Підвищити врожайність лохини за допомогою мульчі: практика в Південній Америці

Використання мульчі з рослинних решток пшениці, кукурудзи, рису, а крім того, поліетилену та біорозкладного пластику є одним із найефективніших та при цьому екологічних методів боротьби з бур’янами. 

Крім економії на заходах для знищення бур’янів, використання мульчі має такі переваги:

• забезпечує органічні речовини (змінюючи фотосинтетичну поведінку листя); 
• сприяє збереженню вологи в ґрунті;
• змінює швидкість інфільтрації води і, разом з цим, родючість ґрунту. 

Зважаючи на це та обнадійливі результати своїх попередників, які свідчать, що застосування чорної поліетиленової мульчі на овочах підвищує їхню врожайність на 20%, а товарність — на 14%, вчені з країн Південної Америки припустили, що в розсадниках лохини мульча теж може сприяти підвищенню продуктивності культури, її фізіологічних та якісних показників, шляхом зміни фотосинтетичної поведінки листя.

Для цього вони вирішили дослідити два різних види мульчі та реакцію їх застосування у двох сортів лохини. Про вплив мульчі на перебіг фізіологічних процесів у лохини пропонуємо вам ознайомитися у наукових графічках та висновках з отриманих результатів досліджень.

Типи мульчі і параметри оцінювання 

Дослідження проводили протягом двох сезонів у промислових насадженнях лохини, розташованих в регіоні Біобіо в Чилі (39°55′ пд. ш. 41°16′ зх. д.). 

Дослід включав три варіанти випробувань двох сортів лохини: Ochlockonee (Vaccinium virgatum Aiton) і високорослого Legacy (Vaccinium corymbosum L.) середньою висотою 1,75 і 1,5 м відповідно. Експеримент проводився за рандомізованим повним блоком (RCB) для кожного сорту три варіанти в трьох повтореннях.

• T1: контроль (без мульчі); 
• T2: застосування мульчі із соснової кори (обмінний кальцій 4,1 смоль кг-1, обмінний магній 0,76 смоль кг -1. 

Клімат помірний середземноморський з жарким сухим літом і холодною вологою зимою. Середня кількість опадів в регіоні становить 672 мм (взимку та ранньою весною). Щільність посадки становила 3,2 м × 1,0 м (3125 рослин га −1 Pinus radiata). 

• T3: застосування мульчі з геотекстилю (3220WO, Agritela Green, Arrigoni, Італія). 

Серед вимірюваних параметрів були: фотохімічний квантовий вихід фотосистеми II (YII), максимальна фотохімічна ефективність фотосистеми II (Fv/Fm), швидкість транспорту електронів (ETR), якість плодів і показники врожайності. 

Попередній висновок науковців — використання мульчі знижує температуру ґрунту опівдні та пізно вдень, покращуючи едафокліматичні умови розвитку лохини. Крім того, рослини під мульчею мають нижчу продихову провідність, що сприяє більшій ефективності фотосинтезу протягом дня, збільшуючи як твердість, так і урожайність плодів.

«Базуючись на попередніх дослідженнях, ми припустили, що зміни температури протягом дня на піщаних ґрунтах при використанні різних типів мульчі знизять ступінь фотоінгібування рослин лохини, що призведе до змін фізіологічних та якісних характеристик плодів. Метою цього дослідження було оцінити вплив різних типів мульчі на якість і врожайність лохини», — заявила група науковців.

Відомі факти про мульчу

• Мульча з тирси знижує температуру ґрунту, сприяючи росту коренів у діапазоні температур від 14 до 18°C. 
• Існує негативна кореляція у вегетативному розвитку рослини при підвищенні температури ґрунту від 16°C до 38°C. 
• Ріст коренів регулюється температурою.

Підтримайте наші агромедіа

Будь-яка сума допоможе працювати на інформаційному аграрному фронті для вас

Дослідження впливу типів мульчі на продуктивність лохини

На сорті лохини Ochlockonee в перші години спостерігалися значні відмінності у температурних режимах між контролем (T1), варіантом із застосуванням мульчі з соснової кори (T2) та геотекстильної мульчі (T3), (p < 0,05) із середнім значенням температури 17, 19 і 21 °C відповідно. 

Рисунок 1. Вплив різних типів мульчі: (A) температура ґрунту; (B) температура листя (тричі на добу). Для кожного часу доби малі літери вказують на значні відмінності між варіантами типів мульчі (p <0,05). Вертикальні стовпчики — середня стандартна похибка (n = 9).

Однак опівдні реакція була зворотною, причому контроль був більшим (p <0,05), ніж T2 і T3, значення яких було еквівалентним. Така сама тенденція спостерігалася о 16:00, але з температурами 22, 23 і 25 °C у варіантах T2, T3 і T1 відповідно. 

Сорт Legacy продемонстрував схожу тенденцію о 9:00, 12:00 та 16:00 годинах. Зокрема, схожою була температура в обох варіантах з мульчею в усі години (p < 0,05), водночас о 9:00 год вони перевищували контроль за показником і, навпаки, були нижчими о 12:00 та 16:00 год. 

Цікаво, що на сорті лохини Ochlockonee опівдні температура у варіанті з мульчею з соснової кори була 2°C вищою (35°C), ніж на контролі і в варіанті з геотекстильною мульчею (33°C). 

Загалом же, в обох варіантах із застосуванням мульчі спостерігалося підвищення температури до кінця дня до середніх значень 34°C. Зокрема, у сорту Legacy, який реагував на мульчу підвищенням температури до 32°C на початку дня, досягаючи максимуму 40°C, показник був на 6°C вище, ніж у сорту Ochlockonee (рис. 1В). Такі показники температури, відмічені в обох сортів, були вищими за оптимальну температуру для розвитку рослин (T <28°C), що могло призвести до стресу і збільшення реакції на фотоінгібування. Теоретично це могло би негативно вплинути на швидкість росту плодів під час останньої фази розвитку (від 40 до 70 DDPF). Однак, оптимальна температура для розвитку та фотосинтетичних процесів для деяких сортів чорниці може досягати 35°C. Вище цієї температури спостерігається зниження чистого фотосинтезу та швидкості транспірації і, як наслідок, — втрата товарної якості. 

Вплив мульчі на флуоресценцію хлорофілу та продихову провідність у лохини

Істотних відмінностей (p > 0,05) між варіантами з обома видами мульчі T2 і T3 для обох сортів під час перших двох замірів відмічено не було. Проте ближче до кінця дня на контрольній ділянці (T1) показник фотохімічного квантового виходу фотосистеми (YII) сильно знизився, поступаючись варіантам з мульчею (p< 0,05), що сприяло відновленню фотосинтетичного апарату в обох сорт на контролі. В кінці дня у рослин обох сортів, які розвивалися з мульчею з соснової кори, спостерігалося на 44–109% більше відновлення показника YII, ніж на контролі, що є результатом зниження температури (рис. 1A) і фотоінгібування.

З іншого боку, не було значної різниці (p > 0,05) щодо максимальної фотохімічної ефективності фотосистеми (Fv/Fm) у досліджуваних варіантах. Протягом ранкових годин показник характеризувався середніми значеннями, близькими до 0,8 для обох сортів. Очевидно, що обидва сорти зазнали певного стресу. 

Аналогічну тенденцію, що й Fv/Fm, продемонструвала швидкість транспорту електронів (ETR), показник коливався від середніх значень від 0,8 до 0,76 за різного мульчування (p > 0,05). При цьому у варіанті з геотекстильною мульчею відмічалося відновлення стресу для обох сортів. Таким чином, мульчування сосновою корою забезпечувало більшу фотохімічну ефективність фотосистеми, що пов’язано з відновленням від стресу рослин сорту Legacy.

Рисунок 2. Вплив різних типів мульчі на продихову провідність листя о 15:00

Таким чином, застосування обох типів мульчі ініціювало процес фотосинтезу в перші години дня в більш оптимальних умовах порівняно до контролю, оскільки рослини з мульчею закінчували день з вищим фотохімічним квантовим виходом фотосистеми, що підтверджено суттєвою позитивною кореляцією (R2 = 0,37). 

Більш висока провідність продихів вказує на більш високу газообмінну здатність листка, і, отже, більш високу швидкість асиміляції CO2. З 12:00 геотекстиль знизив продихову провідність у сорту Ochlockonee до 400 за температури 35°C, що призвело до зниження ємності газообміну. На контролі показник — 257, у варіанті із сосновою корою — 351. Ближче до 16:00 години продихова провідність продовжувала знижуватися на контролі, істотно відрізняючись від варіантів T2 і T3. Таким чином, для на контролі у сорту Ochlockonee температура збільшилася, що стимулювало збільшення продихової провідності та збільшення потреби у воді. Водночас в обох сортів від мульчування сосновою корою значно підвищився вміст хлорофілу, досягнувши рівнів, які на 25% перевищують рівні SPAD. 

Рисунок 3. Вплив різних типів мульчі на індекс хлорофілу в листі о 15:00

Ожина хворіє?

ДІЗНАЙТЕСЬ, ЯК ЇЇ ЗАХИСТИТИ І ЛІКУВАТИ

Вплив мульчі на площу листкової поверхні і врожайність лохини

Лохина, вирощена під мульчею, має більшу площу листя. На це вказує збільшення площі листкової поверхні, відмічене в обох варіантах мульчування сорту Ochlockonee в середньому на 2 порівняно до контролю (0,9). Для сорту Legacy мульча з соснової кори забезпечила кращий результат, ніж контроль і геотекстиль. 

Рисунок 4 (1-3). Вплив різних типів мульчі на індекс листкової поверхні, діаметр плоду і твердість плодів лохини

Водночас істотних відмінностей у розмірі плодів у всіх варіантах мульчування на обох сортах не спостерігалося (рис. 4.2). При цьому плоди з найвищою твердістю (рис. 4.3) спостерігалися у сорту Legacy (p <0,05) із середніми значеннями 75, 72 і 67 гс/мм відповідно у варіантах з геотекстилем, соснової кори та контролю. Щодо сорту Ochlockonee, суттєвого впливу на твердість плодів тип мульчі не мав (значення 59,9, 58,4 і 57,8 гс/мм для варіантів T3, T2 і T1 відповідно). 

Таким чином, використання мульчі сприяє гідратації рослин завдяки підтримці вищих рівнів випаровування порівняно з контролем, що може вплинути на твердість фруктів. Однак у сорту Ochlockonee зниження температури ґрунту та листя було недостатньо для покращення твердості плодів, ймовірно, через генетично визначену твердість, яка нівелювала вплив мульчі. Навпаки, у сорту Legacy температура листя мала суттєво негативні кореляції (R2 = 0,71; p < 0,001). При цьому сорт характеризувався вищою врожайністю при обробці геотекстильною мульчею, зі 100% збільшенням і середньою врожайністю 950 г з рослини.

Рисунок 5. Вплив різних типів мульчі на врожайність лохини 

Водночас у сорту Ochlockonee не спостерігалося такого ефекту від мульчі, ймовірно, через те, що він менш вимогливий до поживних речовин, якості ґрунту та умов навколишнього середовища порівняно до Legacy. Що стосується сорту Legacy, ефект від його мульчування (в обох варіантах) був на 90% більшим порівняно до контролю.

Підвищення врожайності після мульчування може бути пов’язане зі збільшенням ефективності фотосинтезу, що було попередньо відображено показниками фотохімічного квантового виходу фотосистеми та її максимальної фотохімічної ефективності у дослідженні фотосинтетичної ефективності лохини. Поясненням цьому може бути те, що мульча збільшує доступність води в ґрунті завдяки меншому прямому випаровуванню з ґрунту. 

В результаті досліджень було визначено, що лохина кроляча (Vaccinium virgatum Aiton cv. Ochlockonee) і лохина високоросла (Vaccinium corymbosum L. cv. Legacy) сприятливо реагували на застосування мульчі із соснової кори, яка знижувала температуру приблизно на 5°C протягом періоду найвищої денної температури навколишнього середовища. Водночас підвищувала вранці на 3°C, стабілізуючи її таким чином протягом дня на рівні близько 21°C.

• Використання мульчі з соснової кори збільшило виробництво плодів більш ніж на 90% внаслідок зниження стресу для рослини протягом дня і зниження рівня провідності продихів, що сприяло збільшенню ефективності використання води протягом дня. Це, зокрема, сприяло накопичення більшого вмісту хлорофілу та площі листкової поверхні у рослин сорту Legacy, вирощених у мульчі із соснової кори та геотекстилю. Більше того, геотекстильна мульча сприяла збільшенню міцності плодів. 
• Для сорту Ochlockonee, хоча використання мульчі збільшило площу листя та вміст хлорофілу в листі, воно не мало істотного впливу на врожайність та твердість плодів. Тому, з агрономічної точки зору, техніка використання геотекстилю та соснової кори як мульчі для стимулювання більшої продуктивності та якості плодів не рекомендована. Істотно у випадку сорту мульча посприяла на зменшення кількості бур’янів і втрати від випаровування.

Джерело: mdpi.com

Переклад: Меланія Несмачна, SuperAgronom.com

Ми у Telegram

Тримай руку на пульсі важливих агрономічних новин та подій