Содержание основных элементов минерального питания в растениях и пасоке огурца при прививке на разные подвои

Известия ТСХА, выпуск 4, 2005 год

УДК 635.64

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В РАСТЕНИЯХ И ПАСОКЕ ОГУРЦА ПРИ ПРИВИВКЕ НА

РАЗНЫЕ ПОДВОИ

А.В. ФЁДОРОВ-, Т.Н. ТУТОВА', А.Н. ПАПОНОВ", В.И. МАКАРОВ'

Приводятся данные по изучению физиологической активности корневой системы привитых растений огурца, содержанию основных элементов минерального питания в пасоке, стеблях и листьях. Обнаружено, что прививка на тыкву фиго-листную, твердокорую и крупноплодную привела к увеличению количества пасоки в рассадный период и период цветения растений, в конце вегетации корневая система крупноплодной тыквы выделила наибольшее количество пасоки. Все виды подвоя способствовали увеличению содержания в пасоке нитратного азота. Подвои тыквы фиголистной, твердокорой и крупноплодной, а в конце вегетации и лагенария увеличивали содержание в ней фосфора. В период рассады и цветения прививки на тыкву фиголистную, твердокорую и крупноплодную способствовали повышению содержания в пасоке калия.

Прививка огурца П Эстафета на тыкву фиголистную, твердокорую и крупноплодную способствовала существенному увеличению урожайности.

Прививка овощных культур на устойчивые подвои в настоящее время широко применяется в Европе и Азии. Во многих странах для придания устойчивости к заболеваниям корневой системы и неблагоприятным условиям применяется прививка овощей на межвидовые гибриды, огурца, как правило, тыкву фиголистную и Згсуоэ an.gula.tus [18]. В южной Греции прививается почти 90100% арбузов, 40-50% дынь, 5-10% огурцов и 2-3% баклажан и томатов [19].

Привитые огурцы обладают мощной корневой системой, благодаря которой получают усиленное питание, растения огурца быстрее растут, сильнее развиваются, урожай их резко увеличивается, а вкусовые качества, как показала практика, не изменяются. Кроме того, таким огурцам не опасна и переувлажненность почвы [11].

Применение прививки огурца на различные подвои способствует увеличению площади рабочей поглощающей поверхности корней у растений, у подвоя — тыквы она была больше на 70-130%, чем у огурца. По площади ассимиляционной поверхности привитые растения превосходили растения на собственных корнях на 135-290%. В результате этого урожайность огурца, привитого на тыкву, увеличивалась на 156-201% в сравнении с контролем [5].

Методика

Опыты проводили в условиях зимних остекленных теплиц в зимне-весеннем обороте ОАО «Тепличный комбинат «Завьяловский» Удмуртской Республики. По приходу ФАР республика относится ко 2-й световой зоне.

* ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, ** ФГОУ ВПО Пермская ГСХА им Д.Н. Пря-

нишникова.

В качестве привоя использовали широкораспространенный гибрид огурца Fi Эстафета. Подвоями служили виды тыкв: лагенария (тыква горлянка) — Lagenaria siceraria (Molina) Standi.; фиголистная — Cucurbita ficifolia Bouche, крупноплодная — С. maxima Duch., сорт Волжская серая; твердокорая — С. pepo L., сорт Мозолеевская 49.

Перед рысадкой рассады на постоянное место в грунте определяли содержание питательных элементов объемным методом: pH солевой вытяжки потенциометри-чески по методу ЦИНАО на ионо-мере ЭВ-74, ГОСТ 26483-85; количество нитратного азота по ГОСТ 27753.7-88, аммонийного азота — фотоколориметрически на КФК-2 с использованием реактива Нессле-ра, ГОСТ 27753.7-88; подвижного фосфора — фотоколориметрически, ГОСТ 27753.5-88. Для определения содержания обменного калия использовали пламенный фотометр ПФМ, ГОСТ 27753.6-88. Количество солей определяли измерением электропроводности водной вытяжки на кондуктомере ОК-102/1, ГОСТ 27753.4-88, водорастворимого магния по ГОСТу 27753.9-88.

Анализ почвогрунта в ОАО «ТК «Завьяловский» указывает на повышенное и высокое содержание азота, оптимальное содержание фосфора, калия, умеренное — кальция, повышенное — магния в зимней теплице и оптимальное содержание азота, умеренное — фосфора, повышенное — калия, кальция и магния в весенней теплице. Электропро-

водность грунта нормальная, кислотность грунта слабокислая и нейтральная (табл. 1).

Таким образом, почвогрунты по агрохимическим показателям были пригодны для выращивания огурца.

Посев семян огурца F! Эстафета, тыквы твердокорой, крупноплодной и кабачка проводили 1115 декабря. Прививку осуществляли способом сближения с язычком. Место прививки фиксировали полоской алюминиевой фольги (1,5 х х 5,0 см), толщиной 0,3-0,35 мм. Высадку рассады огурца на постоянное место проводили в фазу 45 листьев, в возрасте 30~35 дней. Плотность посадки 3 раст/м2. С 2004 г. на предприятии внедрена система интегрального капельного полива. Растения выращивали на грунтах с применением системы интегрального полива.

Постановка опытов, проведение учетов и наблюдений осуществляли по [2, 8]. Размещение — рендоми-зированное, повторность — 4-кратная, площадь учетной делянки в 2003 г. — 6 м2, в 2004 — 18 м2.

Для исследования деятельности корневой системы огурца и его подвоев был применен метод пасоки [14]. В пасоке определяли обменную кислотность ионометрическим способом, содержание нитратов, фосфора и калия.

Сбор и анализ пасоки проводили в основные фазы развития: рассады, цветения и при уборке растений. Для сбора пасоки стебель растений огурца срезали на высоте 8-10 см от поверхности почвы, ос-

Таблиц а 1

Агрохимические показатели почвогрунта, мг/л

Год PHkci NMMH. Р2О5 К20 Ca2* Mg2* Е, мСм/см

2002 6,7 97,7 15,6 161,0 88,0 65,0 0,77

2003 6,5 145,5 27,6 149,0 79,0 89,0 1,23

2004 6,6 104,7 30,6 157,4 89,0 54,0 0,80

тавшиися пенечек несколько наклоняли и вставляли в горлышко пробирки (в фазу рассады) или колбы емкостью 200 мл (в остальные фазы). Чтобы сосуд не опрокинулся, его немного заглубляли в грунт. С вечера перед сбором пасоки растения обильно поливали теплой водой. Пасоку собирали 24 ч. Количество измеряли в мл/раст.

После уборки корнесобственные и привитые на разные подвои растения огурца исследовали на содержание зольных элементов [12]. Озо-лоние растительного материала проводили мокрым способом. Содержание азота и фосфора в растворе определяли фотоколориметрически на КФК-2, калия — на пламенном фотометре ПФМ.

Результаты и их обсуждение

Большое значение среди элементов минерального питания в обмене веществ у растений имеет содержание азота, фосфора и калия. Химический анализ растений служит для определения общего количества питательных веществ, потребляемых овощными культурами. Оптимальное валовое содержание азота в листьях в период

плодоношения огурца составляет 2— 2,8% сухого вещества, фосфора — 0,5, калия — 1,0-1,4%. В листовой пластинке оптимальное валовое содержание азота, фосфора и калия в конце плодоношения — соответственно 3,5-4,7%; 0,9-1,1 и 2,5-3,3% сухого вещества.

В.В. Церлинг приводит следующие оптимальные параметры содержания основных элементов в листьях огурца в период плодоношения при выращивании в тепличных условиях, % сухого вещества: общий азот — 4,5-5; фосфор — 0,61-70, содержание калия в стеблях — 3,6-4,2 [17].

Исследования показали, что в листьях растений, привитых на тыкву фиголистную, твердокорую и крупноплодную, существенно больше накапливалось азота — на 7,1-17,9%, чем в листьях корнесоб-ственных растений (рис. 1, 2).

В листьях и стеблях привитых растений огурца фосфора содержалось больше в сравнении с корне-собственными соответственно на 8,3-16,7% и 13,3-26,7%. Прививка на тыкву фиголистную способствовала существенному увеличению содержания калия в листьях растений. В стеблях же у привитых ра-

3,3

1,8

1,5

—

2,6

1,8

1,3

1,3

i йазот  фосфор

I

В калий ;

1,1

Рис. 1

2004 гг.)

С. sativus (К) С. ficifolia С. pepo С. maxima L. siceraria

НСР05 по азоту — 0,2; по фосфору — 0,1; по калию — 0,1 . Содержание основных элементов в листьях растений, % сух. вещ-ва (2003-

азот

фосфор В калий

С. sativus (К) С. ficifolia

С. pepo

С. maxima

L. siceraria

НСР05 по азоту — 0,2; по фосфору — 0,1; по калию — 0,1

Рис. 2. Содержание основных элементов в стеблях растений, % сух. вещ-ва

стений содержание калия снижалось.

Исходя из литературных данных уровень азота в листьях находится на оптимальном уровне, калия — ниже этого уровня, а содержание фосфора высокое. В наших опытах содержание калия в стеблях оказалось выше оптимального уровня.

Поглотительная деятельность корня — одно из звеньев в общем процессе круговорота органических и минеральных вещее! в растения. О процессе передвижения веществ из корневой системы в надземные органы, о накоплении их в корнях можно судить и по концентрации этих веществ в пасоке (соке плача) растений [14].

Существует зависимость между мощностью корневой системы и количеством выделенной пасоки [6, 15]. Имеются данные о том, что общее количество выделенной пасоки находится в некоторой зависимости от роста наземной массы и мощности корневой системы огурца [9].

Некоторые авторы [17] указывают, что в пасоке анализируют как минеральные соединения элементов питания, так и общее их содержа-

ние. В пасоке определяют, прежде всего, содержание азота, фосфора, калия и магния. По количеству пасоки устанавливают величину выноса веществ в пасоке за сутки или иную единицу времени. С увеличением количества фосфора и азота в пасоке повышается их количество в надземных органах [14].

В работе [10] по изучению пасоки огурца были установлены прямые корреляционные зависимости между скоростью выделения пасоки и ассимиляционной поверхностью, содержанием в пасоке азота, фосфора, калия и некоторыми другими морфометрическими показателями растений. Ряд авторов [3] отмечают, что вынос калия с пасокой положительно коррелирует со скоростью выделения пасоки.

В 2003-2004 гг. в рассадный период, во время цветения и уборки растений проводили количественное и качественное исследование пасоки, выделяемой корневой системой растений огурца Е! Эстафета, в зависимости от вида подвоя (табл. 2, рис. 3, 4, 5, 6).

Использование в качестве подвоя тыквы фиголистной, твердоко-

Таблица 2

Качественная характеристика пасоки у корнесобственных и привитых растений огурца

по фазам развития

Подвой pH NO3, мг/л Р2 05, мг/л K2 О, мг/л

Рассада

Cucumis sativus (К) 6,6 135,8 396,7 540,9

Cucurbita ficifolia 6,4 171,4 357,4 532,7

Cucurbita pepo 6,3 191,4 312,2 540,8

Cucurbita maxima 6,2 279,6 465,4 715,6

Lagenaria siceraria 6,2 184,7 212,1 454,9

HCPos 0,2 56,4 66,3 85,8

Цветение

Cucumis sativus (K) 6,8 185,6 187,6 436,0

Cucurbita ficifolia 6,1 232,6 266,9 402,0

Cucurbita pepo 6,2 321,0 239,8 469,6

Cucurbita maxima 6,5 278,1 237,9 493,1

Lagenaria siceraria 6,8 294,9 206,5 401,3

HCPos 0,4 56,6 FO<FO5 43,0

Конец плодоношения

Cucumis sativus (K) 6,4 248 172 409

Cucurbita ficifolia 6,1 261 246 323

Cucurbita pepo 5,7 302 243 126

Cucurbita maxima 5,9 277 221 416

Lagenaria siceraria 5,9 292 203 126

HCPos FC{,<FO5 F())<FO5 F4><Fq5 8,8

рои и крупноплодной привело к существенному увеличению количества пасоки в период цветения растений (НСР05). Более мощная корневая система крупноплодной тыквы, сформировавшаяся к концу вегетации, способствовала увеличению сосущей силы корней и ко-

личества пасоки в это время. Использование в качестве подвоя лагенарии способствовало уменьшению количества выделенной пасоки, даже в сравнении с корнесобственными растениями. Кроме того, применение прививки отразилось также на качественной характеристике пасоки.

5

о" m

Ö ф

т

S

ц о

1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

С. sativus (К) С. ficifolia

С. pepo

С. maxima

L. siceraria

Рис. 3. Количество пасоки у растений огурца в рассадный период в зависимости от вида подвоя, мл

11,60

лг\ сг\

11,60

с S

ó m

Б

<D Т 5

с; о

12,0, 10,0 ; 8,о; 6,0 i 4,0 ! 2,0 i 0,0

С. sativus (К) С. ficifolia

С. pepo С. maxima L. siceraria

Рис. 4. Количество пасоки у растений огурца в период цветения в зависимости от вида подвоя, мл

ц

2

О ш

ь ф

т

S

с;

5

250,0

200,0

150,0

100,0

50,0

209,3

0,0 ;

С. sativus (К) С. ficifolia

20,9

С. pepo С. maxima L. siceraria

Рис. 5. Количество пасоки в конце плодоношения в зависимости от вида подвоя, мл

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

о

ш

&

ф т

5 §

100,0

so.o;

(

60,0; 40,0 ! 20,0 0,0

10,7

С. sativus (К) С. ficifolia  рассада

С. pepo  цветение

С. maxima  конец плод-ия

Рис. 6. Выделение пасоки по фазам развития, % от количества выделенной пасоки в конце плодоношения

Прививка на крупноплодную тыкву способствовала увеличению содержания в пасоке нитратного азота в фазу рассады на 143,8 мг/л. В фазу цветения в пасоке растений, привитых на тыкву твердоко-рую, больше содержалось нитратного азота на 135,4 мг/л, на тыкву крупноплодную — на 92,5 мг/л и на лагенарию — на 109,3 мг/л в сравнении с пасокой, выделяемой кор-несобственными растениями. Подвои тыквы крупноплодной способствовали увеличению содержания фосфора в фазу рассады на 68,7 мг/л; калия — на 174, 7 мг/л в фазу рассады и на 57,1 мг/л — в фазу цветения.

Снабжение побегов цитокинина-ми из корней было открыто О.Н. Кулаевой в 1962 г. В растении ци-токинины синтезируются в растущих кончиках корней, а затем по сосудам ксилемы поступают вместе с пасокой в надземные органы, где и принимают участие в регуляции различных физиологических процессов [7].

Основной парой фитогормонов, контролирующих проявление пола у растений, являются гибберелли-ны и цитокинины. Взаимодействие этих фитогормонов на фоне общего гормонального баланса — важный фактор формирования полового статуса растений. Специфический белок и характерный только для женских растений цитокинин свидетельствуют о том, что образуемый между ними комплекс ин-

дуцирует проявление признаков женского пола [16].

Цитокинины влияют на закладку и развитие генеративных органов. При обработке цитокининами ускоряется зацветание многих растений, причем в этих процессах цитокинины действуют совместно с гибберел-линами. Важную роль играют цито'-кинины и в формировании пола у цветка. Они способствуют закладке женских цветков у огурца, шпината, кукурузы, конопли [1].

Пасоку корнесобственных растений огурца и растений, привитых на тыкву фиголистную и крупноплодную, исследовали на содержание цитокининов зеатина и зеатин-рибозида (Z+ZR) и индолилуксус-ной кислоты (ИУК) (табл. 3).

Увеличение мощности корневой системы у привитых растений огурца способствовало повышению количества выделенной пасоки. У привитых растений с пасокой в надземную часть растений поступает больше цитокининов и ауксинов. Это, в свою очередь, ведет к увеличению вегетативной массы растений, способствует увеличению количества женских цветков, что, в конечном счете, увеличивает продуктивность растений огурца. Полученные результаты согласуются с литературными данными.

Прививка огурца способствовала существенному увеличению ранней (кроме прививки на лагенарию) и общей урожайности в оба года исследований (табл. 4). Прибавка

Таблица 3

Содержание цитокининов и ИУК в пасоке корнесобственных и привитых растений огурца в фазу массового плодоношения, 2004 г.

Подвой

Количество выделенной пасоки, мл Содержание в пасоке, нг/мл

Z+ZR ИУК

54,30 11,64 4,08

75,70 11,89 4,42

209,30 20,39 4,70

Корнесобственный Cucurbita ficifolia Cucurbita maxima

Таблица 4

Урожайность привитой культуры огурца гибрида Р1 Эстафета в условиях зимне-весеннего оборота, кг/м2

Прививка Ранняя Общая

2003 г. 2004 г. средняя 2003 г. 2004 г. средняя

Без прививки (К) 1,85 5,10 3,47 16,86 25,61 21,23

Тыква фиголистная 2,99 5,61 4,30 20,55 27,79 24,17

Тыква твердокорая 2,69 5,45 4,07 18,17 27,52 22,84

Тыква крупноплодная 3,36 6,32 4,84 18,84 29,34 24,09

Лагенария 2,11 5,54 3,82 19,71 28,24 23,97

НСР05 0,11 0,21 0,48 2,07 1,70 1,60

урожайности составила при прививке на тыкву фиголистную — 2,94 кг/м2, крупноплодную — 2,86, лагенарию — 2,74, твердокорую — 1,61 кг/м2 в сравнении с урожайностью корнесобственных растений.

Качество свежих огурцов оценивается по ГОСТу 1726-85 «Огурцы свежие. Технические условия», в котором установлены требования к огурцам, выращенных в открытом и защищенном грунте, заготовляемым, поставляемым и реализуемым для потребления в свежем виде и для промышленной переработки.

Результаты анализа показали, что содержание нитратов в плодах огурца во всех вариантах находилось в пределах нормы для огурцов защищенного грунта 400 мг/кг, а сухого вещества в среднем за 2 года — от 3,3 до 4,4%. При использовании в качестве подвоя различных видов тыкв не увеличивалось содержание нитратов в плодах огурца.

Выводы

1. Использование в качестве подвоя тыквы способствовало увеличению сосущей силы корневой системы, поступлению азота, фосфора и калия в надземную часть растений в фазу цветения независимо от вида подвоя.

2. Прививка на тыкве фиголистной, твердокорой и крупноплодной способствовала увеличению количества пасоки в рассадный период и период цветения растений, в конце вегетации корневая

система крупноплодной тыквы выделила наибольшее количество пасоки. При всех видах подвоев увеличилось содержание в пасоке нитратного азота. Подвои тыквы фиголистной, твердокорой и крупноплодной, а в конце вегетации и лагенария обеспечивали увеличение содержания фосфора. В период рассады и цветения прививки на тыкву фиголистную, твердокорую и крупноплодную привели к повышению содержания в пасоке калия.

3. У привитых растений с пасокой в надземную часть растений поступает больше цитокининов и ауксинов.

4. Прививка огурца Б\ Эстафета на тыкву фиголистную, твердокорую и крупноплодную привела к существенному увеличению урожайности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Безуглова О.С. Удобрения и стимуляторы роста. Ростов н/Д.: Феникс, 2000.— 2.,Велик В.Ф. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве. М.: Агропромиздат, 1992. — 3. Гази-зов И.С., Зялалов А.А., Ионенко И.Ф., Гази-зова Н.И. Поглощение воды растениями при введении соли калия в их надземные органы // Физиология растений, 1995. Т. 42. № 3. С. 438-442. — 4. Глупцов Н.М. Агрохимическая лаборатория овощевода. М.: Росагропромиздат, 1989. — 5. Каратаев Е.С., Борак Сихам С. Рост и развитие растений огурца, привитого на тыкву / / Сб. тр. Ленинградского с.-х. института. Применение регуляторов роста и пленочных материалов в овощеводстве. Л., 1987. С. 60-65. — 6. Красов-ская И.В. Использование плача расте-

ний для оценки корневой системы и ее деятельности // Ботанический журнал, 1947. С. 12-16. — 7. Кулаева О.Н. Как регулируется жизнь растений // Соров-ский Образовательный Журнал, 1995. № 1. С. 20-27. — 8. Моисейченко В.Ф., Трифонова М.Ф., Заверюха А.Х. Ещен-ко В.Е. Основы научных исследований в агрономии. М.: Колос, 1996. — 9. Муста-фин Л.М. О суточной периодичности скорости плача огурцов при беспочвенной культуре // Физиология растений, 1968. Т. 14. Вып. 1. С. 148-150. — 10. Папо-нов А.Н., Захарченко Е.П. Изменчивость некоторых морфологических и физиологических признаков рассады огурца / / Вопросы биологии и агротехники плодовых и овощных культур. Пермь: Звезда, 1972. Т. 82. С. 67-71. — 11. Поскребышев П. Томатокартофель, перцекарто-фель, и другие огородные диковинки // Наука и жизнь, 1994. № 6. С. 62-64. —

12. Пустовой И.В., Филин В.И., Корольков A.B. Практикум по агрохимии. М.: Колос, 1995. — 13. Сабинин Д.А. Минеральное питание растений. M.-JL: Изд. АН СССР, 1940. — 14. Сабинин Д.А. Изб. труды по минеральному питанию растений. М.: Наука, 1971. — 15. Сус Н.Ф. Использование интенсивности плача растений для оценки мощности корневых систем // Физиология растений, 1957. Т. 4. Вып. 3. — 16. Хрянин В.Н. Дифференциация пола у растений // Вестник Башкирского университета, 2001. № 2(1). С. 170-173. — 17. Церлинг В.В. Диагностика питания сельскохозяйственных культур // Справочник. М.: Агро-промиздат, 1990. — 18. Lee-Ha Lim, Im-Soo Kim, Dong-Jin Choi et al. // RDA J. agr. Sc. Hortic, 1998, Vol. 36. № 1. P. 388-392. — 19. Traka Mavrona E. et al. II Scientia Horticulturae, 2000. № 83. S. 353-362.

Статья поступила 1 июня 2005 г.

SUMMARY

Data on physiological root system activity of grafted cucumber plants are cited, the content of essential elements of mineral nutrients in stems and leaves. Grafting on large pumpkin was found to result in nitrogen, phosphorus and potassium increase in grafted cucumber plants. It has also resulted in a higher crop capacity of grafted cucumber plants, the cultivar's name of cucumber is F1 Estafeta.