CC BY
44
УДК 58.04
Е. Э. Нефедьева, К. В. Отрошенко, Е. В. Байбакова, Т. П. Барамыкова, С. В. Фридланд
ДЕЙСТВИЕ БИОПРЕПАРАТОВ ЭТАФОС-Ф И ГУАНИБИФОС-Ф НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН
И РОСТ ПРОРОСТКОВ БАЗИЛИКА
Ключевые слова: базилик, Ocimum sp. L., химические регуляторы роста.
Изучено действие препаратов Этафос-Ф и Гуанибифос-Ф на прорастание семян базилика обыкновенного (Ocimum basilicum L.). Обнаружено, что эти препараты оказывают стимулирующее влияние на прорастание семян базилика, причем всхожесть семян и рост проростков зависят от концентрации изучаемых соединений. Результаты исследования подтвердили целесообразность применения соединений этафос-ф и гуанидифос-ф как регуляторов роста для предпосевной обработки семян и увеличения вегетативной массы базилика.
Keywords: sweet basil, Ocimum sp. L., chemical plant growth regulator.
The influence of Etafos-F and Guanibifos-F on the germination of sweet basil seeds (Ocimum basilicum L.) was investigated. It was found that those solutions stimulated the germination of sweet basil seeds. So the germination and growth of seedlings depended on the concentration of named compounds. These results confirmed the feasibility of using of Etafos-f and Guanidifos-f to control the growth ofplant biomass of basil by pre-sowing treatment of seeds.
Введение
Базилик считается одной из самых универсальных трав. Он обладает непревзойденным ароматом, его можно использовать как отдельно, так и в смесях с другими пряностями и травами. В свежем виде базилик служит приправой для салатов, мясных и рыбных блюд, а также блюд из птицы [1].
Кроме того, к продуцентам ценного эфирного масла эвгенола относится широко возделываемый на юге и в центральной России полиморфный род базилик (Ocimum L.). Эвгенол является заменителем гвоздичного и коричного масла, служит для получения ванилина, оцимена и других производных, широко используется в парфюмерии в качестве компонента для высококачественных духов и одеколонов, для отдушки косметических производных, в консервной промышленности - как консервирующее и ароматическое вещество, в медицине - как обезболивающее, дезинфицирующее средство. Главным природным источником эвгенола являются гвоздичное дерево (Eugenia caryophyllata Thub.) и коричник цейлонский (Cinnamomum zeilanicum Nees), которые невозможно выращивать в России. Следовательно, базилик является перспективным в плане получения эфирных масел [2].
Сухой экстракт базилика камфорного оказывает нейропротекторный эффект по критериям редукции поведенческих и когнитивных нарушений, нормализации коэффициента массы головного мозга, а также прооксидантно-антиоксидантного баланса в ЦНС. По совокупности эффектов экстракты обладают преимуществом перед препаратом сравнения било-билом [3].
Экстракт базилика обладает антиоксидантными свойствами [4]. Кроме того, водно-этанольный экстракт некоторых видов растений семейства Lamiaceae Lindl (в том числе O. basilikum L.) используют в качестве стимуляторов роста томатов и защиты их от основных возбудителей болезней [5].
Поскольку базилик является не только ценным пищевым продуктом, но и источником биологиче-
ски активных веществ, проводится изучение влияния различной освещенности на его рост и развитие. При освещенности 50-60 тыс. люкс, базилик лучше растет и увеличивает валовой сбор эфирного масла. При затенении растений уменьшается количество и масса листьев и соцветий, увеличивается процентное содержание эфирного масла, повышается количество эвгенола в масле [6]. Проведена сравнительная оценка активности фотосинтетического аппарата растений, выращиваемых в условиях различного спектрального состава [7]. Приведены результаты исследования морфофизиологических, биохимических и биофизических параметров фенотипов растений базилика душистого (О. Ьа&'Шсит L.) при пониженном водном потенциале субстрата. Показано, что наибольшим адаптивным потенциалом обладают растения базилика, выращенные при -16 кПа. Они характеризовались ксероморфной структурой мезофилла листа, повышенным периодом сохранения тургора ткани, повышенной скоростью ассимиляции СО2 и коэффициентом эффективности фотосинтеза по О2, максимальной эффективностью переноса электронов в фотосистеме, минимальным количеством фенольных соединений и высокой антирадикальной активностью [8].
Для получения максимальных урожаев базилика используют различные стимуляторы роста. Предложено проводить обработку семян базилика перед посевом регуляторами роста на основе гуминово-фульватного комплекса и препаратом Флоравит®-3Р [9], разработанными и испытанными на разных растениях на кафедре физической и органической химии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева для получения высококачественной растительной продукции [10]. Актуальным направлением является разработка новых экологически безопасных и дешевых гуминовых препаратов, эффективных при проращивании семян и при формировании урожая и качества продукции базилика. Гуминовые препараты приводили к увеличению количества побегов, их длины и количества листьев [11].
Известны биологически активные вещества, содержащие в своем составе атом фосфора, и применяемые в качестве стимуляторов роста растений. В частности, изучено стимулирующее действие нано-структурной водно-фосфоритной суспензии и водно-фосфоритной суспензии [12] на растения. Описан стимулятор роста пшеницы на основе фосфорорга-нических соединений - ди-п-нитрофениловый эфир стирилфосфоновой кислоты [13]. Известен моногидрат бис-(диэтиламмоний)диводород-1 -гидрооксилэтил-1, 1 -дифосфоната, стимулирующий рост корнеплодов культурных растений [14]. Исследована ростостимулирующая активность сополимеров на основе стирилдипиперидилфосфоната и ме-тилметакрилата. Показано, что эти вещества модно использовать как препараты против корневых гнилей сельскохозяйственных растений, и в качестве стимуляторов роста и развития сельскохозяйственных растений [14].
Разработаны биопрепараты Аммофос-ф, Гуани-бифос-Ф, Амидофос-Ф, Гептифос-Ф и Анифос-Ф, проведено исследование их влияния на прорастание семян рапса и редиса [16, 17].
Целью настоящей работы было выявление оптимальных доз биопрепаратов Гуанибифос-Ф и Эта-фос-Ф на процессы прорастания семян базилика обыкновенного (О. basШcum).
Экспериментальная часть
В качестве стимуляторов, ускоряющих прорастание семян, использовались фосфорорганические соединения - биопрепараты Гуанибифос-Ф и Эта-фос-Ф [18] в концентрациях от 10-1 до 10-8 г/дм3. Семена в течение 10 минут выдерживались в приготовленных растворах.
Проводилось определение лабораторной всхожести семян базилика, обработанных названными препаратами, по ГОСТ 12038-84 [18]. Отбиралась фракцию выполненных чистых семян. Две пробы по 21 шт. семян базилика в каждой проращивались рулонным методом. На льняную ткань, смоченную дистиллированной водой, выкладывали в ряд семена; скручивали ткань в рулон и погружали вертикально в стакан с небольшим количеством воды. Стакан закрывали крышкой. При учете всхожести отдельно подсчитывали нормально проросшие; набухшие, твердые - непроросшие - семена и ненормально проросшие семена. За результат анализа принимали среднее арифметическое из двух биологических повторностей. В контроле семена обрабатывались дистиллированной водой, в опытных вариантах - рабочими растворами препаратов Гуанибифос-Ф и Этафос-Ф.
Морфологические показатели проростков - длину коря и побега - определялись на четвертые и восьмые сутки путем измерения длины побега и корня. Результаты приведены на рисунках 1-4.
В проведенных исследованиях изучалась возможность ускорения прорастания семян базилика за счет обработки биопрепаратами.
Обсуждение результатов
Как видно из гистограмм, приведенных на рисунках 1 и 2, всхожесть семян в контроле составляла 33,3 %. Такая низкая всхожесть характерна для базилика, причем семена быстро теряют всхожесть при хранении. В партии присутствует большое количество семян, сформировавших аномальные проростки. Эти семена в благоприятных условиях или при воздействии некоторых внешних факторов могут давать нормальные проростки [20].
Рис. 1 - Влияние биопрепарата Этафос-Ф на всхожесть семян базилика
Рис. 2 - Влияние биопрепарата Гуанибифос-Ф на всхожесть семян базилика
Действительно, при обработке семян биопрепаратами во всем диапазоне концентраций увеличилась всхожесть семян базилика за счет перехода аномальных семян в нормальные. Наибольшей активностью обладал препарат Этафос-Ф по сравнению с препаратом Гуанибифос-Ф. Оптимальными концентрациями препарата Этафос-Ф были 10-3 ... 10-5 г/дм3. Препарат Гуанибифос-Ф проявлял наибольшую активность в концентрациях 10-1 ... 10-3 г/дм3.
Как видно из гистограмм на рисунках 3 и 4, оба препарата способствовали увеличению линейных размеров вегетативных органов проростков базилика в возрасте 8 суток. Оптимальные концентрации препаратов, способствующие активации роста проростков, соответствовали концентрациям, способствовавшим увеличению всхожести семян. Данное
обстоятельство указывает на идентичность механизмов стимулирующего действия изученных биопрепаратов.
Рис. 3 - Влияние биопрепарата Этафос-Ф на рост проростков базилика (4 сут)
Рис. 4 - Влияние биопрепарата Гуанибифос-Ф на рост проростков базилика (8 сут)
Изменение биометрических показателей корня и побега проростков, наблюдаемые при действии биопрепаратов Этафос-Ф и Гуанибифос-Ф, могут служить индикаторами перестройки метаболизма, направленной на активизацию ростовых процессов проростков.
Степень стимулирующего воздействия препарата Этафос-Ф на прорастание семян базилика и рост проростков выше, чем препарата Гуанибифос-Ф, т.е. первый препарат наиболее благоприятно влияет на метаболизм семян и способствует ускорению прорастания.
Настоящие исследования подтверждают целесообразность использования биопрепаратов Этафос-Ф и Гуанибифос-Ф в качестве регуляторов роста для предпосевной обработки семян и увеличения урожайности базилика.
Выводы
1. Препараты Этафос-Ф и Гуанибифос-Ф способствовали увеличению всхожести семян базилика обыкновенного (Остит ЪазШсит Ь.). Этафос-Ф в оптимальных концентрациях 10-3 ... 10-5 г/дм3 спо-
собствовал увеличению всхожести семян в 3 раза, а Гуанибифос-Ф в оптимальных концентрациях 10-1 ... 10-3 г/дм3 способствовал увеличению всхожести семян в 2,5 раза.
2. Препарат Этафос-Ф в оптимальных концентрациях способствовал увеличению размеров корня проростков в 2,1-2,7 раза и побега на 13-28 %. Наибольшую активность проявлял Этафос-Ф.
3. Препарат Гуанибифос-Ф в оптимальных концентрациях способствовал увеличению размеров корня проростков на 48-58 % и побега на 8 %.
4. Представленные результаты подтверждают эффективность и целесообразность использования предлагаемых препаратов для стимулирования прорастания семян базилика. Наибольшую активность проявлял Этафос-Ф.
Литература
1. Н.Ю. Степанова, Наука в современном мире: теория и практика, 1 (3), 56-58 (2015).
2. Г.Н. Ильченко, Н.Г. Березкин, Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки, 2 (119), 5362 (2013).
3. В.В. Цывунин, С.Ю. Штрыголь, Ю.С. Прокопенко,
Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии, 11, 3, 66-71 (2013).
4. А.В. Борисова, Н.В. Макарова, Хранение и переработка сельхозсырья, 8, 32-35 (2013).
5. О.Н. Шемшура, А.И. Сейтбатталова, Э.Т. Исмаилова, М.Н. Мазунина, Р.Ж. Каптагай, Г.М. Маханбетова, Успехи современного естествознания, 9, 92-96 (2016).
6. Г.Н. Ильченко, Т.Т. Агеева, Н.Г. Березкин, Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур, 2 (159-160), 86-91 (2014).
7. Ю.Ц. Мартиросян, Т.А. Диловарова, А.А. Кособрюхов, Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования, 11, 240-243 (2015).
8. Е.С. Зубей, Весцг Нацыянальнай акадэмй навук Беларуси Серыя б1ялаг1чных навук, 1, 49-55 (2016).
9. Х.А. Баят, С.Л. Белопухов, Сборник научных трудов по материалам XIXмеждународной научно-практической конференции «Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых», 2016. С. 41-45.
10. И.И. Дмитревская, С.Л. Белопухов, Е.Ю. Федорова, А.И. Григораш, Е.Э. Нефедьева, И.Г. Шайхиев, Вестник технологического университета, 18, 3, 185-188 (2015).
11. А.Б. Малхасян, Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии, 2, 18-21 (2016).
И.М. Суханова, Н.Ш. Хисамутдинов, Р.Р. Газизов, Л.М.Х. Биккинина, Агрохимический вестник, 1, 1-1, 31-33 (2016).
Патент на изобретение РФ 2422451 (2009). Патент на изобретение РФ 2283317 (2005). Б.Н. Каримова, М.Т. Агедилова, Материалы международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов «Разработка новых потребительских товаров и технологий их производства», 2013. С. 136-142. М.А. Голованова, Е.Э. Нефедьева, Е.В. Байбакова, С.В. Фридланд, Т.П. Павлова, О.С. Рощина, Вестник
12
13.
14. 15
16
технологического университета, 19, 11, 192-196 19. ГОСТ 12038-84. - 01.07.86, Семена сельскохозяй-
(2016). ственных культур. Методы определения всхожести,
17. Е.Э. Нефедьева, С.В. Фридланд, А.А. Меликян, М.Ю. Стандартинформ, Москва, 2011. 64 с.
Брикнер, Е.А. Журавлева, О.С. Рощина, Вестник 20. В.А. Павлова, В.И. Лысак, Е.Э. Нефедьева, Е.В. Бул-
технологического университета, 18, 13, 237-238 гакова, И.Г. Шайхиев, Вестник технологического
(2015). университета, 18, 10, 79-84 (2015).
18. О.С. Рощина, Т.П. Павлова, С.В. Фридланд, Вестник Казанского технологического университета, 15, 10, 190-194 (2012).
© Е. Э. Нефедьева - д.б.н., профессор кафедры «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Волгоградского государственного технического университета, nefedieva@rambler.com; К. В. Отрошенко - студентка кафедры «Биология» Волгоградского государственного университета; Е. В. Байбакова - аспирант кафедры «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Волгоградского государственного технического университета; Т. П. Барамыкова - к.т.н., доцент кафедры Инженерной экологии Казанского национального исследовательского технологического университета; С. В. Фридланд - д.х.н., профессор кафедры Инженерной экологии Казанского национального исследовательского технологического университета.
© E. E. Nefedieva - Ph.D, full professor, department "Industrial ecology and Life safety", Volgograd State Technical University, nefedieva@rambler.com, K. V. Otroshenko - student, department "Industrial ecology and life safety", Volgograd State University, E. V. Baybakova - post-graduate student, department "Industrial ecology and life safety", Volgograd State Technical University, eka-terina.baybakova@yandex.ru, T. P. Baramykova - Ph.D,, professor, department of Engineering Ecology of Kazan National Research Technological University, S. V. Fridland - Ph.D., full professor, department of Engineering Ecology of Kazan National Research Technological University.
