Водный статус и засухоустойчивость яровой пшеницы сорта МиС при некорневой обработке микроудобрением марки ЖУСС-2

Каждый затраченный рубль при применении ЖУСС обеспечивает получение 3-14 руб. чистого дохода. Это еще без учета той экономии, которую получают за счет снижения затрат на средства защиты растений.

Таким образом, составы ЖУСС служат источниками не только дефицитных микроэлементов для

растений, но и проявляют защитный и стимулирующий эффекты, то есть они полифункциональны. При определенных условиях Республика Татарстан могла бы обеспечить всю страну необходимым количеством полифункциональных составов, содержащих микроэлементы в требуемых сочетаниях.

Литература

1. Гайсин И.А. Баланс макро- и микроэлементов в полевом севообороте //Агрохимический Вестник, № 6, 2001 г.

2. Гайсин И.А. Микро-, макроудобрения в интенсивном земледелии. - Казань: Таткнигоиздат, 1990, - 126 с.

3. Гайсин И.А., Сафиоллин Ф.Н., Галеев К.Х. Оптимальные дозы и способы применения микроудобрений ЖУСС // Агрохимический вестник, 2004. № 6.

4. Муртазин М.Г., Хисамеева Ф.А., Сагитова Р.Н. Стимулирующее и защитное действие препаратов ЖУСС при обработке семян // Агрохимический вестник, 2006. № 4.

5. Пахомова В.М., Бунтукова Е.К., Гайсин И.А., Даминова А.И. О механизме действия хелатных форм микроудобрений на клетки яровой пшеницы при некорневой обработке // Вестник РАСХН, 2005. № 3.

6. Кудашкин М.И., Гайсин И.А., Гераскин М.М. Роль извести, удобрений и микроэлементов при проектировании севооборотов // Агрохимический Вестник, 2006. № 4.

7. Гайсин И.А., Муртазин М.Г. Хелатные микроудобрения ЖУСС на посевах яровой пшеницы // Агрохимический Вестник, 2006. № 4.

УДК 633.11:581.11.045;631.81.095.337

ВОДНЫЙ СТАТУС И ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТА МиС ПРИ НЕКОРНЕВОЙ ОБРАБОТКЕ МИКРОУДОБРЕНИЕМ

МАРКИ ЖУСС-2

В.М. Пахомова, д.б.н., Е.К. Бунтукова, к.б.н., Н.А. Кузнецова, И.А. Гайсин, д.с.-х.н.

Казанский государственный аграрный университет, e-mail: pahomovav@mail.ru

Установлено, что увеличение урожайности яровой пшеницы под влиянием некорневых обработок хелатным микроудобрением ЖУСС-2 обусловлено оптимизацией водного статуса и повышением засухоустойчивости.

Ключевые слова: пшеница, хелатное комплексное микроудобрение, урожайность, водный статус, засухоустойчивость, растворимые белки.

WATER STATE AND DROUGHT-RESISTANCE OF SPRING WHEAT (VARIETY MIS) UNDER FOLIAR TREATMENT BY MICROFERTILIZER LFC-2 V.M. Pakhomova, E.K. Buntukova, N.A. Kuznetsova, I.A. Gaysin

It was established that spring wheat productivity increase under influence of foliar treatments by chelating microfertilizers LFC-2 was responsible for optimization of water state and drought-resistance increase.

Keywords: wheat, chelating complex microfertilizer, yield, water state, drought-resistance, soluble proteins.

В последние годы существенно выросла доля микроудобрений, основанных на использовании органических соединений микроэлементов. Жидкие удобрительно-стимулирующие составы (ЖУСС) - один из видов хе-латных форм микроудобрений, производимых в России. В их основе лежат комплексные соединения микроэлементов хелатного типа, где в качестве лигандов выступают аминоспирты (моно-, ди- и триэтаноламин). Опыты на различных культурах показали высокую эффективность применения микроудобрений ЖУСС при разных способах их использования. Однако остается практически не исследованным вопрос о физиолого-биохимических механизмах их действия на сельскохозяйственные растения, что и стало целью данной работы (на примере медь и молибденсодержащего ЖУСС-2).

Объект исследования - яровая пшеница сорта МиС, районируемого в Республике Татарстан. Полевые опыты

проведены на полях учхоза Казанского ГАУ на серой лесной почве среднесуглинистого механического состава.

Технология возделывания общепринятая для яровой пшеницы в данной зоне. Предшественник - озимая рожь. Удобрение вносили в дозе N6^60-^60 под предпосевную культивацию, использовали нитроаммофоску (16:16:16) в дозе по физической массе 375 кг/га. Посев проводили рядовым способом сеялкой СН-16 на глубину 5-6 см с нормой высева 6 млн. всхожих семян на 1 га. Учетная площадь контрольного и опытного вариантов составляла 40 м2 (по 10 м2 в четырех повторностях каждый вариант). Урожай убирали прямым комбайнирова-нием «Сампо-500». Урожайность учитывали путем по-деляночного обмолота с пересчетом на 100% чистоту и стандартную влажность.

Агрохимическая характеристика почвы опытного участка: рИКс1 5,4, содержание Р2О5 в среднем 139 мг/кг,

К2О 94 мг/кг, аммонийного азота 7,8 мг/кг, нитратного азота 15 мг/кг, гумус 3,2%, подвижных форм меди 3,0 мг/кг (близкое к бедному) и молибдена 0,11 мг/кг (очень бедное).

Хелатное комплексное микроудобрение ЖУСС-2 содержит Cu 32-40 г/л, Мо 14-22 г/л, моноэтаноламин 170200 г/л, pH 10-11.

Схема полевых опытов: 1 вариант - контроль (пшеница без обработки); 2 - растения опрыскивали 0,1% раствором Cu,Mo-ЖУСС-2 однократно в фазе кущения; 3 - растения опрыскивали в фазах кущения и выхода в трубку 0,1% раствором Cu,Mo-ЖУСС-2; 4 - растения опрыскивали трехкратно в фазах кущения, выхода в трубку и колошения.

Методика модельного опыта: семена пшеницы замачивали 1 сутки в водопроводной воде и затем высевали на стекло, покрытое влажной марлей и помещенное в кювету с 0,25 мМ CaCl2. При подготовке к опыту растения с корнями легко извлекали без повреждений. Проростки выращивали при комнатной температуре и освещении 10000 лк с фотопериодом 16/8 ч и опрыскивали однократно изучаемым препаратом. Растения однократно опрыскивали исследуемым препаратом в концентрации 0,1% (расход препарата аналогичен расходу в полевом опыте). Использовали растения через сутки после опрыскивания 6-дневных проростков.

Интенсивность транспирации листьев определяли весовым методом [1], общее содержание воды в листьях -весовым методом после их высушивания до постоянного веса при температуре 1050С [2], водоудерживающую способность - методом подсушивания [2]. Засухоустойчивость оценивали по коэффициенту реализации колоса (КРК), характеризующему увеличение массы колоса в период от цветения до восковой спелости [3]. Содержание растворимого белка определяли спектрофотометри-чески с добавлением кумасси G-250 [4], спектр растворимых белков - одномерным электрофорезом [5], относительное содержание (в %) растворимых полипептидов определяли по площади пика на денситограмме в программе Scion Image.

Статистическую обработку данных проводили дисперсионным методом (Доспехов, 1973) и методом математической статистики (Плохинский, 1970) с программным обеспечением Exсel. Данные таблиц представляют собой средние значения из 3-4 повторностей характерного опыта с ошибкой. О достоверности разницы между вариантами судили по критерию Стьюдента при уровне

значимости Р0,05 и НСР05. Символ «*» обозначает недостоверность различий между контрольным и опытным вариантами.

Вегетационный период 2006 г. характеризовался недостаточным количеством выпавших осадков по сравнению со средними многолетними значениями. В 2007 г. наблюдалось неравномерное выпадение осадков: формирование вегетативной массы сопровождалось засухой, а цветение и налив зерна - превышением осадков.

Результаты и обсуждение. Двукратная некорневая обработка ЖУСС-2 приводила в условиях засухи в 2006 и 2007 гг. в фазу выхода в трубку к увеличению общего содержания воды (на 7 и 8%) и водоудерживающей способности листьев (на 16 и 27%) (табл. 1).

В эти же годы интенсивность транспирации снижалась в фазы кущения и выхода в трубку при одно- и двукратной обработке ЖУСС-2 (на 6-23%); в фазу колошения-цветения в 2006 г. во всех опытных вариантах (на 712%, соответственно), а в 2007 г. - лишь при трехкратной обработке (на 41%) (табл. 2). Следует отметить, что интенсивность транспирации пшеницы зависит, с одной стороны, от напряженности атмосферных факторов, таких как температура воздуха и почвы, относительная влажность воздуха, скорость ветра, осадки, а с другой -от обеспеченности растений водой. Немаловажную роль играют и физиологические особенности растений.

1. Влияние некорневой обработки ЖУСС-2 на количество воды в листьях яровой пшеницы сорта МиС, % сырой массы

Год Вари- Общее количество Количество теряемой

ант воды воды

Фаза вегетации

кущение выход в трубку кущение выход в трубку

2006 1 75 69 65 57

2 74* 70* 64* 55*

3 « 74 « 48

4 « « « «

2007 1 74 61 39 48

2 72* 63* 38* 43*

3 « 66 « 35

4 « « « «

Примечание: Чем меньше теряемой воды, тем больше

водоудерживающая способность клеток.

2. Влияние некорневой обработки ЖУСС-2 на интенсивность транспирации листьев

2

__яровой пшеницы сорта МиС, г/м • час_

Год Вариант Фазы вегетации

кущение выход в трубку колошение-цветение

2006 1 342,0±7,9 339,7±3,9 263±2,2

2 322,0±2,5 316,7±3,3 247,3±3,3

3 « 308,0±1,9 239,7±6,8

4 « « 231,7±6,0

2007 1 424,8±13,5 421,9±12,3 279,9±17,2

2 375,9±18,2 360,7±7,2 278,2±9,4*

3 « 324,0±21,9 268,3±6,1*

4 « « 165,3±6,4

3. Влияние некорневой обработки ЖУСС-2 на засухоустойчивость яровой пшеницы

сорта МиС

Вариант Масса колоса, г КРК

в фазу цветения в фазу восковой спелости

А Б Б : А

1 0,33±0,03 1,11±0,10 3,56±0,25

2 0,35±0,02* 1,28±0,23* 3,50±0,29*

3 0,36±0,04* 1,46±0,11 4,05±0,11*

4 0,35±0,04* 1,52±0,13 4,34±0,21

Примечание: чем выше значение КРК, тем выше засухоустойчивость.

4. Влияние некорневой обработки ЖУСС-2

Оптимизация ряда показателей водного статуса, очевидно, является одной из причин повышения засухоустойчивости яровой пшеницы при некорневой обработке микроудобрением ЖУСС-2 (табл. 3).

Общее содержание растворимых белков в листьях пшеницы в полевом опыте в фазы колошение-цветение (через 7 дней после опрыскивания) не изменялось во всех опытных вариантах.

Спектр растворимых полипептидов листьев в полевом опыте также не менялся под влиянием изучаемых обработок. С помощью электрофореза обнаружены полипептиды с молекулярными массами от 13 до 145 кД, причем наблюдались их количественные изменения. При однократной обработке наибольшее увеличение характерно для полипептида с молекулярной массой 145 кД. Содержание полипептидов с молекулярными массами 13-66 кД уменьшалось по сравнению с контролем. В третьем варианте, т.е. при двукратной обработке резко возрастало количество полипептидов с молекулярными массами 94 и 145 кД. В четвертом варианте наряду с резким возрастанием полипептидов с молекулярной массой 94 и 145 кД, регистрируется повышенное содержание и других полипептидов (кроме 33,5 и 28 кД).

Не менялся и спектр полипептидов под действием обработки. С помощью электрофоретического разделе-

ния растворимых белков листьев в модельном опыте было обнаружено 25 полос с молекулярной массой от 16 до 78 кД: 78, 75, 73, 72, 69, 68, 67, 65, 64, 58, 55, 54, 50, 47, 45, 43, 41, 39, 36, 34, 31, 24, 20, 18, 16. Содержание полипептидов и групп полипептидов: 47, 36-31, 24 кД было более высоким, а полипептидов и групп полипептидов 78-72, 69, 68, 67-65, 54, 50, 45-39 кД более низким. Наиболее высоким было содержание групп полипептидов 67-55 и 45-39 кД.

Ране нами отмечалось увеличение водоудерживаю-щей способности вегетирующих растений при обработке ЖУСС-2. В то же время известно, что возрастание водо-удерживающей способности клеток у растений на фоне умеренной засухи обусловлено изменениями в обмене веществ - увеличением количества водорастворимых белков. Рост содержания водорастворимых белков рассматривается как приспособительная ответная реакция растений на действие неблагоприятных факторов. Их более высокая гидрофильность обусловливает повышенное содержание наиболее прочно связанной воды.

Интегральным показателем положительного действия ЖУСС-2 при обработке вегетирующих растений является увеличение урожайности пшеницы в 3-4 вариантах (табл. 4).

На основании вышеизложенного можно заключить, что двух- и трехкратная некорневая обработка яровой пшеницы медь и молибденсодержащим хе-латным микроудобрением марки ЖУСС-2 является одним из приемов повышения продуктивности и урожайности данной культуры, возделываемой на почве с низким содержанием меди и молибдена. Оптимизация водного статуса вегетирующих растений - один из физиологических механизмов повышения их засухоустойчивости. Не исключена роль и увеличения количества ряда водорастворимых гидрофильных белков листьев.

на урожайность яровой пшеницы _сорта МиС, ц/га_

Вариант 2006 г. 2007 г.

1 25,2 24,1

2 26,2 24,6

3 27,1 29,3

4 31,7 31,5

НСР0,5 1,7 1,5

Литература

1. Иванов Л.А., Силина А.А., Жмур Ж.Г., Цельникер Ю.Л. О методе быстрого взвешивания для определения транспи-рации в естественных условиях // Ботанический журнал, 1950, № 2. - С. 171-185.

2. Медведев С.С., Осмоловская Н.Г., Батов А.Ю. и др. Практикум по минеральному питанию и водному обмену растений / Под ред. Полевого В.В., Батова А.Ю. - СПб.: Изд-во С.-Петербург. ун-та, 1996. - 164 с.

3. Кумаков В.А., Игошин А.П., Евдокимов О.Е., Игошин Г.Ф. Засуха и продукционный процесс в посевах яровой пшеницы // Сельскохозяйственная биология. - 1994. - № 3. - С. 105-114.

4. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of proteins utilizing the principle of protein - dye finding // Anal. Biochem. - 1976. - Vol. 72. - P. 248-254.

5. Laemmli U.K. Ceevage of structurae proteins during the assembly of the head of bacteriophage // Nature. - 1970. - Vol. 4. - P. 680-685.