CC BY
41
Вюник Дшпропетровського унiверситету. Бюлопя, еколопя. Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seriâ Biologiâ, ekologiâ Visnyk of Dnepropetrovsk University. Biology, ecology.
Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2016. 24(2), 302-307.
ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online
doi:10.15421/011639
www.ecology.dp.ua
УДК 581.1:633.15:631.53.027.2
Вплив розчинiв солей цинку на утворення хлорофту та закладання насшня у гiбридiв кукурудзи
М.Д. Тафiй, В.1. Нiколайчук, В.И. Белчгазi
Ужгородський нацюнальний утверситет, Ужгород, Украта
Ощнено вплив солей цинку р1зних концентрацш на перебш фязюлого-бюмтчних процес1в i розвиток дев'яти достджуваних пбридав кукурудзи. Проаналiзовано вплив розчинв нiтрату цинку на фiзiолого-бiохiмiчнi реакцп в рiзних гiбридах кукурудзи. Дослщжено вплив 0,01% та 0,02% водних розчинв нiтрату цинку на вмтст хлорофиу та число насшня в качан у рiзних гiбридiв кукурудзи. За результатами дослвдв у чашках Петр^ пророщування насшня у 0,01% та 0,02% розчинах нiтрату цинку стимулюва-ло синтез хлорофiлу в листках уСх достджуваних гiбридiв. Це стимулюе рiст рослин. Кiлькiсть хлорофиу оброблених гiбридiв зростала, поршняно з контрольним зразком. Зокрема, гiбрид Достаток 300 МВ виявив збиьшення вмтсту хлорофiлу на 0,17 мг у пророщених на 0,02% розчинi нпрату цинку пор1вняно з контролем i на 0,7 мг биьше пророщених на 0,01% вiдповiдно. Застосу-вання розчинв як листяного добрива на критичних для кукурудзи стадях росту збшьшуе кiлькiсть насшин, дiаметр i довжину качана у гiбридах уох груп стиглостi, пор1вняно з контролем. Нестача цинку негативно позначаеться на утворент насшня. Зпдно з польовими достдами, за листкового пiдживлення 0,01% розчином нпрату цинку продуктивнiсть дослщжуваних гiбридiв зросла. Спостерпжмо збiльшення кшькосп насшин, дiаметра та довжини качанв, маси 1 000 зернин у пбридах бiльшостi груп стиглостi поршняно з контрольною дiлянкою. Згiдно з польовими достдами, за щдживлення нпратом цинку 0,01% та 0,02% продуктивтсть дослiджуваних гiбридiв значно зросла. Шдживлення цинковими добривами добре позначаеться на полшшент продуктивностi бiльшостi дослiджуваних пбридав. У гiбриду Gвралiс кiлькiсть зерен у качаш збшьшилась пор1вняно з контролем на 30%. Маса 1 000 насшин у його рослин, яю були пiдживленi 0,01% водним розчином нiтрату цинку, була на 16% вищою, а у рослин пбридав ДКС 1, ДКС 2, ДКС 3, ДКС 4 , ДКС 5, ДКС 6, 230 СВ та 300 МВ на 4, 17, 13, 28, 14, 7, 23 та 25%, поршняно з контролем.
Ключов1 слова: Zea mays; нпрат цинку; стимуляцш росту; шгменти; продуктивтсть
Zinc as an element is considered as one of the most limiting nutrients for crop production, mainly for cereals in the arid areas of the world. The article explores the impact of zinc salts at different concentrations on the course of physiological biochemical processes, germination and development of nine investigated hybrids of maize. In particular, we investigate how zinc nitrate solutions influence physiological biochemical processes of different maize hybrids. It is established that high concentration of zinc salt solution can arrest or inhibit processes of plants growth, exerting an effect typical of heavy metals. The influence of 0.01% and 0.02% of zinc nitrate aqueous solution on the content of chlorophyll and number of seeds on the stalks of different corn hybrids was studied. The results of experiments in in which germinating seeds were placed in Petri dishes containing 0.01% and 0.02% nitrate zinc solutions showed that zinc in these quantities stimulates the synthesis of chlorophyll in the leaves in all studied hybrids, thereby stimulating plant growth. Thereafter, low concentrations of salt solutions of the same element stimulated all development processes. Zinc enters the active enzyme centers and participates directly in chlorophyll synthesis. The spray of solutions as foliar fertilizers at critical stages of corn growth increases the number of seeds, the diameter and length of stalk in the early ripening hybrids group, compared with the control. It was estimated that lack of zinc affects the formation of seeds. The results of the field experiments showed that corn foliar feeding with 0.01% sodium nitrate increased productivity of the studied hybrids. Symptoms of zinc deficiency develop throughout the whole plant or are localized on the old lower
Ужгородський шцюжтьний ynieepaumem, вул. Волошина, 32, Ужгород, 88000, Украта Uzhgorod National University, Voloshin Str., 32, Uzhgorod, 88000, Ukraine Tel.: +38-095-607-40-43. E-mail: [email protected]
Effect of zinc salt solutions on the development of chlorophyll and formation of seeds of maize hybrids
M.D. Tafij, V.l. Nikolaichuk, V.J. Belchhazi
Uzhgorod National University, Uzhgorod, Ukraine
leaves. At first, brownish grey and purple-coloured spots appear on the leaves of the lower and middle layers and then spread over the rest of the plant. The tissue of the areas like these simply dies off. Zinc deficiency had a negative effect on seeds production. From the results of experiments it follows that there are fluctuation of chlorophyll in maize hybrids when germinated in 0.01% and 0.02% salts solutions of zinc nitrate, and that the resistance of the plants to fungus and bacterial infections is strengthened when their seeds are previously treated with nitric acid zinc at 0.01% concentration.
Keywords: Zea mays; zinc nitrate; stimulation of growth; pigments; productivity
Вступ
В УкраМ кукурудза - найважливша кормова культура, дуже випдна у виробництвг Особливо за умов впро-вадження нових пбрцщв i агротехнологш Вплив правильного вибору пбриду на урожайтсть культури сягае 50%, агротехнолойчних заходв - 30%, клматичних умов -20% (Grzebisz, 2008; Mehdi et al., 2012). Однак в УкраМ урожайтсть кукурудзи поршняно з крашами £вропи та Америки нижча: потенцшна врожайнiсть гiбридiв кукурудзи реалiзуеться в середньому на 40-45%, а в окремi роки навгть до 34-36%. Тому тшьки за умов правильного тдбору пбрцщв, використання яюсного насшня та вщпо-вщного технологiчного супроводу в основних зонах виро-щування кукурудзи в УкраМ можна одержати 8-10 т/га зерна i бшьше з волопстю 18-25%. Нинi конкурентоспро-можнiсгь впчизняних йбридв кукурудзи значно зросла завдяки устхам украшських селекц1онер1в, яким вдалося тдвишщи потенц1ал iï урожайносгi (12-15 т/га), забезпечи-ти стiйкiстъ до стресових умов i хвороб, вирМити проблему зниження вологостi зерна щд час збирання (Diter, 2012).
Роль мшроелементш у мiнеральному живлент рослин як складово'' ферментативних систем - бюкаталзатоив важко переоцшити. Цинк - основний мiкроелемент для кукурудзи (Andeyev et al., 2009). У метаботзм рослин вiн виконуе важливi функци: входить до складу ензимв, е каталiзатором багатьох ферментних систем, бере участь у вуглеводневому та бшковому обмiнах, впливае на розвиток насшня та фотосинтез (Kots and Peterson, 2005; Genc et al., 2006., Vlasenko et al., 2006; Mousavi et al., 2007; Grzebisz, 2008; Khan et al., 2008; Ciganda et al., 2009; Efe and Yarpuz, 2011), бере участь в утворент хлорофшу та визначае стшюсть зв'язку хлорофшу з бшком, запобтаючи пере-дчасному його розпаду, впливае на процеси фосфорилю-вання (Banziger and Long, 2000). Ефект цинку на рют рослин здiйснюетъся через контроль синтезу триптофану, який е попередником ауксину. Нестача цинку знижуе продуктивнiсть та якiсть врожаю, знижуеться накопичення цукрiв, збiльшуеться кiлькiстъ органчних кислот, порушу-еться синтез бшка; при цьому зростае вмiст небшкових сполук азоту - ям1тв i амнокислот; дефiцит цинку знижуе поглинання амонiйного азоту (Pardo et al., 2006). Вш -складова багатьох ферменпв, виконуе важливу роль в окисно-вщновних реакцях, бере участь у регулювант утворення АТФ. Zn пщвишуе посухо- та жаростiйкiстъ рослин, визначае "х стшюсть до збудникiв грибкових i бактерiальних хвороб. За нестач цинку порушуеться проникнiсть мембран, рослини дають низький урожай, а за гостро' нестачi - гинуть. За поступового зростання концентрацй iонiв цинку у середовишi вирошування спостерiгаеться поява ознак пригнiчення рослин: гальму-вання ростових процесiв, хлороз i некрози листкiв, вщмирання коренiв (Hall and Williams, 2003; Hural'chuk, 2006), вщбуваються змiни фотосинтетичного апарату кукурудзи, зменшення вмiсту основних пiгментiв фотосинтезу -
хлорофшв (Maksymiec et al., 1992; Tarcevskij, 1993; Prasad and Strzalka, 1999). Зниження концентрацй' хлорофшу в листках може служити шдикатором забруднення довкiлля (Kosakivs'ka, 2003; Hural'chuk, 2006). Мета наших дослвд-жень - виявити, як рiзнi концентрацй' цього металу впли-вають на вмст пiгментiв, рiст i продуктившсть рослин гiбридiв кукурудзи рiзних груп стиглостi.
Матерiал i методи дослщжень
Об'ект дослiджень - дев'ять пбридав кукурудзи, шо вiдрiзняшться за серiею ознак: ДКС 1 - ФАО 430, серед-ньопiзнiй гiбрид, тип зерна зубоподбний, висока посухо-стшисть, холодостiйкiсть та стiйкiсть до сажкових хвороб, фузарiозу стебла та качатв, висока стiйкiсть до вилягання; ДКС 2 - ФАО 390, середньостиглий гибрид, тип зерна зубоподбний, висока посухостiйкiсть, холодо-стiйкiсть та стшюсть до шкмдникмв- ДКС 3 - ФАО 370, середньостиглий йбрид, тип зерна зубоподбний, стiйкий до вилягання; ДКС 4 - ФАО 250, середньораннш, висока пластичшсть, посухостшюсть та холодостiйкiсть; ДКС 5 -ФАО 270, середньораннш пбрид, тип зерна зубоподаб-ний, холодостiйкий, посухостшкий, стiйкий до сажкових хвороб, фузарюзу та вилягання; ДКС 6 - пбрид середньораннш, стшкий до сажкових хвороб та вилягання; £вралс -середньораннш, стшкий до шюднимв та вилягання, холодостшкий, посухостiйкий; пбрид Достаток 300 МВ -середньостиглий, ФАО 300, зерно зубоподбне, стшкий до вилягання, вегетацшний перiод 125 дб; Переяславсь-кий 230 СВ - ФАО 230, середньораннш, вегетацшний перюд 120 дб, зерно кремнисто-зубовидне.
Для виявлення впливу цинку обрано рiзнi варiанти дослiджень. Рослини пророшували на фiлътр-паперi Whattman № 2, змоченому 10 мл 0,01% або 0,02% водни-ми розчинами Zn(NO3)2 (ч. д. а.). Для кожного пбриду закладено по 25 насшин у чашки Петрi. Рослини вирошу-вали за температури 20 °С, вiдносноï вологостi повiтря 80% та освплення лампами денного свiтла (16 годин про-тягом добiи). У контролi замiсть розчинiв Zn(NO3)2 вико-ристовували для обробки дистилъовану воду. Повторись кожного варiанта чашок - триразова. Достовiрнiстъ резулътатiв дослiдiв перевiрена статистично.
Дослiдження в польових умовах проводили для ощнювання впливу розчишв Zn(NO3)2 як фолiарного добрива, шо полшшуе рiст i розвиток пбрида. Плоша кожно'' дiлянки - 100 м2. Посiв проводили на дерновi грунти з оптимальним водно-повiтряним режимом. Перед закладанням польового досладу визначено рН кожно'' дiлянки, оскшьки кукурудза не переносить кис-лих, перезволожених i засолених грунтiв. За результатами дослвдження грунту дослвдних дiлянок активна кислотнiсть pH (H2O) - 6,4, обмiнна pH (KCl) - 6,5, гiдролiтична кислотнiсть - 2,6 мг-екв./100 г.
У польових дослiдах закладено три дослiднi длянки. На першiй посiви гiбридiв обробляли в перiоди 3-5 лист-
юв та 7-9 листав 0,01% pозчином Zn(NO3)2, на ^yriM -0,02% pозчином Zn(NO3)2. У конгpолi pослини об^иску-вали дистильованою водою. Длянки мали пpостоpовy iзоляцiю, що запобиала випaдковомy занесению pозчинiв (за умов об^ис^ваим) вiтpом на eкспepимeнгaльнi дшянки. У pослин на дослiдииx ^Lnrnrax визначали кшь-кiсть зepeн, довжину та дiaмeIp кaчaнiв pослин дослвджу-вaниx гiбpидiв, яю обpобляли 0,01% pозчином нiтpaIy цинку. Уpожaйнiсть визначали методом пiдpaxyнкy та зважу-вання з кожно1 д||лянки окpeмо.
Для визначення суми xлоpофiлy пpоводили eкстpaк-цш пiгмeнтiв спиpтовим pозчинником. Kiлькiсть xлоpо-фшу в лисп визначали фотоeлeктpокaлоpимeтpично (Nikolaychuk et al., 2012). Результата досладжень обpобля-ли статистично за допомогою комп'ютepноï пpогpaми Statistica 6.0. Для поpiвняння вибipок застосовано одио-фaктоpний диспepсiйний аналз, пpи цьому pозбiжиостi м1ж значеннями xapaктepистик вважали достовipними за Р < 0,05. У таблиц та на ^aTpaHax наведено сepeдиi apифмeтичнi значення та ïx стaидapтнi по^бки (SE).
Результата та ïx обговорення
Юльюсть xлоpофiлy обpоблeниx гiбpидiв зpостaлa поpiвняно з конгpольним зpaзком (рис. 1). Зо^ема, гiбpид Достаток 300 MB виявив збiльшeння вмюту xлоpофiлy на 0,17 мг у пpоpощeниx на 0,02% pозчинi нiтpaтy цинку, поpiвняно з конIpолeм, i на 0,7 мг бшьше пpоpощeниx на 0,01%. Гiбpид ДДС 4 - на 0,24 мг збшьшив вмкт xлоpофiлy у пpоpощeниx pослин на 0,01% pозчинi та на 0,01 мг - на 0,02%. Щ дaиi узгод-жуються з1 збiльшeниям вмюту xлоpофiлy за впливу цинку, виявленого Gitelson and Merzlyak (1997). Цинк також впливае на кшьюсть пiгмeитiв, що бepyть участь у всix фiзiологiчниx пpоцeсax pослини (Genc et al., 2006).
Гiбpид Пepeяслaвський 230 CB, пpоpощeний на 0,02% pозчинi, показав ^ащ peзyльтaти поpiвияно з контролем на 0,5 мг. Гiбpид ДОС 1, пpоpощeний на 0,01% pозчинi нiтpaтy цинку, збшьшив на 0,45 мг показ-ники вмкту xлоpофiлy (pис. 1). Гiбpид ДОС 2 пдвищив вмют головного фотосиитетичного пименту на 0,10 та 0,02 мг за умов пpоpощeння на 0,01% та 0,02% pозчинi, вщповщно. У гiбpидi ДОС 3 збшьшився вмют xлоpофiлy на 0,02 мг поpiвняно з контpолeм (pис. 2).
У пpоpосткax гiбpидy ДОС 5, вщющент на 0,01% pозчинi, вмют xлоpофiлy збшьшився на 0,09 мг, а в pос-линax, пpоpощeниx на 0,02% pозчинi - на 0,06 мг фис. 3). Biдповiдно, в pослинax гiбpидiв ДKC 6 та £вpa-лю peестpyвaли збiльшeння показникш на 0,52 та 0,77 мг поpiвняно з контролем. На основ! отpимaниx peзyльтaтiв можемо ствepджyвaти, що гiбpиди, пpоpощeнi у 0,01% та 0,02% pозчинax нiтpaтy цинку, накопичують бiльшe xлоpофiлy поpiвняно з кон^олем. За позaкоpeнeвого пiдживлeння дев'ять дослiджyвaниx гiбpидiв кyкypyдзи 0,01% та 0,02% pозчином нiтpaтy цинку вмют xлоpофiлy також збшьшився поpiвияно з pослинaми в кон^от (pис. 3). Hami дослади узгоджуються з пpaцeю Potarzycki (2010), в якш показано, що щдживлення pослин нира-том цинку дозволяе зменшувати кшькють aзотниx доб-pив, внeсeниx у гpyнт. У гiбpидy Gвpaлiс спостepiгaли збiльшeння кшькосп нaсiнин у сepeдньомy на 60
поpiвняно з контpолeм. У гiбpидy Достаток 300 MB по-лшшення пpодyктивностi не виявили (можливо, для пб-pидy з ФАО 300 тип ктмату та Ipyнтy не був оптималь-ним, оскшьки вш добpe pостe у стeповiй та люостеповш зонax). Bидilляють гpyпи стиглосп гiбpидiв кyкypyдзи, що piзняться залежно в|д клiмaтичниx умов (табл. 1). У Hi-мeччинi, нaпpиклaд, pозpiзняють чотиpи гpyпи стиглосп, в Роси - шють, в Укpaïиi - п'ять (Diter, 2012).
liiiiiii
ай н fl я ^ И Ч> Q y ri fi ri n n г-. 0
SSSSSSS&I
H ПЧЕЛ гюрпду
Рис. 1. Вм1ст суми хлорофшу дослвджуваних мбридш:
6rn стовпчики - кошроль, dpi - пpоpощeнi на 0,01% водному pозчинi Zn(NO3)2; * - P < 0,05 ж^вняно з контролем; n = 3; вepтикaльною лiнiею позначено SE
Рис. 2. Вм1ст суми хлороф1лв дослвджуваних мбридш:
6rn ствпчики - кошроль, dpi - пpоpощeнi на 0,02%
водному pозчинi Zn(NO3)2; * - P < 0,05 ж^вняно з кошролем; n = 3; вepтикaльною лiнiею позначено SE
У гiбpидiв ДKC 1 (ФАО 430) сepeдньоmзньоï гpyпи стиглосп та сepeдньостигломy ДОС 2, незначне полш-шення peзyльтaтiв закладання зepeн та pостy pослин (табл. 2). Haтомiсть paнньостиглий ДОС 5 (ФАО 270) не збшьшив щ показники поpiвняно з контролем.
Maючи тpивaлий вeгeтaцiйний пepiод, кyкypyдзa засвоюе поживи peчовини до початку восково1 стиглосп зepнa й y^pK^ багато вегетативно1 маси. У ^слин пб-pидiв, як! пiдживлквaлися pозчинaми нiтpaтy цинку слаб-киx концентраци, спостepiгaеться полiпшeння мшносп стебла, кольоpy (у пiдживлeниx гiбpидiв вш бшьш наси-чений), кшькосп та ваги зepeн у качаш, а також довжини та дiaмeтpa качана. У ri6pH,ny Пepeяслaвський 230 CB сepeдньоpaнньоï гpyпи стиглосп (ФАО 230) спостepiгaли збiльшeння кшькосп нaсiнин (табл. 2). У контрол отри-мали 29-31 зepнинy в pядi, качан довжиною в сepeдньомy 178-180 мм. Це пов'язано з тим, що пpоpостaння нaсiння,
обробленого цинком, включае шщащю низки метабо-лчних процес1в i супроводжуеться щдвищенням актив-носп дихання тканин (Aief, 2012; Buchanan et al., 2015).
В оброблених рослин було у середньому 33-35 зернин у ряда, 470 - у качат. Ефект цинку, який застосовували методом обприскування листюв, полягав у збiльшеннi
Розподт пбри.мв по трупах ст
закладання зерен, розмр1в качана та висоти оброблених рослин. Зокрема, рослини середньостиглого пбриду Gвралiс, вирощенi за щдживлення 0,02% водним розчи-ном нгграту цинку, дали прирiст кшькосп насшин на 24% (табл. 2). Наш дат узгоджуються з результатами Khan et al. (2005) та Gizebisz (2008).
Таблиця 1
лосп в Украш1 (за Diter, 2012)
Вимоги до температурного режиму Група стиглосп
раннъостиглi середньорант середньостигт середньошзт тзньостигт
Сума активних температур, °С 2200 2400 2600 2800 3000
Сума ефективних температур, °С 900-1000 1100 1150 1200 1300
у тому чист вщ сходв до викидання волот! 400 450 500 550 600
вщ викидання волот! до восково! стиглосп 400 450 500 550 600
Вегетацшний перiод, д1б 90-105 105-115 115-120 120-130 135-140
К1льк1стъ листя, штук 12-14 14-16 17-18 19-20 21-23
Число FAO 100-200 201-300 301-400 401-500 501-600
Таблиця 2
Характеристика качанш кукурудзи р1зних труп стиглост1, тдживлених водними розчинами штрату цинку (n = 100, SE)
Назва пбридав Група стиглосп Варiанги дослщу Кiлъкiсть зернин у качан! Висота кр1плення, см Довжина качана, см Дiаметр качана, см
ДКС 1 середньотзня контроль 583 ± 8,6 100,6 ± 3,3 20,6 ± 1,1 4,8 ± 0,2
Zn(NO3b , 0,01% 702 ± 7,4* 102,4 ± 3,5 25,4 ± 1,3* 5,1 ± 0,2*
Zn(NO3)2 , 0,02% 710 ± 12,7* 115,1 ± 4,3* 27,2 ± 1,3* 5,5 ± 0,4*
ДКС 2 середньостигла контроль 582 ± 7,8 83,2 ± 2,8 18,9 ± 0,9 4,6 ± 0,2
Zn(NO3)2 , 0,01% 600 ± 9,4 99,7 ± 3,2* 25,1 ± 1,4* 5,6 ± 0,4*
Zn(NO3)2 , 0,02% 615 ± 10,2* 95,2 ± 2,1* 22,5 ± 1,9* 5,3 ± 0,3
ДКС 3 середньостигла контроль 604 ± 5,9 91,4 ± 1,7 19,3 ± 1,2 4,9 ± 0,2
Zn(NO3b , 0,01% 625 ± 7,8* 115,9 ± 3,4* 20,7 ± 1,3 5,8 ± 0,6*
Zn(NO3)j , 0,02% 630 ± 8,3* 107,7 ± 1,9* 27,3 ± 1,9* 5,3 ± 0,4
ДКС 4 середньорання контроль 598 ± 3,8 100,5 ± 1,2 21,4 ± 1,1 4,1 ± 0,1
Zn(NO3)j , 0,01% 620 ± 7,9* 113,9 ± 1,8* 30,1 ± 1,9* 4,6 ± 0,3
Zn(NO3b , 0,02% 632 ± 8,6* 108,6 ± 4,7* 26,2 ± 0,5 5,5 ± 0,3*
ДКС 5 ранньостигла контроль 470 ± 3,8 98,4 ± 1,3 22,8 ± 1,2 3,9 ± 0,1
Zn(NO3)j , 0,01% 490 ± 5,7* 104,1 ± 1,5 24,6 ± 1,6* 4,3 ± 0,2
Zn(NO3)j , 0,02% 482 ± 4,2* 110,2 ± 1,6* 28,4 ± 1,7* 4,7 ± 0,3*
ДКС 6 середньорання контроль 400 ± 3,4 96,7 ± 1,2 18,3 ± 1,4 3,9 ± 0,2
Zn(NO3b , 0,01% 418 ± 5,6* 105,8 ± 1,7 25,7 ± 1,9* 4,2 ± 0,3
Zn(NO3)j , 0,02% 425 ± 7,1* 113,6 ± 1,9* 27,3 ± 1,3 4,8 ± 0,4*
230 СВ середньорання контроль 470 ± 6,4 85,3 ± 0,9 17,2 ± 0,7 3,2 ± 0,1
Zn(NO3)j , 0,01% 485 ± 7,7* 93,5 ± 1,1* 19,1 ± 0,9 3,5 ± 0,1
Zn(NO3b , 0,02% 482 ± 6,3 90,4 ± 0,9 21,8 ± 1,4* 3,9 ± 0,2*
300 МВ середньостигла контроль 355 ± 3,2 75,7 ± 0,5 14,6 ± 1,3 3,5 ± 0,2
Zn(NO3)j , 0,01% 369 ± 4,7* 87,8 ± 0,7* 18,2 ± 1,5* 4,1 ± 0,2
Zn(NO3)j , 0,02% 365 ± 4,6 85,2 ± 0,9 17,8 ± 0,8 4,6 ± 0,3*
Gвралiс середньорання контроль 334 ± 4,1 80,4 ± 0,8 16,1 ± 0,7 4,2 ± 0,2
Zn(NO3b , 0,01% 380 ± 5,8 108,5 ± 1,7* 23,9 ± 1,4* 4,9 ± 0,3
Zn(NO3)j , 0,02% 395 ± 8,1* 105,3 ± 1,6 20,4 ± 1,3 5,3 ± 0,4*
Примтка: * - рiзниця поршняно з контролем достжрна за Р < 0,05.
На основi отриманих результата можемо стверджува-ти, що щдживлення цинковими добривами добре позна-чаеться на продуктивное! бшьшосп дослвджуваних пб-рищв. Зокрема, у йбриду Gвралiс реестрували збшьшення кшькосп зернин у качат на 30% пор1вняно з контролем. Маса 1 000 насшин у його рослин, яш були пiдживленi 0,01% водним розчином нiтрату цинку, була на 16% ви-щою, а у рослин йбрищв ДКС 1, ДКС 2, ДКС 3, ДКС 4, ДКС 5, ДКС 6, 230 СВ та 300 МВ на 4, 17, 13, 28, 14, 7, 23 та 25% вищою пор1вняно з контролем (рис. 4). На до-слщнш дшянщ у йбрищв Gвралiс та пбрищв групи ДКС
р!зно! стиглост1 спостерцали збшьшення кшькосп зернин у середньому в 95% випадов. Спостерirали також прирiст ваги врожаю. Найвищу врожайнсть генетично закладено у середньопiзнiх та газнюстиглих пбрищв. Проте для нашого региону найкращ1 результати показують середньо-раннi та ранньостиrлi пбриди. Наприклад, середньостиг-лий гибрид ДКС 2 за позакореневого щдживлення нiтратом цинку 0,02% дае приркт ваги 1 000 насшин на 23% (рис. 4). Це пов'язано з грунтово-ктматичними особливостями Закарпаття (пiзньостиглi пбриди в нас не дозрiвають).
BbiicT хторофшу в лштках. ыг
Рис. 3. Вм1ст \лорофiлу в листках гiбридiв, пророщених на розчин1 штрату цинку 0,01% та 0,02% концентраци та в контрол1: * - P < 0,05 пор!вняно з контролем; n = 3; вертикальною лшею позначено SE
Нгввапбрпдав
Рис. 4. Маса 1 000 зернин пбридш i3 д1лянок, тдживлених водними розчинами Zn(NO3)2 0,01% та 0,02% концентраци та в контроле * - P < 0,05 пор!вняно з контролем; n = 3; вертикальною лшею позначено SE
Нестача цинку спричинюе зменшення продуктивнос-п та якосп врожаю. Оптимальне шдживлення цинком дае збiльшення врожа!в (Mousavi et al., 2007; Efe and Yarpuz, 2011; Yanfang et al., 2014). На основ! дослвджень можемо рекомендувати господарствам застосовувати водн розчини 0,01% та 0,02% штрату цинку для передпосшного замочування та як фол!арн добрива для полшшення продуктивносп кукурудзи.
Висновки
За позакореневого щдживлення дев'яти дослвджува-них пбридш кукурудзи 0,01% та 0,02% розчином ттрату цинку вм1ст хлорофшу збшьшився поршняно з контролем. Замочування насшня розчином ттрату цинку включае шщащю низки метаболчних процесш у рослин. Тому щдживлення цинковими добривами добре познача-еться на продуктивносп бшьшосп взятих пбридав. На основ! дослвджень можемо рекомендувати господарствам застосовувати водн розчини 0,01% та 0,02% ттрату цинку для передпоавного замочування та як фоларн добрива для полшшення продуктивносп кукурудзи.
Б1блюграф1чт посилання
Allen, J.F., Forsberg, J., 2001. Molecular recognition in thyla-koid structure and function. Trends Plant Sci. 6, 317-326.
Andeyev, I.O., Spiridonova, K.V., Maydanyuk, D.M., Kunakh, V.A., 2009. Henetychni efekty kul'tyvuvannya in vitro tkanyn kukurudzy [Genetic effects of tissue culture on maize]. Fizi-olohya i Biokhimiya Kul'turnykh Roslyn 41(6), 487-495.
Aref, F., 2012. Effect of different zinc and boron application methods on leaf nitrogen, phosphorus and potassium concentrations in maize grown on zinc and boron deficient calcareous soils. J. Soil Nature 6(1), 1-10.
Baker, A.J.M., 1981. Accumulators and excluders strategies in the response of plants to heavy metals. J. Plant Nutr. 3, 643-654.
Banziger, M., Long, J., 2000. The potential for increasing the iron and zinc density of maize through plant-breeding. Food Nutr. Bull. 21, 397-400.
Becker, W.M., 1986. The world of the cell. Benjamin/ Cum-mings, Menlo Park, CA.
Bessonova, V.P., 1992. Vlijanie tjazhelyh metallov na antioksi-dantnuju sistemu kletok list'ev chiny dushistoj [Influence of heavy metals on antioxidant system of leaves cells of Lathy-rus odoratus L.]. Fiziologija i Biohimija Kul'turnykh Ras-tenij 24(2), 147-151 (in Russian).
Bessonova, V.P., 1999. Citofiziologicheskie jeffekty voz-dejstvija tjazhelyh metallov na rost i razvitie rastenij [Cyto-physiological effects of heavy metals on the growth and development of plants]. ZDU, Zaporozh'e (in Russian).
Bessonova, V.P., 2006. Praktykum z fiziologiji roslyn [Practical work on plant physiology]. Svidler, Dnipropetrovsk (in Ukrainian).
Bessonova, V.P., 2006. Vlijanie tjazhelyh metallov na fotosintez rastenij [Influence of heavy metals on the photosynthesis of plants]. DDAU, Dnipropetrovsk (in Russian).
Boochs, F., Kupefer, G., Dockter, K., Kubauch, W., 1990. Shape of the red edge as vitality indicator for plants. Int. J. Remote Sens. 11, 1741-1753.
Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L., 2015. Biochemistry and molecular biology of plants. Wiley, Oxford.
Chandler, R.E., Scott, E.M., 2011. Statistical methods for trend detection and analysis in the environmental sciences (statistics in practice). John Wiley and Sons, New York.
Chen, X.P, Cui, Z.L., Vitousek, P.M., Cassman, K.G., Matson, P.A., Bai, J.S, Meng, Q.F., Hou, P., Yue, S.C., Romheld, V., Zhang, F.S., 2011. Integrated soil-crop system management for food security. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 6399-6404.
Ciganda, V., Gitelson, A.A., Schepers, J.S., 2009. Nondestructive determination of corn leaf canopy chlorophyll content. J. Plant Physiol. 166, 157-167.
Diter, S., 2012. Kukurudza. Vy'roshhuvannya, zberigannya ta vy'kory'stannya [Corn. Growing, harvesting, storage and use] Knyga. Kyiv (in Ukrainian).
Dobermann, A., Cassman, K.G., 2002. Plant nutrient management for enhanced productivity in intensive grain production systems of the United States and Asia. Plant Soil 247, 153-175.
Eshhenko, V.O., Kopitka, P.G., Oprishko, V.P., Kostogriz, P.V., 2005. Osnovi naukovih doslidzhen' v agronomiji [Basic research in agronomy]. Dija, Kyiv (in Ukrainian).
Fageria, N.K., Barbosa, M.P., Santos, A.B., 2008. Growth and zinc uptake and use efficiency in food crops. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 39, 2258-2269.
Feil, B., Moser, S.B., Jampatong, S., Stamp, P., 2005. Mineral composition of the grains of tropical maize varieties as affected by pre-anthesis drought and rate of nitrogen fertilization. Crop Sci. 45, 516-523.
Gitelson, A.A., Merzlyak, M.N., 1997. Remote estimation of chlorophyll content in higher plant leaves. Int. J. Remote Sens. 18, 2691-2697.
Grzebisz, W., 2008. Effect of zinc foliar application at an early stage of maize growth on patterns of nutrients and dry matter accumulation by the canopy. Part 2. Nitrogen uptake and dry mattern accumulation patterns. J. Elementol. 13, 17-39.
Hall, J.L., Williams, L.E., 2003. Transition metal transporters in plants. J. Exp. Bot. 393, 2601-2613.
Hrozdinskij, D.M., 2013. Adaptyvna strategija fiziolohichnich procesiv roslin [Adaptive strategy physiological processes of plants]. Naukova Dumka, Kyiv (in Ukrainian).
Hural'chuk, Z.Z., 2006. Fitotoksychnist' vazhkykh metaliv ta sti-ykist' roslyn do yikh diyi [Phytotoxicity of heavy metals and plant resistance to their action]. Logos, Kyiv (in Ukrainian).
Jakubekova, M., Pretova, A., Obert, B., 2011. Somatic embryogenesis and plant regeneration from immature embryo induced callus of maize (Zea mays L.). J. Microbiol. Biotech-nol. Food Sci. 1(4), 478-487.
Khan, M.A., Abid, M., Hussain, N., Massood, M.U., 2005. Effect of phosphorous levels on growth and yield of maize (Zea mays L.) cultivars under saline conditions. Int. J. Agric. Biol. 3, 511-514.
Khan, M.A., Fuller, M.P., Baluch, F.S., 2008. Effect of soil applied zinc sulphate on wheat (Triticum aestivum L.) grown on a calcareous soil in Pakistan. Cereal Res. Commun. 36, 571-582.
Kosakivs'ka, I.V., 2003. Fisiologo-biochimicyni osnovy adap-taciji roslyn do stresiv [Physiological and biochemical bases of plant adaptation to stress]. Stal, Kyiv (in Ukrainian).
Kots, S.J., Peterson, N.V., 2005. Mineralni elementy i dobryva v zhyvlenni roslyn [Mineral elements and fertilizers in plant nutrition]. Logos, Kyiv (in Ukrainian).
Mehdi, S.S., Husain, B., Singh, L., 2012. Influence of seed rate, nitrogen and zinc on fodder maize (Zea mays) in temperate conditions of western Himalayas. Indian J. Agron. 57(1), 85-88.
Mel'nychuk, D., Hofman, D., Horodn'oho, M., 2004. Yakist' grun-tu ta suchasni stratehiyi udobrennya [Soil quality and modern strategies of fertilization]. Aristey, Kyiv (in Ukrainian).
Mitchell, C.D., Fretz, T.A., 1977. Cadmium and zinc toxicity in white pine, red malp and norway spruce. Soc. Hort. Sci. 102, 25-42.
Mousavi, S.R., Galavi, M., Ahmadvand, G., 2007. Effect of zinc and manganese foliar application on yield, quality and enrichment on potato (Solanum tuberosum L.). Asian J. Plant Sci. 6, 1256-1260.
Musienko, M.M., 2005. Fiziologija roslyn [Plant Physiology]. Libid', Kyiv (in Ukrainian).
Nelson, N., Ben-Shem, A., 2004, The complex architecture of oxygenic photosynthesis. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 5, 971-982.
Nikolaychuk, V.I., Belchgazi, V.J., Vakerych, M.M., Kolesnic, A.V., Kichko, K.M., 2012. Fiziologija roslyn. Malyj practy-cum [Plant Physiology. Small Workshop]. Hoverla, Uzhgorod (in Ukrainian).
Nolan, A.L., Zhang, M.J., McLaughlin, H.J., 2005. Prediction of zinc, cadmium, lead, and copper availability to wheat in contaminated soils using chemical speciation, diffusive gradients in thin films, extraction, and isotopic dilution techniques. Environ. Qual. 34, 496-507.
Nuss, E.T., Tanumihardjo, S.A., 2010. Maize: A paramount staple crop in the context of global nutrition. Compr. Rev. Food Sci. F 9(4), 417-436.
Pardo, J.M., Cubero, B., Leidi, E.O., Quintero, F.J., 2006. Alkali cation exchangers: Roles in cellular homeostasis and stress tolerance. J. Exp. Bot. 57, 1181-1199.
Piekielek, W.P., Fox, R.H., 1992. Use of a chlorophyll meter to predict sidedress N requirements for maize. Agron. J. 84, 59-65.
Potarzycki, J., 2010. The impact of fertilization systems on zinc management by grain maize. Fertilizers Fertilization 39, 78-89.
Schepers, J.S., Blackmer, T.M., Francis, D.D., 1992. Predicting N fertilizer needs for corn in humid regions: Using chlorophyll meters. In: Bock, B.R., Kelley, K.R. (eds.) Predicting N fertilizer needs for corn in humid regions. Bull. Y-226. National Fertilizer and Environmental Research Center; Muscle Shoals, AL, USA. P. 105-114.
Setiyono, T.D., Walters, D.T., Cassman, K.G., Witt, C., Dobermann, A., 2010. Estimating maize nutrient uptake requirements. Field Crops Res. 118, 158-168.
Shiferaw, B., Prasanna, B., Hellin, J., Banziger, M., 2011. Crops that feed the world 6. Past successes and future challenges to the role played by maize in global food security. Food Sec. 3, 307-327.
Tarcevskij, I.A., 1993. Katabolizm i stres u roslin [Catabolism and stress in plants]. Nauka, Moscow (in Russian).
Thomas, J.R., Gausman, H.W., 1977. Leaf reflectance versus leaf chlorophyll and carotenoid concentrations for eight crops. Agron. 69, 799-802.
Vlasenko, M.J., Vemiljanova-Zernova, L.D., Mackevich, V.V., 2006. Fiziologija roslin z osnovami biotehnologiji [Plant physiology basics of biotechnology]. Bila Tcerkva (in Ukrainian).
Xue, Y., Yue, S., Zhang, W., Liu, D., Cui, Z., Chen, X., Ye, Y., Zou, C., 2014. Zinc, iron, manganese and copper uptake requirement in response to nitrogen supply and the increased grain yield of summer maize. PLoS ONE 9(4), e93895.
Hadiumna do редкonегii 29.07.2016
