Регуляція фізіологічних процесів цукрових буряків і колосових злаків за допомогою мембранно-активних сполук

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ РОСЛИН І ГЕНЕТИКИ

УДК 581.143+631.811.98:631.524.85

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата біологічних наук

РЕГУЛЯЦІЯ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ І КОЛОСОВИХ ЗЛАКІВ ЗА ДОПОМОГОЮ МЕМБРАННО-АКТИВНИХ СПОЛУК

03.00.12 - фізіологія рослин

ВАРАВКІН ВОЛОДИМИР ОЛЕКСІЙОВИЧ

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фізіології рослин і біотехнології в рослинництві Національного аграрного університету

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор Булах Анатолій Андрійович,

Національний аграрний університет, професор

Офіційні опоненти - доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник

Косаківська Ірина Василівна

Інститут ботаніки ім. М.Г.Холодного НАН України

старший науковий співробітник

кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник

Шумік Світлана Антонівна

Київський національний університет їм. Тараса Шевченка

старший науковий співробітник

Ведуча організація: Харківський національний університет їм. В.Н.Каразіна

Захист відбудеться 21.06.2001 р. у 12 годин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.212.01. при Інституті фізіології рослин і генетики НАН України за адресою: 03022, Київ, вул. Васильківська, 31/17, тел. 263-51-50.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту фізіології рослин і генетики НАН України за адресою: 03022, Київ, вул. Васильківська, 31/17.

Автореферат розісланий 18.05.2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради кандидат біологічних наук Мордерер Є.Ю

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

регулятор етамон гарт рослина

Актуальність теми. Регулятори росту рослин (РР), як природні, так і синтетичні, отримують все більше застосування в практиці сільського господарства для найбільш повної реалізації генетичного потенціалу культурних рослин в різних екологічних умовах [Никкел, 1986]. Тому проблема наукового обґрунтування використання рістрегулюючих сполук є надзвичайно актуальною в сучасній фітофізіології. В останні роки синтезований широкий спектр нових препаратів. Однак у практичному рослинництві застосовується їх незначна кількість. Ситуація, що склалася, зумовлена недостатнім обґрунтуванням застосування та експрес-методів оцінки їхньої ефективності.

Серед дозволених до застосування РР найбільш дослідженими є "Триман 1" (похідне N-оксид піридину) [Лидовский и др., 1992; Присяжнюк, 1995; Таран, 2001], "Етамон" (диметил фосфорнокислий диметил біс холін) [Жирмунская и др., 1991; Кожукало, 1999], гумат калію (сіль гумінової кислоти) [Вахмистров и др., 1986;Кулаков, 1992]. В останні роки показана висока ефективність новосинтезованих препаратів "Дімекс" (похідне тетрагідротіофендиоксиду) і "Гарт" (похідне алкілпіридину) [Дульнев, 1987, 1999]. Загальною властивістю застосовуваних РР, як відомо, є здатність модифікувати проникність клітинних мембран. Однак, саме ця специфічність дії даної групи препаратів у зв'язку з їхньою фізіологічною активністю залишається недостатньо вивченою.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи було вивчити вплив дозволених до застосування РР "Етамон", "Триман 1", гумату калію, а також новосинтезованих перспективних "Дімекс" і "Гарт" на основні фізіологічні процеси, що визначають продуктивність рослин.

Для досягнення даної мети були поставлені наступні задачі:

вивчити залежність проникності клітинних мембран від концентрацій зазначених РР, а також їх вплив на ріст проростків озимої пшениці при дії високо- і низькотемпературного стресів;

встановити вплив обробки етамоном і гартом насіння вегетуючих рослин цукрових буряків у вегетаційному досліді: на інтенсивність фотосинтезу, дихання, вміст хлорофілу і фітогормонів;

в польових умовах вивчити вплив на продукційний процес і продуктивність цукрових буряків обробки насіння і рослин РР "Етамон", "Дімекс", "Гарт", а також вивчити вплив обробки гуматом калію насіння і рослин ярого ячменю на аналогічні показники.

Об'єкт дослідження - фізіологічний стан рослин як комплекс відповідних реакцій на дію рістрегулюючих сполук.

Предмет дослідження - функціональна активність основних фізіологічних процесів і засоби їх модифікації, способи підвищення інтенсивності продукційного процесу у цукрових буряків і колосових злаків.

Методи дослідження - визначення фізіологічного стану рослин при дії РР біохімічними, спектрофотометричними і біометричними методами.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше показано, що за дією регуляторів росту на проникність клітинних мембран, є можливість проводити експрес-оцінку їх ефективності як засобів стимуляції фізіологічних процесів і підвищення продуктивності рослин. Встановлено, що передпосівна обробка насіння озимої пшениці регуляторами росту "Триман 1", "Етамон", "Дімекс", "Гарт" і гуматом калію підвищує стійкість проростків до дії екстремальних температур переважно за рахунок підсилення росту коренів. За даними вегетаційних дослідів, обробка насіння і вегетуючих рослин цукрових буряків регуляторами росту "Етамон" і "Гарт" підсилює інтенсивність фотосинтезу внаслідок зниження опорів дифузії Н2О і СО2 та підвищення вмісту хлорофілу в листках, а також змінює фітогормональний статус рослин в бік зростання співвідношення (ІОК+ЦК)/АБК, що призводить до підвищення маси і цукристості коренеплодів.

Практичне значення отриманих результатів. У польових умовах показано значне підвищення врожаю коренеплодів цукрових буряків, їх цукристості і виходу цукру з одиниці площі посіву при передпосівній обробці насіння або вегетуючих рослин регуляторами росту "Етамон", "Дімекс" і "Гарт". Встановлено, що обробка насіння або вегетуючих рослин ярого ячменю гуматом калію значно підвищує врожай і якість зерна. На підставі одержаних результатів пропонується у подальшому провести державні випробування цих способів підвищення врожайності цукрових буряків і ярого ячменю з використанням зазначених регуляторів росту.

Особистий внесок здобувача. В процесі виконання дисертаційної роботи автором проведено інформаційний пошук і оцінку даних літератури за темою дисертації. Дисертантом розроблена і виконана програма польових, вегетаційних і лабораторних досліджень, проведені теоретичне обговорення та осмислення отриманих результатів. Частка особистої участі в одержанні результатів складає 85%.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в рамках програми науково-дослідних робіт НАУ (по темі № 130/13 "Розробити та впровадити технологію застосування мембранно-активних сполук як засобу підвищення врожаю зерна і посилення адаптаційної здатності рослин озимої пшениці") на 1995-2001р.р.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на щорічних засіданнях Вченої ради факультету агрохімії та ґрунтознавства і агрономічного факультету НАУ (1996-2000 р.р.); на науковій конференції, присвяченій 50-річчю Інституту фізіології і генетики (Київ, 1996); на міжнародному симпозіумі "Екологічні та економічні проблеми застосування засобів хімізації” (Умань, 1997).

Публікація результатів досліджень. Основні положення дисертації викладені в 6 публікаціях, у тому числі в 4 наукових статтях у ведучих спеціальних виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів основної частини, узагальнень результатів досліджень, висновків, додатків і списку використаних джерел літератури (236 найменувань, у тому числі 46 іноземних). Робота викладена на 176 сторінках машинописного тексту, включаючи 41 ілюстрацію, 14 таблиць і 8 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Аналітичний огляд літератури. Цей розділ складається з трьох підрозділів, в яких викладений огляд інформації про стан вивченості впливу біологічно активних речовин на основні фізіологічні процеси, що визначають продуктивність культурних рослин. Приведено дані досліджень останніх років у галузі вивчення дії РР на основні показники процесів фотосинтезу, росту, розвитку, фітогормонального статусу, стійкості до температурних стресів і на продуктивність рослин. На підставі аналізу літературних даних обґрунтовується необхідність вивчення активації фізіологічних процесів для підвищення продуктивності за допомогою РР. Намічається напрямок і завдання досліджень.

Об'єкти і методи досліджень. Об'єктами досліджень були високопродуктивні рослини цукрових буряків сорту "Льговський однонасінний 52" і ячменя ярого сорту "Зазерський 85", проростки озимої пшениці сорту "Миронівська 61", тканини столового буряка сорту "Бордо 237". Матеріал досліджень - тканини коренеплодів та листя Beta vulgaris L.; стебла і корені проростків Triticum vulgare L.; листя, стебла, насіння Hordeum distichon.

Досліди проводили в лабораторних, вегетаційних і польових умовах. Водні розчини біорегуляторів застосовували в концентраціях 0,001-2%. При підборі препаратів враховували їх хімічне походження.

Лабораторні дослідження проводили на тканинах коренеплоду столового буряка і проростках озимої пшениці. Проникність клітинних мембран визначали за допомогою методу Клейна і Клейна [Клейн, Клейн, 1974]. Дія РР на лінійний приріст і наростання маси проростків визначали в звичайних і умовах високо- (400С + 4 години) і низькотемпературного (0-20С + 4 години) стресів у відділі водного режиму ІФРГ НАН України.

В умовах вегетаційного досліду в листках середнього ярусу цукрових буряків визначали вміст хлорофілів "а" і "b" спектрофотометричним методом [Починок, 1976]. Інтенсивність фотосинтезу, фотодихання, темнового дихання вимірювали за допомогою оптико-акустичного газоаналізатора ГИАМ-5М [Киризий, 1981], транспірацію - термоелектричним макропсихро-метром. Дифузійний опір листя розраховували за відомою методикою. Вміст фітогормонів зеатину, зеатинрибозиду, ІОК і АБК визначали методом високоефективної рідинної хроматографії [Савинский, 1991].

Польові досліди на посівах ярого ячменю проводили в умовах північної частини Лісостепової зони протягом 1993-1995 років, а цукрових буряків - протягом 1996-1998 років. Інтенсивність інтегральних показників фізіологічного стану рослин цукрових буряків і ярого ячменю визначали через встановлені інтервали часу протягом вегетаційних періодів культур. Цукристість коренеплодів цукрових буряків визначали за Починком [Починок, 1976] і методом холодної дигестії на потоковій лінії УЛС-1, вміст сирого протеїну в зерні - методом К'єльдаля в модифікації Чмелевої і Тютеревої [Чмелева и др., 1986].

Всі отримані дані оброблені статистично [Доспехов, 1985]. Для аналізу агрометеорологічних показників використовували дані Рильської агрометеостанции в 1993-1998 роках.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

1. Зміна проникності клітинних мембран Beta vulgaris L. при дії РР.

Зміна проникності клітинних мембран рослин при дії біологічно активних сполук є важливою властивістю для встановлення відповідної реакції рослинного організму на хімічний реагент [Ершова, 1992; Beljava, 1994; Приходько, 1997]. Дія різних концентрацій РР ("Триман 1", "Етамон", "Гарт", "Дімекс", гумат калію) з різною інтенсивністю змінювала вихід бетацианінів з вакуолей клітин в залежності від виду препарату, досліджуваних концентрацій і експозиції в часі. Найбільшу біологічну активність виявив препарат биотинподібної дії "Дімекс". В залежності від концентрації і тривалості дії дімекс змінював вихід бетацианінів у середньому відносно контролю в 5,4 рази.

Здатність до значної зміни проникності клітинних мембран виявили також препарати цитокінінової природи "Триман 1" і "Гарт".

Встановлено, що досліджувані РР найбільш ефективно впливають на посилення проникності мембран при низьких концентраціях від 0,01 до 0,001%. Максимальний і швидкий ефект на посилення виходу бетацианінів виявили "Дімекс" і "Гарт". Характер динаміки виходу пігменту при дії препаратів свідчить про те, що після періоду посилення спостерігається зниження виходу бетацианінів, тобто відбувається стабілізація мембран у варіантах з гартом, етамоном, триманом 1, гуматом калію. У варіанті із застосуванням дімексу при високих концентраціях стабілізацію мембран не спостерігали, що свідчить про незворотню довгострокову деструкцію мембран.

Визначено ступінь посилення проникності мембран і його інтервал часу в залежності від хімічної природи речовин.

Встановлено залежність (коефіцієнт кореляції r=0,7) між оптимальними концентраціями, що максимально підсилюють проникність мембран і концентраціями, що рекомендуються для обробки вегетуючих рослин. Це відкриває можливість використовувати даний метод визначення проникності мембран при дії новосинтезованих РР як попередній тест експрес-оцінки препаратів і встановлення їх оптимальних концентрацій для обробки рослин.

Дія мембранно-активних сполук на інтенсифікацію основних показників процесів фотосинтезу та вуглекислотного газообміну рослин.

Результати досліджень свідчать про те, що реакція рослин цукрових буряків на обробку РР "Етамон" і "Гарт" у вегетаційному досліді виявляється в зміні інтенсивності фотосинтезу, фотодихання, темнового дихання, дифузійного опору листка і мезофилу листка.

Обробка насіння буряків 0,5% етамоном призводила до посилення інтенсивності фотосинтезу на 26-27,5%. При цьому, в другі строки вимірювань, спостерігалося підвищення інтенсивності фотодихання на 28% і темнового дихання на 50%. Одночасно в обидва строки вимірювань спостерігалось зниження дифузійного опору мезофилу листка на 21,7-24,6%, листкового дифузійного опору на 19,3-24,6%, що призводило до посилення інтенсивності фотосинтезу.

Після обприскування вегетуючих рослин цукрових буряків 0,04%-м розчином етамону спостерігали зниження в обидва строки вимірювань інтенсивності фотодихання на 21-28%, і в перший строк вимірювань - темнового дихання на 20%. Дифузійний опір листка і мезофілу листка підвищувався незначно в перший період вимірювань на 6,4-7,2% відповідно, а інтенсивність фотосинтезу залишалася на рівні контрольних значень.

Обробка насіння цукрових буряків 0,04%-м розчином гарту не впливала на інтенсивність фотосинтезу і фотодихання в зазначені періоди вимірювань, але при цьому реєстрували зниження інтенсивності темнового дихання на 20% в перший строк вимірювання, а також незначне підвищення дифузійного опору листка на 8,2% і мезофілу листка на 6,3%.

Обприскування вегетуючих рослин буряків 0,005%-м розчином гарту підвищувало інтенсивність фотосинтезу в обидва строки вимірювань на 13-14,4%, а також інтенсивність фотодихання на 26% і темнового дихання на 10% у другі строки вимірювань. Відмічено в даному варіанті зниження дифузійного опору листка на 14,2-17,1% і мезофилу листка на 9-16,8%.

Таким чином, обробка насіння і рослин цукрових буряків РР "Етамон" і "Гарт" підвищує інтенсивність фотосинтезу за рахунок зниження дифузійного опору листка і мезофилу листка, значно знижує інтенсивність фото- і темнового дихання. Дана тенденція проходження перерахованих вище процесів спрямована на накопичення продуктів асиміляції рослин.

Існує досить складна залежність між вмістом хлорофілу та інтенсивністю фотосинтезу [Гуляев и др., 1983]. Ефективність фотосинтезу в основному визначається функціональною активністю фотосинтетичного апарату, головним компонентом якого є пігменти [Ничипорович, 1974; Строкша, 1992]. Ми зробили спробу встановити можливість впливу обробки рослин мембранно-активними сполуками на процеси утворення основних пігментів фотосинтетичного апарату.

Так, в умовах вегетаційного досліду у варіанті з обробкою насіння перед посівом 0,5%-м розчином етамону відбувалося збільшення вмісту хлорофілів "а" і "b" на 7-25%, насамперед за рахунок збільшення пігментів хлорофілу "а". У варіанті з обробкою насіння буряків 0,04%-м розчином гарту збільшувався вміст хлорофілу "а" на 47,6% і хлорофілу "b" на 10% з розрахунку на одиницю листкової поверхні, а сума хлорофілів "а" та "b" збільшувалася на 39,4%.

Посилення біосинтезу основних пігментів - хлорофілів "а" і "b" - відмічено після обробок у фазу 10-12 листків мембранно-активними речовинами "Етамон" і "Гарт”. Обприскування рослин буряків етамоном підвищувало вміст хлорофілу "а" на 47%, хлорофілу "b" - на 18,5%. Сума хлорофілів "а" і "b" зростала на 40,7%, а співвідношення хлорофілу "а" до "b" - на 24,2%.

Обробка вегетуючих рослин буряків 0,005%-м розчином гарту збільшувала вміст хлорофілу "а" на 52%, а хлорофілу "b" на 64% відносно контролю. Сума хлорофілів "а" та "b" підвищувалася на 54,1%.

Значне підвищення суми хлорофілів "а" і "b" спостерігали в листках ярого ячменю в умовах польового досліду після обробки насіння і вегетуючих рослин гуматом калію.

На наш погляд, основною причиною посилення хлорофілоутворення, практично у всіх варіантах досліду, є інтенсифікація надходження елементів живлення. Від останніх, особливо азоту і фосфору, залежить кількісне і якісне утворення пігментів [Ничипорович, 1974; Иорданов, 1984]. Це підтверджує раніше отримані нами результати досліджень про здатність мембранно-активних речовин підсилювати потік іонів макро- і мікроелементів у рослинну клітину [Приходько, Варавкін та інш.,1997]. В наших дослідженнях відмічена як пряма, так і непряма дія мембранно-активних речовин "Етамон" і "Гарт" на збільшення хлорофілів в залежності від хімічної природи препарату і фази обробок.

Таким чином, обробка насіння і рослин цукрових буряків етамоном, дімексом і гартом, і ярового ячменю гуматом калію, значно підвищує вміст хлорофілів "а" і "b", що, на наш погляд, є однією з причин посилення інтенсивності фотосинтезу листкової поверхні досліджуваних рослин.

3. Фітогормональний статус рослин після обробки насіння та вегетуючих рослин мембранно-активними сполуками.

Фотосинтетична активність знаходиться в прямій залежності з інтенсивністю росту рослин, яка визначається фітогормональним статусом [Гуляев и др., 1991]. Зміни у вмісті фітогормонів спостерігали у вегетаційному досліді після обробки насіння і рослин цукрових буряків етамоном і гартом.

Обробка насіння буряків 0,5%-м розчином етамону впливала на зниження всіх груп фітогормонів у листках середнього ярусу відносно контрольних значень через 54 дні після появи сходів. При цьому співвідношення суми рістактивуючих фітогормонів (ІОК + Зеатин + Зеатинрибозид) до інгібітору АБК у порівнянні з контролем зростало в 3,5 рази. В той же час у варіанті з обробкою вегетуючих рослин буряків 0,04%-м розчином етамону відбувалося навіть незначне зниження співвідношення рістактиваторів до АБК.

В період інтенсивного зростання коренеплоду (через 80 днів після сходів) у варіанті з обробкою насіння 0,5%-м розчином етамону також відбувалося незначне зниження співвідношення рістактиваторів до інгібітору. Напроти, обприскування рослин буряків 0,04%-м розчином етамону активізувало в цей період ростові процеси. Вміст рістактивуючої групи фітогормонів зростав, перевищуючи контрольні значення більш ніж у два рази. Така тенденція дії етамону після обробок у різні фази росту і розвитку на фітогормональний статус може бути пов'язана з активацією процесів у більш ранній період після обробок. Надалі, на протязі вегетації рослин, відбувалося нівелювання первинного ефекту під впливом умов середовища, що складалися, на основі зміненого фізіологічного статусу рослин.

Обробка насіння гартом у більш ранній період активного росту буряків значно, в 2,8 рази по відношенню до контролю, підсилювала накопичення рістактивуючої групи фітогормонів по відношенню до АБК, а в другій половині серпня відбувалося зниження даного показника до рівня контрольного значення. Це свідчить про активацію ростових процесів у рослинах цукрових буряків після дії гарту в більш ранній період.

На підставі отриманих даних про вплив етамону і гарту на вміст фітогормонів у тканинах рослин цукрових буряків в різні фази розвитку простежується чітка залежність формування оптимального фітогормонального статусу рослин цукрових буряків при дії зазначених вище препаратів. Обробка насіння і рослин мембранно-активними препаратами "Етамон" і "Гарт" змінювала активність ростових процесів, насамперед за рахунок збільшення співвідношення фітогормонів-активаторів до АБК в тканинах. Таку тенденцію спостерігали як через тривалий проміжок часу вегетації у варіантах обробки насіння буряків препаратами, так і більш короткий, після обприскування вегетуючих рослин. Таким чином, дані речовини мають властивості і післядії на фітогормональний статус рослин.

4. Вплив мембранно-активних сполук на продуктивність рослин.

Активізація основних фізіологічних процесів рослин за допомогою мембранно-активних сполук підвищує продуктивність цукрових буряків у польових умовах.

Обробка вегетуючих рослин буряків етамоном, дімексом, гартом у середньому за 3 роки підвищувала врожай коренеплодів відповідно на 6,7; 13 і 10,4%. Було відзначено, що зі збільшенням врожаю коренеплодів цукрових буряків в дослідних варіантах підвищувалося співвідношення ваги гички до ваги коренеплодів: у варіантах з етамоном на 6,3%, дімексом - на 10,1% і гартом - на 6,3%. Поряд з підвищенням маси коренеплодів у варіантах обробки вегетуючих рослин дімексом і гартом відбувалося збільшення їхньої цукристості. Після обробки дімексом на 2,9% і гартом на 1,5% (у відносних величинах). В результаті теоретичний вихід цукру збільшився у варіантах з обробкою етамоном на 5,7%, дімексом на 16,2% і гартом на 12%. Аналіз отриманих даних свідчить про перспективність новосинтезованих препаратів.

В польових умовах також показала високу ефективність обробка насіння і вегетуючих рослин ярого ячменю гуматом калію. Дія даного препарату на рослинах ячменю виявлялася у підвищенні продуктивності і поліпшенні якісних показників зерна.

Таким чином, найбільш ефективними РР, що підвищують активність основних фізіологічних процесів і, в остаточному підсумку, продуктивність рослин цукрових буряків є "Дімекс" і "Гарт" у варіантах обробки вегетуючих рослин. На посівах ярого ячменю у варіанті з обробкою насіння 2%-м розчином гумату калію.

ВИСНОВКИ

1. Усі досліджені регулятори росту: "Триман 1", "Етамон", "Дімекс" і "Гарт", а також гумат калію, при оптимальних концентраціях суттєво підсилюють проникність клітинних мембран; максимальний ефект при цьому виявляють "Дімекс" і "Гарт" при концентрації 0,001%.

2. Передпосівна обробка насіння озимої пшениці регуляторами росту "Триман 1", "Етамон", "Дімекс", "Гарт" і гуматом калію зменшує негативний ефект короткочасної (4-х годинної) експозиції проростків при екстремальних температурах: 400С і 0-20С на приріст їх маси сухої речовини в наступний період.

3. Передпосівна обробка насіння або вегетуючих рослин цукрових буряків у фазі 10-12 листків регуляторами "Етамон" і "Гарт" у вегетаційному досліді підвищує інтенсивність фотосинтезу листків на 14-27%, інтенсивність транспірації на 15-23%, знижує інтенсивність темнового дихання на 10-20%, фотодихання на 25%, листкового опору дифузії на 21%, опору дифузії мезофіла на 11-23%, при зростанні вмісту хлорофілу в листках на 15-54%.

4. Обробка насіння або рослин цукрових буряків зазначеними регуляторами росту підвищує співвідношення фітогормонів (ІОК+ЦК)/АБК в 1,8-5,1 рази у порівнянні з контролем в залежності від способу обробки і типу регулятора росту.

5. Зміни фізіологічного стану рослин цукрових буряків під дією регуляторів росту зумовлюють підвищення маси коренеплодів (на 5,6-9,3%) та їх цукристості (на 0,4-0,6%).

6. Обробка вегетуючих рослин цукрових буряків в фазі 14-16 листків у польових умовах регуляторами росту "Етамон", "Дімекс" і "Гарт" підвищує врожай коренеплодів на 30-58 ц/га при врожаї на контролі 447 ц/га, цукристості коренеплодів від 16,6% на контролі до 17,1%, збільшує збір цукру з одиниці площі посіву на 5,7-16,2%.

7. Обробка насіння або вегетуючих рослин ярого ячменю гуматом калію підвищує врожай зерна з 41 ц/га на контролі до 55 ц/га і вміст сирого протеїну на 0,5-2%.

8. Для практичного подальшого широкого випробування рекомендується спосіб обробки вегетуючих рослин цукрових буряків у фазі 14-16 листків 0,0012%-м водним розчином регулятора росту "Дімекс" і спосіб передпосівної обробки насіння ярого ячменю 2%-м водним розчином гумата калію.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Приходько М.В., Булах А.А., Кожукало В.Є., Варавкін В.О. Етамон - новий високоефективний регулятор росту// Науковий вісник Національного аграрного університету, вип. 2, 1997. - С. 32-39.

2. Білоножко М.А., Варавкін В.О., Кожукало В.Є. Вплив гумату калію на продукційні процеси ячменю ярого//Науковий вісник Національного аграрного університету, вип. 10, 1998. - С. 62-68.

3. Кожукало В.Є., Варавкін В.О. Деякі особливості впливу етамону на рослини цукрових буряків//Науковий вісник Національного аграрного університету, вип. 19, 1999. - С. 42-46.

4. Варавкін В.О. Вплив обробки насіння етамоном на ріст, розвиток та продуктивність цукрових буряків//Науковий вісник Національного аграрного університету, вип. 24, 2000. - С. 47-51.

5. Кожукало В.Є., Варавкін В.О. Вплив передпосівного обробітку насіння фізіологічно активними речовинами на продуктивність цукрового буряка/IV Конференція молодих вчених “Актуальні проблеми фізіології рослин і генетики”, Київ, 9-11 жовтня 1996 р. Тези доп. - К.: ІФРГ НАН України, 1996. - С.55-56.

6. Кожукало В.Є., Булах А.А., Варавкін В.О. Вплив синтетичних регуляторів росту на продуктивність цукрових буряків і активність інвертазного білка//Збірник наукових праць Уманської сільськогосподарської академії. - ДО, 1997. - С.185-187.

АНОТАЦІЯ

Варавкін В.О. Регуляція фізіологічних процесів цукрових буряків і колосових злаків за допомогою мембранно-активних сполук.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12. - фізіологія рослин. - Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2001.

Встановлено, що регулятори росту “Етамон”, “Триман 1”, гумат калію і особливо “Дімекс”, “Гарт” при низьких концентраціях значно підсилюють проникність мембран клітин. Встановлено відповідність фізіологічної активності РР по дії на мембрани клітин з їх дією на цілі рослини. Обробка насіння пшениці цими РР підвищувала стійкість проростків до короткочасної дії екстремальних температур. Показано, що обробка насіння або рослин цукрових буряків РР “Етамон” і “Гарт” підвищує фотосинтез листків завдяки зниженню опорів дифузії та дихальних витрат і підвищенню вмісту хлорофілу, призводить до зростання співвідношення фітогормонів (ІОК+ЦК)/АБК. В польових умовах показано значне підвищення врожайності цукрових буряків при обробці насіння або рослин РР “Етамон”, “Дімекс” і “Гарт” та врожайності ярого ячменю під дією гумату калію.

Ключові слова: буряки, колосові злаки, регулятори росту, проникність мембран, площа листків, газообмін СО2 і Н2О, вміст хлорофілу, фітогормони, високо- і низькотемпературний стрес, продуктивність.

АННОТАЦИЯ

Варавкин В.А. Регуляция физиологических процессов сахарной свеклы и колосовых злаков с помощью мембранно-активных соединений.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.12. - физиология растений. - Институт физиологии растений и генетики НАН Украины, Киев, 2001.

Диссертация посвящена изучению регуляции физиологических процессов растений сахарной свеклы и колосовых злаков, определяющих продуктивность этих культур, с помощью мембранно-активных соединений: синтетических регуляторов роста “Этамон”, “Триман 1”, “Димекс” и “Гарт”, а также гумата калия. Проведены лабораторные опыты на высечках корнеплодов столовой свеклы и на проростках озимой пшеницы, вегетационные опыты с растениями сахарной свеклы сорта "Льговская односемянная 52" и полевые опыты в посевах сахарной свеклы того же сорта и ярового ячменя сорта "Зазерский 85".

Установлено, что все испытанные РР, при низких концентрациях (от 0,01 до 0,001%) усиливают проницаемость клеточных мембран, однако наибольшую активность при этом проявили "Димекс" и "Гарт". Предпосевная обработка семян озимой пшеницы всеми перечисленными препаратами усиливала рост проростков и снимала отрицательное влияние 4-х часовой экспозиции проростков при экстремальных температурах (400С и 0-20С) на их рост, благодаря усилению роста корней.

Предпосевная обработка семян либо вегетирующих растений сахарной свеклы в фазе 10-12 листьев регуляторами "Этамон" и "Гарт" в вегетационном опыте повышает интенсивность фотосинтеза листьев, интенсивность транспирации, снижает интенсивность темнового дыхания, фотодыхания, листового сопротивления диффузии, сопротивление диффузии мезофилла при увеличении содержания хлорофилла в листьях и соотношения фитогормонов (ИУК+ЦК)/АБК. Эти изменения физиологического состояния растений сахарной свеклы под действием регуляторов роста обуславливают повышение массы корнеплодов и их сахаристость.

Обработка вегетирующих растений сахарной свеклы в фазе 14-16 листьев в полевых условиях регуляторами роста "Этамон", "Димекс" и "Гарт" повышает урожай корнеплодов, сахаристость и увеличивает сбор сахара с единицы площади посева. Обработка семян либо вегетирующих растений ярового ячменя гуматом калия повышает урожай и содержание сырого протеина.

Для практического дальнейшего испытания рекомендуется способ обработки вегетирующих растений сахарной свеклы в фазе 14-16 листьев 0,0012%-водным раствором регулятора роста "Димекс" и способ предпосевной обработки семян ярового ячменя 2%-м водным раствором гумата калия.

Ключевые слова: свекла, колосовые злаки, регуляторы роста, проницаемость мембран, площадь листьев, газообмен СО2 и Н2О, содержание хлорофилла, фитогормоны, высоко- и низкотемпературный стресс, продуктивность.

ANNOTATION

Varavkin V.A. Regulation of physiological processes in sugar beets and cereal grains using membrano-active compounds. - Manuscript

Thesis for Ph. D.Biology by speciality 03.00.12 -plant physiology. Institute of Plant Physiology and Genetics, NFS of Ukraine, Kyiv, 2001.

It has found that plant growth regulators (GR) Etamon, Triman 1, humat of potassium and, Dimex and Hart particular, at low concentrations increase significantly the permeability of cell membranes. It has been shown that physiological activity of GR (by their action on cell membranes) in accorance with their action on the whole plants. Weat seed treatment by these GR increased seedlings resistance to short-term action of extremal temperatures. It has been established that GR Etamon and Hart treatment of sugar beet seeds or plants, increases photosynthetic rate due to both decreases of leaf resistance, respiratory rate and increase in chlorophyll content, and in the raise ratio of phytogormons (IAA+cytokinins)/ABA. Under field conditions the productivity of sugar beet ( treated by GR Etamon, Dimex and Hart) and spring barley (treated by humat of potassium ) increased signifiantly.

Key words: beets, cereals, growth regulators, membranes permeability, leaf surface, gas exchange of leaf, leaf resistance, chlorophyll content, phytogormons, extremal temperatures.

Размещено на Allbest.ru