Минвата нового поколения и огурец Атлет

Стерильность минеральной ваты на начальном этапе развития растений является как положительным, так и отрицательным моментом одновременно.

В условиях выращивания из года в год одних и тех же овощных культур в защищенном грунте на элементах конструкций, на поверхности пленок и т.д. формируется ценоз микроорганизмов, который, как правило, является патогенным для растений

Преобладающими формами при этом являются споры грибов, так как они способны переноситься с потоками воздуха, вноситься с людьми и сохраняться длительное время при низкой влажности и достаточно большом перепаде температур.

Развитие растений на минеральной вате в качестве субстрата приводит к появлению в растворе вокруг корневой системы экссудатов, которые являются продуктами метаболизма сахаров в основных метаболических путях растения.

Так, экссудаты огурца содержат в своем составе различные кислоты цикла трикарбоновых кислот, сахара и незначительное количество аминокислот. Все эти компоненты экссудатов являются прекрасным субстратом для развития практически всех форм микроорганизмов, включая грибы. 

Одновременно в матах поддерживаются оптимальные для микроорганизмов значения рН и солевой баланс, включая концентрации азота и фосфора. В таких условиях в минеральной вате начинают развиваться те микроорганизмы, которые были туда привнесены уже при посадке растения и в процессе эксплуатации мата — и это могут быть фитопатогенные микроорганизмы.

Наши исследования по изучению физиологии развития микроорганизмов при поверхностном культивировании показали на примере Fusarium oxysporum [1,2], что фитопатогенные микроорганизмы имеют преимущества перед другими микроорганизмами по скорости развития именно в условиях, создаваемых в прикорневой зоне растения, а, следовательно, вероятность попадания и развития фитопатогенной грибной микрофлоры в прикорневой зоне растения достаточно высока.

Ранее нами было показано, что внесение микроорганизмов в минеральную вату на стадии ее производства позволяет хотя бы частично регулировать состав микробного ценоза в прикорневой зоне растений в течение минимум 6-7 недель [3]. 

Это позволяет резко снизить вероятность развития фитопатогенных микроорганизмов, как в самом мате, так и на поверхности корневой системы растения.

На протяжении всего эксперимента не было обнаружено ни одного растения, пораженного корневыми или прикорневыми гнилями.

 Причем такое внесение имеет существенное преимущество перед внесением агентов биологического контроля в поливных растворах из-за более равномерного распределения по объему мата и с учетом физиологии развития микроорганизмов, а также снимает вероятность ошибки при обработке, связанной с человеческим фактором.

Понимая преимущества создания управляемого микробного ценоза в минеральной вате при выращивании растений, нами были проведены исследования, связанные с развитием растений гибрида огурца F1 Атлет на минеральной вате с заранее внесенными микроорганизмами по технологии компании «БИОМ» [3] в маты Grodan пяти типоразмеров. Результаты этих исследований приведены в данной статье.

Исследования проводили на базе тепличного комбината в городе Владимир, рассаду использовали ту, которая выращивалась для посадки на данный гектар. 

Минераловатный субстрат, обработанный по технологии компании «БИОМ», с заранее нанесенным микробным ценозом, был разложен на гектаре в нескольких грядах по 33 мата

Остальная минеральная вата на данном участке была другого производителя

Напитку всех матов на гектаре производили по единой технологии, принятой на данном производстве. За 5 суток до посадки в теплице была плавно поднята температура с 3°С до 22°С. Напитку проводили поливным раствором с Ес 2,0 mS, pH 5,5. 

Напитка минераловатного субстрата, обработанного по технологии компании «БИОМ», прошла успешно. Физико-химические свойства субстрата, изначально приданные ему производителем, нарушены не были.

Рассада была выставлена на маты. Качество рассады было хорошее, растения имели 3 настоящих листа со средней высотой 7-8 см. 

Через 14 суток было проанализировано, как прижилась рассада на экспериментальном и контрольном минераловатном субстрате. Укоренение прошло успешно. В обоих случаях кубики плотно «сидели» на матах, выбраковка рассады проводилась только в связи с механическими повреждениями.

Дальнейшие сравнительные исследования растений, развивающихся на контрольном минераловатном субстрате и субстрате, обработанном по технологии компании «БИОМ», показали преимущество последней. 

Результаты по усредненным значениям ряда фенологических параметров у контрольных и экспериментальных растений, выращиваемых на различных субстратах, представлены в таблице 1.

На стадии укоренения прирост у растений контроля составлял 14 см и 2 листа, суммарная высота растений — 22 см. Величина прироста растений на минераловатном субстрате Grodan, обработанном по технологии «БИОМ», составляла 26 см и 3 листа со средней высотой в 34 см. Листья контрольных растений имели темно-зеленый цвет, длина междоузлий не превышала 4 см, что на этапе укоренения растений в условиях теплиц с естественным освещением свидетельствовало о слабом укоренении и недостаточности работы корневой системы.

Напротив, растения на экспериментальном участке имели светло-зеленую окраску молодых листьев и длину междоузлия около 9-12 см, что свидетельствовало о хорошем укоренении и начале полноценного развития вегетативной части растения, хотя и в условиях недостаточного освещения. 

Таким образом, уже на этапе укоренения рассады минераловатный субстрат Grodan, обработанный по технологии «БИОМ», имел существенное преимущество перед контрольным вариантом

На период начала цветения на контрольных матах мы наблюдали единичные раскрытия цветков у приблизительно 50% растений, тогда как на минераловатном субстрате Grodan, обработанном по технологии «БИОМ», наблюдалось раскрытие 2-3 цветков и имелись уже отцветшие завязи.

На стадии вступления в период плодоношения прирост у растений контроля составлял 118 см и 11 листьев, среднее значение высоты растений — 140 см. Величина прироста растений на минераловатном субстрате Grodan, обработанном по технологии «БИОМ», составляла 149 см и 12 листьев, средняя высота растений — 191 см. По этим параметрам суммарная площадь листовой поверхности составляла 982 и 1470 с м^2 соответственно. 

Наблюдался меньший размер листовой пластины и цветка по сравнению с растениями, выращенными на минераловатном субстрате Grodan обработанном по технологии «БИОМ». 

Распределение корневой системы в минераловатном субстрате Grodan было более равномерным, что можно объяснить, как структурными особенностями самих матов, так и наличием в них комплекса микроорганизмов, обладающих стимулирующим и защитным действием.

На 40-е сутки выращивания с контрольных растений сбор плодов практически не производился, хотя в наливе находилось 2-3 плода. На растениях, выращиваемых на минераловатном субстрате Grodan, обработанном по технологии «БИОМ», производился сбор в среднем одного плода, однако в наливе находилось от 3 до 7 плодов (в том числе на боковых побегах). 

Этот факт вызывал опасение возможной «перегрузки», что в период выхода на шпалеру до прищипки точки роста основного стебля могло привести к снижению темпов налива плодов и развития растений

На этапе вступления в массовое плодоношение после периода прищипки точки роста и развития боковых побегов прирост у растений контроля составлял 96 см и 7 листьев, среднее значение высоты растений — 236 см. Величина прироста растений на минераловатном субстрате Grodan, обработанном по технологии «БИОМ», составляла 61 см и 5 листьев, среднее значение высоты растений — 252 см, эти параметры составляли суммарную площадь листовой поверхности 2625 и 3242 с м^2 соответственно.

На 57-е сутки около 60% контрольных растений были еще не прищипнуты, хотя за 17 суток прирост составил в среднем 96 см. В наливе находилось 3-4 огурца, размеры листа и цветка не изменились, что в целом соответствует норме. Общее состояние растений было хорошее.

Растения на минераловатном субстрате Grodan, обработанном по технологии «БИОМ», на период наблюдения выведены на шпалеру, точки роста прищипнуты, что обуславливало меньший прирост по сравнению с контролем.

Загрузка растений по-прежнему оставалась высокой — 6-8 плодов, что, возможно, могло тормозить скорость налива и препятствовало дальнейшему развитию вегетативной массы растений. Общие тенденции набора вегетативной массы представлены на рисунке 1.

Подводя итоги наших наблюдений, можно отметить, что сокращение продолжительности периода укоренения посредством минимизации стрессовых факторов по причине формирования положительного микробного ценоза в минераловатном субстрате еще на стадии подготовки их к установке растений способствует более раннему и скорому развитию корневой системы и, как следствие, к более раннему набору вегетативной массы растений.

Результатом применения минераловатного субстрата Grodan, обработанного по технологии «БИОМ», явилось более раннее, на 5-8 дней, вступление растений в период плодоношения по сравнению с контрольными матами, а также снижение стрессового воздействия применения пестицидов на ранних этапах вегетации растений.

К хорошим результатам также можно отнести формирование микробного ценоза в матах, что при условии дальнейшего поддержания необходимого уровня положительных микроорганизмов будет сдерживать развитие патогенной микрофлоры в корневой и прикорневой зоне и продолжать дальнейшее стимулирование развития растений.

Анализ экономических параметров показывает, что производственные затраты покрываются за счет скороспелости, урожайности и качества полученной продукции. Следовательно, чем выше урожайность гибрида и меньше затрат, тем ниже показатель себестоимости продукции.

В защищенном грунте важно добиться не только повышения урожайности при наименьших затратах, но и увеличения выхода ранней продукции, что сокращает период «холостого пробега» растений в теплицах, а также организацию полноценной системы защиты растений, начиная с ранних этапов формирования биоценоза.

---

Библиографический список:

Исследование роста Trichoderma viride и Fusarium oxysporum на твёрдых микробиологических средах, содержащих экссудаты растений огурца / А. А. Шагаев, В. В. Соколова, А. А. Самородова, Н. С. Марквичев и др. // Успехи в химии и химической технологии. — 2016. — Т. 30, № 9. — С. 39—41.

Поверхностное культивирование грибов рода Fusarium и Trichoderma при непрерывном подводе компонентов питания / А. А. Шагаев, Н. А. Зеленова, Н. С. Марквичев и др. // Бутлеровские сообщения. — 2017 — Т. 50, № 5. — С. 65—72.

Минеральная вата нового поколения — формирование микробного биоценоза / Н. Б. Бехбудзада, М. В. Минич, В. В. Васильев, И. О. Селиванов, Н. С. Марквичев и др. // Гавриш. — 2020. — № 3. — С. 42—45.

---

Бехбудзада Нурлан Башир-оглы, аспирант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Селиванов Илья Олегович, агроном-консультант ООО «БИОМ»

Минич Мария Владимировна, магистрант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Шагаев Антон Александрович, аспирант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Журавлева Александра Сергеевна, бакалавр кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Горюнова Ольга Борисовна, кандидат технических наук, генеральный директор ООО «БИОМ-ПРО»

Васильев Василий Викторович, заместитель директора по производству АО «Владимирский тепличный комбинат»

Куренин Алексей Викторович, руководитель отдела продаж «Гродан» в России.

Марквичев Николай Семёнович, кандидат технических наук, доцент кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, заместитель генерального директора ООО «БИОМ-ПРО»