Проростання насіння озимої пшениці за умов засолення та застосування біопрепарату Стимпо

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проростання насіння озимої пшениці за умов засолення та застосування біопрепарату Стимпо

Євстафієва К.С., аспірант

Науковий керівник - Колесніков М.О., канд. с.-г. наук Таврійський державний агротехнологічний університет

Сольовий стрес негативно діє на ранні етапи онтогенезу рослин. Для подолання негативних наслідків дії стресу перспективним є використання біопрепаратів. Метою роботи було виявити реакцію озимої пшениці в умовах сульфатного, хлоридного та карбонатного засолення та вплив препарату Стимпо на рослину за різної сили дії стресу.

Дослідження проводили з використанням насіння озимої пшениці сорту Зіра. Проведена обробка насіння біопрепаратом в рекомендованій виробником дозі. У ході досліду визначали енергію проростання та лабораторну схожість насіння, довжину проростків та кореневої системи, суху масу проростків та коренів озимої пшениці.

Показано, що біопрепарат Стимпо позитивно впливає на ранні етапи розвитку озимої пшениці. Так на сольовому фоні він сприяв збільшенню лабораторної схожості в 1,02-1,83 рази та енергії проростання в 1,03-1,53 рази залежно від типу засолення. Підвищив силу росту проростків у середньому на 11,6-51,2% та коренів на 7,4-51,5%, а також накопичення сухої речовини порівняно з рослинами пророщеними на середовищі з відповідним типом засолення. Перспективним є проведення подальших досліджень з вивчення впливу препарату Стимпо на адаптацію рослин за різної сили дії стресу та його вплив на продуктивність озимої пшениці.

Ключові слова: біопрепарати, Стимпо, озима пшениця, засолення, стрес, стимуляція.

Прорастание семян озимой пшеницы в условиях засоления и применения биопрепарата Стимпо

Показано, что биопрепарат Стимпо положительно влияет на ранние этапы развития озимой пшеницы. Так на солевом фоне он вызвал увеличение лабораторной всхожести в 1,02-1,83 раза и энергии прорастания в 1,03-1,53 раза в зависимости от типа засоления. Повысил силу роста проростков в среднем на 11,6-51,2% и корней на 7,4-51,5%, а также накопление сухого вещества, по сравнению с растениями пророщенными на среде с соответствующим типом засоления. Перспективным является проведение дальнейших исследований по изучению влияния препарата Стимпо на адаптацию растений при разной силе действия стресса и его влияние на производительность озимой пшеницы.

Ключевые слова: биопрепараты, Стимпо, озимая пшеница, засоление, стресс, стимуляция.

Winter wheat seeds germination under salinization of and Stympo biopreparate application

Saline stress negatively affects early onyogenesis of plants. The use of biologics is promising to overcome the negative effects of stress. The purpose of the work was to detect the reaction of winter wheat in the conditions of sulfate, chloride and carbonate salinity and the effect of the Regoplant drug on the crop at different stress intensity. насіння озима пшениця біопрепарат

In this study, it is observed that sulfate salinity exhibits the least stressful reaction to the plant organism. Germination energy gradually decreased from 90,7% to 47,0% and the laboratory similarity from 92,4% to 48,9% with an increase in the concentration of saline solution.

With sodium chloride salinization, the negative effect of salt loading on the energy of winter wheat germination is more pronounced, and in comparison with plants without stress, this indicator decreased by 1.16-1.64 times, and the laboratory similarity - by 1.15-1.64 times.

Sodium hydrogencarbonate caused the greatest stress for seedlings and the germination energy decreased from 68.40% to 21.40%, the laboratory similarity - from 72.0% to 17.25%.

It has been shown that the Stympo positively affects the early stages of winter wheat development. The preparate caused an increase in the laboratory similarity by 1.02-1.83 times and the germination energy in 1,03-1,53 times on the salinization of soil background, depending on the type of salinity. It increased growth of seedlings by an average of 11.6-51.2% and roots by 7.4-51.5%, and the accumulation of dry matter compared with plants sprouted in an environment of the appropriate salinity type.

With an increase in the inhibitory effect of hydrocarbon salinization, the positive effect of the Stympo bioregulator becomes more visible. At the same time, there is a significant difference in comparison with plants sprouted on a carbonate background in the length of seedlings and roots at all salt concentrations.

In all variants with different types of salinization with increasing concentration of the solution, we observe a gradual decrease in the process of accumulation of dry mass of seedlings and root system. Accordingly, the smallest inhibitory effect was observed in the sulfate type of salinity, and the largest in the case of carbonate.

The bioregulator containing Na2SO4 caused a reliable increase in the seedlings dry weight - by 1.35-1.52 times and dry mass of the roots increase by 1.19-1.23 times as compared to the saline control. Accordingly, these figures increased under chloride salinization in seedlings by 27.4-38.6% and in the roots of by 28.9-79.1%. Under the influence of sodium hydrogen carbonate on the plant, Stympo preparate showed a positive effect on the accumulation of dry matter, and thus the dry mass of seedlings increased by 28.4-47.4% and the roots by 18.6-41.7% compared with the NaHCO3 variant.

Thus, a significant difference was observed in the increaseof the l seedlings ength - by 8.9%, the length of the root system - by 5.9%, and the dry weight of seedlings - 14.8%, under the use of Stympo biopreparate as compared with the control variant.

Постановка проблеми

Значна кількість абіотичних факторів навколишнього середовища, до яких рослина еволюційно не пристосована, можуть зумовлювати стресову дію на організм. Озима пшениця - переважно степова культура, тому понад половину валового збору зерна виробляють у зоні Степу України [1]. Для степової зона характерним є аридний клімат, за якого спостерігається високий рівень інсоляції, що різко підвищує випаровування і транспірацію ґрунтових вод. У результаті цього легкорозчинні солі ґрунтових вод накопичуються у верхньому родючому шарі ґрунту. Таким чином актуальним є завдання щодо зменшення негативних наслідків впливу засолення на онтогенез та врожайнісь озимої пшениці. Одним з рішень є біологічна меліорація (фітомеліорація), що передбачає й використання біологічно активних речовин, до яких належить біопрепарат Стимпо. Тому поліпшення сольової резистентності рослин з елементом використання препаратів біологічного походження - актуальне для сучасної системи вирощування зернових культур.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

В останні роки в Україні значного розвитку набуває органічне виробництво, в результаті чого актуальними для сільськогосподарського виробництва стали біопрепарати. Частка сертифікованих органічних площ у загальному обсязі сільськогосподарських угідь України становить майже 0,7% [2]. Для покращення урожайності пшениці використовують ряд біопрепаратів: Ризоагрин, Мізорин, Байкал ЕМ-1 [3], поліміксо-бактерин, діазофіт [4] та інші. Біопрепарити Регоплант та Стимпо позитивно вплинули на облистяність сої, зокрема Регоплант підвищив її на 6,8% і на 8,5% - препарат Стимпо [5]. Препарат Стимпо значно підвищує вміст крохмалю у картоплі сортів Беллароза і Повінь та не має переваги у сорту Слов'янка [6].

Метою дослідження було з'ясувати вплив препарату Стимпо на процеси проростання озимої пшениці в умовах сульфатного, хлоридного та карбонатного засолення за різної сили дії стресу.

Матеріал і методи дослідження

Дослідження проводили з використанням насіння озимої пшениці сорту Зіра (урожай 2015 р.) Для проведення дослідження застосовували біостимулятор росту Стимпо виробництва МНТЦ «Агробіотех» в рекомендованій концентрації 25 мл/т. Насіння контрольного варіанта 1 та варіантів 3, 4, 5 замочували у воді протягом 4-6 год, підсушували та закладали в чашки Петрі на паперове ложе [7]. Для створення різноякісного сольового середовища насіння варіантів 3-8 пророщували на розчинах солей Na2SO4, NaCl та NaHCO3 в концентраціях (0,07 М; 0,085 М; 0,1 М; 0,115 М; 0,13 М та 0,145 М). У ході досліду визначали енергію проростання триденних проростків, на 7 добу визначали лабораторну схожість насіння, довжину проростків та кореневої системи, суху масу проростків та коренів озимої пшениці. Результати опрацьовано статистично з використанням t-критерію Ст'юдента.

Основні результати дослідження. Найбільш шкідливими для рослин є легкорозчинні солі, які без перешкод проникають у цитоплазму: NaCl, MgCl2, СаС12, NaHCO3. Менш токсичними є важкорозчинні солі: CaSO3, MgSO4, Na2SO4. Надлишкова концентрація солей впливає на осмотичний тиск, чим порушує нормальне водозабезпечення, а також на інші процеси у рослинних клітинах, що негативно відображається на процесах проростання насіння, про що свідчать результати наших спостережень.

Для спостережень використовували висококондиційне насіння, енергія проростання якого 92,7%, а лабораторна схожість - 94,5%. За дослідження встановлено, що сульфатне засолення проявляє найменшу стресову реакцію для рослинного організму. Енергія проростання зі збільшенням концентрації сольового розчину поступово зменшувалась з 90,7 до 47,0%, а лабораторна схожість - з 92,4 до 48,9% (табл. 1).

За натрій хлоридного засолення сильніше виражена негативна дія сольового навантаження на енергію проростання озимої пшениці, так порівняно з рослинами не зазнавшими стресу, цей показник зменшився в 1,16-1,64 рази, а лабораторна схожість в 1,15-1,64 рази.

Гідрокарбонат натрію зумовлював найбільший стрес для проростків. Так енергія проростання зменшилась з 68,4 до 21,4%, а лабораторна схожість з 72 до 17,25%.

Таблиця 1 - Вплив біорегулятора Стимпо на енергію проростання озимої япшениці (%, Х ±м)

Примітка. Тут і далі: * - різниця вірогідна порівняно з варіантом абсолютний контроль за (р<0,05).

- різниця вірогідна порівняно з варіантом контроль Регоплант за (р<0,05).

- різниця вірогідна порівняно з варіантом контроль засолення за (р<0,05).

Спостерігаємо позитивну дію біопрепарату на фоні сульфату натрію з молярними концентраціями від 0,07 М до 0,155 М, так енергія проростання поступово зменшувалась з 94,5 до 72%, а лабораторна схожість з 94 до 74%. Таким чином починаючи з концентрації засолення 0,07 М спостерігалась достовірна різниця з кожним із перших двох варіантів. Зі збільшенням інгібуючого впливу засолення характерний більш помітний позитивний вплив біорегулятора Стимпо, так енергія проростання збільшилась на 3,3-28,3%, а лабораторна схожість на 3,8-30,5 (табл. 2).

За використання біопрепарату в умовах хлоридного засолення спостерігається стимулювальний ефект, так порівняно з рослинами вирощеними в натрій-хлоридному середовищі, енергія проростання підвищилась в 1,08-1,11 рази та лабораторна схожість в 1,11-1,15 рази, при цьому достовірна різниця спостерігалась починаючи з концентрації NaCl 0,07 М та більше.

Таблиця 2 - Вплив біорегулятора росту Стимпо на лабораторну схожість озимої пшениці (%, Х ±м)

За гідрокарбонатного засолення біопрепарат Стимпо сприяв достовірному збільшенню енергії проростання в 1,2-1,53 рази та лабораторної схожості в 1,22-1,49 рази, відповідно, порівняно з контролем.

Регулятор росту рослин біологічного походження Стимпо справляв рістстимулюючий ефект на озиму пшеницю шляхом достовірного збільшення довжини проростків на 8,9% та кореневої системи на 5,9% відносно рослин не зазнавших стресу. Довжина проростків та кореневої системи у контрольному варіанті становила 12,13 та 7,68 см (рис.1).

Рис. 1. Вплив біопрепарату Стимпо на довжину проростків озимої пшениці в умовах різноякісного засолення.

Спостерігаємо вплив різноякісного засолення на ростові процеси озимої пшениці аналогічний енергії проростання та лабораторній схожості. Так сульфатне засолення найменш інгібувало ростові процеси, зокрема змешилась довжина проростків з 9,47 до 3,33 см та кореневої системи з 6,63 до 2,41 см. Хлоридне засолення призвело до зменшення ростових показників, таких як довжина проростків на 35,4-77,7%, та кореневої системи на 45,3-78% порівняно з контролем. Карбонатне засолення зумовило зниження сили росту проростків у 1,51-1,9 рази та коренів у 1,58-1,91 рази відповідно (рис. 2).

Біопрепарат Стимпо на сульфатному сольовому фоні сприяв достовірному збільшенню ростових показників, так довжина проростків підвищилась в 1,17-1,2 рази, а довжина коренів у 1,07-1,44 рази, відповідно, порівняно з сольовим контролем.

У варіанті хлоридного сольового навантаження з використанням біорегулятора росту спостерігається стимулюючий ефект препарату, який, порівняно з рослинами вирощеними в натрій-хлоридному середовищі підвищився в 1,03-1,34 рази та 1,16-1,28 рази, відповідно, при цьому достовірна різниця спостерігалась у всіх варіантах за довжиною кореневої системи та довжиною проростків.

Рис. 2. Вплив біопрепарату Стимпо на довжину коренів озимої пшениці в умовах різноякісного засолення.

Зі збільшенням інгібуючого впливу гідрокарбонатного засолення спостерігається більш помітний позитивний вплив біорегулятора Стимпо. При цьому характерна достовірна різниця порівняно з рослинами пророщеними на карбонатному фоні щодо довжини проростків та коренів за всіх концентрацій солі. Так підвищилась на 21,6-51,2% довжина проростків, а довжина кореневої системи - на 30,1-39,7%.

Важливим показником для проростків є накопичення сухої речовини. Суха маса проростків та коренів у контрольному варіанті становила 1,15 та 0,63 г, а у варіанті з використанням біорегулятора - 1,32 та 0,65 г, достовірно відрізнялася лише суха маса проростків (рис. 3).

Рис. 3. Вплив біопрепарату Стимпо на суху масу проростків озимої пшениці в умовах різноякісного засолення.

У разі впливу сольового навантаження на рослину спостерігається зменшення накопичення сухої речовини. Так сульфатне засолення найменше інгібувало цей процес, зокрема змешилась суха маса проростків з 1,05 до 0,31 г, та суха маса кореневої системи - з 0,68 до 0,27 г. Хлоридне засолення призвело до зменшення цих показників у проростках на 17,4-75,3%, та кореневої системи на 11,2-66,7% порівняно з рослинами вирощеними на воді (рис. 4).

Карбонатне засолення зумовило зниження інтенсивності накопичення сухої речовини проростків в 1,42-1,84 рази та кореневої системи в 1,32-1,81 рази відповідно.

У всіх варіантах з різним типом засолення зі збільшенням концентрації розчину спостерігаємо поступове зменшення процесу накопичення сухої маси проростків та кореневої системи. Відповідно, найменша інгібуюча дія спостерігалась за сульфатного типу засолення, а найбільша - за карбонатного.

Рис. 4. Вплив біопрепарату Стимпо на суху масу коренів озимої пшениці в умовах різноякісного засолення.

Біорегулятор з використанням Na2SO4 сприяв достовірному збільшенню показників сухої маси проростків в 1,35-1,52 рази та в 1,19-1,23 рази сухої маси коренів порівняно із сольовим контролем. Відповідно ці показники збільшились і за хлоридного засолення в проростках на

27,4- 38,6% та в коренях - 28,9-79,1%. За впливу гідрокарбонату натрію на рослину препарат Стимпо проявив позитивну дію на накопичення сухої речовини, так збільшилась суха маса проростків на 28,4-47,4% та коренів на 18,6-41,7% порівняно з варіантом NaHCO3.

Отже за використання біопрепарату Стимпо достовірна різниця спостерігалась в збільшенні: довжини проростків - на 8,9%, довжини кореневої системи - на 5,9% та сухої маси проростків - 14,8%, порівняно з контрольним варіантом.

Висновки

За дії різноякісного засолення препарат Стимпо позитивно впливає на ранні етапи розвитку озимої пшениці. Так на сольовому фоні він сприяв достовірному збільшенню лабораторної схожості в 1,02-1,83 рази та енергії проростання в 1,03-1,53 рази залежно від типу засолення. Підвищив силу росту проростків у середньому на 11,6-51,2% та коренів на 7,4-51,5%, а також накопичення сухої речовини, порівняно з рослинами пророщеними на середовищі з відповідним типом засолення. Перспективним є проведення подальших досліджень з вивчення впливу препарату Стимпо на продуктивність рослин за різної сили дії стресу, що буде актуальним для сільськогосподарського виробництва.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ