Морфогенез и продуктивность растений ячменя в связи с инокуляцией посевного материала бактериальными препаратами

контроле до 8,3 см - при внесении минеральных удобрений в максимальной дозе. Масса колоса тоже увеличилась за счет того, что зерно стало крупнее. Высокие дозы минеральных удобрений привели и к увеличению высоты растений. Она увеличилась от 66,1 см в контрольном варианте до 87,4 см - при внесении высоких доз минеральных удобрений.

В 2016-2017 гг. тенденция к увеличению морфологических показателей сохранилась, но произошло снижение количества продуктивных стеблей, продуктивной кустистости и других показателей за счет погодных условий.

Выводы:

1. Выявлено, что метеорологические условия в период выращивания ярового ячменя оказывают прямое воздействие на продуктивность растений. Избыточное или недостаточное количество осадков приводит к снижению продуктивности растений ярового ячменя.

2. С увеличением уровня минерального питания урожайность линии ярового ячменя Л-1623 статистически и закономерно возрастает.

Литература

1. Лукьянова М.В., Трофимовская А.Я. и др. Культурная флора СССР: т. II, ч. 2, Ячмень. -М.: Агропромиздат, 1990. - 427 с.

2. Лоскутов И.Г., Кобылянский В.Д., Ковалева О.Н. Итоги и перспективы исследований мировой коллекции овса, ржи и ячменя // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - Т. 164. - СПб., 2007. - С.80-100.

3. Вакуленко В.В., Шаповал О.А. Регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производстве// Плодородие. - 2001. - №2. - С. 27-29

4. Шатилов И.С., Чудновский А.Ф. Агрофизические, агрометеорологические и агротехнические основы программированния урожая. - Л.: Гидрометиоиздат, 1980. - 320с.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1985. - с. 416.

Literatur

1. Luk'yanova M.V., Trofimovskaya A.YA. i dr. Kul'turnaya flora SSSR: t. II, ch. 2, YAchmen'. -M.: Agropromizdat, 1990. - 427 c.

2. Loskutov I.G., Kobylyanskij V.D., Kovaleva O.N. Itogi i perspektivy issledovanij mirovoj kollekcii ovsa, rzhi i yachmenya // Trudy po prikladnoi botanike, genetike i selekcii - T. 164. -SPb., 2007. - S.80-100.

3. Vakulenko V.V., SHapoval O.A. Regulyatory rosta rastenij v sel'skohozyajstvennom proizvodstve// Plodorodie. - 2001. - №2. - S. 27-29

4. SHatilov I.S., CHudnovskij A.F. Agrofizicheskie, agrometeorologicheskie i agrotekhnicheskie osnovy programmirovanniya urozhaya. - L.: Gidrometioizdat, 1980. - 320s.

5. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. - M.: Kolos, 1985. - s. 416.

УДК 631.87: 633.52 Б01 10.24411/2078-1318-2018-14048

Канд. биол. наук Р.С. ГАМЗАЕВА

МОРФОГЕНЕЗ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ ЯЧМЕНЯ В СВЯЗИ С ИНОКУЛЯЦИЕЙ ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА БАКТЕРИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ

Одним из важных факторов эффективного ведения зерновой отрасли является применение бактериальных препаратов для возделывания злаковых культур, в том числе и ячменя. Бактериальные препараты рассматриваются как экологически чистый и выгодный

способ повышения урожайности сельскохозяйственных культур, который позволяет более полно реализовать потенциальные возможности растительных организмов. Для успешного внедрения бактериальных препаратов в практику растениеводства требуется понимать физиолого-биохимические аспекты их воздействия на растения.

Таким образом, изучение влияния инокуляции бактериальных препаратов на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий на морфофизиологические показатели и продуктивность ячменя является актуальным.

Целью исследований являлось изучение влияния бактериальных препаратов на морфофизиологические параметры развития ярового ячменя.

Материалы, методы и объекты исследования. Исследования проводили в 20162017 гг. путем постановки вегетационных опытов. Объектами исследований служили растения ярового ячменя сортов Ленинградский и Белогорский из коллекции ВИР.

Для выращивания растений использовали пластмассовые сосуды с отверстием на дне (емкостью 5 кг) и пластмассовые поддонники, в которые собирались излишки воды. Перед набивкой сосуда почву смешивали с удобрениями. При набивке сосуда отверстие закрывали пластмассовой «звездочкой». В сосуды вносили минеральные удобрения (по Кнопу) из расчета на сосуд: калий хлористый (KCl) - 1 г и суперфосфат двойной (Са(ШРО4)2 х Н2О) -1,2 г, аммиачная селитра (NH4NO3) - 1,2 г/сосуд.

Инокуляция семян проводилась вермикулитными препаратами непосредственно перед высевом. В сосуд высевали по 30 зерновок. Схема опыта: контроль (чистая почва), NPK - Фон, Фон + Ризоагрин, Фон + 2п-9, Фон + 1-17, Фон + 6-18.

В опыте использованы следующие биопрепараты: Ризоагрин (штамм Agrobacterium radiobacter 204), 2п-9, 1-17, 6-18.

Препараты предоставлены ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург - Пушкин).

Препарат Ризоагрин - ростостимулирующий биопрепарат на основе штамма Agrobacterium radiobacter 204, который рекомендуется для предпосевной обработки семян зерновых. Он обладает мощным стимулирующим действием на растения за счёт усиления минерального питания. В первую очередь происходит улучшение фосфорного питания за счёт мобилизации органофосфатов почвы. Также микроорганизмы, входящие в состав биопрепарата, обладают высокой конкурентоспособностью к фитопатогенным грибам, повышают устойчивость растений к болезням. Препараты 2п-9, 1-17, 6-18 - испытуемые штаммы. Для определения диаметра и массы узла кущения вырезали поперечные срезы стеблей. Для подсчета количества проводящих пучков готовили временные препараты.

Количество хлорофиллов определяли спектрофотометрическим методом при длине волн 665, 649 нм. Для расчета концентрации хлорофиллов использовали формулу Винтерманса де Мотса [1].

Результаты исследования. Известно, что в инициальном кольце апекса ячменя диаметром 0,11 мм образуется зачаток листа. Затем инициальное кольцо разрастается по всему диаметру и входит в зону кущения (система сближения междоузлий). Если число клеток в междоузлии, на котором формируется лист, будет возрастать, то ширина листа увеличится [2, 3].

Морфофизиологический анализ растений показал, что в фазе третьего листа (2 этап органогенеза), когда происходит дифференциация стеблевых узлов, расположенных над поверхностью почвы, можно прогнозировать продуктивность растений. Наиболее надёжным и рано проявляющимся диагностическим признаком продуктивности ячменя является масса узлов кущения.

По данным морфофизиологического анализа (табл. 1), предпосевная обработка бактериальными препаратами увеличила массу узла кущения по сравнению с контролем.

Исследования показали, что применение микробиопрепаратов Ризоагрин и 2п-9 увеличило массу узла кущения у обоих сортов. У сорта Ленинградский в варианте фон + Ризоагрин наблюдалось увеличение массы узла кущения по сравнению с фоном на 12%, а у

сорта Белогорский - на 13%. В варианте фон + 2п-9 наблюдалось также увеличение данного показателя, но значительно ниже, чем в варианте фон + Ризоагрин.

Препарат 6-18 не оказал существенного влияния на массу узла кущения. В варианте, где проводилась предпосевная обработка препаратом 1-17, наблюдалось незначительное снижение массы узла кущения по сравнению с фоновым вариантом.

Выявленная на ранних этапах роста и развития реакция растений при инокуляции препаратами 6-18 и 1-17 сохранилась и на более поздних этапах.

Известно, что анатомическая структура листа формируется в апексе одновременно со стеблем [3].

Таблица 1. Масса узла кущения ячменя в зависимости от инокуляции бактериальными препаратами

Вариант опыта Масса, мг Прирост к контролю, % Прирост к фону, %

Сорт Ленинградский

Контроль 12,1 - -

Фон 16,5 36 -

Фон + Ризоагрин 18,4 51 12

Фон + 2п-9 17,3 43 5

Фон + 1-17 15,1 25 -8

Фон + 6-18 16,4 36 0

НСРо.5 1,3 - -

Сорт Белогорский

Контроль 14,1 - -

Фон 18,3 30 -

Фон + Ризоагрин 20,6 46 13

Фон + 2п-9 19,7 40 8

Фон + 1-17 17,3 23 -5

Фон + 6-18 18,6 32 2

НСРо.5 1,1 - -

Листья ячменя могут расти в длину за счет зоны меристематических клеток в нижней части пластинки, а несколько выше этой зоны они растягиваются. Так, интеркалярный рост пластинки листа идет и за счет прироста числа клеток и за счет их растяжения [2].

Многолетними исследованиями, проведенными на кафедре физиологии растений СПбГАУ, доказано, что проводящие пучки у таких злаковых культур, как пшеница, рожь, ячмень, - закрытые, коллатерального типа. Их количество зависит от ширины листовой пластинки [4]. Также установлено, что проводящая система вышеперечисленных растений образована большими и малыми пучками. Причём количество малых пучков и число клеток между проводящими пучками являются постоянными (критическими) величинами, не зависящими от условий внешней среды [2, 5]. От количества проводящих пучков зависит обеспеченность формирующихся репродуктивных и генеративных органов водой, минеральными и органическими веществами [1, 4, 5].

По мнению В.А. Кумакова, которым проведено огромное количество исследований по фотосинтезу растений пшеницы, именно флаговый лист обладает самой высокой фотосинтетической активностью по сравнению с другими ассимилирующими органами. Исследования мезостуктуры флаг-листа показали, что его высокая фотосинтетическая активность обеспечивается в несколько раз большим, чем в других органах, числом хлоропластов на единицу ассимилирующей поверхности (Корнилов А.А., 1969). Также многочисленными исследованиями установлена прямая зависимость между размерами общей площади листьев, урожаем биомассы и зерна (Кумаков В.А., 1980). Исходя из вышесказанного, исследовалось влияние различных бактериальных препаратов на ширину и на количество проводящих пучков в листе ярового ячменя.

Результаты наших исследований показали, что наибольшая ширина флаг-листа наблюдалась в вариантах при использовании препарата Ризоагрин у сорта Белогорский и составила 1,3 см (табл. 2).

Таблица 2 . Влияние бактериальных биопрепаратов на ширину флаг-листа

Варианты опыта Ширина флаг-листа, см

Ленинградский Белогорский

Контроль 0,7 0,6

Фон 0,9 1,0

Фон + Ризоагрин 1,2 1,3

Фон + 2п-9 1,1 1,1

Фон + 1-17 0,8 0,7

Фон + 6-18 0,9 0,9

НСР0.5 0,08 0,09

Установлено, что ширина флаг-листа в фазу колошения у обоих изученных нами сортов была наибольшей в варианте с Ризоагрином. Стоит отметить тот факт, что ширина флаг-листа в вариантах опыта с применением препаратов 1-17 и 6-18 у обоих испытуемых сортов оказалась ниже по сравнению с фоновым вариантом (рис. 1, 2).

35

ш о

Ёг 30 с

* 25 3"

о;

^ 20

т

о

§- 15

о т

Н Ю

Контроль Фон Фон + Фон + 2п-9 Фон + 1-17 Фон+ 6-18

Ризоагрин

Сорт Ленинградский

Рис. 1. Влияние биопрепаратов на количество проводящих пучков в флаг-листе ячменя

40

о 35 о

30

х х

^ 25

о: <

о

§20

а. с

£ 15 ш

н

О)

Т 10 ^

о

* 5

Контроль Фон Фон + Ризоагрин Фон + 2п-9 Фон+1-17 Фон + 6-18

Сорт Белогорский

Рис. 2. Влияние биопрепаратов на количество проводящих пучков в флаг-листе ячменя

Согласно результатам наших исследований, применение бактериальных препаратов увеличило содержание проводящих пучков по сравнению с фоновым вариантом. Максимальное их количество было отмечено в варианте фон + Ризоагрин. Выявлено, что количество пучков в вариантах 1-17 и 6-18 оказалось меньше, чем в фоновом варианте у обоих изученных сортов. Возможно, это связано с тем, что на данном этапе развития растения внешние условия (влажность, температура) оказались неблагоприятными для развития микроорганизмов, входящих в состав препаратов 1-17 и 6-18.

Известно, что мезоструктура листа охватывает целый ряд морфофизиологических характеристик, позволяющих оценить ассимиляционную способность. Основными показателями мезоструктуры листа являются: площадь листьев, число клеток хлоренхимы на единицу площади листа, содержание ферментов, участвующих в процессе фотосинтеза, их активность, общая интенсивность фотосинтеза. Хлорофилл - один из важнейших показателей мезоструктуры листа, поскольку является главным пигментом фоторецепторной системы фотосинтеза. Из всех пигментов фоторецепторной системы только две структуры -хлорофилл а и бактериохлорофилл а - способны осуществлять преобразование энергии, в то время как все остальные пигменты участвуют только в процессах поглощения и миграции энергии (Корнилов А.А., 1969). Поэтому все фотосинтезирующие организмы (включая водоросли и цианобактерии) содержат хлорофилл а или бактериохлорофилл а.

В наших опытах изучалось содержание хлорофиллов а и b во флаг-листе ячменя в фазу колошения.

Таблица 3. Влияние бактериальных препаратов на содержание хлорофиллов а и Ь в листьях ярового ячменя

Варианты опыта Хлорофилл а Хлорофилл b

Сорт Ленинградский

Контроль 28,23 14,23

Фон 29,47 15,17

Фон + Ризоагрин 31,11 16,28

Фон + 2п-9 30,43 16,24

Фон + 1-17 29,63 14,34

Фон + 6-18 30,73 17,78

НСР0.5 0,74 0,62

Сорт Белогорский

Контроль 26,43 15,36

Фон 28,17 16,17

Фон + Ризоагрин 30,28 17,33

Фон + 2п-9 29,24 15,87

Фон + 1-17 28,44 15,68

Фон + 6-18 29,58 16,54

НСР0.5 0,57 0,69

Исследования показали, что содержание хлорофиллов а и Ь в вариантах с применением бактериальных препаратов возрастало по сравнению с контрольным вариантом. Самый высокий показатель содержания хлорофилла а отмечен в варианте Ризоагрин (31,11 мг/100 г) у сорта Ленинградский, а самое высокое содержание хлорофилла Ь зафиксировано в варианте 6-18 (17,78 мг/100 г). У сорта Белогорский максимальное количество хлорофилла а и Ь также отмечено в варианте с Ризоагрином. Выявлено, что показатели содержания хлорофилла а почти в 2 раза выше, чем хлорофилла Ь.

В исследованиях многих авторов показано, что в формировании полноценного зерна важное значение имеет донорно-акцепторная система. Одними из главных составляющих этой системы являются зелёный лист - первичный донор-ассимилятор и аттрагирующие

центры, которые выполняют функции акцептора. Аттракция - важнейшее свойство растений притягивать пластические вещества к зонам и центрам ростовых процессов. От уровня аттракции зависит масса формирующегося зерна, величина, качество и выход хозяйственного урожая зерновых культур. Как было отмечено выше, основным донором пластических веществ при формировании зерна является флаговый лист (Ляпшина Э.Ф., 1969).

Таблица 4. Влияние бактериальных препаратов на продуктивность ярового ячменя

Число Масса зерна с колоса, г Масса 1000 зёрен, г

Варианты опыта зёрен в колосе, шт. Прирост к фону, % Прирост к фону, % Прирост к фону, %

Ленинградский

Контроль 14 - 0,9 - 29,1 -

Фон 23 - 1,29 - 44,8 -

Фон + Ризоагрин 29 21 1,40 9 51,8 16

Фон + 2п-9 27 17 1,33 3 48,3 8

Фон + 1-17 22 -4 1,23 -5 40,4 -10

Фон + 6-18 24 4 1,30 1 45,3 1

НСРо,5 2,2 - 0,11 - 3,3 -

Белогорский

Контроль 15 - 0,76 - 28,9 -

Фон 23 - 1,14 - 43,7 -

Фон + Ризоагрин 28 22 1,28 12 46,5 6

Фон + 2п-9 30 30 1,32 16 48,7 11

Фон + 1-17 21 -9 1,06 -7 41,1 -6

Фон + 6-18 25 9 1,21 6 45,2 3

НСРо,5 4,1 - 0,25 - 2,7 -

Результаты наших исследований показали, что ширина флаг-листа коррелировала с показателями продуктивности ячменя (табл. 2, 4).

В результате проведенных исследований выявлено, что показатели, составляющие продуктивность ячменя, увеличились во всех вариантах, кроме варианта, где проводилась предпосевная обработка испытуемым препаратом 1-17, в котором наблюдалось снижение данных показателей, по сравнению с фоном.

Как видно из табл. 4, максимальная прибавка урожая у сорта Ленинградский была отмечена в варианте фон + Ризоагрин, а у сорта Белогорский - в варианте фон + 2п-9.

Выводы:

1. Применение бактериальных препаратов увеличивает массу узла кущения по сравнению с контрольным вариантом.

2. При обработке бактериальными препаратами у исследуемых сортов наблюдается увеличение ширины флаг-листа и количества проводящих пучков.

3. Наблюдается общая тенденция увеличения концентрации содержания хлорофиллов а и Ь под действием бактериальных препаратов. Выявлено, что показатели хлорофилла а выше, чем хлорофилла Ь.

4. Установлено, что предпосевная обработка бактериальными препаратами увеличивает показатели, составляющие продуктивность у исследованных сортов ярового ячменя.

5. Из исследованных бактериальных препаратов наиболее эффективно проявил себя препарат Ризоагрин.

Литература

1. Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Большой практикум по фотосинтезу. - М.: Академия, 2003. - 254 с.

2. Бурень В.М. Физиология развития и формирования продуктивности злаков: дис... доктора биологических наук. - СПб., 1986. - С. 56.

3. Бурень В.М. Формирование организмов на земле. - СПб.,1999. - С. 122.

4. Гамзаева Р.С. Влияние биопрепаратов Флавобактерин и Мизорин на физиолого-биохимические показатели различных сортов ячменя // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2015. - № 40. - С. 38-42.

5. Гамзаева Р.С. Клеточные механизмы развития ячменя // Труды Аристотелевской Академии Формы / СПбГАУ. - СПб., 2002. - 101 с.

Literaturа

1. Gavrilenko V.F., ZHigalova T.V. Bol'shoj praktikum po fotosintezu. - M.: Akademiya, 2003. -254 s.

2. Buren' V.M. Fiziologiya razvitiya i formirovaniya produktivnosti zlakov: dis... doktora biologicheskih nauk. - SPb., 1986. -S. 56.

3. Buren' V.M. Formirovanie organizmov na zemle. - SPb.,1999. - S. 122.

4. Gamzaeva R.S. Vliyanie biopreparatov Flavobakterin i Mizorin na fiziologo-biohimicheskie pokazateli razlichnyh sortov yachmenya // Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015. - № 40. - S. 38-42.

5. Gamzaeva R.S. Kletochnye mekhanizmy razvitiya yachmenya // Trudy Aristotelevskoj Akademii Formy / SPbGAU. - SPb., 2002. - 101 s.

УДК 634.725 Б01 10.24411/2078-1318-2018-14054

Доктор с.-х. наук Г.П. АТРОЩЕНКО

ЗИМОСТОЙКОСТЬ ОБРАЗЦОВ КРЫЖОВНИКА В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Крыжовник - одна из самых ценных ягодных культур. Ее ценят как промышленные производители, так и любители-садоводы за скороплодность, высокую ежегодную урожайность (первая по урожайности из ягодных культур), раннее созревание, пищевую ценность и продолжительные сроки съема ягод. Умело подбирая сорта крыжовника для выращивания, можно пользоваться свежими ягодами в течение двух месяцев [1].

Преимуществом крыжовника перед другими ягодными культурами является возможность использования его ягод в различных фазах зрелости. Ягоды широко используются для переработки. Наиболее ценные изделия - это сок, сырой джем, варенье. Для приготовления компотов лучше использовать зеленоплодные сорта, так как красноплодные при стерилизации утрачивают окраску и имеют блеклый вид. Высокую оценку получили соки с мякотью, так как благодаря высокому содержанию пектина, они не расслаиваются [2].

Достаточное количество осадков в Ленинградской области (в среднем 600 мм в год), значительный снеговой покров (от 30 до 50 см) и сравнительно мягкий зимний период (за