Прорастание семян гороха под влиянием остаточных концентраций гербицидов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Красноярский государственный аграрный университет

Прорастание семян гороха под влиянием остаточных концентраций гербицидов

Злотникова О.В.

The direction and effect level of herbicides with different acting substances (dicamba, iodosulfuron + amidosulfuron, metsulfuron-methyl) on intensity and rate of pea seed swelling were defined. It was discovered that the water entering into the seeds lowers at the second germination day in all experimental variants, and the most significant lowering was in the experimental variants with sulfourea herbicides.

Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, могут оказывать разнообразное действие, в том числе и неблагоприятное, на некоторые биологические и химические свойства почвы. В первую очередь такое действие может отразиться на состоянии культурных растений, а следовательно, на количественных и качественных показателях урожая.

Применяемые в России стандартные методики определения остаточных количеств пестицидов в почве страдают существенными недостатками: дороговизной, довольно низкой разрешающей способностью (Спиридонов Ю.Я. и др., 2006), отсутствием учета возможного накопления токсичных метаболитов. И, кроме того, при анализе почвы в сертифицированных лабораториях определяют лишь конкретные действующие вещества известных, примененных в данном случае препаратов. При этом не учитывается возможность взаимодействия разных химических средств, а также накопления так называемых наполнителей, по некоторым данным, не вполне безопасных.

Все вышеуказанные проблемы может помочь разрешить, в частности, система фитотестирования, при которой можно будет прогнозировать уровень безопасности почвы для растений.

В настоящее время в литературе встречается много работ по подбору индикаторных признаков. Однако у каждого из предлагаемых вариантов есть как достоинства, так и недостатки. Нет сомнения, что необходима разработка именно системы почвенного мониторинга.

пестицид остаточный почва фитотоксичность

Одним из распространенных подходов к оценке фитотоксичности почвы является выращивание на почвенном субстрате тест-растений.

Остаточное последействие гербицидов может быть неблагоприятным для культурных растений. Поэтому необходим подбор показателей, которые при фитотестировании могли бы дать как можно более раннюю прогностическую оценку фитотоксичности почвы перед посевом.

Такой основой для экспресс-анализа могут послужить физиологические реакции растений на остаточные количества гербицидов при ранних стадиях их роста и развития.

Материалы и методы. Семена гороха сорта Буян проращивали в водных растворах гербицидов банвел (Б) (действующее вещество - дикамба), секатор (С) (д.в. - йодосульфурон+амидосульфурон+антидот) и магнум (М) (д.в. - метсульфурон-метил) с концентрациями из расчета в 10 и 100 раз меньше (далее варианты опыта обозначены соответственно), чем обычно применяемая рабочая доза, в термостате при температуре +27 ^оС.

Перед закладкой опытов каждая повторность была взвешена, значение массы зафиксировано. Затем семена закладывались в чашки Петри на бумажное ложе. В каждую чашку добавляли по 10 мл растворов гербицидов.

Замоченные семена проращивали в термостате при температуре 27 ^оС. Через 17 часов (первый учетный период) от начала замачивания производили повторное взвешивание каждой повторности и учитывали количество наклюнувшихся семян, после чего их снова помещали в термостат в те же условия. По истечении следующих 25 часов (второй учетный период) повторяли предыдущие операции.

Об интенсивности набухания семян судили по изменению массы семян в процессе проращивания, и ее рассчитывали по формуле:

ДМ= (М_к - М_с)/ М_с * 100 %,

где ДМ - интенсивность набухания, %;

М_к - масса семян на конец учетного периода, г;

М_с - масса сухих семян, г.

Скорость набухания семян рассчитывали по формуле:

С_кн = (М_к - М_н)/ (М_нЧ?t) Ч 1000

где С_кн - скорость набухания семян, мгЧ(гЧч)^-1;

М_к - масса семян на конец учетного периода, г;

М_н - масса семян варианта опыта на начало учетного периода, г;

?t - продолжительность учетного периода, г;

1000 - коэффициент перевода массы из г в мг.

Результаты и их обсуждение. Вода играет особую роль в жизни семян, так как контролирует в значительной мере прохождение и особенности их жизненных этапов: формирование и созревание, покой и сохранность, набухание и прорастание. Уже в начале набухания происходит активация гидролитических ферментов, обеспечивающих питанием зародыш, а также начинаются некоторые синтетические процессы, то действие гербицидов каким-то образом может проявиться уже на данном этапе (Аскоченская Н.А., 1984).

Наблюдения показали, что как по абсолютным, так и по относительным параметрам процесса набухания опытные варианты отличались от контрольных.

За все учетное время масса семян возросла в 1,5 и более раз в зависимости от варианта опыта (таблица 1).

Таблица 1 - Интенсивность набухания семян в зависимости от вида и концентрации гербицида, %

*- разница с контролем достоверна при Р>0,95

Довольно отчетливо заметна разница по данному показателю за весь период между контролем и опытными вариантами, она составила 11-30% в меньшую сторону. Однако достоверно отличались от контроля лишь варианты С10, С100 и М10.

За первые 17 часов увеличение массы семян произошло на более, чем 80% от исходной. Процесс набухания семян в опытных вариантах практически не отличался от такового в контроле, за исключением варианта М100, где отмечено достоверное усиление поступления воды в семена на 6%.

Однако во второй учетный период снижалась интенсивность набухания, причем наиболее существенно в вариантах с сульфонилмочевинами. Действие секатора уменьшило поступление воды на 28% при меньшей концентрации и на 31% при большей. В варианте М10 выявлено наибольшее достоверное снижение степени набухания семян на 42% по сравнению с контролем, при меньшей дозе оно составило всего 16%. Влияние банвела оказалось менее сильным.

Из рисунка видно, что большая часть воды в опытных вариантах поступила в семена за первый учетный период, то есть в начале набухания. В контроле же, на вторые сутки, поступление воды в семена нарастает.

Анализ скорости набухания по учетным периодам (таблица 2) подтвердил более значимое ее снижение в последующие 25 часов в вариантах опыта с секатором в дозах, в 10 и 100 раз меньше рабочей, и магнумом в большей концентрации.

Таблица 2 - Скорость набухания семян в зависимости от вида и концентрации гербицида, мгЧ(гЧч)^-1

*- разница с контролем достоверна при Р>0,95

Так, при 0,1 и 0,01-кратной дозах секатора скорость набухания снизилась в 1,46 и 1,40 раза соответственно. А магнум в 0,1-кратной дозе уменьшил данный показатель в 1,74 раза по сравнению с контролем.

Интенсивность набухания семян лишь в случае с магнумом уменьшилась линейно с увеличением его концентрации.

Выявленное влияние гербицидов на набухание семян фитотеста можно объяснить двумя гипотезами.

Первая состоит в том, что по мере поглощения воды семенами возрастает концентрация препарата вне семени, что приводит к уменьшению осмотического давления воды, и соответственно - скорости набухания. Однако эта версия не объясняет, почему в некоторых случаях нет разницы между опытами с растворами разных концентраций по изучаемым показателям и почему реакция столь различна для разных гербицидов.

По-видимому, некоторое количество действующих веществ препаратов, проникает в семя, и они действуют согласно своей природе. Так, банвел обладает ауксинподобным действием, и на этом этапе жизни растение просто нечувствительно к гормонам данного типа. Сульфонилмочевины действуют на конкретное звено в обмене веществ - инактивируют ацетолактатсинтазу, отвечающую за синтез незаменимых аминокислот лейцина, изолейцина и валина, что могло повлиять на образование гидролаз, обеспечивающих осмотическое давление. Об этом свидетельствует тот факт, что уменьшение скорости поступления воды в семя наблюдалось только во второй учетный период, когда должны были активироваться гидролазы.

Интересно, что при этом изменение интенсивности набухания семян фитотеста практически не отразилось на активности их прорастания.

Небольшие и статистически недостоверные отличия наблюдались только в первый период проращивания: контрольные семена по данному показателю несколько превосходили опытные.

Несмотря на это, длина корешков зародышей, подвергнутых действию низких концентраций гербицидов, были значительно короче, чем у контрольных, причем, чем выше концентрация, тем корешки короче. Это как раз может быть обусловлено снижением поступления воды и, следовательно, ухудшением условий для растяжения клеток зародыша.

Таким образом, при тестировании загрязненных гербицидами сред для экспресс-анализа можно использовать скорость набухания семян при проращивании.

Литература

1.Аскоченская, Н.А. Водный режим семян / Н.А. Аскоченская // Матер. всесоюзн. симпозиума: Регуляция водного обмена растений. - Киев: Наукова Думка, 1984. - С. 42-44.

2.Спиридонов, Ю.А. Как ослабить остаточное действие сульфонилмочевинных гербицидов / Ю.А. Спиридонов, В.Г. Шестаков, Г.Е. Ларина, Г.С. Спиридонова // Защита и карантин растений. - 2006.- № 2. - С. 59-61.

Размещено на Allbest.ru