ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА ЦИРКОН НА ПАРАМЕТРЫ ВОДНОГО РЕЖИМА ЛИСТЬЕВ ПШЕНИЦЫ

Пшеница уже на протяжении многих тысячелетий играет важную и порой незаменимую роль в хозяйстве человека. В настоящее время в Республике Крым в условиях перекрытого Северо-Крымского канала из 140 тысяч гектаров орошаемых земель осталось лишь 17 тысяч. Получению стабильно высоких урожаев озимой пшеницы в нашем регионе препятствуют частые засухи. Их вероятность составляет здесь 25-50%. Кроме того, почти ежегодно во второй половине вегетации посевы озимой пшеницы в той или иной степени испытывают отрицательное воздействие дефицита влаги. Нередки засухи и осенью, в период всходов.

Одним из наиболее эффективных путей защиты культурных растений от последствий недостаточного водообеспечения является усиление естественной засухоустойчивости. Наряду с выведением новых сортов растений, велика роль использования в сельском хозяйстве биопрепаратов – усилителей засухоустойчивости [7, с. 37].

Современные полифункциональные регуляторы роста способны одновременно стимулировать рост, развитие и физиологические процессы растений, а также повышать их способность адаптироваться к неблагоприятным факторам среды [14, с. 56; 15, с. 76; 17, с. 224; 18, с. 58].

К перспективным в использовании и экологически безопасным комплексным препаратам относится Циркон. Действующим веществом препарата является смесь гидроксикоричных кислот (ГКК), а именно кофейные кислоты и хлорогеновые кислоты, получаемые из растительного сырья эхинацеи пурпурной. Циркон разработан фирмой ННПП «НЭСТ М», зарегистрирован Госхимкомиссией и внесен в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ в 2001 году [10; 11, с. 17; 12, с. 121].

Актуальной проблемой является исследование влияния Циркона на ростовые процессы, проходящие в растениях на ранних этапах онтогенеза, так как влияние препарата на рост и развитие растений пшеницы в условиях водного дефицита изучено еще недостаточно. Разработка данных вопросов представляет несомненный теоретический и практический интерес, что и явилось целью наших исследований.

В качестве объектов исследования использовались семена и растения пшеницы (Triticum aestivum L., сорт Антоновка). Отобранные по средним размерам и протравленные в слабом растворе перманганата калия, семена замачивали в водных растворах препарата Циркон (0,025%, 0,005%, 0,075%, 0,1% и 0,125%) в течение 6 часов, а затем высаживали в почву. Для сравнения использовались семена, замоченные в водопроводной воде. Растения выращивали в лабораторных условиях в вегетационных сосудах емкостью 2 кг, при естественном освещении, температуре от +22 до +24°С в течение 3 недель при двух уровнях влажности почвы: оптимальном – 65-70% от полной влагоемкости (ПВ) и засушливом – 30%. Соответственно использовано два контрольных варианта: контроль 1 – семена замачивали в отстоянной водопроводной воде и высевали в субстрат с оптимальным увлажнением; контроль 2 – семена замачивали в отстоянной водопроводной воде и высевали в субстрат с низким уровнем влажности. Влажность почвы периодически определяли гравиметрическим методом и поддерживали на заданном уровне до конца эксперимента [2, с. 25; 3, с. 27; 6, с. 18; 16, с. 52].

Водный дефицит (ВД) растений и относительное содержание воды (ОСВ) определяли по методикам, описанным [2, с. 38; 4, с. 78].

Расчеты проводили по следующим формулам:

ОСВ = 100 * (МF − МД) / (МТ − МД),

ВД = 100 * (МT − МF) / МT,

где MF — масса листьев до насыщения; MT — масса листьев после насыщения; MD — cухая масса листьев.

Интенсивность транспирации срезанных листьев определяли методом быстрого взвешивания по Л. А. Иванову и. др.: It (мг/г • ч) вычисляли по формуле:

It = п/ (m • t), где

n – количество испарившейся воды, г;

m – масса сырого вещества, г;

t – экспозиция, мин [16, с. 52].

Полученные экспериментальные данные обработаны с помощью методов математической статистики [8, с. 38, 101].

Засухоустойчивость растения складывается из способности выносить обезвоживание и перегрев и характеризуется с помощью следующих основных параметров: водоудерживающей способности (стойкости листьев к обезвоживанию), интенсивности транспирации и оводнённости (данный показатель характеризует естественное (нативное) содержание воды в листьях растений) [5, с. 87-265; 9, с. 263].

Водоудерживающая способность — один и важнейших интегральных физиологических показателей водного режима и функционального состояния растений, тесно связанного с метаболизмом. Она в значительной мере отражает адаптивный метаболизм и определяет устойчивость растений, так как в стрессовых условиях позволяет относительно слабо снижать оводненность тканей [13, с. 13].

Проведенные нами исследования выявили резкое повышение водного дефицита в листьях растений пшеницы сорта Антоновка под влиянием недостатка почвенной влаги (контроль 2) по сравнению с растениями, выращиваемыми в условиях оптимального водообеспечения (контроль 1) (рис. 1).

Рис. 1. Влияние препарата Циркон на водный дефицит листьев растений пшеницы

Данные рисунка 1 свидетельствуют о том, что все используемые концентрации препарата Циркон (0,025 %; 0,05 %, 0,075 %, 0,1 % и 0,125 %) оказывает стимулирующее действие на снижение водного дефицита в листьях пшеницы в условиях недостаточного водообеспечения. Оптимальной концентрацией регулятора роста, при которой наблюдается наибольшее влияние на снижение водного дефицита, является 0,075 %. В этом случае водный дефицит листьев пшеницы ниже в 2,9-4,5 раз по сравнению с контролем 2. При этом данный показатель достоверно отличается от водного дефицита в контроле 1, где поддерживалось оптимальное увлажнение почвы. Так, если в контрольном варианте 1 водный дефицит листьев достигал 3,8-4,2 %, то в результате использования 0,075 % дозы исследуемого регулятора роста этот показатель составил 6,5-7,3 %.

Относительное содержание воды (ОСВ) является одним из основных показателей, характеризующих водный статус растений в условиях водного стресса. Оно отражает баланс между поступлением и испарением воды и показывает, насколько сильный водный дефицит испытывает растение в данном состоянии по сравнению с состоянием полного водонасыщения его тканей. Под действием засухи происходит снижение ОСВ, которое тем сильнее, чем интенсивнее и продолжительнее засуха.

Исследования выявили уменьшение относительного содержания воды в листьях растений пшеницы сорта Антоновка под влиянием недостатка почвенной влаги (контроль 2) по сравнению с растениями, выращиваемыми в условиях оптимального водообеспечения (контроль 1) (рис. 2).

Рис. 2. Влияние препарата Циркон на относительное содержание воды в листьях растений пшеницы

Как свидетельствуют данные рисунка 2, все используемые концентрации препарата Циркон (0,025%; 0,05 %, 0,075 %, 0,1 % и 0,125 %) оказывают стимулирующее действие на повышение показателей относительного содержания воды в листьях пшеницы в условиях недостаточного водообеспечения. Оптимальной концентрацией регулятора роста, при которой наблюдается наибольшее влияние на снижение водного дефицита, является 0,075 %. В этом случае относительное содержание воды в листьях растений пшеницы выше в 1,3 раза по сравнению с контролем 2, в котором поддерживалась влажность почвы на уровне 30 % от ППВ.

Нами установлено, что продемонстрированная выше способность Циркона поддерживать на более высоком уровне оводненность тканей при засухе достигается за счет ингибирования интенсивности транспирации.

Анализ полученных данных показал, что растения пшеницы контрольного варианта в условиях засухи отличались большей интенсивностью транспирации, чем растения, выращиваемые в условиях полива на всем протяжении вегетации (рис. 3). Большая потеря воды за счет интенсивной транспирации вызывает развитие в растении водного дефицита.

Рис. 3. Влияние препарата Циркон на интенсивность транспирации листьев растений пшеницы

Все используемые концентрации препарата Циркон оказывают стимулирующее действие на снижение показателей интенсивности транспирации в листьях пшеницы в условиях недостаточного водообеспечения. У 7-дневных растений пшеницы, выращиваемых в условиях оптимального водообеспечения, интенсивность транспирации была установлена на уровне 185,3 мг Н₂О / г сырого вещества в час. При действии почвенной засухи в листьях 7-дневных растений интенсивность транспирации повысилась в 1,6 раз и составила 296,1 мг Н₂О / г сырого вещества в час.

Использование препарата Циркон позволило снизить уровень транспирации растений, выращиваемых в условиях почвенной засухи. Например, в вариантах с 0,1 % концентрацией препарата интенсивность транспирации 7-дневных растений снижалась в 1,3 раза и достигала 230,8 мг Н₂О / г сырого вещества в час.

Оптимальной концентрацией регулятора роста, при которой наблюдается наибольшее влияние на снижение интенсивности транспирации, является 0,075 %. В этом случае интенсивность транспирации в 1,2-1,3 раза ниже, по сравнению с контролем 2. При этом ни в одном варианте опытные растения, семена которых были обработаны различными концентрациями препарата Циркон, по показателям интенсивности транспирации не достигали показателей контрольного варианта (нормальное водообеспечение) (см. рис. 3).

На основании проведенных исследований нами были сделаны следующие выводы:

1. Предпосевная обработка препаратом Циркон повышает засухоустойчивость растений пшеницы сорта Антоновка на начальных этапах развития.
2. Наиболее эффективной по действию на изучаемые показатели является использование раствора препарата 0,075 %-ной концентрации.
3. Полученные результаты подтвердили перспективность использования препарата Циркон для предпосевной обработки семян злаковых культур в условиях недостаточной почвенной влажности.

Список литературы:

1. Александрова Л. Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Колос, 1976. 280 с.
2. Викторов Д. П. Малый практикум по физиологии растений. М: Высшая школа,1983. 135 с.
3. Воскресенская О. Л., Алябышева Е.А., Половникова М.Г. Большой практикум по биоэкологи: учеб. пособие. Йошкар-Ола, 2006. 107 с.
4. Гасымова Ф. И., Халыгзаде М. Н., Азизов И. В., Гулиев Н. М. Водный режим и фотосинтетическая способность у генотипов озимой пшеницы в условиях засухи // Сельскохозяйственная биология. 2012. № 1. С. 78-82.
5. Генкель П. А. Физиология устойчивости растительных организмов // Физиология сельхоз растений. М.: Наука, 1967. С. 87-265.
6. Гродзинский А. М., Гродзинский Д. М. Краткий справочник по физиологии растений. К.: Наукова думка, 1973. 59 с.
7. Злотников А. К., Злотников К. М. Применение биопрепаратов для повышения устойчивости растений к засухе и другим стрессорам // Агро XXI. № 10-12. С. 37-38.
8. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
9. Максимов Н. А. Избранные работы по засухоустойчивости растений. Водный режим и засухоустойчивость растений. М.: Наука, 1952. Т.1. 476 с.
10. Малеванная Н. Н. Заявка на получение патента РФ №24103040/15 (003304) от 16.02.2005.
11. Малеванная Н. Н. Препарат циркон — иммуномодулятор нового типа // Тез. докл. научн.-практ. конф. «Применение препарата циркон в производстве сельскохозяйственной продукции». М, 2004. С.17-20.
12. Малеванная Н. Н., Ниловская Н. Т., Серегига И. И. Продуктивность, рост и развитие огурца в зависимости от предпосевной обработки семян цирконом // Мат-лы Международн. конф. «Проблемы Севера» (15-18 июня 2004 г., Петрозаводск). – С. 121.
13. Нижарадзе Т. С., Меньшова Е.А., Соколова А.И. Влияние предпосевной обработки семян на параметры водного режима листьев пшеницы и ячменя. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. № 7 (93), 2–012. С.13-16
14. Петренко В. С., Карабано Ю. В., Лозинский М. О.  Новые синтетические регуляторы роста растений. Киев: Техника, 1999. 70 с.
15. Прусакова Л. Д., Малеванная Н. Н., Белопухов С. Л., Вакуленко В. В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротекторными свойствами // Агрохимия. 2005. № 11. С. 76-86.
16. Третьяков Н. Н. Практикум по физиологии растений. М.: Колос, 1982. С. 52-53.
17. Чмелёва С.И., Кучер Е.Н., Дашкевич Ю.О., Ситник М.И. Влияние препарата Циркон на рост и развитие растений кукурузы на начальных этапах онтогенеза в условиях почвенной засухи // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия: Биология, химия. 2014. Т. 27 (66), № 1. С. 223-231.
18. Шевелуха В. С., Ковалев В. М., Груздев Л. Г. Регуляторы роста растений в сельском хозяйстве // Вестник с.-х. науки. № 9. С. 57-65.[schema type=»book» name=»ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА ЦИРКОН НА ПАРАМЕТРЫ ВОДНОГО РЕЖИМА ЛИСТЬЕВ ПШЕНИЦЫ» description=»Приведены результаты исследования влияния различных концентраций препарата Циркон на засухоустойчивость растений пшеницы сорта Антоновка на начальных этапах развития. Установлено, что предпосевная обработка препаратом повышает засухоустойчивость пшеницы, при этом снижается водный дефицит в листьях и интенсивность транспирации, возрастает относительное содержание в них воды. Данный эффект зависит от концентрации действующего вещества и сохраняется на протяжении всего эксперимента. Наилучшие результаты были получены при обработке семян раствором исследуемого препарата в концентрации 0,075%. » author=»Чмелёва Светлана Ивановна, Кучер Евгения Николаевна, Василиженко Светлана Борисовна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-01″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]