Об эффективности обработки семенных клубней картофеля этиленом

Бесплатный доступ

Картофель ( Solanum tuberosum L.) - одна из важнейших сельскохозяйственных культур в России. Клубни картофеля содержат белок, отличающийся высокой биологической ценностью, крахмал и необходимые для человека витамины. Известны различные способы повышения урожайности этой культуры, центральное место среди которых в настоящее время занимает внесение минеральных удобрений. Однако этот способ имеет свои ограничения, поскольку увеличение фона питания сопряжено с ухудшением потребительских и кулинарных показателей клубней. Одна из возможных альтернатив - газация семенных клубней этиленом. Этот фитогормон широко применяется на различных культурах, но его влияние на картофель пока до конца не изучено. Известно, что в зависимости от режимов обработки он может выступать в качестве как стимулятора, так и ингибитора прорастания клубней. Нами разработан новый способ повышения урожайности картофеля, основанный на свойстве фитогормона этилена подавлять апикальное доминирование в начале прорастания клубней и тем самым способствовать формированию большего числа боковых ростков, из которых образуются дополнительные стебли. Цель исследований - определить влияние обработки семенных клубней картофеля этиленом на их биохимические показатели, а также на рост, развитие и урожайность культуры. Опыты проводили на базе хранилищ АО «Озеры» (Озерский р-н, Московская обл.). Газацию осуществляли по адаптированной технологии фирмы «Restrain Company Ltd» (Великобритания). Температура хранения семенного картофеля составляла 4 °С, срок газации этиленом - с ноября по конец апреля. Подачу этилена прекращали за 3-5 сут до посадки. Обработанный этиленом картофель высаживали в 2015-2017 годах на территории Московской области. Двухфакторный полевой опыт проводили в Люберецком районе на экспериментальной базе «Коренево». Опыт мелкоделяночный, почва - дерново-подзолистая супесчаная. Семенные клубни картофеля сортов зарубежной селекции Lady Claire (ранний), Gala (среднеранний) и Saturna (среднепоздний) обрабатывали этиленом. В контроле обработку не проводили. Трехфакторный опыт закладывали в Озерском районе при крупнотоварном производстве картофеля на базе хозяйства АО «Озеры». Почва - дерново-подзолистая суглинистая; общая площадь опыта 40 га. Использовали те же сорта и обработку, что и в первом опыте, а также учитывали орошение посевов. Проводили 2-3 полива по 200 м3/га. В обоих опытах картофель высаживали в I декаде мая. Густота посадки 45 тыс. клубней/га, ширина междурядий 75 см, фон минерального питания N60P120K120 при локальном внесении удобрений. Определяли биохимические и биометрические показатели, а также урожайность картофеля. Было установлено, что обработка семенных клубней этиленом при 4 °С вызывала изменение их биохимических показателей (содержание сухого вещества снижалось на 0,2-0,5 %, сахарозы - повышалось на 0,03-0,08 %), что свидетельствовало о выходе клубней из состояния естественного покоя. Происходило подавление апикального доминирования и формирование большего числа боковых ростков на клубнях, образовывалось большее число стеблей на куст (на 19,9-36,0 %), увеличивалось число клубней на куст (на 6,3-19,0 %, в особенности у сорта Gala). Урожайность картофеля возрастала на 9,9-19,0 % в зависимости от сорта, района выращивания и орошения. Также была отмечена более однородная структура урожая. В зависимости от уровня культуры земледелия и применяемой в хозяйстве агротехники предложен дифференцированный подход в выборе нормы высева семян: при низкой агротехнике и отсутствии орошения норму высева обработанных этиленом клубней в расчете на ту же урожайность можно снизить на 10-15 %.

Еще

Картофель, сорт, этилен, фитогормон, фенологические фазы, число стеблей, урожайность, структура урожая, технология restrain

Короткий адрес: https://sciup.org/142229467

IDR: 142229467   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2021.1.44rus

Список литературы Об эффективности обработки семенных клубней картофеля этиленом

  • Rosa J.T. Shortening the rest period of potatoes with ethylene gas. Potato Association of America. Potato News Bulletin, 1925, 2: 363-365.
  • Elmer O.H. Growth Inhibition of potato sprouts by the volatile products of apples. Science, 1932, 75(1937): 193 (doi: 10.1126/science.75.1937.193).
  • Huelin F.E., Barker J. The effect of ethylene on the respiration and carbohydrate metabolism of potatoes. New Phytologist, 1939, 38(2): 85-104 (doi: 10.1111/J.1469-8137.1939.TB07087.X).
  • Rylski I., Rappaport L., Pratt H.K. Dual effects of ethylene on potato dormancy and sprout growth. Plant Physiology, 1974, 53(4): 658-662 (doi: 10.1104/pp.53.4.658).
  • Wills R.B.H., Warton M.A., Kim J.K. Effect of low levels of ethylene on sprouting of potatoes in storage. HortScience, 2004, 39(1): 136-137 (doi: 10.21273/H0RTSCI.39.1.136).
  • Prange R.K., Daniels-Lake B.J., Pruski K. Effects of continuous ethylene treatment on potato tubers: highlights of 14 years of research. Acta Hortic., 2005, 684: 165-170 (doi: 10.17660/ActaHortic.2005.684.22).
  • Kalt W., Prange R.K., Daniels-Lake B.J., Walsh J.R., Dean P., Coffin R. Alternative compounds for the maintenance of processing quality of stored potatoes (Solanum tuberosum). Journal of Food Processing Preservation, 1999, 23(1): 71-81 (doi: 10.1111/j.1745-4549.1999.tb00370.x).
  • Martinez-Romero D., Bailen G., Serrano M., Guillen F., Valverde J.M., Zapata P., Castillo S., Valero D. Tools to maintain postharvest fruit and vegetable quality through the inhibition of ethylene action: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2007, 47(6): 543-560 (doi: 10.1080/10408390600846390).
  • Dong C.-H., Rivarola M., Resnick J.S., Maggin B.D., Chang C. Subcellular co-localization of Arabidopsis RTE1 and ETR1 supports a regulatory role for RTE1 in ETR1 ethylene signaling. The Plant Journal, 2008, 53(2): 275-286 (10.1111/j.1365-313X.2007.03339.x).
  • Ju C., Chang C. Advances in ethylene signaling: protein complexes at the endoplasmatic reticulum membrane. AoB PLANTS, 2012, 2012: pls031 (doi: 10.1093/aobpla/pls031).
  • Lacey R.F., Binder B.M. How plants sense ethylene gas — the ethylene receptors. Journal of Inorganic Biochemistry, 2014, 133: 58-62 (doi: 10.1016/j.jinorgbio.2014.01.006).
  • Grierson D. 100 years of ethylene — a personal view. In: Annual Plant Reviews, vol. 44: The Plant Hormone Ethylene /M.T. McManus (ed.). Blackwell Publishing Ltd., 2012: 1-17 (doi: 10.1002/9781118223086.ch1).
  • Jeong J.-C., Prange R.K., Daniels-Lake B.J. Long-term exposure to ethylene affects polyamine levels and sprout development in 'Russet Burbank' and 'Shepody' potatoes. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2002, 127(1): 122-126 (doi: 10.21273/JASHS. 127.1.122).
  • Kaur-Sawhney R., Shih L.M., Flores H.E., Galston A.W. Relation of polyamine synthesis and titer to aging and senescence in oat leaves. Plant Physiology, 1982, 69: 405410 (doi: 10.1104/pp.69.2.405).
  • Daniels-Lake B.J., Prange R.K., Nowak J., Asiedu S.K., Walsh J.R. Sprout development and processing quality changes in potato tubers stored under ethylene: 1. Effects of ethylene concentration. American Journal of Potato Research, 2005, 82: 389-397 (doi: 10.1007/BF02871969).
  • Knee M., Proctor F.J., Dover C.J. The technology of ethylene control: Use and removal in post-harvest handling of horticultural commodities. Annals of Applied Biology, 1985, 107(3): 581-595 (doi: 10.1111/j.1744-7348.1985.tb03174.x).
  • Creech D.L., Workman M., Harrison M.D. The influence of storage factors on endogenous ethylene production by potato tubers. American Potato Journal, 1973, 50: 145-150 (doi: 10.1007/BF02853204).
  • Землянская Е.В., Омельянчук Н.А., Ермаков А.А., Миронова В.В. Механизмы регуляции передачи этиленового сигнала у растений. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2016, 20(3): 386-395 (doi: 10.18699/VJ15.105).
  • Lin Z., Zhong S., Grierson D. Recent advances in ethylene research. Journal of Experimental Botany, 2009, 60(12): 3311-3336 (doi: 10.1093/jxb/erp204).
  • Пшеченков К.А., Зейрук В.Н., Еланский С.Н., Мальцев С.В., Прямов С.Б. Хранение картофеля. М., 2016.
  • Мальцев С.В., Пшеченков К.А., Зейрук В.Н. Влияние химических и физических методов воздействия на клубни картофеля различного назначения при хранении. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы». Обнинск, 2018: 285-289.
  • Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1985.
  • Пшеченков К.А., Давыденкова О.Н., Седова В.И., Мальцев С.В., Чулков Б.А. Методические указания по оценке сортов картофеля на пригодность к переработке и хранению. М., 2008.
  • ГОСТ 29270-95. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения нитратов. М., 1995.
  • Reid M.S., Pratt H.K. Effects of ethylene on potato tuber respiration. Plant Physiology, 1972, 49(2): 252-255 (doi: 10.1104/pp.49.2.252).
  • Paul V., Ezekiel R., Pandey R. Sprout suppression on potato: need to look beyond CIPC for more effective and safer alternatives. Journal of Food and Science Technology, 2016, 53(1): 1-18 (doi: 10.1007/s13197-015-1980-3).
  • Saltveit M.E. Effect of ethylene on quality of fresh fruits and vegetables. Postharvest Biology and Technology, 1999, 15(3): 279-292 (doi: 10.1016/S0925-5214(98)00091-X).
  • Barry C.S., Giovannoni, J.J. Ethylene and fruit ripening. Journal of Plant Growth Regulation, 2007, 26: 143 (doi: 10.1007/s00344-007-9002-y).
  • Schaller G.E. Ethylene and the regulation of plant development. BMC Biology, 2012, 10: 9 (doi: 10.1186/1741-7007-10-9).
  • Vandenbusshe F., Vaseva I., Vissenberg K., Van Der Straeten D. Ethylene in vegetative development: a tale with a riddle. New Phytologist, 2012, 194(4): 895-909 (doi: 10.1111/j.1469-8137.2012.04100.x).
  • Лорх А.Г. Динамика накопления урожая картофеля. М., 1948.
  • Равич Д. Хранение картофеля и лука. Технология Restrain: современно, экологично, выгодно. Картофельная система, 2016, 3: 10-11.
  • Лищенко О.В., Щеглова И.А., Лищенко В.В. Состояние и перспективы развития продовольственной системы России: на примере картофельного комплекса. М., 2016.
  • Равич Д. Технология Restrain: азбука хранения. Картофельная система, 2018, 3: 10-11.
Еще
Статья научная