CC BY
71
Применение биопрепарата РФУ для предпосевной обработки риса
Н.Л.Багнавец, к.т.н., С.Л.Белопухов, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева; А.В. Филиппова, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ
В настоящее время рис выращивают более 60 стран Азии, Европы, Америки, Австралии и Африки. В России районами возделывания риса являются Дальний Восток, Кубань, низовья Волги, Дона. Стремление добиться увеличения всхожести семян, ускорения появления всходов, снижения пустозёрности метёлки, предотвращения полегаемости посевов и, как следствие, увеличения объёма и качества урожая побуждает исследователей искать пути к повышению эффективности агротехнологии возделывания риса. В последние десятилетия интенсивно ведутся работы по поиску физиологически активных веществ, обладающих ростостимулирующей активностью [1-4], поскольку к числу приёмов, направленных на повышение энергии прорастания и всхожести семян риса, можно отнести их предпосевную обработку методом замачивания в растворах сверхмалых концентраций регуляторов роста растений.
Исследование проведено с целью определения влияния нового биопрепарата — растительного фи-торегулятора урожайности (РФУ) на семена риса. РФУ представляет растительный экстракт, полученный из картофеля сорта Импала в ювенильный период. Известно, что в период прорастания глазков картофеля и начала их интенсивного роста клубни становятся источником питательных веществ, в том числе фитогормонов, для развивающихся пророст-
ков [5, 6]. В состоянии вынужденного покоя глазки клубней содержат большое количество абсцизовой кислоты (АБК), незначительное — цитокинина, ауксин и гиббереллин отсутствуют. Но уже в процессе формирования проростков появляются все группы фитогормонов.
Объекты и методы исследований. Растительный экстракт РФУ обладает ростостимулирующим и им-муномодулирующим эффектом. РФУ получен в результате ряда последовательных технологических операций, в том числе сортировки растительного сырья и отмывки от грунта, извлечения экстрактивных веществ после механохимической обработки растительных волокон, тепловой денатурация белка, ультрафильтрационного сепарирования и лиофиль-ной сушки экстракта. РФУ представляет собой сбалансированный белково-углеводный комплекс [5] гликозидов, свободных оксикарбоновых и аминокислот [6], микро- и макроэлементов и фитогормонов. Полученный препарат РФУ анализировали методом ВЭЖХ на содержание белков, свободных аминокислот, углеводов, карбоновых кислот, макро-и микроэлементов (табл. 1).
Объектом исследования были семена риса. Сорт риса — китайский белый рис-сырец, негибридный, нетрансгенный, выращиваемый в провинции Сы-чуань.
В условиях лабораторного опыта проведены исследования, направленные на установление оптимальной концентрации препарата РФУ при обработке семян с целью повышения их всхожести, энергии прорастания и усиления роста проростков.
1. Химический состав препарата РФУ
Состав Содержание, %
Белок 29,7±2,97
Свободные аминокислоты:
гидроксипролин 0,88 ±0,10
аспарагиновая кислота 0,79 ± 0,09
глутаминовая кислота 0,38 ± 0,04
пролин 2,43 ± 0,27
валин 0,18 ±0,02
метионин 0,28 ± 0,03
изолейцин 0,18 ±0,02
лейцин 0,14 ±0,02
тирозин 0,15 ±0,02
оксикарбоновые кислоты:
лимонная 2,35±0,26
яблочная 5,66±0,63
Моно- и дисахариды
фруктоза 1,2±0,24
глюкоза 17,2±3,44
сахароза 5,0±1,00
мальтоза 2,6±0,52
Микро- и макроэлементы, %
калий 6,7
натрий 3,1
кальций 0,1
магний 0,4
фосфор 1,3
железо 0,016
цинк 0,011
марганец 0,0016
Опыты выполнены на базе ВНИИ агрохимии имени Д. Н. Прянишникова и РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева. Скрининг проводили в чашках Петри для определения оптимальной концентрации препарата. Экспозиция семян риса в растворах РФУ — 24 часа. Для проращивания семян использовали фильтровальную бумагу, которую увлажняли до полной влагоёмкости непосредственно перед закладкой опыта. Чашки Петри помещали в климатическую камеру при 1 = +25—28°С и влажности 85%. На 4-е сут. определяли энергию прорастания, на 7-е — всхожесть семян. Для определения интенсивности прорастания на 8-е сут. производили замеры длины корешков и ростков, их массы (сырой). Опыт был проведён в 11 вариантах в 3-кратной повторности (ГОСТ 12036).
Схема опыта по вариантам:
I — контроль — вода;
II - РФУ 1000 мг/1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-1%;
III - РФУ 100 мг/1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-2%;
IV - РФУ 10 мг /1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-3 %;
V - РФУ 1 мг /1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-4 %;
VI - РФУ 0,1 мг /1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-5 %;
VII - РФУ 0,01 г/1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-6 %;
VIII - РФУ 0,001 мг /1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-7%;
IX - РФУ 0,0001 мг/1000 мл воды - концентрация препарата 10-8 %;
X - РФУ 0,00001 мг/1000,0 мл воды - концентрация препарата 10- 9 %;
XI - РФУ 0,000001 мг /1000,0 мл воды - концентрация препарата 10-10%.
В течение опыта осуществляли проверку состояния увлажнённости фильтровальной бумаги и смачивание её водой при необходимости, оценку состояния семян, а также обеспечение вентиляции семян путём открытия чашек Петри на несколько секунд.
На 5-й день эксперимента определяли энергию прорастания семян. При этом учитывали только нормально проросшие и явно загнившие семена. К нормально проросшим относили семена, имеющие не менее двух нормально развитых корешков размером более длины семени и росток размером не менее половины его длины с просматривающимися первичными листочками, занимающими не менее половины длины колеоптиля.
На 7-й день вычисляли процент всхожести семян по каждой пробе, устанавливали достоверность результатов анализа проб семян.
На 8-й день проростки взвешивали, а также измеряли длину проростков и корешков.
Результаты исследования. Одной из ключевых проблем при возделывании риса является получение дружных всходов. От её успешного решения зависит эффективность применения в процессе вегетации растений различных агротехнических приёмов. Поэтому при изучении влияния биологически активных веществ на рост и развитие растений риса особое внимание уделяют изменению энергии прорастания и всхожести семян.
В таблице 2 представлены данные по определению энергии прорастания и всхожести семян риса в зависимости от концентрации препарата РФУ. Данные таблицы 2 указывают на тот факт, что обработка семян препаратом РФУ повышает энергию прорастания и всхожесть.
2. Влияние препарата РФУ на всхожесть и энергию прорастания семян риса
Вариант Концентрация препарата РФУ, % Энергия прорастания, % Всхожесть, %
I контроль (вода) 33 65
II 10-1 28 57
III 10-2 35 67
IV 10-3 34 68
V 10"4 34 68
VI 10-5 35 67
VII 10-6 38 72
VIII 10-7 35 72
IX 10"8 41 76
X 10"9 35 73
XI 10"10 37 73
Во всех опытных вариантах, начиная с концентрации препарата 10-2%, значения рассматриваемых показателей были более высокие по сравнению с контролем (энергия прорастания 34—41%, в контроле — 33%; всхожесть 67—76, в контроле — 65%). Особенно заметен положительный эффект в варианте с обработкой семян препаратом с концентрацией 10-8%. В этом случае энергия прорастания составила 41% относительно этого показателя в контроле, равного 33%, т. е. на 24% выше, а всхожесть — 76% относительно 65% в контроле, т. е. на 17% выше.
Учитывая, что энергия прорастания характеризует способность семян давать в полевых условиях дружные и ровные всходы, становится очевидным, что препарат, повышая этот показатель, гарантирует хорошую выравненность и выживаемость всходов риса исследуемого сорта.
Значительное влияние оказывает обработка семян препаратом РФУ и на интенсивность их прорастания, которая определяется параметрами роста (длиной корешка и ростка и их массой). В таблице 3 представлены данные по определению массы, длины корешка и длины ростка в зависимости от концентрации препарата РФУ.
3. Влияние препарата РФУ на изменение массы и длины проростков семян риса
Вариант Концентрация препарата РФУ, % Масса, г Длина корешка, см Длина ростка, см
I Контроль (вода) 1,04 3.34 2,95
II 10-1 1,05 3,57 2,99
III 10-2 1,28 9,31 3,92
IV 10-3 1,28 8,98 3,82
V 10-4 1,35 9,00 3,90
VI 10-5 1,19 8,67 4,07
VII 10-6 1,49 8,90 3,84
VIII 10-7 1,25 7,92 3,41
IX 10-8 1,39 9,69 5,25
X 10-9 1,32 8,70 3,66
XI 10-10 1,29 4,70 3,11
По таблице 3 видно, что при обработке семян препаратом РФУ формируются более мощные по сравнению с контролем проростки, отличающиеся большей массой, длиной корешка и ростка. Анализ полученных результатов показал, что у препарата РФУ имеется два выраженных пика эффективности. Первый пик — с III по VI вариант, где были выявлены следующие показатели на семенах на фоне препарата РФУ: масса проростков — 1,19—1,35 г, длина корешка — 8,67-9,31 см, длина ростка — 3,82—4,07 см, в сравнении с контролем — 1,04 г, 3,34 см и 2,95 см
соответственно. Второй пик эффективности — вариант IX с концентрацией препарата 10-8%, на котором отмечено формирование наиболее сильных проростков риса: масса составила 1,39 г, в контроле — 1,04, длина корешка — 9,69 см, в контроле — 3,34 см, длина ростка — 5,25 см, в контроле — 2,95 см.
Вариант II (концентрация препарата 0,1%) оказался менее эффективным по всхожести (57%), массе (1,05 г), длине корешка (3,57 см) и длине ростка (2,99 см) риса. По полученным результатам видно, что высокая концентрация препарата в большей степени подавляет прорастание семян.
Представленные в таблице 2 и 3 данные указывают на то, что при обработке семян препаратом РФУ, особенно при 10-8% концентрации (вариант № 9), формируются более мощные по массе проростки, отличающиеся большей длиной корешка и ростка.
Выводы. Таким образом, предпосевная обработка семян риса препаратом РФУ оказывала эффективное действие на растения на ранних этапах роста и развития. В исследуемом диапазоне концентраций вариантов с 10-2 по 10-5%, и 10-8% препарата РФУ достоверно увеличивается энергия прорастания и всхожесть семян, масса корней и проростков, длина проростков по сравнению с контролем.
В опыте с семенами риса было получено два пика эффективных концентраций препарата РФУ. Наилучшим по изученным параметрам был выделен вариант с концентрацией РФУ 10-8%, при этом показатели скрининга на семенах риса соответственно: всхожесть — 76%, энергия прорастания — 41%, масса проростков — 1,39 г, длина корешка — 9,69 см, длина ростка — 5,25 см, в контроле — 65 и 33%, 1,06 г, 7,71 см и 4,10 см соответственно. Литература
1. Лагута А.Г., Николаев Е.П., Минаев Н. В. Влияние регулятора роста растений препарата «Фуролан» на продуктивность растений риса// Бюллетень ВИУА. 2003. № 118. С. 63-65.
2. Костылев П.И., Репкина Н.В., Гафуров Р. Г. Взаимодействие сорта риса Кубояр с фиторегулятором бензихол // Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур: матер. доклад. VII конференции. Анапа, 2012. С. 69-72.
3. Ладатко М.А., Лоточникова Т. Н. Влияние эмистима на урожайность и качество риса // Рисоводство. 2005. № 7. С. 95-99.
4. Отаров А., Ибраева М.А., Танирбергенова С. К. Влияние нового полифункционального супербиостимулятора на урожайность риса в условиях засоленных почв // Почвоведение и агрохимия. 2011. № 2. С. 82-88.
5. Роменская И.Г., Чаленко Г.И., Леонтьева Г.В. и др. Биологическая активность фрагментов клеточных стенок картофеля // Прикладная биохимия и микробиология. 1994. Т. 30. № 6. С. 907-915.
6. Phenolic acids in potatoes, vegetables, and some of their products// Pirjo Mattila, Jarkko HellstrOm// MTT Agrifood Research Finland, Biotechnology and Food Research, ET-talo, FIN-31600 Jokioinen, Finland, 2006.
