obtaining a higher yield with a higher reproduction rate, which is especially relevant at present and promising in potato growing.
1. Введение
Выращивание растений картофеля в условиях аэропоники является в настоящее время перспективным направлением, которое способно обеспечить оптимальные условия для формирования мини-клубней , , . В данном случае преимущество аэропонной технологии состоит в том, что каждую стадию процесса можно регулировать. Поэтому существенное влияние на этот процесс оказывают регуляторы роста, которые способны создавать необходимые условия для активации ростовых процессов, в частности, проявляющихся в повышении продуктивности растений картофеля , .
Регуляторы роста — это вещества, как правило, органического происхождения, которые в малых концентрациях способны изменять количественные и качественные показатели картофеля , .
К регуляторам роста относится препарат Хитозан. Механизм действия которого заключается в активации ростовых процессов, направленных на увеличение показателей роста вегетативных органов , . Данный механизм, по мнению некоторых исследователей, возможен благодаря тому, что Хитозан способен изменять осмотическое давление клеток, а следовательно, это дает возможность лучше поглощать и усваивать воду и питательные вещества из рабочего раствора . По мнению других авторов, Хитозан способен индуцировать деление клеток корней путем активации в них ауксинов и цитокининов, что в итоге приводит к росту корневой системы, а в дальнейшем это способствует повышению продуктивности, т.е. увеличению коэффициента размножения . Есть мнение , что обработка вегетирующей листовой поверхности приводит к увеличению процесса фотосинтеза, что можно объяснить изменением в транспорте через устьичные щели, ускорением транспирации и углеродного метаболизма в растениях, что в итоге приводит к повышению урожайности культуры.
Поэтому цель исследования состоит в изучении влияния Хитозана на продуктивность картофеля в условиях аэропоники. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1) изучить влияние Хитозана на биометрические показатели вегетативных органов растений картофеля в условиях аэропоники;
2) изучить влияние Хитозана на продуктивность корневой системы растений картофеля в условиях аэропоники;
3) изучить влияние Хитозана на биохимический состав мини-клубней картофеля сорта Восторг.
2. Методы и принципы исследования
Исследования проводились в лаборатории физиологии растений и сельского хозяйства кафедры биологии, химии, экологии и методик обучения НГПУ им. К. Минина и в лаборатории биотехнологии на базе ООО «Элитхоз» в 2025 году.
В эксперименте использовали оздоровленный меристемный материал картофеля сорта Восторг, среднеспелой группы селекции ВНИИКХ им. А.Г. Лорха.
Схема опыта включала следующие варианты: 1 вариант — контроль без обработок; 2 вариант — обработка вегетирующих растений Хитозаном в дозе 10 мл/л (0,01%). Опрыскивание вегетирующих растений производили 2 раза (14 и 28 день культивирования в аэропонике) ручным опрыскивателем.
Биометрические параметры вегетативных органов (высоту растений, длину корней, количество столонов) определяли на 42 день, количество мини-клубней, биохимические параметры — на 80 день вегетации .
Полученные результаты обрабатывались статистически с использованием компьютерных программ Microsoft Excel .
3. Основные результаты и обсуждения
Установлено, что в ходе эксперимента Хитозан в концентрации 0,01% способствовал увеличению биометрических показателей вегетативных органов растений картофеля сорта Восторг, выращиваемых в аэропонной установке по вариантам опыта неодинаково (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние Хитозана на биометрические показатели вегетативных органов растений картофеля сорта Восторг в условиях аэропоники
Вариант | Высота растений, см | Длина корней, см | Количество столонов, шт |
Контроль | 45,7 | 50,0 | 18,1 |
Хитозан | 57,3 | 54,3 | 25,2 |
НСР05 | 2,7 | 1,3 | 3,6 |
Примечание: 2025 г
Обработка растений Хитозаном достоверно увеличила высоту растений на 25,3%, по сравнению с вариантом без обработки. Также отмечено, что растения на опытном варианте сформировали более длинные корни. Превышение данного параметра составило 8,6%, по отношению к контрольному варианту, что также является достоверным показателем. Результаты предыдущих опытов свидетельствуют о том, что величина корневой системы определяет продуктивность растений, поэтому растения, имеющие более развитую корневую систему, способны активнее использовать питательные элементы и влагу из питательного раствора, и в итоге продуктивнее развиваться.
Было установлено, что в процессе исследования растения картофеля сорта Восторг сформировали на 39-й день опыта хорошо развитые столоны. Количество столонов при обработке растений препаратом в опыте увеличилось на 39,2%, по сравнению с контролем. Увеличение столонов в дальнейшем, как правило, приводит к увеличению урожая клубней, поэтому данную обработку можно рекомендовать как прием для повышения коэффициента размножения, что является особенно важным и необходимым элементом аэропонной технологии (табл. 2).
Таблица 2 - Влияние Хитозана на продуктивность куста картофеля сорта Восторг в условиях аэропоники
Вариант | Урожайность мини-клубней, г/куст | Средняя масса клубня, г | Коэффициент размножения, шт/раст |
Контроль | 2031,6 | 22,4 | 90,7 |
Хитозан | 3401,3 | 29,5 | 115,3 |
НСР05 | 28,7 | - | - |
Применение препарата Хитозан при выращивании картофеля в условиях аэропоники способствовало не только увеличению высоты растений, длины корней и количества столонов, но также оказало положительное влияние и на урожайность и выход мини-клубней картофеля сорта Восторг. Урожайность с куста в варианте с применением Хитозана превышала данный показатель на 67,4%, по сравнению с контролем. Коэффициент размножения составил на опытном варианте 115,3 шт/раст, на контроле 90,7 шт/раст, что превышает контроль на 26,7%. Средняя масса клубня также была выше на опытном варианте. Параметры продуктивности куста показывают, что эффективность данного приема в условиях аэропоники не вызывает сомнения. Поэтому аэропонные технологии выращивания растений относятся к такому типу биотехнологий, которые могут вывести сельское хозяйство на принципиально новый уровень развития .
Хитозан также способствовал незначительному повышению качественных показателей мини-клубней (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние Хитозана на биохимические показатели мини-клубней картофеля сорта Восторг в условиях аэропоники
Вариант | Сухое вещество, % | Витамин «С», мг% | Белок, % | Крахмал,% |
Контроль | 19,3 | 14,9 | 1,2 | 13,7 |
Хитозан | 22,1 | 15,0 | 1,6 | 16,5 |
НСР05 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,2 |
Наилучший результат был получен при обработке ботвы Хитозаном. Превышение по сухому веществу было достоверным и составило 14,5%, по сравнению с контролем. Содержание витамина С в мини-клубнях после обработки препаратом не изменилось. Данный параметр был в пределах ошибки опыта. По содержанию в мини-клубнях белка опытный вариант достоверно превышал контрольный на 33,3%. Содержание крахмала в мини-клубнях при обработке Хитозаном увеличилось на 20,4%, по сравнению с контрольным вариантом. Видимо, обработка Хитозаном усиливает метаболические процессы в растениях и приводит к более быстрому оттоку органических веществ (ассимилятов) в формирующиеся клубни .
4. Заключение
Выявлено, что препарат Хитозан вызывает увеличение высоты растений (на 25,3%), длины корней (на 8,6%) и количества столонов (на 39,2%), по сравнению с контролем.
Установлено, что обработка растений Хитозаном способствовала увеличению урожайности с куста на 67,4%, средней массы клубня на 31,6%, коэффициента размножения на 26,7%, по сравнению с контролем.
Установлено, что обработка Хитозаном способствовала незначительному повышению биохимических показателей. Превышение по сухому веществу составило 14,5%, по содержанию белка — 33,3%, по накоплению крахмала — на 20,4%, по сравнению с контролем. Изменение по содержанию витамина С было в пределе ошибки опыта.
В итоге, аэропоника имеет большое преимущество в технологиях размножения картофеля. Так как данный метод дает возможность проконтролировать каждую стадию процесса выращивания и поэтому можно добиться высокого коэффициента размножения и получить материал более качественный с помощью различных агротехнических приемов.