CC BY
18
SCIENCE TIME
ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОВСА ПОСЕВНОГО
Зейслер Наталия Алексеевна, Вологодский государственный университет, Вологда
E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье представлены результаты изучения биологической активности кремнийорганических регуляторов роста на примере овса посевного в условиях Вологодской области. Показано влияние силатранов разной химической природы на морфологические показатели и структуру урожая овса посевного в различные фазы онтогенеза. Оценены перспективы использования кремнийорганических регуляторов роста в практике растениеводства.
Ключевые слова: кремний, регуляторы роста, овес посевной, продуктивность, предпосевная обработка.
Кремний является биофильным элементом, участвующим в метаболизме фосфора и в липидном обмене, а также в поддержании своего равновесия с кальцием, которое тесно связано с процессами старения организма. В тканях Si находится в виде водорастворимых соединений типа ортокремниевой кислоты, ортокремниевых эфиров, а также в форме нерастворимых минеральных полимеров и кристаллических примесей [4, 5]. Особый интерес для растениеводства из числа регуляторов роста растений представляют собой безопасные для животных организмов циклические кремнийоранические эфиры триэтаноламина - силатраны, которые были получены в результате замены радикала у атома кремния [1]. Было установлено, что силатраны стимулируют адаптивные реакции растений. В частности, обработка семян водными растворами данных веществ индуцировала у растений устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды [2, 3]. Поэтому несомненный практический интерес представляет научное обоснование высокоэффективных приемов использования кремния для повышения урожая сельскохозяйственных культур и его качества.
Целью работы являлась оценка перспектив использования силатранов как
■
1 SCIENCE TIME 1
регуляторов роста для повышения продуктивности растений.
В качестве объекта исследования использовали Avena sativa L. (Овес посевной) сорт Фухс. Растения выращивали в условиях полевого мелкоделяночного опыта. Посев семян проводили согласно общепринятой методике в конце мая. Исследовали действие препаратов, содержащих органические соединения кремния: «Крезацин» (Трис(2оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетат), «Мивал» (1-хлорметилсилатран), «Энергия» (4-хлорметилсилатран), «Черказ-1» (1-хлорэтилсилатран), «Черказ-2» (1-винилсилатран), «Черказ-4» (крезацин+ 1-этилсилатран), «Черказ-9» (1-этилсилатран + крезацин), «Черказ-11» (1-этилсилатран + крезацин) в рекомендованных производителем концентрациях.
Данные регуляторы роста использовали для предпосевной обработки семян. Для оценки влияния исследуемых препаратов проводили измерения морфометрических показателей на стадии кущения, цветения и уборки урожая.
Общей реакцией на обработку являлось снижение олиственности растения, увеличение кустистости и высоты растения, за исключением вариантов «Мивал» и «Черказ-1» с концентрацией 7,5 мг/л, где высота данные показатели практически не изменились (табл.1).
Таблица 1
Влияние регуляторов роста на морфометрические показатели
Вариант Концентрация раствора Кустистость, шт. Высота растения, см Площадь листовой поверхности, см2 Количество листьев, шт.
Контроль - 3,1±0,3 26,2±2, 3 47,2±3,9 10,0±1,1
«Мивал» 100 мг/л 3,1±0,4 26,1±2,4 40,5±4,1 8,2±0,9
«Энергия» 100 мг/л 3,3±0,4 28,9±1,8 45,2±3,6 8,9±0,7
«Черказ-1» 75 мг/л 3,4±0,2 27,4±2,2 47,5±2,4 9,3±0,7
7,5 мг/л 2,9±0,3 26,7±2,6 40,7±3,1 8,4±0,9
«Черказ-2» 7,5 мг/л 3,6±0, 3 28,1±1,8 53,0±3,8 10,2±0,8
«Черказ-4» 2 мл/л 3,3±0,2 28,3±2,3 51,8±2,7 9,4±0,5
Площадь листовой поверхности у большинства препаратов снижалась, возрастала только после обработок «Черказ-2», и «Черказ-4».
Реакция растений на обработку зависела и от природы силатранов. Так,
1 SCIENCE TIME 1
обработка семян препаратом «Черказ-2» (1-винилсилатран), привела к увеличению большинства морфометрических показателей. Применение «Черказ-1» (1-хлорэтилсилатран) в разных концентрациях, «Мивала» (1-хлорметилсилатран) и «Энергии» (смесь «Мивала» и «Крезацина») привело к снижению площади листовой поверхности и уменьшению количества листьев (табл.1).
Обработка семян силатранами в целом привела к увеличению сырой и сухой массы растения. Исключение составили препараты «Мивал» и «Черказ - 1» (7,5 мл/л) (табл.2). На данной стадии онтогенеза значительную долю в биомассе растения составляют листья (порядка 60 %). Обработка регуляторами роста на перераспределение органического вещества практически не повлияла (табл.2). Наблюдалось некоторое уменьшение доли листьев (0,8-3,3 %).
Таблица 2
Влияние силатранов на сухую биомассу растений
Вариант Контроль Мивал 100 мг/л Энергия 100 мг/л Черказ-1 7,5 мл/л Черказ-1 75 мл/л Черказ-2 7,5 мг/л Черказ-4 2 мл/л
Листья 0,20 0,18 0,20 0,18 0,21 0,23 0,21
Стебли 0,08 0,07 0,09 0,07 0,09 0,10 0,09
Растение 0,28 0,25 0,29 0,25 0,30 0,33 0,30
Кроме того, при обработке семян кремнийорганическими соединениями главные побеги ускоряли развитие, тогда как боковые замедляли. Интересно отметить, что во всех вариантах наблюдался интенсивный рост листьев, причем, у препаратов «Черказ-2» и «Черказ-4» даже у боковых побегов.
Для исследования пролонгированного действия препаратов морфометрические показатели измеряли в фазу цветения. Так, после замачивания семян растения стали значительно выше контроля и больше по массе, при снижении общей и продуктивной кустистости. Исключение составил препарат «Мивал», при обработке которым кустистость выросла (табл.3).
На перераспределение биомассы в системе стебель - листья - соцветие кремнийорганические вещества не оказали влияния. Кроме того, реакция растений на обработку зависела и от природы силатранов. Так, в варианте с «Мивалом» (1 - хлорметилсилатран) все показатели были выше контроля тогда, как применение препарата «Черказ-2» (1 - винилсилатран) привело к снижению большинства из них (табл.3).
1 SCIENCE TIME 1
Таблица 3
Влияние силатранов на морфологические показатели (цветение)
Вариант Концентрация раствора Кустистость, шт. Высота растения, см Масса растения, г
Общая Продук -тивная Листья Стебли Соцветия
Контроль - 5,1 3,0 76,4 4,55 14,36 4,81
«Мивал» 100 мг/л 5,6 3,4 79,7 5,53 18,79 6,23
«Энергия» 100 мг/л 4,5 2,5 84,1 5,05 16,75 5,65
«Черказ - 1» 75 мг/л 5,0 2,7 81,2 4,58 14,93 5,34
«Черказ - 2» 7,5 мг/л 4,5 2,6 79,0 4,45 14,11 5,03
«Черказ - 4» 2 мл/л 5,2 2,6 82,1 4,68 14,86 4,78
Таким образом, обработка кремнийорганическими соединениями приводила к нарастанию биомассы за счет интенсивного развития листьев преимущественно главного побега. Наибольшей эффективностью на данных стадиях онтогенеза отличался препарат «Черказ-4» (2 мл/л).
Интегральной величиной развития растений является урожайность, которая формируется в результате взаимодействия элементов продуктивности и определяется степенью развития основных ее компонентов, в том числе массой 1000 зерен, числом продуктивных стеблей, озерненностью.
При замачивании семян в растворах силатранов в целом наблюдалось снижение урожайности растений. Исключение составил препарат «Энергия», при котором все показатели, кроме массы 1000 зерен увеличились. Также положительный результат дала обработка препаратом «Черказ-1», при которой все параметры урожая увеличились, за исключением количества колосков в метелке. Замачивание семян овса в препарате «Мивал» привело к снижению всех показателей (табл.4).
Таблица 4
Влияние обработки семян силатранами на структуру урожая
Вариант Концентрация раствора Кол-во метелок, шт Кол-во колосков в метелке, шт Кол-во зерновок с растения, шт Масса зерна, г Масса 1000 зерен, г
Контроль - 2 36,2 146 4,59 31,44
«Мивал» 100 мг/л 1-2 36,0 100 3,09 30,90
«Энергия» 100 мг/л 3 38,1 205 6,37 31,07
«Черказ - 1» 7,5 мг/л 3 32,0 180 6,00 33,33
1 SCIENCE TIME 1
продолжение таблицы 4
«Черказ - 2» 7,5 мг/л 2 32,8 145 3,97 27,38
«Черказ - 4» 2,0 мл/л 2 31,6 128 3,83 29,92
Кроме того, реакция растений на обработку зависела и от природы веществ. Так, препараты «Мивал» (1 - хлорметилсилатран) и «Черказ-2» (1 -винилсилатран) вызвали снижение урожая и всех его компонентов, тогда как предпосевное замачивание семян в «Черказе-1» (1 - хлорэтилсилатран) привело к увеличению зерновой продуктивности. Рассматриваемые варианты отличались по соотношению числа зерновок и массы 1000 зерен. Так, при обработке препаратами «Энергия» и «Черказ-1» произошло увеличение данных показателей в сравнении с необработанными растениями. Важно отметить, что наибольшую изменчивость проявил показатель - озерненность растения. При этом масса зерна с растения в большей степени определялась количеством зерновок (коэффициент корреляции составил 0,97).
Общей реакцией на обработку семян растворами кремнийорганических соединений являлось снижение общей и продуктивной кустистости и увеличение массы растения. Исключение составил вариант с «Мивалом», обработка которым привела к увеличению общей кустистости и с «Энергией», при котором наблюдалось увеличение продуктивной кустистости (табл.5). Из-за роста биомассы наблюдалось снижение Кхоз, отражающего долю хозяйственно-ценных компонентов в продуктивности растения. Исключение составили варианты с «Черказом-1» и «Черказом-2», где рост Кхоз был на фоне одновременного снижения или возрастания массы зерна и соломы. Природа силатранов проявилась при обработке «Черказом-2» (1 - винилсилатран), когда снизились все показатели урожая.
Таблица 5
Влияние кремнийорганических соединений на кустистость и массу растения (урожай)
Вариант Концентрация раствора Кустистость, шт. Масса растения, г K хоз, %
Общая Продуктивная
Контроль - 4,0±0,3 3,2±0,1 11,6 39,3
«Мивал» 100 мг/л 4,1±0,2 3,1±0,3 15,3 20,2
«Энергия» 100 мг/л 3,8±0,2 3,7±0,2 15,7 40,4
«Черказ - 1» 7,5 мг/л 3,8±0,2 2,7±0,3 13,1 45,5
«Черказ - 2» 7,5 мг/л 4,0±0,3 2,5±0,1 9,5 41,6
«Черказ - 4» 2 мл/л 3,0±0,1 2,6±0,1 12,2 31,3
1 SCIENCE TIME 1
Таким образом, обработка биоматериала кремнийорганическими соединениями приводила к нарастанию биомассы за счет интенсивного развития листьев преимущественно главного побега. Наибольшей эффективностью на стадии кущения и цветения отличался препарат «Черказ-4» (2 мл/л). На зерновую продуктивность наибольший стимулирующий эффект оказали препараты «Энергия» и «Черказ-1». Использование соединений кремния при выращивании растений может приводить к увеличению биологической продуктивности при снижении зерновой. Это можно объяснить удлинением вегетационного периода, вследствие чего замедляется отток питательных веществ в генеративные органы. При сравнении химической природы силатранов было выявлено, что хлорэтилпроизводные при опрыскивании растений показали больший ростстимулирующий эффект по сравнению с хлорметилпроизводными. Кроме того, большую эффективность проявили композитные регуляторы роста.
Литература:
1. Агафонов А.К., Чекина И.В. Влияние пестицидов на урожайность зерновых культур // Научно-агрономический журнал, 2012. №1. С. 21-23.
2. Воронков М.Г., Барышок В.П. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве. Новосибирск: СО РАН, 2005. С.4-6.
3. Козлов Ю.В., Самсонова Н. Е. Использование соединений кремния при выращивании зерновых культур // Плодородие, 2009. № 6. С. 20-21.
4. Сластя И.В., Ложникова В.Н. Влияние кремния на рост растений и баланс эндогенных фитогормонов ярового ячменя // Агрохимия, 2010. № 3. С. 34-39.
5. Цыганов А.Р., Мишура О.И., Лабуда С.З. Применение микроудобрений, биопрепаратов и регуляторов роста при возделывании овса // Агрохимический вестник, 2008. №1. С. 15-17.
