CC BY
24
Сельскохозяйственные науки
УДК 635.92:631.811.98
Применение физиологически активных веществ для повышения продуктивности культиваторов
Реут А. А., Миронова Л.Н. [email protected]
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, Уфа, Россия
Аннотация. В статье представлены результаты изучения влияния нового регулятора роста Вюйпх на биоморфологические показатели и семенную продуктивность некоторых представителей рода Равота Ь., культивируемых в Башкирском Предуралье. Показано, что обработка растений водным раствором препарата способствует увеличению их биоморфологических показателей и семенной продуктивности.
Ключевые слова: Равота Ь.; регулятор роста; препарат Вюйих; арахи-доновая кислота; морфометрические показатели; семенная продуктивность.
APPLICATION PHYSIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES TO IMPROVE PRODUCTIVITY CULTIVARS
Reut A.A., Mironova L.N. [email protected]
FGBUN Botanical Garden-Institute of Ufa Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Ufa, Russia
Abstract. The article presents the results of studying the effect of a new growth regulator Biodux on biomorphological indicators and seed production of some members of the genus Paeonia L., cultivated in the Bashkir Urals. It has been shown that treatment of plants with an aqueous solution of preparation increases their biomorphological indicators and seed production.
Key words: Paeonia L.; growth regulator; preparation Biodux; arachidonic acid; morphometric parameters; seed production.
Введение. Важным резервом повышения продуктивности растений является применение регуляторов роста растений (РРР).
Подбор РРР для травянистых культур часто представляет значительные трудности. Это связано с огромным разнообразием видов, форм и сортов растений. Многие из них требуют индивидуального подхода,
здесь играют роль происхождение, биология, агротехника, использование.
Сегодня регуляторы роста достаточно широко используются для повышения показателей продуктивности генеративной сферы овощных, кормовых, плодово-ягодных и зерновых культур. Единичные исследовательские работы с цветочно-декоративными растениями также подтверждают перспективность этого направления [1, 2, 3]. Например, производственные испытания, проведенные в 1996 г. в теплицах совхоза декоративного садоводства «Останкинский», показали достоверное увеличение веса семян с 10 соцветий эхинацеи на 25,0%, аквилегии - на 12,6%, нивяника - на 23,8% при двукратном опрыскивании растений 0,001%-ным раствором препарата фэтил. Однако испытание фэтила на культуре розы не дало положительных результатов, что возможно связано с не оптимально подобранными сроками обработки растений.
Согласно данным Г. С. Муромцева, Л. А. Пенькова (1962) и Л.В. Рунковой (1985) обработка гиббереллином таких декоративных растений, как примула, цикламен, фиалка, цинерария, астра, календула, георгина, кофейное дерево приводит к тому, что образуется большее число цветоносов, цветение наступает раньше, декоративные качества улучшаются и происходят изменения в завязывании семян и плодов [4, 5].
В последнее время получил распространение и эффективно используется в растениеводстве многоцелевой регулятор роста Biodux с иммуностимулирующими свойствами. Он содержит липидный экстракт Mortierella alpina, обогащенный арахидоновой кислотой. Препарат не токсичен, безвреден для человека и теплокровных животных, птиц, рыб, пчел и для окружающей среды, не накапливается в почве, не загрязняет грунтовые и поверхностные воды, не фитотоксичен. Действующее вещество регулятора роста - арахидоновая кислота включена в «Список химических и биологических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками и регуляторов роста растений, разрешенных для применения в сельском хозяйстве». Состав препарата стабилен и однороден: арахидоновая кислота, плюс антиоксидант, плюс нетоксичный органический растворитель [6].
Цель настоящей работы - исследование влияния регулятора роста Biodux на биоморфологические показатели и семенную продуктивность некоторых представителей рода Paeonia L.
Материалы и методы. В климатическом отношении район исследований (г. Уфа, Башкирское Предуралье) характеризуется большой амплитудой колебаний температуры в ее годовом ходе, быстрым переходом от суровой зимы к жаркому лету, поздними весенними и ранними осенними заморозками.
Среднегодовая температура воздуха равна +2,6°C. Среднемесячная температура воздуха зимних месяцев колеблется в пределах от -12,0°С до
-16,6°С, абсолютный минимум -42,0°С. Лето жаркое и сухое, среднемесячная температура воздуха колеблется от +17,1°С до + 19,4°С, абсолютный максимум достигал + 37,0°С. Безморозный период продолжается в среднем 144 дня.
Среднемесячное количество осадков в летние месяцы колеблется в пределах от 54 до 69 мм, среднегодовое количество осадков равно 580 мм.
Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН находится в юго-восточной части г. Уфы в междуречье рек Уфы и Сутолоки.
В геологическом строении принимают участие пермские известняки; почвообразующими породами служат элювий и делювиальные желто-бурые тяжелые суглинки, перекрывающие коренные породы пермской системы. Содержание гумуса в перегнойно-аккумулятивном горизонте серых лесных почв 3-5,5%, а в почвах, находящихся под лесом - 67%. Реакция среды слабокислая или близкая к нейтральной [7].
Опыты проводили в 2012-2014 гг. на базе Ботанического сада-института Уфимского научного центра РАН (далее БСИ) в двух вариантах.
В первом варианте опыта объектами исследования были 8-летние кусты P. anomala L., P. hybrida Pall., P. lactiflora Pall., P. tenuifolia L. в фазе бутонизации, выращиваемые на коллекционных участках БСИ в открытом грунте. Ежегодно (в течение трех лет) в каждой повторности обрабатывали по 10 растений. Повторность опыта трехкратная. Обработка осуществлялась в конце второй декады апреля (фаза весеннего отрастания) путем опрыскивания кустов водными растворами препарата в концентрациях, рекомендованных производителями. Для этого 2 мл препарата растворяли в 10 литрах воды. Основные биоморфологические параметры замеряли в фазе массового цветения. Семенную продуктивность определяли в фазе полной спелости семян. Сбор семян начинали, когда вскрывались плоды (листовки), а семена приобретали светло-коричневую или темно-синюю окраску.
Семенную продуктивность видов подсчитывали по общепринятым методическим разработкам: учитывали потенциальную, реальную семенную продуктивность, коэффициент продуктивности и процент плодооб-разования. За потенциальную продуктивность (ПСП) принимали среднее количество семяпочек, образующихся на особь; за реальную (фактическую) семенную продуктивность (РСП) - среднее число зрелых, полноценных семян на одну особь. Коэффициент продуктивности (КПР) вычисляли по отношению показателей РСП к ПСП, выраженное в процентах; процент плодообразования - по проценту цветков, завязавших плоды [8].
Во втором варианте опыта объектами исследования были сеянцы P. lagodechiana Kem.-Nath., P. delavayi Franch, P. mlokosewitschii Lomak., P. officinalis L., P. suffruticosa Andr., P. wittmanniana Hart. ex Lindl., выра-
щенные в условиях производственной теплицы БСИ из семян, полученных по Международному обменному фонду (делектусу) из Эстонии, Польши, Франции, Германии и Финляндии. Обработку 2-месячных сеянцев проводили однократно в III декаде мая водным раствором препарата Biodux в концентрации, рекомендованной производителем. В каждом варианте опрыскивали по 30 растений. Основные морфометрические параметры растений определяли через 2,5 месяца после обработки. В качестве контроля использовали необработанные сеянцы.
Статистическая обработка данных была выполнена в программе MS EXCEL 97 с использованием стандартных показателей. Достоверность различий определяли по критерию Стьюдента при Р = 0,95.
Результаты и обсуждение. В результате проведенных интродукци-онных исследований выявлено, что в лесостепной зоне Башкирского Пре-дуралья P. hybrida цветет в третьей декаде апреля (30.04±2). Куст, высотой до 35 см, состоит в среднем из 19,4±0,6 стеблей. На одном растении насчитывается до 9 цветков, из которых 5-6 завязывают плоды - много-листовки. Цветоносы одноцветковые, в количестве 8,2±0,3 шт., высотой 38,4±1,1 см, толщиной у основания около 4,1±0,1 мм. Листья трижды тройчатые, средняя длина листовой пластинки составляет 10,2±0,3 см, ширина - 11,2±0,3 см, толщина - 0,4±0,01 мм. Цветки открытые, небольшие, диаметром до 7,5 см, с сильным ароматом. Семена созревают на 47 день после цветения (18.06±3) [9]. Листовок до 3 штук, средняя длина листовки - 14,2±0,4 см, ширина - 11,3±0,3 см. Они опушенные буро-коричневые. В каждом плоде закладывается в среднем 10,2±0,3 семяпочек, из них завязывается не более 6 семян. Семена коричневые гладкие блестящие эллиптической формы, около 0,5 см длиной и 0,4 см шириной. Масса 1000 семян составляет 43,2±1,3 г. Семенная продуктивность самая низкая из изученных видов - 41,6±1,2 семян на одну особь, при потенциальной продуктивности - 81,6±2,4 семяпочек.
Через несколько дней после P. hybrida зацветает P. tenuifolia - в первой декаде мая (6.05±2). Куст оригинальной формы, высотой до 45 см, насчитывает в среднем 28,2±0,8 стеблей, при этом на нем формируется до 14 цветков, из которых одновременно цветут только 3-4. Цветоносы одно-, реже двуцветковые, высотой 46,2±1,4 см, толщиной до 5,5 мм. Листья трижды перисто-рассеченные на узколинейные темно-зеленые заостренные доли. Средняя длина листовой пластинки достигает 9,7±0,3 см, ширина - 7,1±0,2 см, толщина - 0,6±0,02 мм. Цветки открытые, диаметром 5,3±0,2 см, окруженные укороченными верхушечными листьями, с приятным ароматом. Только 23,3% цветков завязали плоды. Семена созревают на 45 день после цветения (25.06±2) [9]. Листовок от 2 до 5 штук, длиной 19,2±0,6 мм и шириной 11,3±0,3 мм. Они густоопушенные бурые. В каждом плоде закладывается в среднем 18,1±0,5 семяпочек, однако семян завязывается не более 10 шт. Семена коричневые гладкие блестящие
эллиптической формы, 7,2±0,2 мм в длину и 4,2±0,1 см в ширину. Масса 1000 семян - 73,2±2,2 г. Семенная продуктивность составляла - 27,3±0,8 семян на одну особь, при потенциальной семенной продуктивности 54,3±1,6 семяпочек.
Через пять-шесть дней после P. tвnuifolia зацветает P. anomala (11.05±2). На взрослом кусте, высотой до 75 см, состоящем в среднем из 10,3±0,3 стеблей, насчитывается до 5 цветков, из которых одновременно цветут 3-4. Цветоносы одноцветковые, высотой 77,2±2,3 см, толщиной 7,1±0,2 мм. Листья дважды тройчатые, со средней длиной листовой пластинки 15,1±0,5 см, шириной 15,2±0,4 см, толщиной 0,8±0,02 мм. Цветки поникающие, чашевидные, пурпурно-розовые со специфическим ароматом, диаметром 6,9±0,2 см. Процент плодообразования составляет 85%. Семена созревают на 45 день после цветения (5.07±3). Количество листовок варьирует от 3 до 6 штук, длиной 20,2±0,6 см и шириной 12,3±0,3 см. Они голые зелено-желтые. В каждом плоде закладывается в среднем 14,6±0,4 семяпочек, из которых завязывается 7,1±0,2 семян. Семена черные гладкие блестящие шаровидной формы, 8,1±0,2 мм в длину и 6,2±0,2 мм в ширину. Масса 1000 семян составляет 131,7±3,9 г. Семенная продуктивность небольшая - 28,4±0,8 семян на одну особь, в то время как потенциальная - 58,4±4,8 семяпочек.
Самым последним зацветает P. ШсЫАот - в третьей декаде мая (22.05±3), при этом на взрослом кусте, высотой до 65 см, формируется до 12 цветков, из которых одновременно цветут 4-6 шт. Куст состоит из 14,3±0,4 стеблей. Высота цветоносов в среднем составляет 75,2±2,2 см, толщина - 6,1±0,2 мм. Они многоцветковые, на 1 стебле - 2-3 цветка. Листья дважды тройчатые, сверху зеленые, гладкие, снизу - с волосками по жилкам. Средняя длина листовой пластинки 28,3±0,8 см, ширина -24,3±0,7 см, толщина - 0,7±0,02 мм. Цветки средние, 8,2±0,2 см в диаметре, простые, молочно-белые, аромат специфический. Более 90% цветков формируют плоды. Семена созревают на 60 день после цветения (30.07±3). Листовок насчитывается от 3 до 5 штук, 27,2±0,8 мм длиной и 13,3±0,4 см шириной. Они голые зеленые. В каждом плоде закладывается в среднем 12,6±0,3 семяпочки, но семян формируется в среднем 9,5±0,3 шт. Семена коричневые матовые неопределенной формы, 9,1±0,2 мм в длину и 6,2±0,2 мм в ширину. Масса 1000 семян самая большая -138,5±4,1 г. Семенная продуктивность высокая - 114,1±3,4 семян на одну особь, при потенциальной продуктивности - 151,2±4,5 семяпочек.
Анализ изменений биоморфологических параметров у всех изученных видов пиона под действием регулятора роста Ию^л показал, что в опытных вариантах увеличиваются такие параметры, как диаметр венчика - в 1,2-1,5 раза; длина, ширина и толщина листа - 1,1-1,7; высота и толщина цветоноса - 1,1-1,6; число вегетативных и генеративных побегов
- 1,1-1,5.
Результаты изучения изменений элементов семенной продуктивности многолетних кустов под действием регулятора роста позволили определить, что при обработке Biodux у изученных образцов увеличиваются такие параметры, как процент плодообразования - в 1,1-2,0 раза; длина и ширина листовки - 1,1-1,6; потенциальная и реальная семенная продуктивность 1 листовки - 1,1-1,7; потенциальная и реальная семенная продуктивность растения - 1,6-2,9.
Под действием регулятора роста у большинства изученных видов достоверно увеличились только некоторые количественные показатели, такие как потенциальная и реальная семенная продуктивность растения, процент плодообразования, диаметр венчика, толщина цветоноса и листовой пластинки, число генеративных побегов. Следует отметить, что у всех пионов, кроме P. tenuifolia, обработанных препаратом Biodux фаза начала цветения отмечалась на 2-3 суток раньше, чем в контрольном варианте.
Следовательно, препарат Biodux обладает видоспецифичным действием. Среди изученных видов пиона наиболее отзывчивым был P. lac-tiflora, наименее - P. hybrida.
Аналогичные данные были получены нами на сеянцах пиона. Анализ изменений морфометрических параметров показал, что под действием регулятора роста Biodux у большинства образцов увеличиваются такие параметры, как длина и диаметр главного корня (максимальное увеличение параметра - в 1,4 и 1,6 раза соответственно), длина боковых корней (в 2,1 раза), количество боковых корней (в 2,5 раза), длина и ширина листа (в 1,7 и 2 раза соответственно) и высота растения (в 1,4 раза). Среди изученных видов наиболее отзывчивыми на обработку регулятором роста были сеянцы P. mlokosewitschii, наименее - P. lagodechiana.
По данным производителя препарата (ООО «Organic park») Biodux обеспечивает длительную системную устойчивость растений к патогенам. Молекулы арахидоновой кислоты и ее метаболитов влияют на экспрессию генов, ответственных за иммунитет, и генов, контролирующих синтез факторов роста, дифференцировки и развития. Для растений ара-хидоновая кислота в микронных дозах является мощным биологическим раздражителем, стрессовым фактором, мобилизующим иммунную систему и процессы роста [10].
Выводы. В результате проведенных исследований установлено положительное влияние препарата Biodux на рост и развитие растений пиона, что позволяет рекомендовать его к использованию в цветоводческой практике. В целях повышения эффективности возделывания данной культуры рекомендуется однократное опрыскивание растений в фазе весеннего отрастания препаратом Biodux в концентрации, рекомендованной производителем.
Выявлено, что биопрепарат Biodux способствует изменению габитуса растений, увеличивая их высоту, количество и мощность корней, вегетативных и генеративных побегов, а также облиственность и количество цветков, сокращает сроки наступления фазы начала цветения. Кроме того, он увеличивает семенную продуктивность растений, стимулируя процессы плодообразования, закладки семяпочек и завязывания семян.
Библиографический список
1. Миронова, Л. Н. Повышение продуктивности представителей рода хоста (Hosta Tratt.) в результате обработки регуляторами роста [Текст] / Л.Н. Миронова, А. А. Реут, Р.Р. Юлбарисова // Вестник Башкирского университета. - 2013. - Т. 18. - № 3. - С. 748-750.
2. Реут, А. А. К вопросу повышения продуктивности представителей рода Iris L. при культивировании в Башкирском Предуралье [Текст] / А.А. Реут, Л.Н. Миронова // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2014. - № 3-3. - С. 101-104.
3. Реут, А. А. Результаты изучения влияния препарата Biodux на некоторых представителей рода Iris L. [Текст] / А.А. Реут, Л.Н. Миронова // Экологический мониторинг и биоразнообразие. - 2014. - № 1 (9). - С. 2628.
4. Муромцев, Г. С. Гиббереллины [Текст] / Г.С. Муромцев, Л.А. Пеньков. - М.: Сельхозиздат, 1962. - 231 с.
5. Рункова, Л. В. Действие регуляторов роста на декоративные растения [Текст] / Л.В. Рункова. - М.: Наука, 1985. - 152 с.
6. Миронова, Л. Н. Применение регуляторов роста при культивировании хост в Башкирском Предуралье [Текст] / Л.Н. Миронова, А.А. Реут // Universum: химия и биология. - 2014. - № 4 (5). - С. 5.
7. Реут, А. А. Влияние регуляторов роста растений на семенную продуктивность пионов, культивируемых в Башкирском Предуралье [Текст] / А.А. Реут, Л.Н. Миронова // Агрохимия. - 2012. - № 2. - С. 5358.
8. Вайнагий, И. В. О методике изучения семенной продуктивности растений [Текст] / И.В. Вайнагий // Ботанический журнал. - 1974. - Т. 59. - № 6. - С. 826-831.
9. Реут, А. А. Биология и размножение представителей рода Paeonia L. при интродукции в лесостепной зоне Башкирского Предуралья [Текст] / А.А. Реут: дис. ...канд. биол. наук. - Уфа, 2010. - 189 с.
10. http://www.organic-park.ru/production/bioduks/
Bibliography:
1. Mironova L.N. Increased productivity of the genus hosta (Hosta Tratt.) as a result of processing by growth regulators [Text] / L.N. Mironova, A.A. Reut, R.R. Yulbarisova // Bulletin of the Bashkir University. - 2013. - V. 18. - № 3. - PP. 748-750.
2. Reut A.A. To the question of increase of efficiency of the genus Iris L. by culturing the Bashkir Urals [Text] / A.A. Reut, L.N. Mironova // Bulletin of the Nizhny Novgorod University. N.I. Lobachevsky. - 2014. - № 3-3. - PP. 101-104.
3. Reut A.A. Results of studying the effect of the drug on Biodux some members of the genus Iris L. [Text] / A.A. Reut, L.N. Mironova // Environmental monitoring and biodiversity. - 2014. - № 1 (9). - PP. 26-28.
4. Muromtsev G.S. Gibberelliny [Text] / G.S. Muromtsev, L.A. Penkov. - M .: Selhozizdat, 1962. - 231 p.
5. Runkova L.V. Effect of growth regulators on ornamental plants [Text] / L.V. Runkova. - M .: Nauka, 1985 - 152 p.
6. Mironova L.N. Application of growth regulators by culturing the hosta at the Bashkir Urals [Text] / L.N. Mironov, A.A. Reut // Universum: chemistry and biology. - 2014. - № 4 (5). - P. 5.
7. Reut A.A. Effect of plant growth regulators on seed production of paeonies, cultivated in the Bashkir Urals [Text] / A.A. Reut, L.N. Mironova // Agrochemistry. - 2012. - № 2. - PP. 53-58.
8. Vaynagy I.V. On the method of studying the seed plant productivity [Text] / I.V. Vaynagy // Botanical Journal. - 1974. - V. 59. - № 6. - PP. 826831.
9. Reut A.A. Biology and reproduction of representatives of the genus Paeonia L. with introduction into the forest-steppe zone of the Bashkir Urals [Text] / A.A. Reut: dis. ... Cand. biol. Sciences. - Ufa, 2010. - 189 p.
10. http://www.organic-park.ru/production/bioduks/
Об авторах
1. Реут Антонина Анатольевна ([email protected])
Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории интродукции и селекции цветочных растений ФГБУН Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, г. Уфа, Россия, 450080, ул. Менделеева, д. 195, корп. 3. Тел.: (347) 228-13-55, моб.: 8-9174651889.
2. Миронова Людмила Николаевна ([email protected])
Кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией
интродукции и селекции цветочных растений ФГБУН Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, г. Уфа, Россия, 450080, ул. Менделеева, д. 195, корп. 3. Тел.: (347) 228-13-55.
Authors' personal details
1. Reut Antonina, candidate of biological sciences, scientific employee of laboratory introduction and selection of flowering plants FGBUN Botanical Garden-Institute of Ufa Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Ufa, 450080, Mendeleev st, house 195, building 3. Tel.: (347) 228-13-55, mob.: 89174651889. E-mail: [email protected]
2. Mironova Lyudmila, candidate of agricultural sciences, head of laboratory of introduction and selection of flowering plants FGBUN Botanical Garden-Institute of Ufa Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Ufa, 450080, Mendeleev st, house 195, building 3. Tel.: (347) 228-13-55, mob.: 89174651889. E-mail: [email protected]
