Влияние регуляторов роста и бактериальных препаратов на морфофизиологические особенности и продуктивность пшеницы

ния в плаценте при физиологической и осложненной беременности // Вестник Российской ассоциации акушеров-гинекологов. 1995. № 4. С. 35-41.

5. Елисеева Ю. А. Ангиотензин-превращающий фермент, его физиологическая роль // Вопросы медицинской химии. 2001. № 1.

6. Студеникин М. Я., Халлман Н. Гипоксия плода и новорожденного. М.: Медицина, 1984. 240 с.

7. Шехтман М. М. Руководство по экстрагенитальной патологии у беременных. М.: Триада, 1999. 816 с

8. Петрушова О. П. Активность пептид-гидролаз в плаценте в норме и при патологии. Автореф. дис. ...канд. биол. наук. Пенза, 2005.

УДК 581.04.071

влияние регуляторов роста и бактериальных препаратов на морфофизиологические особенности и продуктивность

пшеницы

е. Н. ЗЮЗИНА

Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского кафедра экологии и методики преподавания экологии

В статье приводятся результаты исследований влияния регуляторов роста нового поколения мелафена, пирофе-на и пектина, а также бактериальных препаратов ризоагрина и флавобактерина, созданных на основе штаммов ассоциативных диазотрофов, на ростовые процессы и метаболическую активность растений пшеницы, а также взаимосвязь изменения морфофизиологических показателей со структурой урожая и продуктивностью яровой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

Современные сорта сельскохозяйственных культур обладают высокой потенциальной продуктивностью, и одним из перспективных путей более полной реализации данного потенциала может явиться обработка семян и посевов регуляторами роста и бактериальными препаратами, способными сыграть положительную роль в стимуляции ростовых процессов, улучшении азотного питания и общей метаболической активности растений.

Целью наших исследований было изучение влияния регуляторов роста различного спектра действия и бактериальных препаратов на морфофизиологические процессы и продуктивность пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты по изучению влияния регуляторов роста и бактериальных препаратов на морфофизиоло-гические процессы и урожай пшеницы проводились на коллекционном опытном участке Пензенской государственной сельскохозяйственной академии. Исследования ранних ростовых процессов растений пшеницы проводились в лабораторных условиях на кафедре биохимии Пензенского государственного педагогического университета. Объект исследования - яровая мягкая пшеница, сорт Нива 2.

Схема опыта: 1) Контроль; 2) Мелафен; 3) Пи-рофен; 4)Пектин; 5) Ризоагрин; 6) Флавобактерин; 7) Мелафен + Ризоагрин; 8) Пектин + Ризоагрин; 9) Мелафен + Флавобактерин; 10) Пектин + Флаво-бактерин.

Обработка регуляторами роста производилась перед посевом посредством замачивания семян в растворах следующих концентраций: Мелафен - 140-7 %; Пирофен - 140-7 %; Пектин - 0,05 %.

Инокуляция увлажненных семян ризоагрином и флавобактерином проводилась в день посева в соот-

ветствии с рекомендациями для торфяных бактериальных препаратов.

Энергию прорастания и всхожесть семян пшеницы определяли по ГОСТУ 12038-84, силу роста -по ГОСТу 12036-66. Оценивали следующие морфофи-зиологические показатели: объем корневой системы -методом вытеснения воды; ассимиляционную поверхность листьев по Н. Н. Третьякову, А. С. Лосевой -по соответствующей формуле; сырую и сухую массу растений по Н. В. Пильщиковой, по разнице между взвешиваниями определяли содержание влаги в растениях в % от сырой массы; интенсивность транспи-рации - весовым методом. Учет урожая проводили поделяночно, Растения пшеницы обмолачивали на сноповой молотилке.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Первый этап в жизни растений - прерывание покоя и прорастание семян. Важнейшими физиологическими и хозяйственными показателями, характеризующими этот процесс, являются энергия прорастания, всхожесть семян и сила их роста.

Обработка семян пшеницы регуляторами роста способствовала прерыванию покоя и активизации процессов прорастания (табл. 1).

Максимальный эффект дала обработка семян ме-лафеном. В результате его воздействия энергия прорастания семян пшеницы увеличилась по сравнению с контролем на 8 %, а всхожесть на 11 %. Полученные результаты свидетельствуют о положительном воздействии мелафена на прорастание семян, находящихся в состоянии вынужденного или органического покоя. Обработка семян пектином привела к увеличению энергии прорастания на 6 %, всхожести - на 9 %, пирофеном - на 3 % и 2 % соответственно.

Учитывая, что результаты лабораторных исследований энергии прорастания и всхожести обычно отличаются от полученных в полевых условиях, определяли

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

таблица 1.

посевные качества семян пшеницы

вариант Энергия прорастания, % всхожесть, % сила роста длина 10-дневных проростков, см

% масса 100 проростков, г

Контроль 73 78 50 12,1 13,5

Мелафен 10-7% 81 89 72 15,1 20,2

Пирофен 10-7% 76 80 60 12,6 17,1

Пектин 0,05 % 79 87 68 14,5 17,7

также силу роста, позволяющую судить о способности семян давать полноценные всходы в реальных условиях возделывания. Показатели силы роста в результате экзогенной обработки семян также превышали контроль по всем вариантам. Наибольшая сила роста была получена в варианте с мелафеном: контрольные данные были превышены на 22 %, при массе 100 проростков 15,1 г. Семена, обработанные пектином и пирофе-ном, дали увеличение соответственно на 18 % и 10 %, при массе 100 проростков - 14,5 г и 12,6 г.

В результате измерения длины 10-дневных проростков выяснилось, что экзогенная обработка семян

оказала влияние и на интенсивность ростовых процессов растений пшеницы на ранних стадиях развития: длина проростков превысила контрольные данные на 26,7-49,6 %.

При проведении полевых опытов было установлено, что экзогенная обработка семян пшеницы регуляторами роста и инокуляция бактериальными препаратами привела к интенсивному развитию вегетативной сферы.

Заметное влияние данные факторы оказали на объем корневой системы растений пшеницы. Данные исследований приведены в таблице 2.

таблица 2.

объем корневой системы одного растения пшеницы, см3

вариант Фаза роста

кущение выход в трубку колошение молочная спелость

1. Контроль - без обработки 0,40 0,58 0,85 0,55

2. Мелафен - 10-7 % 0,58 0,80 1,06 0,65

3. Пирофен - 10-7 % 0,51 0,72 1,0 0,62

4. Пектин - 0,05 % 0,52 0,79 1,04 0,67

5. Ризоагрин 0,46 0,86 1,34 0,85

6. Флавобактерин 0,44 0,83 1,22 0,8

7. Мелафен+Ризоагрин 0,61 0,99 1,5 0,87

8. Пектин+Ризоагрин 0,55 0,92 1,46 0,85

9. Мелафен+Флавобактерин 0,59 0,95 1,4 0,90

10. Пектин+Флавобактерин 0,53 0,89 1,4 0,85

Наибольшие показатели наблюдались в вариантах с бактериальными препаратами и при совместном их применении с регуляторами роста. Ризоагрин вызвал увеличение объема корневой системы по сравнению с контролем в зависимости от фазы на 15-56 %, наибольший эффект наблюдался в фазу колошения. Среди вариантов совместной обработки семян регуляторами роста и бактериальными препаратами максимальное влияние оказали варианты Мелафен+Ризоагрин и Мелафен+Флавобактерин, контрольные данные были превышены на 52-76 % и 47-65 % соответственно.

Обработка семян регуляторами роста и бактериальными препаратами оказала заметное влияние на площадь листовой поверхности (табл. 3).

Среди регуляторов роста максимальный эффект наблюдался в варианте с мелафеном, данные превы-

шали контроль на 19-52 %, наибольшее влияние наблюдалось в первую половину онтогенеза. Бактериальные препараты оказали заметное положительное воздействие в основном в фазы колошения - молочной спелости: ризоагрин вызвал увеличение площади листовой поверхности на 21-45 %, флавобактерин -на 20-35 %. Совместная обработка семян регуляторами и бактериальными препаратами оказала несколько больший эффект. Лучшие показатели - в вариантах Мелафен+Ризоагрин и Мелафен+Флавобактерин, превышение контрольных данных составило 45-79 % и 46-75 % соответственно.

Под действием регуляторов роста и ассоциативных диазотрофов в течение периода вегетации растений пшеницы происходило увеличение биомассы и степени оводненности растительных тканей.

таблица 3.

площадь листовой поверхности одного растения пшеницы, см2

вариант Фаза роста

кущение выход в трубку колошение молочная спелость

1. Контроль - без обработки 35,81 43,89 51,72 41,64

2. Мелафен - 10-7 % 54,35 66,72 72,21 49,48

3. Пирофен - 10-7 % 46,85 58,83 66,50 48,66

4. Пектин - 0,05 % 49,08 61,25 68,83 46,91

5. Ризоагрин 43,30 54,48 76,04 61,75

6. Флавобактерин 43,00 52,67 69,98 55,61

7. Мелафен+Ризоагрин 55,81 78,90 83,78 60,80

8. Пектин+Ризоагрин 51,33 72,72 77,08 57,11

9.Мелафен+Флавобактерин 54,76 76,98 79,85 60,98

10.Пектин+Флавобактерин 49,12 67,75 71,01 54,99

Наибольший прирост биомассы растений в вариан- мян мелафеном. В зависимости от фазы прирост по срав-тах с регуляторами роста наблюдался при обработке се- нению с контролем составил 43,2 %-55,2 % (табл. 4).

таблица 4.

сырая масса одного растения пшеницы, г, содержание влаги в одном растении пшеницы, % от сырой массы

вариант кущение колошение-цветение спелость

сырая масса, г кол-во влаги, % сырая масса, г кол-во влаги, % сырая масса, г кол-во влаги, %

1.Контроль - без обработки 16,70 80,3 70,61 58,8 20,92 18,5

2.Мелафен - 10-7 % 23,92 83,0 109,59 69,3 30,04 28,7

3.Пирофен - 10-7 % 22,49 82,3 86,72 65,4 23,20 20,4

4.Пектин - 0,05 % 22,51 83,6 93,27 66,1 26,26 22,1

5. Ризоагрин 25,72 83,6 117,89 70,7 31,72 25,4

6. Флавобактерин 24,14 84,5 103,51 69,8 30,34 31,3

7. Мелафен+Ризоагрин 28,31 85,0 125,13 70,5 34,79 29,5

8. Пектин+Ризоагрин 24,65 83,0 115,50 69,2 34,18 29,8

9.Мелафен+Флавобактерин 27,19 85,5 129,73 72,3 35,88 28,3

10.Пектин+Флавобактерин 25,01 85,9 107,29 68,3 33,93 26,4

Пектин и пирофен в среднем по фазам развития обусловили прирост биомассы растений пшеницы соответственно на 25-35 % и 11-34 %. При инокуляции семян пшеницы бактериальными препаратами лучшие показатели были в варианте с ризоагрином, прирост биомассы в фазу колошения - цветения составил 66,9 %. При совместном воздействии бактериальных препаратов и регуляторов роста прирост биомассы был наибольший, особенно высокие показатели были отмечены в вариантах Мелафен+Ризоагрин (66,3-77,2 %) и Мелафен+Флавобактерин (62,8-83,7 %).

Важным показателем влагообеспеченности растений является степень оводненности растительных тканей. Результаты исследования показали, что экзогенная обработка семян пшеницы регуляторами роста и бактериальными препаратами положительно повлияла и на данный показатель. В варианте с мелафеном

содержание влаги в растениях пшеницы в зависимости от фазы развития увеличилось на 2,7-10,5 % по сравнению с контролем, в варианте с пектином - на 3,3-7,3 %, с пирофеном - на 2-6,6 %. При инокуляции семян бактериальными препаратами оводненность растительных тканей увеличилась в варианте с ризоагрином на 3,3-11,9 %, с флавобактерином - на 4,2-11,0 %. Наибольшее влияние наблюдалось во вторую половину вегетации. При совместном использовании бактериальных препаратов и регуляторов роста превышение контрольных данных в фазу кущения составило 2,7-5,6 %, в фазу колошения 9,5-13,5 %, в фазу молочной спелости 7,9-11,3 %.

В результате проведенных исследований было установлено, что предпосевная обработка семян регуляторами роста и инокуляция бактериальными препаратами оказала заметное влияние на интенсивность процесса транспирации (табл. 5).

_ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

таблица 5.

интенсивность процесса транспирации растений пшеницы, г/м2ч

вариант Фаза кущения Фаза колошения Фаза молочной спелости

1. Контроль - без обработки 24,61 61,36 49,09

2. Мелафен - 10-7 46,82 105,85 70,36

3. Пирофен - 10-7 30,67 85,11 61,71

4. Пектин - 0,05 % 33,17 86,89 67,50

5. Ризоагрин 21,05 96,03 74,08

6. Флавобактерин 26,74 89,71 70,49

7. Мелафен+Ризоагрин 35,21 107,26 75,01

8. Пектин+Ризоагрин 27,81 102,66 72,26

9.Мелафен+Флавобактерин 33,17 120,76 86,43

10.Пектин+Флавобактерин 29,46 110,08 74,13

Максимальный эффект среди регуляторов роста дала обработка семян мелафеном. В результате его воздействия интенсивность транспирации увеличилась по сравнению с контролем в фазу кущения на 90,2 %, в фазу колошения - на 72,5 %, в фазу молочной спелости - на 43,3 %. Среди бактериальных препаратов наиболее эффективным оказался ризоагрин: в фазы колошения - молочной спелости показатели превысили контроль на 51-56 %. Совместное использование фиторегуляторов и бактериальных препаратов дало

При обработке семян регуляторами роста превышение урожайности по сравнению с контролем составило 13,0-16,7 % (абсолютная прибавка урожая 0,36-0,46 т/га). Наибольший эффект дала обработка семян мелафеном, данные превышают контроль на 16,7 %. Обработка мелафеном увеличила массу зерна 1 колоса и массу 1000 зерен по сравнению с контролем соответственно на 9,0 и 11,1 %. В варианте с пектином прибавка урожая составила 13,0 % по сравнению с контролем, масса зерна 1 колоса увеличилась на 7,9 %, масса 1000 зерен - на 4,4 %. обработка семян пирофе-ном привела к увеличению урожая на 15,9 %.

заметное превышение показателей в основном в фазу колошения - 67-96%.

Значительная активизация морфофизиологичес-ких процессов растений пшеницы под влиянием регуляторов роста и бактериальных препаратов оказала заметное положительное влияние на формирование урожая яровой пшеницы.

При анализе структуры урожая учитывались следующие факторы: длина колоса, количество зерен в колосе, масса зерна одного колоса, масса 1000 зерен (табл. 6).

Инокуляция семян бактериальными препаратами оказала более высокое стимулирующее действие на морфофизиологические процессы растений пшеницы, что обусловило более высокие показатели продуктивности, чем в вариантах с регуляторами роста. Превышение урожайности по сравнению с контролем составило 17,0-19,2 % (0,47-0,53 т/га). наибольший эффект дала обработка семян ризоаг-рином. Прибавка урожая - 19,2 %, масса зерна 1 колоса увеличилась на 11,2 %.

Совместное использование бактериальных препаратов и регуляторов роста способствовало наибольшей

таблица 6.

структура урожая яровой пшеницы

вариант кол-во растений перед уборкой, шт длина колоса, см кол-во зерен в колосе масса урожайность, т/га

зерно одного колоса, г 1000 зерен, г

1. Контроль - без обраб. 219 6,9 31,3 0,89 27,88 2,76

2. Мелафен - 10-7% 302 7,7 32,0 0,97 30,98 3,22

3. Пирофен - 10-7% 229 6,9 32,3 0,93 26,62 3,20

4. Пектин - 0,05 % 224 7,4 33,0 0,96 29,12 3,12

5. Ризоагрин 241 7,3 34,9 0,99 28,56 3,29

6. Флавобактерин 228 7,1 33,3 0,96 28,89 3,23

7. Мелафен+Ризоагрин 242 7,0 35,4 1,11 30,31 3,55

8. Пектин+Ризоагрин 232 7,2 34,4 1,07 31,28 3,48

9.Мелафен+Флавобактер. 250 7,2 34,9 1,14 32,69 3,71

10.Пектин+Флавобактер. 236 7,2 38,1 1,08 28,43 3,51

активизации морфофизиологических процессов и получению наиболее высокого урожая. Прибавка урожая составила 26,1-34,4 % (0,72-0,95 т/га). Наибольшее превышение урожайности наблюдалось в варианте Мелафен+Флавобактерин - 34,4 %, что обусловлено в первую очередь увеличением массы зерна 1 колоса и массы 1000 зерен (соответственно на 28,1 и 17,3 %).

выводы

Экзогенная обработка семян яровой пшеницы регуляторами роста вызывает активизацию ряда мор-фофизиологических процессов. На ранних этапах онтогенеза повышается энергия прорастания, всхожесть и сила роста. Наиболее высокие результаты были отмечены при обработке мелафеном. Воздействие гормонов в первые периоды жизни растений приводит к усиленному росту и развитию вегетативной сферы, что позволяет сформировать больший урожай по сравнению с необработанными растениями, несмотря на то, что во второй половине вегетации стимулирующий эффект регуляторов роста снижается.

Инокуляция семян бактериальными препаратами улучшает азотное питание растений за счет биологической азотфиксации, что активизирует процессы

роста и развития растений. Максимальный эффект наблюдался в варианте с ризоагрином. Стимулирующее воздействие проявлялось в основном во второй половине вегетации, что обусловило более высокие показатели продуктивности, чем в вариантах с регуляторами роста.

При совместном использовании бактериальных препаратов и регуляторов роста наблюдается взаимное усиление действия гормонов и ассоциативных азотфиксаторов, что способствует наибольшей активизации морфофизиологических процессов. Наиболее благоприятное воздействие на растения оказало совместное применение мелафена и флавобактерина (прибавка урожая к контролю составляет 0,95 т/га) и мелафена и ризоагрина (0,79 т/га).

Таким образом, использование регуляторов роста и бактериальных препаратов является одним из способов повышения урожайности яровой пшеницы за счет активизации ростовых процессов и усиления метаболической активности. Наши исследования показывают перспективность совместного использования данных факторов при возделывании яровой пшеницы в условиях дальнейшей интенсификации современного растениеводства.

влияние неоднородности условий местообитаний на состав и структуру сообществ родникового макрозообентоса

А. А. ИВАНОВСКИЙ Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского

кафедра зоологии и экологии

В работе анализируются состав и структура макрозообентосных сообществ родников и родниковых ручьёв Го-лицынского лесопарка (Пензенская область) для выявления влияния неоднородности условий местообитаний на структуру локальных сообществ родникового макрозообентоса. В пределах микрореокрена методом Браун-Бланке выделено семь типов сообществ. Также показаны основные факторы их дифференциации: гидрологические характеристики местообитания — водорасход, глубина водотока, скорость течения; особенности субстрата: его тип, содержание и качество органического вещества. Показана условность границ между отдельными типами сообществ.

Родники представляют собой весьма широко распространённый, однако наименее изученный класс водотоков. Водный режим родников из-за малой площади водосбора родниковых ручьёв отличается высокой стабильностью. Так, в родниках практически не выражены паводковые явления, в связи с чем у них также отсутствует и развитая собственная долина. для родникового русла характерен больший уклон, нетипичный для других групп водотоков [9].

Фаународниковимеетдвойственныйгенезис[2,13]: с одной стороны, в родники должны проникать элементы фауны подземных вод, а с другой, их должны населять виды, эволюционировавшие в наземных условиях. Последние могут быть как характерными только для родников (кренобионты), так и быть обитателями других типов водоёмов. Отметим, что в родниках нередко обитают типичные полуводные и даже почвенные виды, а для южных засушливых районов отмечает-

ся обитание в родниках тех видов, которые в условиях нормального увлажнения являются исключительно сухопутными [2]. Обитатели подземных вод (трогло-бионты) характерны для районов, имеющих, например, карстовые образования, в которых формируются более или менее крупные подземные водоёмы [2].

данные о составе и структуре сообществ родникового макрозообентоса в первой крупной отечественной сводке [2], посвящённой родникам, были весьма отрывочны. Из современных отечественных нам известна всего одна работа, посвящённая родниковым сообществам [9]. Также ряд исследований был выполнен и зарубежными исследователями [13, 10, 12, 11].

В современных работах [10, 12, 11] внимание, главным образом, уделяется классификации сообществ, характерных для различных типов местообитаний. Однако об изменениях в структуре локальных сообществ внутри одного типа местообитания данные отсутс-