Регуляторы роста растений в ряду производных никотиновой кислоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный аграрный университет

Регуляторы роста растений в ряду производных никотиновой кислоты

Кайгородова Елена Алексеевна д.х.н., профессор

Барчукова Алла Яковлевна к.с.-х.н., доцент

Костенко Екатерина Сергеевна к.х.н., доцент

Чернышева Наталья Викторовна к.б.н., доцент

Пестунова Светлана Анатольевна к.х.н., доцент

Гераськина Татьяна Вадимовна студент

Важным компонентом современных технологий производства продукции растениеводства становятся природные и синтетические органические вещества, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ растений, что приводит к видимым изменениям в росте и развитии. Применяются эти вещества при обработке посевного или посадочного материала, вегетирующих растений, закладываемой на хранение сельхозпродукции, для увеличения урожайности, повышения качества, облегчения уборки, активизации или подавления процессов расхода энергетических запасов в период хранения. Специфической способностью регуляторов роста является их способность влиять на такие процессы, которые не могут регулироваться обычными агротехническими способами возделывания растений (орошение, применение удобрений и другие). Рострегуляторы помогают растению лучше раскрыть унаследованный им жизненный потенциал, который в данных условиях по ряду причин остается нереализованным [1-7].

Поскольку производные пиридина, в том числе и производные никотиновой кислоты, могут играть роль растительных гормонов или стимуляторов [4, 8, 9], несомненный интерес вызывает изучение действия синтезированных нами ранее соединений из этого ряда [10] на рост и развитие растений риса.

Изучение рострегулирующего действия 2-тиоарил(алкил)никотина-тов калия проводилось в условиях лабораторного, вегетационного и полевого опытов. В качестве испытуемые соединений использовали:

Таблица 1

В качестве аналога применяли раствор никотиновой кислоты в концентрации 0,001%. В контрольном варианте семена замачивали в воде.

В качестве объекта исследования выбран рис сорта Спальчик.

Для установления оптимальной концентрации растворов испытуемых соединений для предпосевной обработки семян риса с целью улучшения качества посевного материала проводился лабораторный скрининг. Семена проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге в термостате при температуре +25 єС. В каждую чашку раскладывали по 50 штук семян, обработанных в воде (контрольный вариант) и в растворах испытуемых соединений (опытные варианты) с массовой долей растворенного вещества: 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 %. Экспозиция обработки (замачивания) семян - 1ч. В лабораторном опыте определяли энергию прорастания и всхожесть семян [11], силу роста - длину и массу корешков и ростков и их массу. На основании полученных данных установлены оптимальные концентрации растворов испытуемых соединений.

Исследования, направленные на изучение влияние обработки семян испытуемыми препаратами (в оптимальных концентрациях) на ростовые и формообразовательные процессы, проводились в условиях почвенной культуры - в вегетационных сосудах емкостью 10 литров. В каждый сосуд помещали по 6 кг очищенной от корневых остатков и смешанной со смесью Д.Н. Прянишникова лугово-болотной почвы из рисовой системы ООО «Анастасиевское» Славянского района Краснодарского края. В каждый сосуд высевали по 25 шт. семян, глубина заделки 15-20 см. Режим орошения - укороченное затопление. После посева почву насыщали водой, в фазу всходов проводили прореживание с оставлением 20 типичных растений на сосуд и создавали слой воды 8-10 см, который поддерживали ежедневными поливами до полной спелости. В фазу кущения проводили отбор растительных образцов для определения показателей роста (высоту растений, площадь листьев, объем и длину корней, биомассу и сухую массу корней и надземных органов). В фазу полной спелости при проведении биометрического анализа урожая определяли: кустистость, длину метелок, озерненность, массу зерна и соломы, уборочный индекс.

В полевом опыте изучали влияние обработки семян риса перед посевом растворами испытуемых соединений в оптимальных концентрациях на урожайность риса и технологические показатели качества зерна: массу 1000 зерен [12], стекловидность [13], пленчатость [14]. Опыты были поставлены на рисовой системе ООО «Анастасиевское» Славянского района Краснодарского края. Учетная площадь делянок - 20 м². Уборку урожая проводили в фазу полной спелости. Повторность во всех опытах четырехкратная. Данные опытов обрабатывали математически методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [15].

Известно, что семена, обладающие высокой энергией прорастания, способны давать более высокий урожай, чем семена с низкой энергией прорастания. Семена с высокой силой роста способны дать урожай на 20 % выше, а семена со слабой силой роста - ниже на 18 % [16].

Таблица 2 - Влияние обработки семян риса 2-тиоалкил(арил) никотинатами калия на интенсивность прорастания (лабораторный опыт)

Из приведенных в таблице 2 данных видно, что обработка семян риса перед посевом испытуемыми соединениями 2-тиоалкил(арил)никотинатами калия усилила процесс прорастания семян риса. При этом степень воздействия испытуемыми соединений на представленные в таблице 2 показатели в значительной степени зависели как от химической структуры веществ, так и концентрации растворов. Максимальные значения показателей качества семян отмечены в вариантах с обработкой семян перед посевом соединением 1 в концентрации 0, 0005 %, соединениями 2 и 3 в концентрации 0,005 %. Эти концентрации являются оптимальными для испытуемых веществ. При этом следует отметить, что по совокупности показателей наиболее эффективной оказалась обработка семян соединением 3, в результате которой значения рассматриваемых показателей были максимальными (энергия прорастания - 96,8 %, в контроле - 90,8; всхожесть - 98,8 и 92,8 %; длина корешка 4,9 и 4,0 см, ростка - 1,6 и 1,3 см; масса корешков - 0,26 и 0,19 г, ростков - 0,25 и 0,20 г/100 шт. проростков соответственно).

Целостность растительного организма обеспечивается системами регуляции и управления. Фитогормоны и их синтетические аналоги оказывают существенное влияние на формирование корневой системы растений.

Таблица 3 - Влияние испытуемых соединений на формирование корневой системы растений риса (вегетационный опыт)

Как видно из таблицы 3, обработка семян риса перед посевом растворами испытуемых соединений в оптимальной концентрации стимулировала процесс нарастания корневой системы. В опытных вариантах, особенно при применении соединения 3, формировалась более мощная, чем в контроле, корневая система (объем - 29,0 - 40,0 см³, в контроле - 24,0 см³, биомасса - 10,73 -13,78, в контроле - 7,56 г/растение, сухая масса - 1,25 - 1,73 и 0,93 г соответственно). Активизация развития корневой системы под действием испытуемых препаратов позволила растению более полно использовать влагу и питательные вещества, находящиеся в почве, а вместе с тем обеспечить в полной мере надземные части продуктами своей жизнедеятельности.

Таблица 4 - Влияние испытуемых соединений на показатели роста растений риса (вегетационный опыт)

Анализ данных таблицы 4 показывает, что применение в технологии возделывания испытуемых регуляторов активировала рост растений в высоту (41,0 - 43,2, в контроле - 36,2см), процесс нарастания биомассы надземных органов (19,80-30,04 и 17,72 г/растение) и сухого вещества(3,20 - 5,00 и 2,73 г соответственно). Установлено, что масса надземных органов возрастает с увеличением высоты растений и листовой поверхности, т.е. прирост сухого вещества надземной биомассы идет параллельно приросту листовой поверхности и высоты растений [17]. Как видно из данных таблицы 3, обработка семян испытуемыми препаратами стимулировала процесс листообразования (площадь листьев - 144,5 - 181,8, в контроле - 113,7 см²).

Для высокопродуктивных посевов большое значение имеет развитие ассимиляционного аппарата и корневой системы в течение вегетации и высокий прирост сухого вещества при формировании репродуктивных органов. Причём, важную роль играет способность трансформировать ассимиляты в зерновки [2].

Исследуемые соединения, при обработке ими семян перед посевом, способствуют формированию более крупных по размеру и озернённости метёлок (таблица 5).

Таблица 5 - Влияние испытуемых соединений на формирование структурных элементов урожая риса (вегетационный опыт)

В опытных вариантах более активно протекает процесс побегообразования, особенно продуктивных стеблей (общая кустистость - 4,0 - 4,1 шт, в контроле - 3,8 шт; продуктивная - 3,0 - 3,8 и 2,9 шт. соответственно). Существенное увеличение числа продуктивных стеблей и количества зёрен с растения обусловливают повышение зерновой продуктивности (6,36 - 7,78 г, 5,69 г - в контроле). Последнее указывает и на тот факт, что испытуемые соединения, особенно соединение 3, усиливают ассимиляционные процессы и отток ассимилятов в зерновки. Кроме того, в опытных вариантах значительно снизился процент пустозёрности (13,9 -11,4, в контроле - 16,1%).

Повышение зерновой продуктивности и снижение числа стерильных колосков сыграло решающую роль в увеличении урожайности риса и улучшении качества зерна риса.

Таблица 6 - Влияние испытуемых соединений на величину и качество урожая риса (полевой опыт)

Представленные в таблице 5 данные указывают на то, что обработка семян риса перед посевом испытуемыми соединениями, усиливая ростовые и формообразовательные процессы, способствуют получению более высокого, чем в контроле, урожая риса (65,1 - 68,7, в контроле - 59,8 ц/га, НСР₀₅ - 3,1 ц/га). Наиболее высокая прибавка урожая (14,9%) получена в варианте с обработкой семян раствором соединения 3 в концентрации 0,005 %. Во всех опытных вариантах получено более крупное и выполненное зерно (масса 1000 зёрен - 27,7 - 28,1 г, в контроле 26,4 г) с высокой стекловидной консистенцией (97,0 - 98,5, в контроле - 94,0 %), более низкой пленчатостью (16,9 - 16,3 %, в контроле - 17,9%) и трещиноватостью (7,5 - 6,5 и 8,0 % соответственно).

Таким образом, испытуемые соединения обладают высокой физиологической активностью, что проявилось в активизации роста и развития растений риса повышении урожайности и улучшении технологически свойств зерна. Наиболее эффективной оказалась обработка семян риса перед посевом 0,005% раствором соединения 3 - вариант, в контроле получена самая высокая прибавка (14,9%) урожая риса хорошего качества.

рис урожай калий корневой

Литература

1. Влияние регуляторов роста на урожайность и качество риса-сырца / Барчукова А.Я., Чернышёва Н.В., Фаттахов С.Г., Коновалов А.И. // Научный журнал КубГАУ. 2009. Вып. № 4 (19). С. 119-122.

2. Благовещенская Э.К. Формирование урожая основных сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1984. - С. 26-30.

3. Кефели В.И. Рост растений. М.: Колос, 197. 120 с.

4. Применение N1-[2-гидрокси (фенил)-4-метоксиметил-6-метилтиено [2,3-в] пиридин-3-ил] пентанамида в качестве средства для активации прорастания семян пшеницы / Липунов М.М., Кайгородова Е.А., Ненько Н.Н., Бронникова Т.И., Крапивин Г.Д. // Патент РФ N 2307504. 2007, Бюл. N 28.

5. Новые производные тиено[2,3-b]пиридинов как рострегулирующие и антистрессовые препараты / Чухиль А.А., Костенко Е.С., Яблонская Е.К., Кайгородова Е.А. // Сборник Шестой международной конференции Radostim 2010. Биологические препараты и регуляторы роста растений в сельском хозяйстве. Краснодар, 2010. С. 205.

6. Тосунов Я.К. Урожайность и качество плодов пасленовых культур под действием препарата НВ - ЭКО / Я.К. Тосунов, А.Я. Барчукова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №08 (092). С. 1282 - 1291.

7. Шевелуха В.С. регуляторы роста растений. М.: Агропромиздат, 1990. 192с.

8. Кайгородова Е.А. 6-метил-3.4-диоксо-1Н-фуро[3,4-С] пиридин: синтез, реакции и биологическое действие / Е.А. Кайгородова // Изв. Вузов. Химия и химическая технология. 2003. Т. 46. Вып. 8. С. 3-6.

9. Синтез и рострегулирующее действие 2-алкилтионикотинонитрилов / Е.А. Кайгородова, Е.С. Костенко, Н.В. Чернышева, Н.С. Томашевич, А.Я. Барчукова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2012. Вып. № 2 (35). С. 160-164.

10. Костенко Е.С. Синтез 2-R-4-гидроксиметил-6-метилникотинатов щелочных металлов / Костенко Е.С., Кайгородова Е.А. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №05(099).

11. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. - М.: Изд-во стандартов. 1984.

12. ГОСТ 10842-89. Зерно зерновых и бобовых культур и семена масличных культур. Метод определения 1000 зёрен и 1000 семян. - М.: Изд-во стандартов. 1990.

13. ГОСТ 10987-76. Зерно. Методы определения стекловидности. - М.: Изд-во стандартов. 1977.

14. ГОСТ 10843-76. Зерно. Метод определения пленчатости. - М.: Изд-во стандартов. 1977.

15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.

16. Строн И.Г. Промышленное семеноводство: справочник. М.: Колос. 1980. 287с.

17. Vrkoc F. Autoregulace a kompenzace porostu polnich plodin. // Rostl. Vyroba. 1973. № 19. P. 963-973.

Размещено на Allbest.ru