Влияние биостимуляторов на рост и продуктивность растений сои

ВЛИЯНИЕ БИОСТИМУЛЯТОРОВ НА РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ СОИ Е.В. Романова1, М.С. Гинс2

1 Кафедра генетики и селекции 2Кафедра растениеводства Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, 117198 Москва, Россия

Разработаны новые элементы технологии выращивания растений сои с повышенной продуктивностью при использовании ростостимулирующих препаратов. Впервые выявлены сортовые особенности накопления надземной биомассы и продуктивности растений сои при обработке семян и растений препаратами Агат-25 К, Альбит, Альбит-3, Амир в качестве регуляторов роста и развития растений.

В настоящее время в растениеводстве находят широкое применение биопрепараты, изготовленные на основе природных веществ. В качестве синтетических и природных регуляторов роста и развития растений используются аналоги фитогормонов: групп ауксинов, гибберрилинов и другие физиологически активные вещества, структурно близкие к эндогенным фитогормонам. Система гормональной регуляции определяет такие важнейшие физиологические процессы, как рост и формирование различных органов, время и характер цветения, сроки созревания, переход к состоянию покоя и выход из него семян, почек и т.д. При этом наиболее действенной обработка ростостимулирующими биопрепаратами бывает при недостатке в растениях эндогенных регуляторов роста. Поэтому комплексное использование традиционных технологических приемов,

воздействующих на растение, таких как минеральное удобрение, полив и т.д., в сочетании с применением специфических ростостимулирующих биопрепаратов перспективно в растениеводстве не только для повышения урожая, но и для изменения содержания биохимических веществ. Кроме того, биопрепараты способны индуцировать защитные реакции растений и устойчивость к патогенам.

Изучение роли отдельных групп фитогормонов и их аналогов в регуляции роста и развития растений определило возможность использования этих соединений, их синтетических аналогов и других биологически активных веществ (БАВ) с конкретным физиологическим действием в научных целях и в

сельскохозяйственной практике. Регулировать рост и развитие растений - значит хорошо сбалансировать действия веществ, ускоряющих или задерживающих эти процессы [5]. Для этого уже широко используются ИУК и БАП, а работы по применению селената натрия и амарантина (Амир) в качестве стимуляторов развития семян были впервые проведены во ВНИИССОК, начиная с 2000 г. В наших исследованиях эти вещества использовались в работе с семенами сои с целью изучения их влияния на ростовые и метаболические процессы растений, а также возможности регуляции продуктивности.

К биопрепаратам нового поколения, проявляющим активность на растительных организмах в низких концентрациях, относятся Амир, Альбит, Альбит-3. Эти препараты повышают устойчивость овощных растений к действию патогенной микрофлоры семян, активизируют ростовые процессы и метаболические реакции [2, 3].

Амир - биопрепарат для влажной обработки семян и внекорневой обработки растений. Действующее вещество - композиция водорастворимых веществ из

листьев амаранта, включающая биологически активные фенольные соединения, в том числе флавоноиды, и алкалоид амарантин с антиоксидантным действием, а также набор аминокислот, пектин и др. Биопрепарат готовится из листьев амаранта вида Amaranthus tricolor L. путем водной экстракции водорастворимых веществ из сухого измельченного материала. Препарат экологически чистый и безопасный.

Альбит - универсальный регулятор роста растений со свойствами фунгицида и комплексного удобрения. Защитно-стимулирующий состав для влажной обработки семян сельскохозяйственных культур следующий: поли-бета-гидрооксимасляная кислота - 6,2 г/кг, магний сернокислый-29,8 г/кг, калий фосфорнокислый двухзамещенный - 91,1 г/кг, калий азотнокислотный 91,2 г/кг, карбамид-181,5 г/кг. Альбит содержит очищенные действующие вещества из почвенных бактерий Bacilus megaterium & Pseudomonas aureofaciens. В естественных природных условиях данные бактерии обитают на корнях растений, стимулируют их рост, защищают от болезней и неблагоприятных условий внешней среды. В состав препарата входят также хвойный экстракт (терпеновые кислоты), сбалансированный стартовый набор макро- и микро элементов (NPK, Mg, S, Fe, Mn, Си, Zn, Мо, В, С, Ni, Cl, Ca, J, Se, Si). Альбит применяют для предпосевной обработки семян и по прохождению вегетации. Разрешен для применения на зерновых (озимых и яровых), овощных и плодовых культурах.

Альбит-3 создан на основе препарата Альбит. Действующая композиция: поли-бетагидрооксимаслянная кислота - 2,1 г/л, хитозан 0,2г/л, флутрифол - 71,2 г/л, магний сернокислый 26,1 г/л, калий фосфорнокислый двузамещенный - 162,8 г/л, карбамид - 187,2 г/л. Дозировка в миллилитрах. Создатели биопрепаратов Альбит и Альбит-3 - научная группа института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К Скрябина и ООО НПФ «Альбит». Альбит характеризуется экологичностью биологических препаратов, а по эффективности и сроку хранения приближается к химическим.

В качестве стандарта мы использовали биопрепарат Агат-25 К производства фирмы БИО-Би-3.Основой его являются метаболиты сапрофитных бактерий Pseudomonas aureofaciens Н 16, в том числе иммуномодуляторы (фенолкарбоновые кислоты, элиситоры фитопатогенов, флавоноиды и др.), а также микроэлементы. Фунгицидное и ростостимулирующее действие этого препарата уже доказано на таких культурах, как озимая и яровая пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, картофель, свекла сахарная и столовая, а также на овощных, декоративных, древесных и лекарственных растениях [4].

Из исследований за последних лет известно, что применение вышеуказанных препаратов при предпосевной обработке семян и во время вегетации обеспечивало значительно прибавку урожая овощных культур, таких как капуста белокочанная на 8,8-13,8%; капуста пекинская - на 16,7%, лук на зелень - на 27,6%, салат - на 12,2-19,4%; свекла столовая - на 17%, морковь- на 13,5% [1].

Следует отметить, что в настоящее время практически не изучены вопросы, касающиеся изменения роста, развития и продуктивности в онтогенезе растений сои, выращенных из семян, обработанных биопрепаратами Амир, Альбит и Альбит-3. Нет данных о влияние Амира на продуктивность сои. В начальной стадии изучения находятся исследования, связанные с изучением механизмов физиологического действия биопрепаратов Альбит и Альбит-3 на развитие растений. В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение динамики роста и развития продукционного процесса растений сои, семена которых были обработаны вышеуказанными биопрепаратами, а растения опрыскивались их раствором во время вегетации.

Выявив в лабораторных исследованиях стимулирующее действие предпосевной обработки семян сои вышеуказанными биопрепаратами на энергию прорастания, всхожесть и ростовые параметры проростков сои, мы заложили мелкоделяночный опыт в полевых условиях.

Анализы проводили на растениях сои сортов и гибридов Магева (сорт-стандарт), Соната, Гармония, СибНИИК-315, Линия 52-М, выращенных из семян, обработанных, растворами Амира, Альбита, Альбита 3 и Агата-25 К (препарат -стандарт). В опыте использовали растения в стадии проростков (35 сут.), цветения (50 сут.), завязывания бобов (65 сут.), начало созревания (80 сут.), созревания (105 сут.). Внекорневую обработку по вегетации проводили в стадии конец цветения на 60-е сутки путём опрыскивания надземной части растений изучаемыми растворами.

Динамика роста и развития растений сои сорта Магева при обработке ростостимулирующими препаратами. У 35-суточных растений сои, семена которых были обработаны биопрепаратами Агат-25 К, Альбит, Альбит-3 и Амир, наблюдали стимулирование процессов роста и развития во всех вариантах по сравнению с контролем (вода). Так, наибольшее возрастание высоты стебля и количества листьев обнаружили при действии препаратов Альбит и Альбит-3 по сравнению с контролем (47 и 29%, соответственно), а также по сравнению со стандартным препаратом Агат-25 К (табл. 1). Семена, которые были обработаны Амиром, превосходили контрольные растения по высоте (22%), но количество листьев было практически сравнимо с контрольными.

У 50-суточных растений сои наблюдали снижение стимулирующего влияния изученных биопрепаратов. При этом высота растений и количество листьев при обработке Агат-25 К и Амиром, была сравнима с контролем, тогда как при обработке Альбитом и Альбитом-3 наблюдали небольшое преимущество в высоте (12 и 10%) и в количестве листьев (20 и 15%), соответственно по сравнению с контролем. Следовательно, в ходе вегетации стимулирующий эффект биопрепаратов на рост и развитие растений сои сорта Магева снижался.

Таблица 1

Влияние обработки семян ростостимулирующими препаратами на динамику роста и

развития растений сои сорта Магева, 2005 г.

Возраст, сут. Варианты опыта Высота растения, см %к контролю Кол-во боковых побегов, шт. %к контролю Кол-во листьев, шт. %к контролю

35 Контроль 5,7±0,15 100 - - 3,4±0,09 100

Агат -25К 7,0±0,18 122,8 - - 3,6±0,11 105,9

Альбит 8,4±0,20 147,4 - - 4,4±0,15 129,4

Альбит-3 7,9±0,19 138,6 - - 4,2±0,14 123,5

Амир 6,9±0,17 121,1 - - 3,5+0,08 102,9

50 Контроль 21,1±0,8 100 2,0±0,08 100 4,5+0,15 100

Агат-25 К 21,3±1,1 100,9 2,0±0,05 100,0 4,6±0,11 102,2

Альбит 23,8±1,2 112,8 2,4+0,08 120,0 5,4±0,20 120,0

Альбит-3 23,2±1,1 110,0 2,4±0,09 120,0 5,2±0,21 115,6

Амир 21,8±1,5 103,3 2,3±0,02 115,0 4,9+0,18 108,9

В связи с этим в возрасте 60 - суточных растений сои (стадия цветения) была проведена обработка их надземной массы растворами вышеуказанных биопрепаратов путем опрыскивания. При действии биопрепаратов Альбит и Альбит-3 высота растений возросла на 28 и 20%, количество боковых побегов на 13 и 4%, количество листьев на 66 и 75%, а количество бобов - на 36 и 35%, соответственно. Тогда как под действием препарата Амир увеличилась высота растений на 20%, а количество листьев на 66% и бобов - на 23%.

Внекорневая обработка сои препаратом Агат-25 К также вызвала существенное увеличение количество листьев (50%) и бобов (25%) на растениях.

Интересно, что внекорневая обработка растений сои сорта Магева в период цветения резко усилила новообразование листьев и увеличение количества бобов по сравнению с контролем. Это позволяет предположить, что обработка ростостимулирующими биопрепаратами ускоряет цветение растений и, соответственно, образование, и созревание бобов. На это же указывают полученными нами данные по количеству бобов у 80- и 106-суточных растений. Прирост бобов у них составляет 27% по сравнению с контрольными растениями. Несколько меньший процент бобов (8%) обнаружен на растениях, обработанных Амиром и Агатом-25 К.

Таблица 2

Динамика развития сои сорта Магева при опрыскивании растений растворами БАВ в

фазу цветения, 2005 г.

Возраст, сут. Варианты опыта Высота растения, см Кол-во боковых побегов, шт. Кол-во листьев, шт. Кол-во бобов, шт.

65 Контроль 25,0+1,2 2,2±0,08 12,0±0,6 14,0±1,1

Агат -25К 26,0±1,9 2Д±0,07 18,0±0,6 18,0±1,2

Альбит 32,0±3,1 2,5±0,09 20,0±0,7 19,1±1,2

Альбит-3 30,0±3,3 2,3+0,11 21,1±0,5 19,0+1,5

Амир 30,2+3,8 2,1±0,15 20,0+0,6 17,3+1,1

80 Контроль 55,0±4,1 3,9±0,21 28,0±0,7 41,0±1,4

Агат -2 5 К 50,0±3,8 3,6±0,22 27,0±0,7 45,0±1,2

Альбит 60,0±4,1 4,2±0,24 33,0±0,9 52,0±1,4

Альбит-3 57,0+3,9 4,1+0,23 32,0±0,9 48,0±1,3

Амир 54,0±3,5 3,8±0,21 31,0±0,4 47,0±1,4

105 Контроль 35,0+1,9 3,3±0,24 18,0±0,7 36,0+1,5

Агат -25К 30,0+1,2 3,2±0,26 18,0±0,5 38,0+1,5

Альбит 32,0±1,4 3,5±0,18 21,0±1,1 46,0±2,0

Альбит-3 34,0±1,6 3,5±0,24 22,0±0,9 42,0±1,9

Амир 31,0±1,5 3,2+0,22 22,0±0,9 39,0±1,9

Следует указать, что внекорневая обработка ростостимулирующими препаратами в период цветения в меньшей степени повлияла на изменение высоты растений и количество боковых побегов, но вызвала нарастание большой листовой массы, что, соответственно, привело к повышению количества бобов, т.е. возрастанию урожайности сои по сравнению с контрольными растениями.

Динамика роста и развития коллекционных образцов сои при обработке ростостимулирующими препаратами. Анализ результатов, полученных при обработке семян сои сортов Соната и Гармония ростостимулирующими препаратами, выявил их стимулирующее действие на высоту 35- суточных растений, однако в меньшей степени (по сравнению с действием биопрепаратов на рост растении сои сорта Магева). Самый большой прирост высоты растений обнаружен у сорта СибНИИК-315, который при обработке биопрепаратами Альбит и Альбит-3 составлял 127 и 115%, соответственно по сравнению с контролем. У других изученных сортов высота растений увеличилась в пределах 120-110%. У 50-суточных растений сорта СибНИИК-315 стимулирующий эффект составлял, соответственно, 118 и 117%, у остальных сортов был в пределах 2-11%. Высота растений сои, обработанных Амиром, превышала контрольные на 3-13% или была сравнима с контролем.

При обработке сорта Соната все препараты показали стимулирующий эффект на нарастание листовой биомассы, при этом количество листьев увеличивалось при использовании Агата- 25 К - на 46%, Альбита - на 53%, Альбита- 3 - на 50%, Амира - на 34% .

У 35- и 50-суточных растений сои сорта Гармония количество листьев под действием обработки семян препаратами Альбит и Альбит-3 возрастало аналогично стандарту и составляло 118 и 129% соответственно (табл. 3), тогда как под действием Агата- 25 К и Амира количество листьев на растениях сравнимо с контрольными, в то время как у 50-суточных растений сои сорта СибНИИК-315 и Линия 52-М количество листьев у растений, семена которых были обработаны изученными биопрепаратами, было сравнимо с контрольными растениями.

Сравнение стандарта сорта Магева по отзывчивости на обработку семян сои с изученными сортами выявило самое высокое стимулирующее действие на высоту растений у всех сортов в возрасте 35 сут., в то время как по нарастанию листовой биомассы выделился сорт Соната, у которого число листьев увеличилось на 39-53% при обработке изученными препаратами (табл. 3). Далее наблюдали снижение нарастания листьев.

Таблица 3

Влияние обработки семян ростостимулирующими препаратами на динамику роста и

развития растений сои сорта Соната, 2005 г.

Возраст, сут. Варианты опыта Высота раст., см %к контролю Кол-во боковых побегов, шт. % к контролю Кол-во листьев, шт. %к контролю

35 Контроль 5,7±0,3 100 - - 2,6±0,09 100

Агат -25К 6,1±0,2 107,0 - - 3,8±0,08 146,2

Альбит 6,9+0,3 121,1 - - 4,0±0,09 153,8

Альбит-3 6,3±0,4 110,5 - - 3,9±0,12 150,0

Амир 5,8+0,2 101,8 - - 3,5±0,18 134,6

50 Контроль 16,9+0,9 100 1,7±0,03 100 4,4±0,18 100

Агат -25К 16,9±1,1 100,0 1,7±0,04 100,0 4,7±0,21 106,8

Альбит 18,9±1,4 111,8 2,1 ±0,04 123,5 5,4±0,22 122,7

Альбит-3 18,8±1,4 111,2 2,1 ±0,04 123,5 5,3±0,21 120,5

Амир 16,9±1,2 100,0 1,7±0,04 100,0 4,6±0,12 104,5

Стимулирующее действие биопрепаратов Амир, Альбит, Альбит-3 и Агат-25К на развитие боковых побегов наблюдали у растений сои сортообразцов Гармония, СибНИИК-315 и Линия-52М, при этом наибольшее стимулирующее действие оказывали препараты Альбит и Альбит-3. У сорта Гармония образование боковых побегов под действием препаратов Альбит опережало контрольные растения на 12%, и величина их стимулирующего действия была сравнима с их действием на сорт Магева. При этом обработка семян Агатом -25К не выявила стимулирующего действия на образование боковых побегов у сортов Магева и Соната, тогда как у других сортов она составила: для Линии 52 М - 12%, то СибНИИКа-315 и Гармонии по 6%.

Таким образом, растения изученных сортов сои неоднозначно реагируют на обработку семян. Более отзывчивы растения на влияние действующих веществ препаратов Альбит и Альбит-3, а наибольший эффект стимулирования нарастания боковых побегов и количества листьев наблюдали у растений сорта Соната по сравнению со стандартом - сортом Магева под действием этих препаратов.

Обработка растений сои в стадии цветения вызвала усиление физиологических процессов у 65-суточных растений, особенно фотосинтетических, сортов Соната, Гармония благодаря хорошо развитой площади листовой поверхности. Возросло количество боковых побегов, число листьев в стадии завязывания плодов увеличилось на 130-184% по сравнению с контролем, а количество бобов - на 110-175%. При этом наиболее эффективным препаратом был Альбит.

У 80- и 105-суточных растений сои этих сортов, обработанных биопрепаратом Альбит и Альбит-3, наблюдали небольшое возрастание высоты растений и количества боковых побегов, тогда как количество листьев увеличилось в пределах 15-30% и, соответственно, увеличилось количество бобов на 15-50%, особенно у сорта Гармония. У сорта Соната количество бобов увеличивалось только при обработке растений Альбитом на 12-18% (табл.4).

Таблица 4

Динамика развития сои сорта Соната при опрыскивании растений растворами БАВ в

фазу цветения, 2005 г.

Возраст, сут. Варианты опыта Высота растения, см Кол-во боговых побегов, шт. Кол-во листьев, шт. Кол-во бобов, шт.

65 Контроль 33,0±3,1 2,0±0,05 13,0±0,8 10,2±1,1

Агат -25К 37,0±3,5 2,0±0,04 18,0±0,9 11,3±1,1

Альбит 45,5±3,9 2,3±0,05 24,0±0,9 17,0±1,8

Альбит-3 42,0±4,1 2,2+0,02 18,2±1,1 12,0±1,3

Амир 39,0±3,8 2,0+0,02 18,0±0,8 14,0±1,0

80 Контроль 48,0±3,9 3,0±0,4 19,0+0,8 38,0±2,8

Агат -25К 48,0±4,2 3,2+0,04 23,0±1,2 26,0+2,9

Альбит 55,0±4,6 3,3±0,07 24,0+1,3 45,0±3,8

Альбит-3 52,0±4,1 3,3±0,06 24,0±1,3 38,0+4,0

Амир 40,0±4,2 3,0±0,09 22,0±1,3 31,0±3,8

105 Контроль 67,0±5,7 3,0+0,8 26,0±1,1 47,0±2,9

Агат -25К 67,0+5,9 3,2±0,04 31,0±3,1 41,0+3,5

Альбит 75,0±6,7 3,3±0,05 34,0±2,9 53,0±4,1

Альбит-3 71,0+3,9 3,3+0,04 34,0±3,4 47,0±4,8

Амир 61,0±4,1 3,0±0,04 28,0±2,9 40,0±4,6

У 105-суточных растений внекорневая обработка растений сортообразцов СибНИИК-315 и Линия 52-М биопрепаратом Альбит не привела к существенному стимулированию образования боковых побегов (20 и 15%) и высоты растений (16 и 12%), соответственно. Нарастание листьев у этих сортобразцов также было не столь существенное, самое большое - при действии Альбита (7-14%). При этом большее образование количества бобов наблюдали у сортобразца СибНИИК-315, особенно у 65-суточных растений (23-41%) под действием ростостимулирующих препаратов по сравнению с Линией 52 М (11 -23%). Амир, Агат-25 К и Альбит-3 оказывали меньшее стимулирующее влияния на образование бобов у 80- и 105-суточных растений в пределах 3-16% по сравнению с контролем.

Заключение. Для всех изученных сортов характерна следующая отличительная особенность действия на них биопрепаратов:

- эффективность их действия на рост, развитие и продуктивность растения снижаются в процессе вегетации после предпосевной обработки семян и внекорневой обработки. Наиболее активно их действие проявляется в течение 2-3 недель после обработки препаратом;

- отзывчивость растений на обработку конкретным биопрепаратом зависит от сорта. При этом все сорта сои были отзывчивы в большей степени на обработку Альбитом по сравнению с остальными изученными препаратами, хотя и в неодинаковой степени.

Таким образом, предпосевная обработка семян сои стимулирует рост корневой системы, гипокотиля, рост стебля, образование боковых побегов и нарастание листовой массы. Внекорневая обработка растений сои в стадию цветения существенно увеличивает количество листьев и стимулирует образование бобов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гинс М.С., Камлеев Х.Б., Суслова Л. В., Кононков П.Ф., Агафонов А.Ф. Злотников А.К. Влияние ростостимулирующее препарата Альбит на морфометрические показатели лука репчатого.-Гавриш, 2004.-N 5.-С. 23-24.

2. Попова Т.П. Камлеев Х.Б., Гинс В.К., Гинс М.С., Кононков П.Ф. Роста зелени лука при обработке луковиц ростостимулирующими препаратами.-Мат. V Межд. симп. «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».-М., 2003.-Т. I. -С. 207-209.

3. Романова Е.В. О действии ростостимулирующих веществ на прорастание семян дайкона и китайской капусты.-Вестник РАСХН.-2005.-№ 5 -С. 48-49.

4. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации,- М.: Агрорус, 2003.-С.252-253.

5. Третьяков Н.Н., Кошкин Е.И., Макрушин Н.М. и др. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений.-М.: Колос, 2000.-640 с.

THE EFFECT OF GROWTH STIMULATOR TREATMENTS ON SOYBEAN PLANTS ON THEIR GROWTH,

DEVELOPMENT AND YIELD

E.V. Romanova1, M.S. Gins2

'Department of genetics and plant breeding 2Department of crop production Russian People’s Friendship University st. Miklucho-Maklay, 8/2, 117198, Moscow, Russia

New elements for cultivation soybean plants with increased productivity are developed with using growth-stimulation preparations. For the first time high-quality features of accumulation of an elevated biomass and yield of soybean plants are revealed at treated seeds and plants with preparations Agate 25 k, Albit, Albit-3 and Amir as growth-regulators and plants development.