CC BY
486
УДК 631.811.98
Как повысить устойчивость растений к засухе
О.А. ШАПОВАЛ,
заместитель директора
Всероссийского НИИ агрохимии
В.В. ВАКУЛЕНКО,
И.П. МОЖАРОВА,
ведущие научные сотрудники
e-mail:[email protected]
Максимальная продуктивность выращиваемых культур возможна при повышении их устойчивости к климатическим, водным и солевым стрессам. Погодные аномалии 2010 г показали, что повышению устойчивости растений к высоким температурам и засухе следует уделять значительно большее внимание. При этом значительную роль могут играть регуляторы роста растений, действующие через их гормональную систему [1].
Гормональная система растений контролирует все процессы развития и при возникновении стрессовых ситуаций тормозит их рост, снижая содержание ауксинов, гибберелли-нов и цитокининов, что приводит к повышению содержания абсцизо-вой кислоты (АБК), этилена и жасмо-новой кислоты. В результате замедляются обменные процессы и организм переходит в состояние покоя. А это и определяет устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям внешней среды.
Экзогенное внесение гормонов и ряда других соединений может повысить или ослабить устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды: обработка листьев абсцизовой кислотой вызывает закрывание устьиц и уменьшение транс-пирации,цитокинином - стимулирует процесс обратного типа. Таким образом, АБК можно рассматривать как природный антитранспирант [2]. Существуют и синтетические антитран-спиранты, это, прежде всего, ретарданты (хлормекватхлорид, триазо-лы), производные салициловой кислоты и ряд других соединений. Регу-
лируя процессы роста и участвуя в процессах метаболизма, ретарданты (це це це 750, стабилан, антивылегач, центрино (проходит процедуру государственной регистрации)) делают растения менее требовательными к влаге, сокращают интенсивность транспирации и обеспечивают повышение засухо- и жароустойчивости.
Обработанные хлорхолинхлори-дом зерновые злаки приобретают ряд свойств, характерных для засухоустойчивых растений: мощно развитая, глубоко проникающая корневая система, низкорослость, повышение оводненноститканей, уменьшение проницаемости протоплазмы для электролитов и др. Так, обработка семян зерновых культур до посева раствором хлормекватхлорида (5-10 %) задерживает вытягивание подземного междоузлия. Узел кущения при этом оказывается в почве на большой глубине и для корневой системы создаются более благоприятные условия - своеобразный мягкий микроклимат [3]. Развитие мощной корневой системы повышает морозоустойчивость в процессе перезимовки и последующей вегетации.
Обработка семян - наиболее простой способ применения ретарданта, который можно совмещать с протравливанием семян. Однако общая высота растений при этом способе обработки хлормекватхлоридом и устойчивость к полеганию практически не меняются. Листья, цветки и плоды достигают нормальных размеров. Этот агроприем позволяет достичь углубления узла кущения на 0,52 см, что имеет значение не только для повышения засухоустойчивости, но и морозоустойчивости растений. Использование ретардантов нашло широкое применение на яровых культурах в условиях Сибири, Урала и на озимой пшенице на Украине.
Повышение устойчивости к засу-
хе, повышенным и пониженным температурам может быть вызвано и изменением соотношения свободной и связанной воды в растениях, содержанием углеводов и ряда других соединений, обеспечивающих функционирование растительного организма, а также изменением проницаемости клеточных мембран. Эти вопросы могут быть решены за счет использования таких препаратов, как амбиол, крезацин, эпин, циркон, лариксин и др.
Наши многолетние исследования показали, что амбиол повышал содержание связанной воды в растениях. За счет этого у кукурузы и пшеницы повышалась устойчивость к засухе, огурца - к ранневесенним заморозкам, сахарной свеклы - к пониженным температурам и засухе.
Крезацин обладает высокими криопротекторными свойствами за счет изменения проницаемости клеток. Отмечено повышение устойчивости как яровых, так и озимых злаковых культур к заморозкам и засухе [6]. Существенное влияние на устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды оказывали мивал-агро, повышая устойчивость к засухе и заморозкам яровой и озимой пшеницы, льна-долгунца, винограда, и энергия-М, повышая морозостойкость яровой и озимой пшеницы, озимой ржи, устойчивость к температурным стрессам у ярового и озимого ячменя, к недостатку влаги, пониженным и повышенным температурам у сахарной свеклы и огурца.
Влияние эпина-экстра на растения в стрессовыхусловиях проявляется, прежде всего, в изменении гормонального баланса, что обеспечивает повышение устойчивости пшеницы к засухе, овощных культур - к недостатку влаги. Обработка цирконом семян яровой пшеницы не только увеличивала ассимиляционную поверхность растений в условиях засухи, но и стимулировала интенсивность фотосинтеза в течение всей вегетации. Циркон повышал содержание хлорофилла в листьях яровой пшеницы сортов Приокская и Лада как во время засухи, так и в
период репарации.У растений, семена которых обрабатывали цирконом, в период засухи понижалась активность дыхания. Изменения в газообмене яровой пшеницы повышали адаптивную способность к безводному стрессу [4]. Согласно литературным данным, фенольные соединения, входящие в состав циркона, проявляют свойства стрессовых метаболитов и участвуют в адаптации растений к неблагоприятным условиям среды.
Гидроксикоричные, или фенолкар-боновые, кислоты (ГКК) относятся к обширному и повсеместно распространенному классу фенольных соединений. Они обладают полифункциональностью, участвуя в таких важных для растений процессах как рост и дыхание. При освещении трансформы ГКК преобразуются в более богатые энергией цис-формы. При обратном переходе происходит преобразование поглощенной энергии, которая используется, например, для улучшения поступления воды или на иные физиологические процессы. Циркон повышал содержание хлорофилла в листьях яровой пшеницы сортов Приокская и Лада как во время засухи, так и в период репарации. У растений, семена которых обрабатывали цирконом, в период засухи понижалась активность дыхания. Изменения в газообмене яровой пшеницы повышали адаптивную способность к безводному стрессу [4]. Согласно литературным данным, фенольные соединения, входящие в состав циркона, проявляют свойства стрессовых метаболитов и участвуют в адаптации растений к неблагоприятным условиям среды.
Высокой антистрессовой активностью обладают тритерпеновые кислоты (новосил, биосил). Эти препараты играют роль фитоалексинов, стимулирующих устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды. В условиях засухи в Алтайском крае и Новосибирской области тритерпеновые соединения позволили повысить урожайность яровой пшеницы с 9 до 16 ц/га. У овощных культур существенно повы-
шалась устойчивость растений к недостатку влаги и высоким температурам [5].
Биофлавоноид дигидрокверцетин, действующее вещество препарата лариксин, индуцирует у растений активность генов стрессоустойчивос-ти, что вызывает синтез растением веществ, организующих связи с факторами внешней среды. Под действием препарата усиливается синтез хлорофилла, на поверхности листьев появляется восковой налет, что помогает растениям противостоять таким неблагоприятным факторам, как недостаток влаги и повышенная температура воздуха. Лариксин повышал устойчивость к засухе, повышенным и пониженным температурам у яровой и озимой пшеницы, ржи, ячменя, проса, овса, гороха, подсолнечника, льна, сахарной свеклы, картофеля, огурца, томата, яблони. У плодовых деревьев он предотвращал преждевременное опадение плодов, связанное с неблагоприятными факторами среды, у овощных культур - способствовал лучшему поступлению влаги из почвы в надземные части растений, повышая их устойчивость в условиях высоких температур. Такой эффект является следствием улучшения работы проводящей системы растений [5].
Арахидоновая кислота (оберегъ, проросток, эль-1, иммуноцитофит) индуцирует в растительном организме системную устойчивость к абиотическим и биотическим повреждающим факторам. Так, обе-регъ повышал устойчивость растений к резким сменам температуры, недостатку влаги и другим стрессам на всех стадиях роста. Растения, обработанные препаратом, легче переносили температурные перепады, засуху и заморозки. Этот эффект отмечен на овощных (томаты, огурцы, капуста, морковь, лук и др.), картофеле, зерновых(озимые пшеница, ячмень, рожь), ягодных (смородина, виноград, земляника и др.), а также плодовых (яблоня) культурах.
К сезону 2011 г. можно рекомендовать, например,назерновыхкуль-турах применение амбиола или
энергии-М при предпосевной обработке семян совместно с протравителями с последующим опрыскиванием растений в фазе кущения -выхода в трубку одним из следующих препаратов: це це це 750, энер-гия-М, лариксин, эпин-экстра, циркон или новосил, которые способствуют повышению устойчивости этих культур к засухе. Эти же препараты вызывают аналогичный эффект и на овощных культурах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вакуленко В.В., Шаповал О.А. Регуляторы роста растений. // АГРО XXI, 1999, № 3.
2. Кефели В.И., Прусакова Л.Д. Химические регуляторы роста растений. // Биология, 1985.
3. Гринченко А.Л. Применение ретардантов в растениеводстве. /Итоги науки и техники. Сер. Растениеводство. Москва, 1982 г.
4. Прусакова Л.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов С.Н., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротекторными свойствами. // Агрохимия, 2005, № 11.
5. Шаповал О.А., Вакуленко В.В., Прусакова Л.Д., Можарова И.П. Регуляторы роста растений в практике сельского хозяйства. - М., ВНИИА, 2009, 60 с.
6. Шаповал О.А. Роль регуляторов роста в повышении зимо- и морозостойкости озимой пшеницы.//Плодородие, 2004, № 2.
Аннотация. Показана роль регуляторов роста в повышении устойчивости растений к различным неблагоприятным факторам внешней среды. Приведены результаты исследований и ассортимент препаратов, способствующих повышению устойчивости сельскохозяйственных культур к засухе.
Ключевые слова. Регуляторы роста растений, устойчивость растений к засухе, гормоны, сельскохозяйственные культуры.
Abstract. It is prescribed the role of plants regulators in the increase of plants persistence towards different unfavorable factors of environment. It is quoted the results of researches and assortment of preparations, which help to raise agriculture crops persistence towards drought.
Keywords. Plants growth regulators, agriculture crops persistence towards drought, hormones, agriculture crops.
