Россия
Россия
УДК 631.82 Минеральные удобрения в целом. Искусственные удобрения в целом
Исследования проводили с целью определения биологической эффективности и фунгицидной активности медьсодержащего агрохимиката, а также его влияния на продуктивность виноградных растений. Работу выполняли в Ростовской области в 2019–2021 гг. на плодоносящих виноградных растениях сорта Каберне Совиньон. Схема опыта предусматривала следующие варианты: без подкормки (контроль); медьсодержащий агрохимикат (3-кратная некорневая подкормка) в дозах по 0,5, 1,0 и 1,5 л/га. Первую подкормку проводили после цветения, вторую и третью − через 20 и 40 дней после первой. Подкормки осуществляли в утренние или вечерние часы при отсутствии осадков и порывов ветра. Расход рабочего раствора 1000 л/га. Повторность опыта – трехкратная. Наиболее существенное увеличение массы гроздей с одного куста, по сравнению с контролем, отмечено в варианте с дозой 0,5 л/га. Достоверное увеличение числа ягод в грозди и их массы отмечали в вариантах с подкормкой в дозах 0,5 и 1,0 л/га. Существенное повышение средней массы одной ягоды, по сравнению с контролем, отмечали во всех вариантах опыта. Продуктивность растений при использовании препарата в дозе 1,5 л/га была больше, чем в контроле, но меньше, по сравнению с другими вариантами опыта. Наиболее существенное повышение урожайности кустов винограда сорта Каберне Совиньон (на 26,2 %), по сравнению с контролем, отмечено при подкормке в дозе 0,5 л/га. Концентрация сахаров в соке ягод при всех дозах подкормки была существенно выше (на 0,7…1,0 г/100 см2), чем в контроле. Подкормка виноградных растений в дозах 0,5, 1,0, 1,5 л/га усилила устойчивость растений к милдью, по сравнению с контролем, особенно при дозе 1,5 л/га. Для повышения продуктивности виноградных растений целесообразно применение медьсодержащего агрохимиката в дозах 0,5 и 1,0 л/га. Для уменьшения пестицидной нагрузки на фоне защитных обработок от милдью рекомендуется использование препарата в дозе 1,5 л/га.
виноград (Vitis), медьсодержащий агрохимикат, биологическая эффективность, урожайность, сахаристость, кислотность ягод, милдью
Введение. Российские и зарубежные ученые [1, 2] отмечают, что внесение удобрений – необходимый элемент технологии выращивания винограда. Выполнение этого агроприема влияет на такие показатели, как величина грозди, качественные характеристики ягод, сила роста, величина листьев и побегов, морозоустойчивость и др. [3, 4].
Важность микроэлементов, входящих в состав удобрений, для растений заключается в том, что они служат составной частью ферментных систем растительных клеток. Ферменты выступают катализаторами, ускоряющими биохимические реакции в клетках. Микроэлементы оказывают большое влияние на построение биоколлоидов растительных клеток и влияют на направленность биохимических процессов [5, 6].
Исследователи [3, 6] отмечают различные нарушения в росте и развитии виноградных растений при недостатке макро- и микроэлементов. В частности, это проявляется в уменьшении продуктивности побегов, усиленном осыпании цветков и завязей, уменьшении размера листовых пластинок. В результате активность фотосинтеза в них снижается, что приводит к уменьшению урожая и ухудшению его качества. Применение различных микроудобрений способствует повышению адаптации растений к различным неблагоприятным метеорологическим факторам.
Медь играет важную роль при возделывании винограда. До недавнего времени препараты на ее основе были одними из главных фунгицидов в борьбе с хозяйственно значимым заболеванием милдью. Их использовали французские виноградари с середины XIX в. в виде водного раствора смеси сульфата меди и гидроксида кальция, известного под названием бордоская смесь. Однако медьсодержащие препараты полезны не только в борьбе с заболеваниями, но и служат важным источником микроэлементов для виноградной лозы. Медь входит в состав ферментов, участвующих в биосинтезе хлорофилла (вместе с железом), в регулировании дыхания растений, в белковом и углеводном обменах, в синтезе лигнина (строительного материала для клеточной стенки различных органов растений), в сохранении хлорофилла в темноте и при старении листьев, что способствует активизации процесса фотосинтеза и большему накоплению питательных веществ в листьях [7, 8]. Медь оказывает положительное влияние на сосуды ксилемы, усиливая их проницаемость для воды, что способствует более эффективному контролю баланса поступающей и испаряющейся влаги, участвует в образовании ДНК и РНК. Наиболее важная роль этого минерального элемента в растениях связана с его участием в ферментативных окислительно-восстановительных реакциях в составе таких ферментов, как цитохлоромоксидаза, полифенолоксидаза, супероксиддисмутаза, аскорбатоксидаза и др. [9,10].
Медь также принимает активное участие в реакциях усвоения растениями аммонийного азота из почвы и удобрений, вследствие чего ее недостаток вызывает замедление процессов превращения азота в белки клеток. Этот микроэлемент катализирует процесс фиксации молекулярного азота у бобовых культур благодаря клубеньковым образованиям. Он присутствует в растениях, в основном (до 99 %), в связанной форме и частично (до 1%) – в виде свободных одно- и двухвалентных ионов. Медь участвует в химических реакциях, способствующих повышению устойчивости растений к различным заболеваниям, в том числе грибным и бактериальным, а также устойчивости к стрессовым метеорологическим факторам (засуха, морозы, экстремально высокие температуры).
Снижение активности ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в процессе дыхания, фотосинтеза при недостатке меди сопровождается уменьшением содержания растворимых углеводов в клетках растений и ухудшением их питания. Кроме того, дефицит этого элемента приводит к нарушениям при формировании пыльцы и снижению ее фертильности. У бобовых культур его нехватка подавляет процесс азотфиксации [11].
Эффективность усвоения меди растениями из почвы зависит от ее pH, оптимальные величины которого находятся в пределах 5,2…5,8. Растения испытывают дефицит меди при содержании ее подвижных форм в кислых почвах менее 2 мг/кг, в нейтральных – менее 3 мг/кг [12].
Избыток фосфорных или гуминовых удобрений также приводит к дефициту меди, так как связывает ее ионы с образованием трудно растворимых фосфатов и карбонатов меди. Уменьшают подвижность меди высокое содержание в почве подвижного фосфора, известкование и пониженная влажность почвы, препятствующие усвоению растениями этого микроэлемента [12, 13].
Дефицит меди часто возникает на участках, где ранее виноградные лозы не выращивали. Для подкормки винограда применяют удобрения, содержащие медь в виде хелатов или глюконатов, поскольку неорганические формы этого элемента при удобрении винограда не действуют [12].
Избыток меди проявляется в торможении роста и развития растений и может возникнуть вследствие чрезмерного применения медьсодержащих препаратов в течение долгого времени, что отрицательно влияет на интенсивность транспирации и устьичную проводимость листьев, фотосинтетическую активность клеток растений [13, 14].
Одним из способов управления минеральным питанием растений выступают некорневые подкормки, особенно комплексными водорастворимыми удобрениями с добавлением микроэлементов. Их преимущество, по сравнению с внесением удобрений в почву, заключается в быстрой доставке питательных веществ в различные органы растений в определенные фазы вегетации. В результате такой оптимизации питания фотосинтетическая активность листового аппарата растений возрастает, что улучшает продуктивность растений, включая урожай и его качество без изменения почвенного состава [15, 16].
Цель исследований – определение биологической эффективности и фунгицидной активности медьсодержащего агрохимиката и его влияния на продуктивность виноградных растений.
Условия, материалы и методы. Работу выполняли на опытной базе Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия – филиала ФГБНУ ФРАНЦ (г. Новочеркасск. Ростовская область). Природные условия типичны для Нижнего Дона. Климат континентальный. Преобладает степной ландшафт.
Почва опытного участка – чернозем обыкновенный мицеллярно-карбонатный (североприазовский), среднегумусированный, мощность гумусового горизонта в среднем составляет 100 см, обеспеченность почвы подвижными формами калия и азота низкая, фосфора – средняя. Особенность почвы опытного участка – низкая подвижность металлов вследствие присутствия мицеллярных форм карбонатов. Валовое содержание Cu составляет 35,4 мг/кг, подвижной формы – 2,8 мг/кг, что не превышает ПДК.
Исследования проводили на участке многолетних насаждений винограда сорта Каберне Совиньон. В условиях Ростовской области этот сорт возделывают в привитой культуре, подвой – Кобер 5ББ с укрытием на зиму. Форма кустов – длиннорукавная. Нагрузка побегами 36…40 штук на куст. Схема посадки 3,0 м ×1,5 м.
Медьсодержащий агрохимикат представлял собой жидкость синего цвета с содержанием общего азота не менее 12,5 %, меди – 8,5 %, карбонатов – 10,0 %. Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов: без подкормки (контроль); медьсодержащий агрохимикат (3-кратная некорневая подкормка) в дозах по 0,5, 1,0 и 1,5 л/га.
Подкормку проводили путем опрыскивания растений винограда ручным опрыскивателем ОЭ-10л-Н до 9 ч или после 16 ч при благоприятных для обработок метеорологических условиях (отсутствие осадков и сильных порывов ветра). Расход рабочего раствора 1000 л/га. Первую подкормку осуществляли после цветения, вторую и третью – через 20 и 40 дней после первой. Повторность опыта трехкратная.
Мероприятия по защите растений винограда от милдью проводили до и после цветения, в фазе ягода – горошина и начале созревания ягод. Использовали следующие фунгициды с чередованием действующих веществ: в 2019 г. – Ридомил Голд МЦ (манкоцеб + мефеноксам) в дозе 2,5 кг/га; Кабрио Топ, ВДГ (метирам + пираклостробин) в дозах 1,5…2,0 кг/га; в 2020 г. – Ширма, К (флуазинам) в дозах 0,5…0,75 л/га; Фосэтил, СП (алюминия фосэтил) в дозе 2,5 кг/га; в 2021 г. – Медея, МЭ (дифеконазол + флутриафол) в дозах 0,5…0,7 л/га; Ридомил Голд, МЦ (манкоцеб + мефеноксам) в дозе 2,5 кг/га.
Исследования выполняли в соответствии с общепринятыми в виноградарстве методиками, которые предусматривали агробиологические учеты (Агротехнические исследования по созданию интенсивных виноградных насаждений на промышленной основе / сост. Е.И. Захарова, Л.П. Машинская, В.П. Бондарев и др. Новочеркасск: ВНИИВиВ, 1978. 173 с.) и мониторинговые фитопатологические обследования (Методические рекомендации по применению фитосанитарного контроля в защите промышленных виноградных насаждений Юга Украины от вредителей и болезней / Н. А. Якушина, Е. К. Странишевская, Я. Э. Радионовская и др. Ялта: Национ. Институт винограда и вина «Магарач», 2006. С. 12–13). Содержание сахаров определяли по ГОСТ 27198-87, титруемых кислот в соке ягод ‒ по ГОСТ 32114-2013; статистическую обработку результатов исследований выполняли методом дисперсионного анализа.
Анализ метеоусловий осуществляли на основании данных, полученных с использованием цифровой метеостанции, находящейся на территории ВНИИВиВ – филиала ФГБНУ ФРАНЦ, в непосредственной близости от опытного участка.
Весна (до начала цветения) в 2020, 2021 гг. отличалась неустойчивой погодой с возвратными похолоданиями, в 2019 г. апрель и май выдались теплыми с превышением климатической нормы на 0,9…1,9 оС. Сумма активных температур превышала среднемноголетние значения в 2019 г. на 357,4 оС, в 2020 г. – на 218,0 оС, в 2021 г. – на 380,5 оС. Периоды вегетации отличались недостаточным увлажнением: сумма выпавших осадков в 2019 г. составляла 63,6 % от нормы, в 2020 г. – 51,6 %, в 2021 г. – 93,2 % от нормы (табл. 1).
Таблица 1 ‒ Сумма осадков в период вегетации
|
Месяц |
Сумма осадков, мм |
|||
|
2019 г. |
2020 г. |
2021 г. |
среднемноголетняя |
|
|
Апрель |
35 |
10,8 |
33,8 |
36,9 |
|
Май |
63 |
49,0 |
48,0 |
49,1 |
|
Июнь |
12,2 |
27 |
56,4 |
59,7 |
|
Июль |
31,0 |
43,0 |
68,4 |
44,7 |
|
Август |
16,9 |
9,0 |
26,8 |
41,1 |
|
Сентябрь |
13,2 |
0,2 |
17,6 |
37,7 |
|
За период |
171,3 |
139 |
251 |
269,2 |
В опытных насаждениях выполняли весь необходимый комплекс агротехнических мероприятий, в том числе сухую и зеленую подвязку, обрезку, обломку, пасынкование, защитные мероприятия от болезней и вредителей, чеканку, межкустную и междурядную обработку почвы и др.
Результаты и обсуждение. Отмечено положительное влияние медьсодержащего агрохимиката на продуктивность растений винограда. Его применение способствовало увеличению массы гроздей на куст и массы одной грозди при всех дозах применения удобрения. Наибольшее повышение массы гроздей с одного куста, по сравнению с контролем, отмечено в варианте с дозой агрохимиката 0,5 л/га.
Достоверный рост массы одной грозди при использовании удобрения в дозах 0,5 и 1,0 л/га отмечали, по сравнению не только с контролем, но и с вариантом 1,5 л/га. При этом в варианте с дозой медьсодержащего препарата 1,5 л/га так же отмечали большую, чем в контроле, величину этого показателя. Масса одной грозди в вариантах с дозами подкормки 0,5 и 1,0 л/га находилась на одном уровне (табл. 2).
Таблица 2 – Влияние медьсодержащего агрохимиката на развитие гроздей растений винограда сорта Каберне Совиньон (среднее за 2019–2021гг)
|
Доза агрохимиката |
Число гроздей, шт./куст |
Масса гроздей |
|
|
кг/куст |
одной грозди, г |
||
|
0 |
41 |
4,0 |
97 |
|
0,5 л/га |
42 |
5,1 |
120 |
|
1,0 л/га |
41 |
4,8 |
117 |
|
1,5 л/га |
43 |
4,6 |
106 |
|
НСР05 |
3 |
0,5 |
9 |
Увеличению массы гроздей способствовали повышение массы и количества ягод в грозди, а также рост массы одной ягоды. Существенное увеличение массы ягод в грозди, по сравнению с контролем, отмечали в вариантах с дозами агрохимиката 0,5 и 1,0 л/га. Достоверность различий по массе ягод в грозди между вариантом с дозой 1,5 л/га и контролем, а также между вариантами с дозами агрохимиката 0,5 и 1,0л/га не доказана.
Значимое увеличение количества ягод в грозди, по сравнению с контролем, наблюдали в вариантах с дозами удобрения 0,5 и 1,0 л/га. Между контролем и вариантом с дозой 1,5 л/га, различия по числу ягод в грозди статистически недостоверны.
Средняя масса одной ягоды во всех вариантах опыта была существенно выше, чем в контроле. Кроме того, отмечены достоверные различия по величине этого показателя между вариантами с дозами подкормки 1,0 и 1,5 л/га (табл. 3).
Таблица 3 – Влияние медьсодержащего препарата на рост и развитие ягод винограда сорта Каберне Совиньон (среднее за 2019–2021 гг.)
|
Доза препарата |
Число ягод, в грозди, шт. |
Средняя масса, г |
|
|
одной грозди |
одной ягоды |
||
|
0 |
118 |
94,1 |
0,80 |
|
0,5 л/га |
134 |
116,4 |
0,87 |
|
1,0 л/га |
128 |
113,6 |
0,89 |
|
1,5 л/га |
121 |
101,9 |
0,84 |
|
НСР 05 |
10 |
11,6 |
0,04 |
Подкормка медьсодержащим агрохимикатом положительно отразилась на урожайности кустов винограда сорта Каберне Совиньон. Наиболее существенное ее увеличение (на 26,2 %), по сравнению с контролем, отмечено в варианте с дозой подкормки 0,5 л/га. В меньшей степени, хотя и достоверно, урожайность возрастала в вариантах с дозами 1,0 и 1,5 л/га (на 21,4 и 15,5 % соответственно). Достоверность различий по величине этого показателя между вариантами с дозами подкормки 0,5 и 1,0 л/га, а также 1,0 и 1,5 л/га статистически не доказана (табл. 4).
Таблица 4 – Влияние медьсодержащего агрохимиката на величину урожая растений винограда сорта Каберне Совиньон (среднее за 2019–2021 гг.)
|
Доза препарата |
Расчетная урожайность, т/га |
Прибавка к контролю, |
|
|
т/га |
% |
||
|
0 |
8,4 |
|
|
|
0,5 л/га |
10,6 |
2,2 |
26,2 |
|
1,0 л/га |
10,2 |
1,8 |
21,4 |
|
1,5 л/га |
9,7 |
1,3 |
15,5 |
|
НСР 05 |
0,8 |
|
|
Учет качественных характеристик сока ягод при сборе урожая выявил существенно более высокую, по сравнению с контролем, концентрацию сахаров во всех вариантах опыта на 0,7…1,0 г/100 см2. При этом между вариантами опыта с исследуемыми дозами агрохимиката различия по величине этого показателя статистически не доказаны (табл. 5).
Таблица 5 –Влияние некорневой подкормки агрохимиката на качество ягод винограда, сорт Каберне Совиньон (среднее за 2019–2021 гг.)
|
Доза препарата |
Содержание |
|
|
сахаров, г/100 см2 |
титруемых кислот, г/см2 |
|
|
0 |
23,6 |
8,3 |
|
0,5 л/га |
24,2 |
8,6 |
|
1,0 л/га |
24,6 |
8,5 |
|
1,5 л/га |
24,3 |
8,3 |
|
НСР05 |
0,6 |
0,4 |
Влияния препарата на кислотность сока ягод по всем вариантам опыта не наблюдали.
Наши исследования подтвердили положительное влияние медьсодержащего агрохимиката на устойчивость растений к милдью, что проявилось в существенно меньшей интенсивности развития болезни на растениях, по сравнению с контролем (см. рисунок). Медьсодержащий агрохимикат усиливал действие фунгицидов против болезни. Это подтверждает уменьшение, по сравнению с контролем, интенсивности развития милдью при подкормке медьсодержащим препаратом во всех исследуемых дозах. Наибольшую эффективность защиты виноградных насаждений от милдью наблюдали при подкормке в дозе 1,5 л/га. Отмечена тесная обратная корреляционная зависимость (r=-0,95) между дозой применения препарата и интенсивностью развития заболевания. Использование медьсодержащего агрохимиката позволило не только повысить урожай и его качество, но и при отсутствии эпифитотий милдью, уменьшить кратность обработок (с 4 до 3), что способствует снижению пестицидной нагрузки на виноградники [17].
Рисунок. Влияние медьсодержащего агрохимиката на интенсивность развития милдью по вариантам опыта (среднее за 2019–2021 гг., НСР05=0,5).
Выводы. Трехкратная некорневая подкормка растений винограда сорта Каберне Совиньон медьсодержащим агрохимикатом в дозе 0,5 л/га способствовала увеличению урожайности – на 2,2 т/га, или 26,2 %, 1,0 л/га – на 1,8 т/га, или 21,4 %, 1,5 л/га – 1,3 т/га, или 15,5 %, по отношению к контролю без подкормки. Ее рост был обусловлен увеличением числа и массы завязавшихся ягод.
Кроме того, применение медьсодержащего агрохимиката обеспечило улучшение качества ягод, о чем свидетельствует достоверное повышение содержания в них сахаров, по сравнению с контролем. Концентрация титруемых кислот в ягодах по вариантам опыта оставалось на уровне контроля и соответствовало стандартным кондициям для сорта Каберне Совиньон.
Использование медьсодержащего агрохимиката на фоне защитных обработок от милдью фунгицидами, не содержащими в своем составе медь, усиливало устойчивость растений винограда к заболеванию.
Наиболее рациональной дозой медьсодержащего агрохимиката для некорневых подкормок винограда следует считать 0,5 л/га. Увеличение доз до 1,0 и 1,5 л/га может быть оправдано для борьбы с милдью с целью повышения фунгицидного действия не содержащих медь препаратов.
1. Клименко О.Е., Клименко Н.Н., Клименко Н.И. Влияние биологизации на состояние почвы, минеральное питание и продуктивность винограда // Садоводство и виноградарство. 2021. № 5. С. 26-35.
2. Martensson A. Nutrient balance and fertilizer use efficiency in Swedish Vineyards // International Journal of Wine Research. 2020. No. 12. P. 17-21. doi:https://doi.org/10.2147/IJWR.S256529.
3. Удобрения виноградников: виды, сроки, дозы и нормы внесения / В.А. Монастырский, А.Н. Бабичев, А.А. Бабенко и др. // Мелиорация и гидротехника. 2022. Т. 12. № 4. С. 265-285.
4. Влияние условий выращивания на нутриентный состав винограда столовых сортов в Дагестане / О.К. Власова, З.К. Бахмулаева, Т.И. Даудова и др. // Вестник НГАУ. 2020. № 4 (57). С. 7-15.
5. Полухина Е.В., Власенко М.В. Эффективный метод управления продукционным процессом винограда с использованием некорневого питания в аридных условиях Северо-Западного Прикаспия // Аграрный вестник Урала. 2020. № 3 (194). С. 36-44.
6. Зарипова К.Ф., Раджабов А.К. Результаты испытания гелевых удобрений нового поколения в условиях горно-долинного Крыма на столовом сорте винограда Италия // Известия ТСХА. 2022 (1). С. 5-11.
7. Mixtures of macro and micronutrients control grape powdery mildew and alter berry metabolites / L. Gur, Y. Cohen, O. Frenkel, et al. // Plants. 2022. Vol. 11. No. 7. P. 978. URL: https://doi.org/10.3390/plants11070978 (дата обращения: 02.09.2022).
8. Kovaсiс G.R., Lesnik M., Vrsic S. An overview of the copper situation and usage in viticulture // Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2013. Vol. 19. P. 50-59.
9. Factors affecting distribution and mobility of trace elements (Cu, Pb, Zn) in a perennial grapevine (Vitis vinifera L.) in the Champagne region of France / E. I. B. Chopin, B. Marin, R. Mkoungafoko, et al. // Environmental Pollution 2008. Vol. 156. P. 1092-1098. doi:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.04.015.
10. Влияние наночастиц железа, цинка, меди на некоторые показатели роста растений перца / Г.С. Нечитайло, О.А. Богословская, И.П. Ольховская и др. // Российские нанотехнологии. 2018. Т. 13. № 3-4. С. 57-63.
11. The Impact of Trace Elements Applied with PGPB on the Vitis vinifera L Seedlings Resistance to the Copper Excess in Soil / S. Veliksar, N. Lemanova, M. Gladei, et al. // International Journal of Agriculture and Environmental Science (SSRG-IJAES). 2019. Vol. 6. No. 4. P. 43-47.
12. Влияние микроэлементов и ростостимулирующих бактерий на устойчивость винограда к избытку меди в почве / С. Г. Великсар, Н. Б. Леманова, М. А. Гладей и др. // Агрохимия. 2018. № 6. С. 68-76.
13. Gluhic D. Copper fertilizers in fertilization of grapes // Glasnik Zastite Bilja, 2021. Vol. 44. No. 5. P. 60-64. doi:https://doi.org/10.31727/gzb.44.5.8.
14. Navel A., Martins J. M. Effect of long term organic amendments and vegetation of vineyard soils on the microscale distribution and biogeochemistry of copper // Science of the Total Environment, 2014. Vol. 466. P. 681-689. doi:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.07.064.
15. Червяк С.Н., Бойко В.А., Левченко С.В. Влияние некорневой подкормки растений на фенольную зрелость винограда и качественные характеристики виноматериалов // Садоводство и виноградарство. 2019. № 4. С. 30-36.
16. Влияние удобрений некорневого действия на хозяйственно-ценные показатели столовых сортов винограда / Е. В. Полухина, Е. Н. Иваненко, Д. Е. Морозов и др. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 4 (52). С. 185-191.
17. Arestova N. O., Ryabchun I. O. Pesticide load reducing in vineyard protection from powdery mildew // E3S Web of Conferences. 14th International Scientific and Practical Conference on State and Prospects for the Development of Agribusiness, Interagromash 2021. Rostov-on-Don, 2021. P. 01001. URL: https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2020/70/e3sconf_itse2020_05001/e3sconf_its e2020_05001.html (дата обращения: 02.09.2022).
