CC BY
8
4. Hamurcu M. et al. Boron application affecting the yield and fatty acid composition of soybean genotypes // Plant, Soil and Environment, 2019, № 65. - P. 238-243. doi: 10.17221/679/2018-PSE.
5. Kot F.S. et al. Chapter 1: Boron in the Environment // Industrial Crops and Products, 2015, № 34. - P. 1-33. doi: 10.1016/B978-0-444-63454-2.00001-0.
6. Булдыкова И.А., Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н. Микроэлементы на посевах подсолнечника // Научный журнал КубГАУ, 2015, Т. 107, № 3. - С. 1-15. id: 23298990.
7. Liu P. et al. The response of antioxidant enzymes of three soybean varieties to molybdenum and boron in soil with a connection to plant quality // Plant, Soil and Environment, 2005, № 51. - P. 351-359. doi: 10.1016/j.ejca.2010.10.025.
8. Jiang C.M., Yu W.T. Maize production and field CO2 emission under different straw return rates in Northeast China // Plant, Soil and Environment, 2019, № 65. - P. 198-204. doi: 10.17221/564/2018-PSE.
9. Johansson A. Conversations on chelation and mineral nutrition // Grape Wine Res., 2008, № 583. - P. 53-56. doi: 10.15244/pjoes/36823.
10. Лазарев В.И., Башкатов А.Я., Минченко Ж.Н. Эффективность микроэлементных удобрений при возделывании сои сорта Казачка в условиях Курской области // Земледелие, 2018, № 6. - С. 34-36. doi: 10.24411/0044-3913-2018-10609.
11. Shireen F. et al. Boron: Functions and approaches to enhance its availability in plants for sustainable agriculture // International Journal of Molecular Sciences, 2018, № 19. - P. 1856. doi: 10.3390/ijms19071856.
12. Parks J.L., Edwards M. Boron in the Environment // Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2005, Vol. 35, № 2. - P. 81-114. doi:10.1080/10643380590900200.
13. Кодочилова Н.А. Использование растворов борной кислоты в моноэтаноламине, глицерине и этиленгликоле в качестве борсодержащих микроудобрений. Влияние некорневой обработки на урожайность и химический состав клевера лугового // Международный сельскохозяйственный журнал, 2020, № 1. - С. 72-75. doi: 10.24411/2587-6740-2020-11016.
14. Государственный стандарт 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. Введен 1986-01-07. - М.: Стандартинформ, 2011. - С. 65.
УДК 581.192.7:631.8:631.811.98 DOI: 10.24412/1029-2551-2021-6-017
ЭВКАЛИПТ (FOLIUM EUCALYPTI) И ЧИСТОТЕЛ (HERBA CHELIDONII) КАК РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
Ю.П. Бондарев, Т.А. Зубкова, д.б.н.
МГУ им. М.В. Ломоносова, e-mail: [email protected], [email protected]
Исследовано влияние предпосевной обработки мелколиственной фракцией лекарственных растений эвкалипта (Folium eucalypti) и чистотела (Herba chelidonii) на прорастание семян кукурузы, свеклы и пшеницы методом рулонной культуры. Определяли всхожесть, морфометриче-ские показатели проростков и их массу на 12 день проращивания. Показано, что только проростки кукурузы дали высокую прибавку в весе, а также по длине корней и стеблей после обработки эвкалиптом (на 80-100%) и чистотелом (на 20-80%). Отмечено уменьшение длины корней и стеблей проростков свеклы и отсутствие реакции пшеницы на обработку лекарственными растениями. Рекомендуется использовать эвкалипт и чистотел для капсулирования семян кукурузы и не рекомендуется их использование для семян пшеницы и свеклы.
Ключевые слова: регуляторы роста, эвкалипт, чистотел, обработка семян, метод рулонной культуры.
EUCALYPTUS (FOLIUM EUCALYPTI) AND CELANDINE (HERBA CHELIDONII)
AS PLANT GROWTH REGULATORS
Yu.P. Bondarev, Dr.Sci. T.A. Zubkova
LomonosovMoscow State University, e-mail:[email protected], [email protected]
The paper investigates the effect ofpre-sowing treatment with a small-leaved fraction of medicinal plants of eucalyptus (Folium Eucalypti) and celandine (Herba Chelidonii) on the germination of seeds of corn, beets and wheat by the roll culture method. The germination rate, morphometric parameters of seedlings and their weight on the 12th day of germination were determined. It was shown that only corn seedlings gave a high increase in weight, as well as in the length of roots and stems after treatment with eucalyptus (80-100%) and celandine (2080%). There was a decrease in the length of the roots and stems of beet seedlings and the absence of wheat response to treatment with medicinal plants. It is recommended to use eucalyptus and celandine for encapsulating corn seeds, and not recommended for wheat and beet seeds.
Keywords: growth regulators, eucalyptus, celandine, seeds treatment, roll culture method.
Современные экологические вызовы (климатические и загрязнение) создают проблемы сельскохозяйственному производству и представляют угрозу продовольственной безопасности человека. В связи с этим актуальны любые биотехнологии, применяемые для повышения продуктивности культурных растений. В агротехнологиях широко используют регуляторы роста растений, полученные на основе синтетических веществ или натуральных природных компонентов, а также мульти-компонентные препараты [1-8]. Природные регуляторы роста растений отличает экологическая безопасность и многофункциональность их действия, включая фунгицидные и токсикологические свойства [7-13]. Более того, природные регуляторы нетоксичны для человека и их применяют в микроколичествах, а их низкая себестоимость и доступность сырья определяют перспективы использования в сельском хозяйстве. При выращивании культурных растений доказана эффективность применения компонентов хвойной древесной зелени, коры и древесины [9-11], препарата «Симбионт», полученного на основе микробных сообществ и продуктов их жизнедеятельности из корней женьшеня [13], препаратов на основе торфа [12]. У многих лекарственных растений проявляются противогрибковые свойства [14]. Однако стимулирующие свойства лекарственных растений при проращивании семян и росте сельскохозяйственных культур не всегда очевидны, хотя их использование привлекательно из-за низкой стоимости.
Цель работы - выявить влияние предпосевной обработки лекарственными растениями эвкалипт (Folium eucalypti) и чистотел (Herba chelidonii) на развитие проростков пшеницы, свеклы и кукурузы.
Эвкалипт и чистотел содержат различные биологически активные вещества: алкалоиды, флава-ноиды в чистотеле, эфирные масла в листьях эвкалипта. Это позволяет предположить их возможное стимулирующее воздействие на прорастание семян и ингибирующее - на развитие микрофлоры. Мелкие фракции лекарственных растений представляют собой отходы производства, которые могут быть использованы в качестве основы оболочки при капсулировании (инкрустации) семян. В задачи исследования входило определение всхожести, массы и морфометрических данных проростков свеклы, пшеницы и кукурузы в вариантах с предпосевной обработкой мелколиственной фракцией эвкалипта и чистотела.
Методика исследования. Метод рулонной культуры применяли для исключения влияния побочных параметров на испытуемые проростки. Поэтому для проращивания семян методом рулонной культуры использовали листы фильтровальной бумаги (ГОСТ 1206-76С с массой 1 м2 74,3 г) размером 40 х 60 см. На середину листа равномерно по-
мещали половину навески порошка эвкалипта или чистотела, рассчитанную для данной культуры. Затем через 1 см раскладывали 50 семян, ориентированных в одном направлении, отступив от обоих краев листа по 5 см. На разложенные таким способом семена припудривали вторую часть навески препарата и покрывали полоской фильтровальной бумаги размером 10 х 12 х 60 см, которую предварительно смачивали дистиллированной водой. Фильтровальную бумагу с разложенными семенами сворачивали в рыхлый рулон, в середину которого помещали стеклянную палочку для сохранения вертикального положения рулона после намокания. Затем рулон помещали в широкий стакан, в который наливали 200 мл дистиллированной воды. На стакане отмечали маркером уровень воды. В течение всего эксперимента следили за постоянным уровнем воды в сосуде. Навеску препарата рассчитывали на 50 семян, определяли исходя из веса 50 семян в 10-кратной повторности. Для сахарной свеклы и пшеницы использовали 1/3 часть навески эвкалипта и чистотела от среднего веса 50 семян, что составляло соответственно 0,18 и 0,93 г. Для более тяжелых семян кукурузы навеска препаратов равнялась 1/5 части от веса 50 семян и составляла 3,7 г. Одна повторность с семенами кукурузы была обработана навеской чистотела равной 1/10 части от веса 50 семян и составляла 1,8 г. Измерение длины корней и стеблей каждого проростка (50 измерений) проводили на 12-й день произрастания. Для большей информативности в это же время взвешивали корни и стебли каждой повторности в различных вариантах.
Результаты обрабатывали статистически, используя программу Statistica-6.
Результаты исследований. Влияние предпосевной обработки эвкалиптом и чистотелом на всхожесть семян. Семена пшеницы, сахарной свеклы и кукурузы характеризуются высокой всхожестью 94-98%. Причем в контрольных вариантах всхожесть незначительно ниже по сравнению с вариантами, проращиваемыми с эвкалиптом и чистотелом. Всхожесть семян, обработанных мелкими фракциями чистотела, возрастает на 3,5% для пшеницы, на 7% - для свеклы и 3% - для кукурузы, а фракциями эвкалипта соответственно на 3, 12 и 2%. Стимулирующий эффект лекарственных растений проявился максимально на всхожести свеклы.
Влияние предпосевной обработки эвкалиптом и чистотелом на массу проростков кукурузы, свеклы и пшеницы. По массе проростков наблюдается аналогичная картина, причем влияние лекарственных растений зависит от проращиваемой культуры. Так, максимальный эффект при обработке эвкалиптом заметен в развитии проростков кукурузы - 77% прироста по сравнению с контролем (рис. 1). Однако стимулирующего действия эвкалипта на прорастание
Пшеница
Свекла
Кукуруза
0,20 0,15 0,10 0,05 0,00
0,05
0,04
ев 0,03
и
я 0,02
0,01
0,00
0,7
0,6
ь 0,5
я и 0,4
о ев 03
5 0,2
0,1
0,0
£
Ж'/
& Л
Рис. 1. Масса проростков свеклы, пшеницы и кукурузы после предпосевной обработки семян мелколиственной фракцией эвкалипта и чистотела
свеклы и пшеницы не отмечено. Напротив, заметно ингибирующее воздействие на проростки свеклы. Аналогичные результаты получены и в опытах с обработкой чистотелом: увеличение массы проростков семян кукурузы на 19%, и отсутствие положительного эффекта на рост проростков пшеницы и свеклы. Таким образом, ростостимулирующий эффект эвкалипта и чистотела проявился только на проростках кукурузы.
Влияние предпосевной обработки эвкалиптом и чистотелом на массу корней и стеблей проростков кукурузы, свеклы и пшеницы. Масса корней и стеблей пшеницы слабо реагировала на обработку мелколиственной фракцией чистотела и эвкалипта (рис. 2). По свекле получены следующие результаты: обработка эвкалиптом привела к снижению массы стеблей и не сказалась на массе корней. Обработка чистотелом, напротив, снижала массу корней и не отразилась на массе стеблей. Самый яркий результат предпосевной обработки мелколиственными фракциями эвкалипта и чистотела проявился на проростках кукурузы. И эвкалипт, и чистотел вызвали увеличение массы стеблей на 20-80% (чистотел) и 80-100% (эвкалипт). Масса корней осталась прежней, как в контроле, в варианте с чистотелом, однако после обработки эвкалиптом увеличилась почти в 2 раза.
Влияние предпосевной обработки эвкалиптом и чистотелом на морфометрические показатели проростков семян кукурузы, свеклы и пшеницы. Обработка семян кукурузы чистотелом и эвкалиптом выявила существенное влияние эвкалипта на рост кукурузы: длина корней увеличилась на 81% (рис. 3), а стеблей на 110% (рис. 4). Обработка чистотелом имела значительный эффект только на развитие стеблей проростков - 69% (рис. 4).
Существенное влияние эвкалипта на рост кукурузы проявилось в увеличении массы проростков, длины стеблей и корней.
На рост проростков пшеницы стимулирующее влияние эвкалипта и чистотела незначительно или отсутствует [15]. Для свеклы морфометрические показатели свидетельствуют о максимальном влиянии эвкалипта на корни проростков: их длина возросла на 22-26% по сравнению с контролем (рис. 5), хотя масса корней не увеличилась (рис. 3). На стеблях аналогичного эффекта не наблюдалось (рис. 6). Обработка чистотелом выявила обратную картину: стимулирование роста длины стеблей (на 7-50%) и замедление роста корней. Масса корней также уменьшилась по сравнению с контролем, а масса стеблей осталась без изменений.
Пшеница
Свекла
Кукуруза
6 5
□ Корни ■ Стебли
1,6
1,4
1,2
^ 1,0 ев
% 0,8 ев
5 0,6 0,4 0,2 0,0
□ Корни ■ Стебли
/V'
^ с.
Рис. 2. Масса корней и стеблей проростков свеклы, пшеницы и кукурузы после предпосевной обработки семян мелколиственной фракцией эвкалипта и чистотела
18 16 14
§ 12
^
£ 10
&
0
я 8
1 6
4 2 0
Контроль Чистотел Эвкалипт
Контроль Чистотел Эвкалипт
Рис. 3. Статистика длины корней кукурузы после предпосевной обработки чистотелом и эвкалиптом: 1, 2 — повторности
1 2
Медиана ^^ 25%-75% ^^ Размах без выбр. О Выброс
Контроль Чистотел Эвкалипт
Медиана ЕШ 25%-75% I Размах без выбр. о Выбросы
Контроль Чистотел Эвкалипт
Рис. 4. Статистики длины стеблей кукурузы после предпосевной обработки чистотелом и эвкалиптом: 1, 2 — повторности 1 2 3
I
18 16 14
о 12 «
Д 10
&
о
оз 8 Й 6 4 2 0
I Медиана □ 25%-75% Крайние точки
. Размах без выбр.
I
18 16 14
I 12
^
Д 10
&
0
Я 8
1 6
4
2
I Медиана 1Ш1 25%-75% I Размах без выбр. о Выбросы
Контроль Чистотел Эвкалипт
Контроль Чистотел Эвкалипт Контроль Чистотел Эвкалипт
Рис. 5. Статистики длины корней свеклы после предпосевной обработки чистотелом и эвкалиптом: 1, 2, 3 — повторности
Контроль Чистотел Эвкалипт
□ Медиана Ш 25%-75% I Размах без выбр. О Выбросы
Контроль Чистотел Эвкалипт
£ 4 о
2 1 0
Чистое Эвкалипт
Рис. 6. Статистики длины стеблей свеклы после предпосевной обработки чистотелом и эвкалиптом: 1, 2, 3 — повторности
1
2
¿и
25
О 20
Р 6
1
2
3
7
« 5
Таким образом, наблюдается эффект удлинения корней (после обработки эвкалиптом) или стеблей (обработка чистотелом) при неизменной их массе, что приводит к их утончению по сравнению с контрольным вариантом.
По влиянию эвкалипта на длину корней проростков максимальный эффект выявлен для кукурузы -увеличение до 80%, свеклы - до 15% и отсутствие эффекта для пшеницы. Обработка чистотелом положительно повлияла только на развитие корней проростков кукурузы (18%), а на пшеницу и свеклу оказала ингибирующее действие. На рост стеблей обработка эвкалиптом оказала положительный эффект только для кукурузы - их длина увеличилась в 2 раза. Обработка чистотелом также привела к удлинению стеблей кукурузы (на 31%). На рост проростков пшеницы стимулирующее влияние эвкалипта и чистотела незначительно или отсутствует.
Таким образом, несмотря на содержание физиологически активных веществ в составе лекарственных растений чистотела и эвкалипта (алкалоиды, флаваноиды и эфирные масла) их стимулирующий эффект в опытах с проростками пшеницы, кукурузы и свеклы проявился, главным образом, в массе и морфометрических показате-
лях проростков кукурузы. Семена свеклы показали отзывчивость на обработку лекарственными травами только при всхожести семян, наблюдалось увеличение на 7-12%, однако прибавка массы проростков оказалась незначительной.
Рекомендуется с осторожностью использовать эвкалипт и чистотел в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных растений, поскольку они могут приводить не только к усилению роста, как показали варианты с кукурузой, но и к ингибированию. В вариантах со свеклой после обработки чистотелом сокращалась длина и масса корней, а обработка эвкалиптом замедлила рост стеблей свеклы.
На основании полученных данных рекомендуется использовать мелкие фракции лекарственных растений чистотела и эвкалипта для кап-сулирования семян кукурузы. Следует отметить, что обработка семян мелкими фракциями лекарственных растений, которые являются отходами, более предпочтительна по сравнению с их обработкой химическими и биохимическими реагентами с позиции ведения органического сельского хозяйства и минимизации воздействия на окружающую среду.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации по теме «Физические основы экологических функций почв: технологии мониторинга, прогноза и управления».
Литература
1. Шаповал О.А., Можарова И.П., Коршунов А.А. Регуляторы роста растений в агротехнологиях //Защита и карантин растений, 2014, № 6. - С. 16-20.
2. Calvo P., Nelson L., Kloepper J.W. Agricultural uses of plant biostimulants // Plant and Soil, 2014, Vol. 383. - P. 3-41. 3. Ряб-чинская Т.А., Зимина Т.В. Средства, регулирующие рост и развитие растений, в агротехнологиях современного растениеводства // Агрохимия, 2017, № 12. - С. 62-92.
4. Бахтенко Е.Ю., Суслов Ю.А., Курапов П.Б., Хуршкайнен Т.В. Сравнительное исследование эффективности регуляторов роста растений при выращивании льна-долгунца // Агрохимия, 2011, № 8. - С. 37-43.
5. Котляров В.В., Федулов Ю.П., Доценко К.А., Котляров Д.В., Яблонская Е.К. Применение физиологически активных веществ в агротехнологиях. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - 169 с.
6. Дирина Е.Н., Винаров А.Ю., Осипов В.И., Быков В.А. Эффективность применения биодобавки на основе регуляторов роста и микроэлементов при выращивании лекарственных растений // Сельскохозяйственная биология, 2007, № 3. - С. 96-100.
7. Наумов М.М., Зимина Т.В., Хрюкина Е.И., Рябчинская Т.А. Роль полифункциональных регуляторов роста растений в преодолении гербицидного стресса // Агрохимия, 2019, № 5. - С. 21-28.
8. Галиулина А.А. Влияние регуляторов роста растений на рост и развитие земляники // Вестник Оренбургского государственного университета, 2008, № S (87). - С. 11-13.
9. Ларионов Г.И., Зоркина Т.М., Кулемин С.В., Мартынович Л.Л. Влияние регулятора роста силка на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в условиях сухостепной зоны Республики Хакасия // Агрохимия, 2003, № 8. - С. 57-60.
10. Андреева Е.М., Стеценко С.К., Кучин А.В., Терехов Г.Г., Хуршкайнен Т.В. Влияние стимуляторов роста природного происхождения на проростки хвойных пород // Лесотехнический журнал, 2016, № 3. - С. 10-19.
11. Чукичева И.Ю., Хуршкайнен Т.В., Кучин А.В. Природные регуляторы роста растений из хвойного сырья // Инно-ватика и экспертиза: научные труды, 2018, № 3(24). - С. 93-99.
12. Карпинская Е.В. Роль регуляторов роста природного происхождения при выращивании лекарственных растений / Процессы и средства добычи и переработки полезных ископаемых: сборник трудов Междун. научн.-техн. конф., посвященной 80-летию со дня рождения заслуженного работника высшей школы Беларуси, доктора технических наук, профессора Н.В. Кислова (17-20 апреля 2012 г., Минск). - Минск: БНТУ, 2012. - С. 348-351.
13. Бондарев Ю.П., Зубкова Т.А. Регулятор роста Симбионта как фактор повышения продуктивности сельскохозяйственных растений // Агрохимический вестник, 2018, № 3. - С. 61-65.
14. Куркина Ю.Н., Пшеничная О.Г. Посевные качества семян лекарственных растений с противогрибковыми свойствами // Научные ведомости. Серия Естественные науки, 2011, № 9(104), Выпуск 15/1. - С. 232 -236.
15. Бондарев Ю.П., Зубкова Т.А., Ашинов Ю.Н., Мамсиров Н.И. Влияние предпосевной обработки эвкалиптом и чистотелом на прорастание семян свеклы, пшеницы и кукурузы // Новые технологии, 2018, № 1. - С. 114-127.
