CC BY
20
УДК 631.53.027
взаимодействие сорта риса кубояр с ПРЕПАРАТОМ
БЕНЗИХОЛ
П. И. КОСТЫЛЕБ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий лабораторией, Ю. П. КАЛИЕБСКАЯ, научный сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И. Г. Калиненко
(347740, г. Зерноград, Научный городок, д. 3)
М. Б. ТЕСЛЯ, аспирант,
Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета
(347740, г. Зерноград, ул. Ленина, д. 21);
Р. Г. ГАФУРОв, доктор химических наук, профессор, Институт физиологически активных веществ РАН
(142432, Московская область, пос. Черноголовка, пр. Северный, д. 1)
Ключевые слова: рис, урожайность, бензихол, фиторегулятор, предшественники
В статье рассмотрены вопросы применения регулятора роста бензихола для повышения урожайности зерна риса. Этот препарат является фиторегулятором нового поколения, обладающий одновременно ауксиновой, ретардантной, стресспротекторной и иммуномодулирующей активностью. Препарат бензихол в стрессовых условиях активирует в растениях две системы защиты против внутриклеточного окислительного стресса, который вызывают радикалы кислорода, возникающие при клеточном дыхании. Во-первых, бензихол существенно повышает уровень биосинтеза флавоноидов, связывающих и нейтрализующих кислородные радикалы; во вторых, активирует систему супероксид-дисмутазы, разрушающей и обезвреживающей радикальные формы кислорода. Препаратом были обработаны семена сорта риса Кубояр перед посевом (5 мл/т) и листья вегетирующих растений (5 мл/га) в фазе кущения. Варианты опыта: 1) контроль, 2) обработка семян, 3) обработка листьев, 4) обработка семян и листьев. Предшественники: пласт многолетних трав (люцерна), оборот пласта, мелиоративное поле и рис на 2-й год после мелиоративного поля. В результате исследований установлено, что урожайность риса по двум предшественникам (люцерна, мелиоративное поле) наиболее эффективно повышалась при обработке семян, а по другим двум - семян и листьев, что и рекомендуется для использования в производстве. В среднем по всем предшественникам и годам урожайность зерна росла от 5,04 т/га на контроле до 5,74 т/га при обработке семян, 5,43 т/га - при обработке листьев и 5,87 т/га - при двойной обработке. Прибавки составили 0,70 т/га (13,8 %), 0,38 т/га (7,6 %), 0,83 т/га (16,4 %) соответственно.
INTERACTION OF RICE vARIETIES KUBOYAR WITH SUBSTANCE BENZIKHOL
p. I. KoSTYLEV, doctor of agricultural sciences, professor,
Y. p. KALIEVSKAYA, researcher, All-Russian Research institute of Grain Crops after i. G. Kalinenko
(3 Nauchnyi gorodok, 347740, Zernograd)
M. V. TESLA, postgraduate student, Azov-Black Sea engineering institute of Don State Agrarian University
(21 Lenin Str., 347740, Zernograd)
R. G. GAFURoV, doctor of chemical sciences, professor,
institute of physiologically Active Compounds of Russian Academy of Sciences
(1 Severnyi proezd, 142432, v. Chernogolovka, Moscow region)
Keywords: rice, yield, benzikhol, phytoregulator, predecessors.
The article discusses the use of growth regulator benzihol to increase grain yield of rice. This drug is the phytoregulator of new generation that has auxin, retardant, stress protective and immunomodulatory activity. The drug has been processed varieties of rice seeds before sowing Kuboyar (5 ml/t), and the leaves of growing plants (5 ml/ha) in the phase of tillering. Experiment options include: 1) control, 2) treatment of seed, 3) treating leaves, 4) treating the seeds and leaves. Predecessors by perennial grasses (alfalfa), the turnover of the reservoir, reclamation field and rice 2nd year after reclamation field. The studies found that rice yields over all predecessors most effectively improve the processing of seeds and leaves, which is recommended for use in production. The average for all years predecessors and grain yield rose by 4.88 t/ha for control of up to 5.88 t/ha for seed treatment, 5.44 t/ha - the processing of leaves and 6.16 t/ha - at the double treatment. Increase was 1.00 t/ha (20.4 %) 0.56 t/ha (11.5 %), 1.28 t/h (26.2 %), respectively.
Положительная рецензия представлена Л. П. Бельтюковым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором Азово-Черноморского инженерного института Донского государственного аграрного университета.
Формирование максимальных урожаев риса возможно лишь при оптимизации физиологических процессов: водного обмена, минерального питания, фотосинтеза и взаимодействия между ассимилирующими и потребляющими ассимиляты органами [1]. Эти процессы можно регулировать с помощью различных стимуляторов.
Стресспротектор-фиторегулятор бензихол - совместная разработка Института физиологически активных веществ РАН и ООО «Инновационный центр ТАХИАТ», выполненная под руководством заслуженного деятеля науки РФ профессора Р. Г. Гафурова. Бензихол ^^^^-диметилбензил (2-бензилоксиэтил)-аммонийхлорид) представляет собой структурный аналог известного ретарданта хлорхолинхлорида. Он менее токсичен и более эффективен, чем хлорхолинхлорид. Это головной препарат семейства стресспротекторов-фиторегу-ляторов нового поколения (СФНП), обладающий одновременно ауксиновой, антигиббереллиновой (ретардантной), стресспротекторной и адъювантной (иммуномодулирующей) активностью [2]. СФНП были получены на основе специально разработанной стратегии химического дизайна низкомолекулярных биорегуляторов путем объединения в молекуле химических фрагментов с взаимодополняющей физиологической активностью [3].
Бензихол в стрессовых условиях активирует в растениях две системы защиты против внутриклеточного окислительного стресса, который вызывают радикалы кислорода, возникающие при клеточном дыхании. Во-первых, он существенно повышает уровень биосинтеза флавоноидов, связывающих и нейтрализующих кислородные радикалы; во вторых, активирует систему супероксиддисмутазы, разрушающей и обезвреживающей радикальные формы кислорода. В результате значительно понижается уровень перекисного окисления липидов кислородными радикалами, которое повреждает клеточные микроструктуры. Это является физиологической основой стресспротекторной и иммуномодуляторной активности бензихола.
Все внешние стрессы повышают уровень внутриклеточного окислительного стресса, и при их достаточно высокой интенсивности устойчивость живых систем резко снижается или исчезает. В отсутствие стрессовых условий бензихол не активирует систем защиты против окислительного стресса. По целому ряду культур бензихол способствовал мобилизации внутренних ресурсов растений. В частности, у ярового ячменя он повышал урожайность на 0,46 т/га (на контроле - 2,85 т/га) [4]. Установлено положительное влияние препаратов фиторегуляторов Бен-зихола и Этихола в 0,01 % концентрации раствора на увеличение урожайности зеленой массы и семян
гороха [5]. По рису подобные исследования еще не проводились, поэтому они являются актуальными для повышения урожайности зерна.
Цель и методика исследований. Целью работы лаборатории селекции, семеноводства и технологии возделывания риса Всероссийского научно-исследовательского института зерновых культур было изучение влияния бензихола на рост, развитие и урожайность риса. В качестве материала для обработки использовали семена и растения высокопродуктивного среднеспелого сорта Кубояр.
Технологию выращивания риса применяли согласно рекомендациям, разработанным для условий Ростовской области [6, 7]. В качестве азотного удобрения использовали 46 % карбамид, фосфорного - 42 % гранулированный суперфосфат, калийного - 40 % калийная соль. Азотные удобрения вносили дробно: 2/3 от полной нормы перед посевом, 1/3 - в подкормку в фазу кущения, а фосфорные и калийные - полной нормой перед посевом [8]. Проведение полевых опытов осуществляли по методике полевого опыта [9]. Учетная площадь делянок - 50 м2, повторность трехкратная. Предшественники: пласт многолетних трав (люцерна), оборот пласта, мелиоративное поле и рис на 2-й год после мелиоративного поля. Применяли четыре варианта опытов: 1) контроль, 2) обработка семян, 3) обработка листьев, 4) обработка семян и листьев. Препаратом были обработаны семена перед посевом и листья вегетирующих растений в фазе кущения с помощью ранцевого опрыскивателя. Доза составила 5 мл/т семян и 5 мл/га посева [3].
Погодные условия. Поскольку Бензихол полезен, в первую очередь как стресспротектор, то необходимо выявить реализацию этой активности путем сопоставления прибавки урожая с метеорологическими данными. В 2011 году апрель был холодным - 9,6 °С, что на 2,4 °С ниже среднемноголетних значений, в 2014 году этот месяц также был прохладным -10,5 °С, на 1,5 °С ниже нормы (табл. 1). Май и летние месяцы в годы исследований были существенно выше среднемноголетних значений температуры.
Результаты исследований. Воздействие регуляторов роста и удобрений на урожай риса в Ростовской области и элементы его структуры было нами регулярно описано в материалах конференций и статьях [10-17]. В данной статье представлены обобщающие материалы.
Из табл. 2 видно, что по предшественнику «люцерна» в 2011 и 2014 годах прибавки урожайности от обработки семян составили 10,2 и 16,3 %, т. е. были существенно выше, чем в 2012 году с теплым апрелем - 5,6 %. Аналогичные результаты отмечены по предшественнику «мелиополе», прибавки 16,9 и 35,8 % против 5,1 %. При раннем посеве в апреле в годы с пониженной температурой обработка семян
Таблица 1
Метеорологические данные по метеостанции «Гигант» в сезонах 2011-2014 гг.
Table 1
Meteorological data for the meteorological station "Gigant" in the seasons of 2011-2014
Месяц Month Сумма атмо Sum of atmos] сферных осадков, мм pheric precipitation, mm Среднемесячная температура, °С Average monthly temperature, °С
2011 2012 2013 2014 Норма Norm 2011 2012 2013 2014 Норма Norm
Апрель April 17,4 28,5 9,2 28,4 42,0 9,6 15,4 12,1 10,5 12,0
Май May 52,9 27,4 11,0 42,1 52,0 17,6 19,9 20,7 19,6 16,7
Июнь June 70,1 24,9 52,7 68,7 62,0 24,0 24,2 23 21,4 20,1
Июль July 76,5 41,6 32,7 20,1 62,0 27,6 25,5 24,6 25,5 22,5
Август August 26,4 21,9 45,8 0,7 49,0 22,9 24,4 24,1 26,8 21,6
Сентябрь September 13,3 0,0 89,0 23,1 35,0 16,7 19,0 15,2 17,7 16,5
Предшественники Forecrops Годы Years Варианты Options НСР05 ОС + ОР, % к контролю ST + PT, % to control
Контроль Control Предпосевная обработка семян (ОС) Pre-planting seed treatment (ST) ОС, % к контролю ST, % to control Опрыскивание вегетирующих растений (ОР) Spraying of vegetating plants (PT) Двойная обработка ОС + ОР Double treatment (ST + PT)
Люцерна Alfalfa 2011 6,45 7,11 10,2 6,42 7,01 0,66 8,7
2012 7,11 7,15 5,6 7,16 7,19 0,47 1,1
2014 7,90 9,19 16,3 8,82 9,12 0,89 15,4
Оборот пласта люцерны Alfalfa soil overturn 2011 5,28 4,96 -9,4 5,60 5,60 0,51 6,0
2012 4,14 5,36 29,4 5,06 5,94 0,59 43,5
2014 4,52 5,13 13,5 4,84 5,30 0,51 7,1
Мелиополе Meliofield 2011 4,78 5,59 16,9 4,85 5,54 0,47 17,2
2012 5,73 6,02 5,1 5,68 5,98 0,53 4,4
2014 3,29 4,47 35,8 4,05 4,34 0,46 31,9
Рис по рису Rice on rice 2011 3,50 3,89 11,1 3,63 4,05 0,38 15,7
2012 4,36 4,94 13,3 5,33 5,60 0,45 28,4
2014 3,45 5,06 46,7 3,69 4,73 0,70 37,4
бензихолом способствует существенному повышению урожайности на 10,2-35,8 %. Посев по двум другим предшественникам в теплых условиях мая уже не показывал таких контрастных различий.
В процессе наших исследований было установлено, что по предшественнику «люцерна» наибольшую урожайность зерна новый сорт Кубояр сформировал в среднем за 3 года в варианте с обработкой бензихолом семян: 7,82 т/га, что на 0,67 т/га выше контроля (7,15 т/га) (рис. 1). Другие варианты обработки также дали прибавки к контролю. Так, обработка семян и листьев повысила урожайность на 0,62 т/га, листьев - на 0,32 т/га. 42
Таблица 2
Влияние бензихола на урожайность риса по годам
Table 2
Influence of benzikhol on rice yield during the years
Аналогично по предшественнику «мелиополе» обработка только семян способствовала формированию более высокой урожайности - 5,36 т/га (на 0,76 т/га выше контроля);
Обработка семян была более эффективной, чем листьев, и незначительно уступала двойной обработке (семена + листья) по предшественникам «оборот пласта» и «рис» поэтому в производстве можно использовать этот вариант применения бензихола, как менее затратный (табл. 2).
По другим предшественникам наблюдалась несколько иная закономерность (рис. 1). Максимальную урожайность зерна сорт Кубояр сформировал
www.avu.usaca.ru
■Контр ОЛЬ Семена Листья ■ Семена + листья
Люцерна Обор от пласта Мелиополе Рис
Рис. 1. Реакция риса на бензихол по урожайности зерна по четырем предшественникам (в среднем за 2011-2012, 2014 гг.)
I Control Seeds Leaves
'Seeds + leaves
Alfalfa Soil overturn Meliofield Rice
Fig. 1. Reaction of rice on benzikhol according to rice yield by four forecrops (the average for 2011-2012, 2014)
в варианте с обработкой бензихолом семян и листьев по обороту пласта многолетних трав - 5,61 т/га, что на 0,96 т/га выше контроля (4,65 т/га) и по рису -4,80 т/га (на 1,03 т/га выше). Обработка только семян или только листьев повышала урожайность несколько меньше, но при этом воздействие препарата на растения при обработке семян было более эффективным, чем листьев (табл. 2).
Таким образом, урожайность риса по двум предшественникам наиболее эффективно повышалась при обработке семян, а по другим двум - семян и листьев, что и рекомендуется для использования в производстве. В среднем по всем предшественникам и годам урожайность зерна росла от 5,04 т/га на контроле до 5,74 т/га при обработке семян, 5,43 т/га - при обработке листьев и 5,87 т/га - при двойной обработке. Прибавки составили 0,70 т/га (13,8 %), 0,38 т/га (7,6 %), 0,83 т/га (16,4 %) соответственно.
Анализ структуры урожая показывает, что прибавка происходила за счет увеличения числа выполненных зерен в метелке на 10-20 %. Масса 1000 семян в различных вариантах опыта при этом не менялась.
Выводы и рекомендации. При обработке семян бензихолом в среднем по четырем предшественникам и трем годам урожайность зерна сорта риса Кубояр росла от 5,04 т/га на контроле до 5,74 т/га при обработке семян, 5,43 т/га - при обработке листьев и 5,87 т/га - при двойной обработке. Прибавки составили 0,70 т/га (13,8 %), 0,38 т/га (7,6 %), 0,83 т/га (16,4 %) соответственно.
При раннем посеве в апреле с пониженной температурой обработка семян бензихолом способствует существенному повышению урожайности на 10,235,8 %.
Рекомендуется обрабатывать бензихолом семена риса перед посевом (5 мл/т) и вегетирующие растения в фазу кущения (5 мл/га посева).
Литература
1. Алешин Е. П., Алешин Н. Е. Рис. М., 1993. 504 с.
2. Гафуров Р. Г. Стресспротекгоры-фишрегуляторы нового поколения - шанс для инновационного развития растениеводства в Республике Татарстан // Agriculture. 2008. № 2. P. 60.
3. Гафуров Р. Г., Махмутова А. А. Новая группа синтетических ауксиновых биомиметиков: N- и О-бензилсодержащие соединения // Доклады РАН. 2003. Т. 391. С. 562-565.
4. Панина Н. В. Новый регулятор роста - бензихол // Защита и карантин растений. 2005. № 12. С. 26.
5. Ерохин А. И. Эффективность действия новых препаратов фиторегуляторов на рост, развитие растений и урожайность гороха // Зернобобовые и крупяные культуры. 2013. № 2. С. 120-123.
6. Костылев П. И., Степовой В. И., Парфенюк А. А. Рекомендации по выращиванию риса в Ростовской области. Ростов-на-Дону, 2004. 112 с.
7. Костылев П. И., Парфенюк А. А., Степовой В. И. Северный рис (генетика, селекция, технология). Ростов-на-Дону, 2004. 576 с.
8. Натальин Н. Б. Рисоводство. М. : Колос, 1973. 280 с.
9. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М., 1985. 351 с.
10. 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 : мат. докл. 7-й конф. Анапа, 2012. С. 69-72.
11. Костылев П.И., Репкина Н.В. Взаимодействие риса с микробиологическим препаратом экстрасол и стимулятором бензихол // Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур : мат. 8-й конф. Анапа, 2014. С. 149-152.
12. Костылев П. И., Репкина Н. В., Калиевская Ю. П. Влияние бензихола на урожайность зерна риса // Зерновое хозяйство России 2015. № 5. С. 36-39.
13. Тесля М. В., Костылев П. И., Калиевская Ю. П. Влияние стимуляторов на урожайность сортов риса в Ростовской области // Достижения и перспективы развития селекции и возделывания риса в странах с умеренным климатом : мат. междунар. науч. интернет-конф. ВНИИ риса 26-27 ноября 2015 г. С. 141-148.
14. Костылев П. И., Краснова Е. В., Редькин А. А., Калиевская Ю. П., Тесля М. В. Связь урожайности риса, суммы активных температур и осадков в Ростовской области // Зерновое хозяйство России. 2016. № 2. С.41-45.
15. Тесля М. В., Костылев П. И., Калиевская Ю. П. Изменение элементов структуры урожая риса при воздействии стимуляторов роста // Современные решения в развитии сельскохозяйственной науки и производства : мат. междунар. конф. молодых ученых (26-30 июля 2016 г.). Краснодар, 2016. С. 179-187.
16. Калиевская Ю. П., Костылев П. И., Тесля М. В. Влияние стимуляторов роста и удобрений на урожайность риса из различных по размеру фракций семян // Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты растений и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур : мат. 9-й науч.-практ. конф. Анапа, 2016. С. 72-78.
17. Тесля М. В., Костылев П. И., Калиевская Ю. П. Воздействие регуляторов роста и удобрений на элементы структуры урожая риса в Ростовской области // Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты растений и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур : мат. 9-й науч.-практ. конф. Анапа, 2016. С. 144-151.
References
1. Alyoshin E. P., Alyoshin N. E. Rice. M., 1993. 504 p.
2. Gafurov R. G. Stressprotectors and phytoregulators of new generation - a chance for innovative development of crop production in the Republic of Tatarstan // Agriculture. 2008. № 2. P. 60.
3. Gafurov R. G., Makhmutova A. A. New group of synthetic auxin biomimetics: N-and the O-benzylcontaining connections // Reports of RAS. 2003. Vol. 391. P. 562-565.
4. Panina N. V. The new regulator of growth - benzikhol // Protection and quarantine of plants. 2005. № 12. P. 26.
5. Yerokhin A. I. Efficiency of effect of new medicines of phytoregulators on growth, development of plants and productivity of peas // Leguminous and cereal crops. 2013. № 2. P. 120-123.
6. Kostylev P. I., Stepovoy V. I., Parfenyuk A. A. Recommendations about cultivation of rice in the Rostov region. Rostov-on-Don, 2004. 112 p.
7. Kostylev P. I., Parfenyuk A. A., Stepovoy V. I. Northern rice (genetics, selection, technology). Rostov-on-Don, 2004. 576 p.
8. Natalyin N. B. Rice growing. M. : Kolos, 1973. 280 p.
9. Dospekhov B. A. Methodics of field experiment. M, 1985. 351 p.
10. Kostylev P. I., Repkina N. V., Gafurov R. G. Interaction of a grade of rice Kuboyar with the phytoregulator benzikhol // Prospects of use of new forms of fertilizers, remedies and regulators of growth of plants in agrotechnologies of crops : proc. of the 7th symp. Anapa, 2012. P. 69-72.
11. Kostylev P. I., Repkina N. V. Interaction of rice with microbiological medicine extrasol and a stimulator benzik-hol // Prospects of use of new forms of fertilizers, remedies and regulators of growth of plants in agrotechnologies of crops : proc. of the 8th symp. Anapa, 2014. P. 149-152.
12. Kostylev P. I., Repkina N. V., Kaliyevskaya Yu. P. Influence of benzikhol on productivity of rice // Grain farming of Russia 2015. № 5. P. 36-39.
13. Teslya M. V., Kostylev P. I., Kaliyevskaya Yu. P. Influence of stimulators on productivity of grades of rice in the Rostov region // Achievement and the prospects of development of selection and cultivation of rice in the countries with a temperate climate : proc. of intern. internet symp. for All-Russian Research Insitute of rice (November 26-27, 2015). P. 141-148.
14. Kostylev P. I., Krasnova E. V., Redkin A. A., Kaliyevskaya Yu. P., Teslya M. V. Communication of productivity of rice, the amount of active temperatures and rainfall in the Rostov region // Grain farming of Russia. 2016. № 2. P. 41-45.
15. Teslya M. V., Kostylev P. I., Kaliyevskaya Yu. P. Change of elements of structure of a harvest of rice in case of impact of growth factors // Modern decisions in development of agricultural science and production : proc. of intern. symp. of young scientists (July 26-30, 2016). Krasnodar, 2016. P. 179-187.
16. Kaliyevskaya Yu. P., Kostylev P. I., Teslya M. V. Influence of growth factors and fertilizers on productivity of rice from fractions of seeds, varying by size // Prospects of use of new forms of fertilizers, remedies of plants and regulators of growth of plants in agrotechnologies of crops : proc. of the 9th symp. Anapa, 2016. P. 72-78.
17. Teslya M. V., Kostylev P. I., Kaliyevskaya Yu. P. Impact of regulators of growth and fertilizers on elements of structure of a harvest of rice in the Rostov region // Prospects of use of new forms of fertilizers, means of protection of plants and regulators of growth of plants in agrotechnologies of crops : proc. of the 9th symp. Anapa, 2016. P. 144-151.
