Влияние регуляторов роста на ранних этапах роста и развития растений озимой пшеницы

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО____________________________________

УДК 633.11:631.8

ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РАННИХ ЭТАПАХ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

В.А. Исайчев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.В. Провалова, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина

Изучено влияние синтетических регуляторов роста на начальных этапах роста и развития растений и урожайность озимой пшеницы сорта Волжская К.

Ключевые слова: регуляторы роста, мелафен, пирафен, энергия

прорастания, лабораторная всхожесть, полевая всхожесть, адсорбирующая поверхность корней, урожайность.

Исследования показали, что предпосевная обработка семян фосфорорганическими регуляторами роста производит положительные изменения в метаболических процессах, вызывает стимуляцию физиологических процессов в прорастающих семенах и развивающихся из них растениях. Активизация биохимических процессов предусматривает реализацию материальных возможностей организма, что может быть осуществлено лишь на высоком уровне агрофона.

Озимая пшеница является ценной продовольственной культурой лесостепной зоны Поволжья. Несмотря на то, что почвенно-климатические условия для возделывания данной культуры в регионе являются относительно благоприятными, продуктивность её все еще остаётся невысокой, поэтому в настоящее время ведется поиск приемов повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы.

В целях повышения урожая зерновых культур в современном сельском хозяйстве применяют энергосберегающие технологии, с использованием средств защиты растений и биологически активных веществ. Регуляторы роста растений отличает разнообразие химического строения и инициируемых эффектов и особенно применение их в малых концентрациях [1,4, 6]. В связи с этим, нами были проведены исследования по применению регуляторов роста нового поколения для предпосевной обработки семян озимой пшеницы в региональных условиях лесостепи Поволжья.

Полевые опыты закладывались в 2005-2008 гг. на опытном поле Ульяновской ГСХА, повторность опытов четырехкратная с учетной площадью делянки 15 м2, размещение делянок рендомизированное.

Объектом исследования являлась озимая пшеница сорта Волжская К. Сорт выведен в 2004 г. на кафедре селекции, семеноводства и генетики Ульяновской ГСХА методом индивидуального отбора из синтетической популяции, полученной от скрещивания сортообразцов озимой пшеницы ВСГИ с Кинельской 4. Разновидность егуШг^регтит. Внесен в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2005 г.

Мелафен относится к химии гетероциклических и фосфорорганических соединений, а именно к меламиновой соли бисоксиметилфосфиновой кислоты. Препарат синтезирован в институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова (г. Казань). Молекулярная масса мелафена - 252,18. Пирафен является структурным аналогом мелафена. Молекулярная масса пирафена - 251,18.

Схема полевого опыта:

1. Контроль, 2. Гиббереллин, 3. Мелафен 1-10-7%, 4. Мелафен 1-10-8%, 5. Пирафен 1-10- %, 6. Пирафен 1-10-8%

Обработку семян проводили перед посевом из расчета 2 литра раствора на 1 центнер семян. На контроле семена обрабатывались водой, на опытных вариантах - рабочими растворами гиббереллина, мелафена и пирафена.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый, со следующей агрохимической характеристикой: по

содержанию гумуса она относится к малогумусным - от 4,3 до 4,8 %. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая - рНсол. - 5,8-6,5, содержание подвижного фосфора повышенное - 105-150 мг/кг, обменного калия - высокое 137200 мг/кг почвы.

Энергию прорастания и всхожести определяли по ГОСТ 12038-84, ГОСТ 12041-82; степень набухания семян - по У. Руге в изложении О.А. Вальтера и др. (1957). Общую и рабочую адсорбирующую поверхность корней устанавливали методом Сабинина и Колосова.

Данные результатов исследований подвергались математической обработке методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов [2].

В период набухания семена озимой пшеницы чрезвычайно чувствительны к условиям внешней среды, поэтому необходимо прилагать усилия, чтобы сократить период между посевом и появлением всходов.

Водопоступление и идущее на его фоне набухание семени - это первые процессы, происходящие при прорастании. Значение воды в этот период жизни растения заключается в общей активизации метаболизма, при этом происходит высвобождение веществ из связанных форм [3].

Поглощение воды семенами озимой пшеницы под влиянием регуляторов роста происходит неравномерно, интенсивнее всего поступление воды наблюдается в первые четыре часа после намачивания, затем наблюдается лаг-фаза, в течение которой снижаются темпы набухаемости семян (табл. 1). В первые четыре часа на варианте, обработанном гиббереллином, отмечается максимальное поступление воды, превышающее контроль в среднем до 3,0%. На вариантах с мелафеном и пирафеном поглощение воды выше контрольного значения в среднем на 1,6-4,0% в течение всего времени исследования.

Таблица 1 - Степень набухаемости семян озимой пшеницы под влиянием регуляторов роста, % воздушно-сухой массы

Вариант В ремя, час среднее

1 2 4 6 12 24 48

Контроль МО, in, О о, * СП, о" * <N <N 00 * о, СП * о, <N

Г иббереллин СП * 00 о 00 о* -н с^ in, * СП <N ел * о, СП 00 * о, 00^ СП 00 -н -н о, 1П СП

Мелафен Ь10'7% * о, оо" о 00 о' -н (N с^ (N * <N о, * <N СП in, * сп, СП * -н 00 in СП

Мелафен 1»10-8% 108,4±1,4 1± сч" 1± сч 1± со СП 138,2±1,6 3, 1± сч 6, 4 1± 129,8

Пирафен 1»10-7% 8, о" НН о ± 8, о' ± сч сч 1± СП ± 8, 3 4, ± сч 4 6, 2, 3, 3

Пирафен 1*10-8% 8, о* ± 8, о со 1± 00 8, ± о, сч 8, 1± 8, сч ± 3 6, 1± 6, 4 1± о, сч

Под влиянием изучаемых факторов энергия прорастания семян данной культуры повышается в среднем на 10,0-14,0%, лабораторная всхожесть на 5,87,0% (рис.1). По энергии прорастания мелафен и пирафен превышают гиббереллин на 4,0-8,0 %, однако при определении лабораторной всхожести данные находятся практически на одном уровне.

120

100

80

60

40

20

0

Контроль

Гиббереллин

Мелафен 1^10-7%

Мелафен 1^10-

Пирафен 1^10-

7%

Пирафен 1^10-

ЕЗ Энергия прорастания  Лабораторная всхожесть

Рисунок 1 - Энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян озимой

пшеницы, %

Результаты исследований показывают, что на опытных вариантах надземная масса проростков озимой пшеницы выше контроля в среднем на 9,6-22,9%, масса корней превышает контроль на 1,9-9,9% (рис.2,3). Наибольшее значение отмечается на варианте мелафен 1»10-7 %, где выше, по-сравнению с контролем, на 22,9 % - по надземной массе и на 9,9 % - по массе корней и выше гиббереллина на 12,1 %-7,9%.

4,50

Контроль Гиббереллин Мелафен 1*10- Мелафен 1*10- Пирафен 1*10- Пирафен 1*107% 8% 7% 8%

0 проростки В корешки

Рисунок 2 - Морфофизиологическая оценка проростков семян озимой пшеницы

Рисунок 3 - Проростки озимой пшеницы на 3-и сутки проращивания

Корневая система растений представляет собой не только орган поглощения воды, минеральных веществ и механического закрепления растений в почве, но она является также местом синтеза многих сложных соединений и играет исключительно важную роль в обмене веществ целого растения [5].

Хорошей сравнительной характеристикой корневой системы является величина её поглощающей поверхности.

Результаты исследований (табл. 2) показывают, что под влиянием регуляторов роста происходило увеличение удельной адсорбирующей поверхности корней. Наибольшие значения были отмечены на вариантах с обработкой семян пирафеном 1»10"8% и гиббереллином и составили для общей удельной адсорбирующей поверхности корней - 672,77 и 664,91, рабочей - 333,12 и 332,67 см соответственно, что на 17,58-16,22 и 8,35-17,73% выше, чем на контроле.

Таблица 2 - Влияние регуляторов роста на адсорбирующую поверхность

корней озимой пшеницы, см2

Вариант Удельная адсорбирующая поверхность корней Отношение рабочей адсорбирующей поверхности корней к общей адсорбирующей поверхности

общая рабочая недеятельная

Контроль 572,15 282,56 289,59 0,49

Г иббереллин 664,91 332,67 332,24 0,50

Мелафен 1*10-7% 586,73 306,15 280,58 0,52

Мелафен 1*10-8% 648,12 326,01 322,11 0,50

Пирафен 1*10-7% 661,14 330,85 330,29 0,50

Пирафен 1*10-8% 672,77 333,12 339,65 0,50

Отношение рабочей адсорбирующей поверхности к общей может служить важной характеристикой роста корневой системы. Увеличение этого отношения обусловлено как величиной деятельной поверхности корня, так и более быстрым передвижением адсорбированных ионов внутрь корня.

Наибольшее значение отмечается на варианте мелафен 1»10"7%, где превышает контроль на 6,12%.

Полевая всхожесть данной культуры на опытных вариантах превышает контроль в среднем за годы исследований на 4,7-6,9%, наибольшая прибавка наблюдается на вариантах пирафен 1»10"7% и мелафен 1»10"7%, где выше контроля на 6,0-6,9% (табл.3).

Таблица 3 - Влияние регуляторов роста на полевую всхожесть озимой пшеницы, %

Вариант Г оды исследований Среднее

2005 г. 2006 г. 2007 г.

Контроль 73,1±1,2 76,0±0,4 72,6±1,5 73,9

Г иббереллин 75,3±3,5 78,7±0,7 78,5±2,0 77,5

Мелафен 1*10-7% 76,8±2,5 83,8±1,9 81,8± 1,8 80,8

Мелафен 1*10-8% 76,4±3,2 80,3±1,2 79,2±1,6 78,6

Пирафен 1*10-7% 77,9±2,5 81,7±1,5 80,2±2,2 79,9

Пирафен 1*10-8% 76,1±1,8 85,1±1,0 78,3±1,5 79,8

Исследования показали, что в среднем за годы исследований урожайность озимой пшеницы на опытных вариантах увеличивается на 0,27-0,38 т/га, наибольшую прибавку 0,38 т/га обеспечило применение мелафена в концентрации 1*10-7% (табл. 4).

Таблица 4 - Урожайность озимой пшеницы сорта Волжская К, т/га

Вариант Г оды исследований прибавка к контролю

2006 г. 2007 г. 2008 г. среднее т/га %

Контроль 1,96 2,90 3,55 2,80 - 100,00

Г иббереллин 2,26 3,27 3,67 3,07 0,27 109,64

Мелафен 1*10-7% 2,40 3,33 3,80 3,18 0,38 113,57

Мелафен 1*10-8% 2,09 3,25 3,77 3,04 0,27 108,57

Пирафен 1*10-7% 2,30 3,40 3,67 3,12 0,32 111,43

Пирафен 1*10-8% 2,28 3,30 3,78 3,12 0,32 111,43

НСР 05 0,12 0,13 0,20

Таким образом, анализ внутренних процессов, определяющих рост и развитие растений, а также их изменения в результате предпосевной обработки семян показывают, что в основном эти изменения интерпретируются и фиксируются в процессе прорастания. Изучаемые препараты усиливают первичные ростовые процессы, увеличивают удельную адсорбирующую поверхность корней,

способствуют ускоренному переходу растений от гетеротрофного типа питания к автотрофному.

Библиографический список

1. Вакуленко, В.В. Регуляторы роста [Текст]/ В.В. Вакуленко // Защита и карантин растений. - 2004. - № 1. - С.24-26.

2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) [Текст] / Б.А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351с.

3. Исайчев, В.А. Физиолого-биохимические процессы в прорастающих семенах озимой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки росторегуляторами и микроэлементами [Текст]/ В.А. Исайчев, О.Г. Музурова //Молодежь и наука XXI века: материалы Международной научно-практической конференции. - Ульяновск, 2006. - С. 60-66.

4. Исайчев, В.А. Фотосинтетическая деятельность растений озимой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами [Текст]/ В.А. Исайчев, Ф.А. Мударисов // Зерновое хозяйство. - 2003. - №7. - С. 35-38.

5. Первичные и начальные процессы, протекающие в семенах под действием биопрепаратов [Текст]/ В.И. Костин, О.Г. Музурова, О.В. Костин, О.М. Церковнова //Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии: материалы Международной научно-практической конференции - Уфа: БашГАУ, 2008. -С. 179-181.

6. Шеламова, Н.А. Влияние физиологически активных соединений на жаро-и засухоустойчивость проростков пшеницы [Текст]/ Н.А. Шеламова, П.А. Генкель // Физиология растений. - 1987. - Т. 34. - Выпуск 1. - С. 121-126.

E-mail: elenaprovalova@rambler.ru